Розробка технологічного процесу механічної обробки деталі Вал-шестерня

Міністерство освіти і науки РФ

Кафедра технології машинобудування

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсового проекту

з дисципліни: «технологія машинобудування»

Тема курсового проекту

Розробка технологічного процесу механічної

обробки деталі "Вал-шестерня»

Виконав: студент групи

Перевірив: викладач

Зміст

ВСТУП

1. ПРИЗНАЧЕННЯ ДЕТАЛІ ТА УМОВИ ЇЇ РОБОТИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРІАЛУ ДЕТАЛІ

2. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ

3. Аналіз типу виробництва

4. Проектування технологічного маршруту

5. ПІДБІР ОБЛАДНАННЯ

6. РОЗРАХУНОК ОПЕРАЦІЙНИХ РОЗМІРІВ

7. ПІДБІР ОСНАСТКА

8. Розрахунок режимів механообробки

9. Нормування операцій

Список використаної літератури

ВСТУП

Мета курсового проектування з технології машинобудування - навчиться правильно застосовувати теоретичні знання, отримані в процесі навчання, використовувати свій практичний досвід роботи на машинобудівних підприємствах для вирішення професійних технологічних і конструкторських завдань.

До заходів з розробки нових прогресивних технологічних процесів відноситься і автоматизація, на її основі проектується високопродуктивне технологічне обладнання, що здійснює робочі і допоміжні процеси без безпосередньої участі людини.

Відповідно до цього вирішуються такі завдання: розширення, поглиблення, систематизація та закріплення теоретичних знань і застосування їх для проектування прогресивних технологічних процесів складання виробів та виготовлення деталей, включаючи проектування засобів технологічного оснащення. Розвиток і закріплення навичок ведення самостійної творчої інженерної роботи. Оволодіння методикою теоретико-експериментальних досліджень технологічних процесів механоскладального виробництва.

У курсовому проекті повинна відображатися економія витрат праці, матеріалу, енергії. Вирішення цих питань можливе на основі найбільш повного використання можливостей прогресивного технологічного устаткування і оснащення, створення гнучких технологій.

1. ПРИЗНАЧЕННЯ ДЕТАЛІ ТА УМОВИ ЇЇ РОБОТИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ

Матеріалу деталі.

Вал-шестерня являє собою тіло обертання, розташовується в корпусі редуктора, працює в зачепленні з іншим зубчастим колесом з метою передачі крутного моменту від двигуна до приводів. Діаметри 25, служать для посадки підшипників.

Кінець валу на якому є шпонкові паз призначений для посадки зубчастого колеса.

Заготівля - прокат. Деталь виконується зі сталі 45Х ГОСТ 4543-71.

Хімічний склад

Механічні властивості:

Термообробка: температуру гарту-840 ^про, середа охолодження-масло; температуру відпустки-520 ^про, середа охолодження-вода або масло;

2. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ

Розміри деталі відповідають нормальному ряду чисел, допустимі відхилення розмірів відповідають СТ РЕВ 144 - 75. Деталь жорстка, має поверхні, задовольняють вимогам достатньої точності установки. Проставлення розмірів технологічна, тому що їх легко можна виміряти на обробних і контрольних операціях. При виготовленні деталі використовують нормалізовані вимірювальні та різальні інструменти.

3. АНАЛІЗ ТИПУ ВИРОБНИЦТВА

Характер технологічного процесу значною мірою залежить від типу виробництва деталей (одиничного, серійного, масового). Це обумовлено тим, що в різних типах виробництв економічно доцільне використання різного за ступенем універсальності, механізації та автоматизації обладнання, пристосувань, різного за складністю та універсальності ріжучого і вимірювального інструменту. У залежності від виду виробництва істотно змінюються і організаційні структури цеху: розміщення устаткування, системи обслуговування робочих місць, номенклатура деталей і т.д.

Відомості перед розробкою технологічного процесу відсутні. У цих умовах поступаю наступним чином. За табл.1 встановлюю попередньо тип виробництва в залежності від ваги та кількості деталей, що підлягають виготовленні протягом року.

Таблиця № 4.1. Вибір типу виробництва за програмою випуску

Встановимо попередньо тип виробництва: серійне (n = 500)

4. ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО МАРШРУТУ

Вихідними даними для проектування технологічного маршруту обробки деталі є: робоче креслення деталі і виробнича програма.

При цьому пропонується дотримуватися наступних рекомендацій:

У залежності від шорсткості, точності і спеціальних вимог креслення деталі призначають остаточні методи обробки.

Призначають методи попередньої обробки поверхонь, тобто визначаються етапи: чорновий, чистової і оздоблювальний.

При наявності операцій термічної обробки та гальванопокриттів визначають їх місце в технологічному процесі виготовлення деталі.

Встановлюють поверхні деталі, що підлягають обробці на кожній операції, тобто формується зразкову їх зміст.

План обробки див. на кресленні ТМ 2008.31402 КП

Перерахуємо послідовність технологічних операцій отримання деталі:

005 - Фрезерно-відрізна

010 - Фрезерно-центровальная

015 - Токарно-гвинторізний

020 - Токарна з ЧПУ

025 - шпоночