МІНІСТЕРСТВО ВИЩОЇ І ОСВІТИ РФ
МОСКОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ПРИЛАДОБУДУВАННЯ І ІНФОРМАТИКИ
кафедра БФ2
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни Технологія криогенного і спеціального машинобудування
Студент Кудряшов Д. В.
група 9541д БФ-2
шифр 94711
Викладач Комаров В.В.
МОСКВА
1999
1. Механічна обробка валу.
1.1. Вихідні дані та службове призначення.
Габаритні розміри валу:
діаметр - 90 мм
довжина - 638 мм
Матеріал - 40ХН2МА
Заготівля - прокат
Вал-шестерня є однією з основних деталей редуктора, служить для передачі великого крутного моменту, зниження швидкості обертання проміжного чи вихідного валу.
1.2. Вибір заготовки та опис конструкції валу.
Вал складається з циліндричної частини, двох торців з центровими отворами (один торець з двома шпонкові пазами) і ділянки з нарізаними зубами косозубой передачі. Шорсткість валу Rа = 1,6 мкм. Шорсткість поверхні вала під підшипники Rа = 0,4 мкм. Твердість валу повинна бути не менше 28 ... 32 HRC. Вага готового вала-шестерні становить 13,4 кг.
Деталь валу має конструкцію, яку треба визнати технологічною, тому що задовольняє 89% вимог при відпрацюванні конструкції на технологічність.
Розрахуємо такт виробництва:
Тпр = Fд / N, де
F - річний фонд часу;
N - річний обсяг випуску деталі.
Тпр = 3945 / 20000 = 0,20 год / шт. - Великосерійне виробництво.
1.4. Вибір баз.
При обробці вала необхідно провести операції: токарну і фрезерну. Токарна операція проводиться за один установ при виборі установки в трикулачні самоцентруються патрон з використанням жорсткого центру.
1.4.1. Складання маршрутної технології обробки.
Зміст маршрутної технології процесу обробки див. у Додатку.
1.5. Розрахунок припусків на обробку.
Маршрут обробки поверхні Æ 55 f7 | Елементи припуску мкм | Розрахункові величини | Допуск на ви-няемого розміри, мкм | Прийняті розміри по переходах, мм | Граничний припуск | ||||||||||
Rz | h | D å | e | приспів-ска zi, мкм | min діаметр, мм | випро-ньшій | най-льший | Zmax | Zmin | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||
Прокат | 160 | 250 | 2500 | - | 61,472 | 2000 | 61 | 63 | - | - | |||||
Точіння: Черновое | 50 | 50 | 150 | 0 | 5820 | 55,652 | 400 | 55,7 | 56,1 | 6,9 | 5,3 | ||||
Чистове | 25 | 25 | 6 | 0 | 500 | 55,152 | 200 | 55,15 | 55,35 | 0,75 | 0,55 | ||||
Шліфування Черновое | 10 | 20 | 0 | 0 | 112 | 55,04 | 60 | 55,04 | 55,1 | 0,25 | 0,11 | ||||
Остаточне | - | - | - | - | 60 | 54,98 | 20 | 54,98 | 55 | 0,1 | 0,06 | ||||
Сумарне відхилення розташування при обробці сортового прокату круглого перерізу (валик) у центрах:
, Де
D å до - загальне відхилення осі від прямолінійності;
D у - зміщення осі заготовки в результаті похибки центрування;
, Де
Т - допуск на діаметральний розмір бази заготівлі, використаної при центруванні, мм.
D å к = D к * Lк = 0,12 * 449 = 54 мкм
Lк = l1 + l2 = 449 мм
Черновое обточування.
D черн .= Кт * D å = 0,06 * 2500 = 150 мкм, де
Кт - коефіцієнт уточнення (0,06).
D чистий .= 0,04 * 150 = 6 мкм
Розрахунок мінімальних припусків на діаметральні розміри для кожного переходу.
2Zmin = 2 (160 +250 +2500) = 5820 мкм
2Zmin = 2 (50 +50 +150) = 500 мкм
2Zmin = 2 (25 +25 +6) = 112 мкм
2Zmin = 2 (10 +20) = 60 мкм
Розрахунок найменших розмірів з технологічних переходах виробляємо складаючи найменші граничні розміри відповідні попереднього технологічного переходу з величиною припуску на виконується перехід.
54,98 +0,06 = 55,04
55,04 +0,112 = 55,152
55,152 +0,5 = 55,652
55,652 +5,82 = 61,472
Визначаємо найбільший граничний розмір.
54,98 +0,02 = 55
55,04 +0,06 = 55,1
55,15 +0,20 = 55,35
55,7 +0,4 = 56,1
61 +2 = 63
Розрахунок фактичних максимальних і мінімальних припусків по переходах виробляємо, віднімаючи відповідне значення найбільших і найменших граничних розмірів відповідних виконуваному і попередньому технологічному переходу.
Максимальні припуски:
55,1-55 = 0,1
55,35-55,1 = 0,25
56,1-55,35 = 0,75
63-56,1 = 6,9
Мінімальні припуски:
55,04-54,98 = 0,06
55,15-55,04 = 0,11
55,7-55,15 = 0,55
61-55,7 = 5,3
Z0max = 0,1 +0,25 +0,75 +6,9 = 8 мм
Z0min = 0,06 +0,11 +0,55 +5,3 = 6,02 мм
Перевірка.
Zобщ.мах - Zобщ.min = Тз-Тд
8-6,02 = 2-0,02
1,98 = 1,98,
розрахунок виконано вірно.
1.6. Проектування операційної технології процесу обробки валу.
Розроблюваний технологічний процес повинен забезпечити підвищену продуктивність праці і якість сталі, скорочення трудових і матеріальних витрат на його реалізацію.
Заготівля валу обрана з прутка з метою економії матеріалу. Штучний час обробки валу можна зменшити за рахунок скорочення допоміжного часу, для цього застосуємо верстат з ЧПК 16К20Ф3.
1.7. Вибір обладнання, технологічної оснастки і засобів контролю.
Застосування верстатів з ЧПК істотно зменшує допоміжне і основний час на обробку вала в порівнянні з універсальними верстатами, враховуючи меншу кількість установок у пристосуванні при фрезеруванні пазів і зубів.
1.7.1. Верстати.
Токарно-гвинторізний верстат з ЧПУ 16К20Ф3.
Зубофрезерний напівавтомат 53А50.
1.7.2. Допоміжне обладнання.
1) Слюсарний інструмент:
Напилок ГОСТ 1465-80
2) Ріжучий інструмент:
Різець 2103-0075 ГОСТ 18879-73
Різець 2141-0014 ГОСТ 18883-73
Різець 2130-0005 ГОСТ 18884-73
Свердло центр. Æ 6,3 2317-0006 ГОСТ 14952-75
Свердло Æ 3,9 2301-0030 ГОСТ 10902-77
Свердло Æ 14,5 2301-0048 ГОСТ 10903-77
Розгортка 2361-0052 ГОСТ 1672-80
Мітчик 2621-1611 ГОСТ 3266-81
Шліфувальний коло ГОСТ 2424-83
Шліфувальний коло ГЕМ ГОСТ 4381-80
Фреза Æ 125 2214-0003 ГОСТ 24359-80
Фреза Æ 6 2234-0355 ГОСТ 9140-78
3) Верстатне пристосування:
Планшайба повідкові
Хомутик
Центру
Призми
4) Вимірювальний інструмент:
Штангенциркуль I 125-0,1 ГОСТ 166-80
Штангенциркуль II 160-0,05 ГОСТ 166-80
Штангенциркуль III-250-800-0, 1 ГОСТ 166-80
Пробка різьбова М16х1 ,5-7Н 8221-3068 ГОСТ 17758-72
Калібр-кільце 1:10 ік 9585; 1:10 ік 9366
Калібр на симетричність шпонкових пазів ІК 11127
Скоба індикаторна ік 8291А; ік 5699
Штатив ГОСТ 10197-70
Кінцеві міри довжини ГОСТ 9038-83
Індикатор ич ГОСТ 577-68
Зразки шорсткості ГОСТ 9378-75
Нутромір 50-100 ГОСТ 868-82
Мікрометр мк 0-25 ГОСТ 6507-78
Мікрометр мк 50-75 ГОСТ 6507-78
Мікрометр мк 75-100 ГОСТ 6507-78
Мікрометр мр 50-0,002 ГОСТ 4381-80
Мікрометр мр 100-0,002 ГОСТ 4381-80
1.8. Розрахунок режимів різання.
Матеріал валу - сталь 40ХН2МА.
d в = 850 МПа
Точити поверхня вала Æ 55 f7.
Оскільки Ra = 1,6 мкм, то t = 0,2 мм (див. [4], стор 142).
Подача SI = 0,165 мм / об, але оскільки Ra = 1,6, то радіус при вершині різця r = 1,0 мм.
Для сталі d в = 850 МПа S = 0.45 * SI = 0,074 мм / об
Знаходимо швидкість різання за формулою:
(М / хв), де
Cv; m, x, y - коефіцієнт і показники ступеня у формулі швидкості різання при обробці;
Т - середнє значення стійкості (30 - 60 хв);
t - глибина різання;
S - подача;
Кv - коефіцієнт є твором коефіцієнтів.
Кv = Кмv * Кіv * Кпv
Кv = 1 * 1 * 1 = 1
, Де
Сv = 350;
Х = 0,15;
У = 0,35;
m = 0,2.
Знаходимо частоту обертання:
.
Розрахунок точності контрольного пристосування.
Схема контрольного пристосування для вимірювання точності зубчастого профілю представлена на рис. 1.3.
Похибка вимірювання буде залежати від похибки (биття) ділильної окружності профілю:
D Д.О. = 0,009 мм.
Також похибка буде виникати від зсуву осі важеля при посадці з зазором в отвір Æ 4Н6:
D р = 0,021 мм.
Схема контрольного пристосування.
Рис. 1.3.
Визначимо сумарну похибку вимірювання на контрольному пристосуванні:
D торб = Ö D д.о.2 + D р2
D сум. ізм. = Ö 0,0092 + 0,0212 = 0,023 мм.
Похибка вимірювання повинна становити 25 - 50% від поля допуску на контрольований розмір:
D пр = 0,05 мм,
D сум. ізм. <D пр
0,023 <0,05, умова виконана, розрахунок проведений вірно.
1.10. Нормування технологічного процесу.
Технологічне нормування - встановлення технічно обгрунтованих норм витрат виробничих ресурсів (ГОСТ 3.1109 - 82). Під ресурсами розуміються енергія, матеріали, інструмент, робочий час і ін Особливо важливим завданням, розв'язуваної проектуванням технологічних процесів, є завдання технічного нормування допоміжного часі, тобто нормування праці.
Норма штучного часу - це норма часу виконання обсягу роботи, що дорівнює одиниці нормування.
Твсп = Те + Тв + Тобс + Тотд = Топ + Тобс + Тотд
, Де
К - відсоток оперативного часу на обслуговування робочого місця і на відпочинок.
Найменування | Тшт, хв |
1 | 2 |
Операція 105 дробеструйная | |
Видалити корозію, окалину | 0,4 |
Операція 110 розмітки | |
Розмітити торці в розмір 642 | 0,15 |
Операція 115 фрезерно-цент-ровальная | |
Встановити заготовку у приз-ми, вивірити, закріпити Фрезерувати торець по розмітці Центрованим торець Повернути стіл Фрезерувати торець по розмітці Центрованим торець | 0,25 0,15 0,10 0,05 0,15 0,10 |
Операція 120 токарна | |
Встановити заготівлю в цент-ра, вивірити, закріпити. Точити Æ 58, витримуючи розмір 482 Притупити гострі крайки Точити Æ 94 Притупити гострі крайки Контрольна (перевірити раз-заходів і шорсткість) Контрольна (перевірити дета-ль ультразвуком) | 0,25 0,55 0,1 0,3 0,1 0,15 0,9 |
Операція 130 токарна | |
Встановити деталь у 3-х Кулач-ковий патрон, за Æ 94 пос-тавити люнет, закріпити Подрезатьторец в розмір 640 Центрованим торець Притупити гострі крайки Перевстановити деталь в кула-чки по Æ 94, по Æ 58 поставити люнет, закріпити Підрізати торець в розмір 638-0,8 1 | 0,25 0,1 0,1 0,1 0,25 0,1 2 |
Свердлити отвір Æ 14,43 +0,3 Розточити отв. Æ 16,6 +0,18 Розточити фаску під 60 ° Розточити фаску під 45 ° Нарізати різьбу М16х1 ,5-7Н Притупити гострі крайки Контрольна | 0,2 0,1 0,1 0,1 0,25 0,1 0,3 |
Операція 135 токарна | |
Встановити деталь у центри, закріпити Точити Æ 47,5 Точити Æ 32h6 Врізатися і обточити Æ 50,5 Точити Æ 55,5 Точити Æ 75h9 Точити Æ 70,5 Врізатися і обточити Æ 64-0,3 Точити Æ 65h9 Проточити профіль гребенів Точити конус 1:10 Притупити гострі крайки | 0,2 0,3 0,2 0,65 0,3 0,3 0,25 0,4 0,3 0,4 0,25 0,2 |
Операція 140 токарна | |
Точити Æ 90h9 Точити Æ 78 з 15 ° Врізатися, точити Æ 64-0,3 з 15 ° Точити Æ 73,96 поперед-но до Æ 74,5 Точити 2 фаски 1х45 ° Притупити гострі крайки Контрольна | 0,2 0,25 0,25 0,15 0,25 0,15 0,25 0,6 |
Операція 145 розмітки | |
Розмітити шпонкові пази | 0,15 |
Операція 150 фрезерна | |
Встановити деталь в дільник-ву голівку, піджати цент-ром, вивірити, закріпити Фрезерувати 2 паза | 0,2 0,3 |
Операція 155 слюсарна | |
Запиляти задирки і притому-пити гострі кромки по пазах 1 | 0,2 2 |
Контрольна | 0,2 |
Операція 160 шліфувальна | |
Встановити деталь в центрах, закріпити Шліфувати Æ 73,96 h6 Шліфувати Æ 50j6 і торці в розмір 80Н9 Шліфувати Æ 47f7 Шліфувати Æ 55f7 Шліфувати Æ 70S6 man "> Шліфувати конус 1:10 Встановити вал на ложемент Контрольна | 0,3 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 0,25 0,1 0,7 |
Операція 165 слюсарна | |
Маркувати зовнішній діа-метр зубчастого вінця Контрольна | 0,1 0,1 |
| E = "Times New Roman"> Операція 170 розмітки | |
Розмітити 2 отвори Æ 4Н7 | 0,1 |
Операція 175 свердлильна | |
Встановити деталь на призми, вивірити, закріпити Свердлити 2 отвори Æ 3,9 с пере-Встановити, вивірянням, кріпленням Розгорнути 2 отвори Æ 4Н7 з перевстановив Притупити гострі крайки в 2 отворах з перевстановив Контрольна | 0,2 0,3 0,3 0,3 0,15 |
Операція 180 зубофрезерний | |
Встановити деталь, закріпити Фрезерувати зуби начорно Фрезерувати зуби начисто Контрольна | 0,3 0,8 0,65 0,5 |
Операція 185 слюсарна | |
Притупити гострі крайки Контрольна | 0,4 0,2 |
Операція 190 шліфувальна | |
Встановити деталь у центри, закріпити 1 | 0,2 2 |
Полірувати Æ 70jS6; Полірувати Æ 50jS6, торці в розмір 80Н9 Контрольна | 0,2 0,2 0,2 |
Операція 195 маркування | |
Маркувати позначення де-талі ударним способом Контрольна | 0,1 0,05 |
Операція 900 консервація | |
Змастити поліровані шийки мастилом, обернути дрантям | 0,3 |
Норма штучного часу
Тшт = 21,2 хв.
1.11. Складання маршрутної та операційної технологічної документації.
Розроблені технологічні процеси оформляються на відповідних технологічних документах.
Відповідно до ГОСТ 3.1109-82 у технологічній документації можуть бути застосовані наступні описи:
Маршрутне опис технологічного процесу (див. додаток).
Проводиться скорочений опис всіх технологічних операцій у маршрутній карті в послідовності їх виконання без вказівки переходів технологічних режимів. Зазвичай використовуються в одиничному, дрібно серійному і дослідному виробництві.
Операційний опис техпроцесу.
Повний опис з зазначенням переходів технологічних режимів.
Характерно для серійного, крупно серійного і масового виробництва.
Маршрутне - операційний опис технологічного процесу.
Список використаних джерел.
Грановський Г. І., Грановський В. Г. Різання металів: Підручник для машиностр. і приборостр. спец. вузів. - М.: Вищ. шк., 1985. - 304 с., Іл.
Обробка металів різанням. Довідник технолога. Вид. 3-тє, під ред. Г. А. Монахова. М., "Машинобудування", 1974.
Косилова А. Г., Мещеряков Р. До, Калінін М. А. Точність обробки, заготівлі та припуски в машинобудування. Довідник технолога. М., "Машинобудування", 1976. - 288 с.
Довідник технолога-машинобудівника. У 2-х т. Під ред. А. Г. Косилової і Р. К. Мещерякова. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Машинобудування, 1985. - 656 с., Іл.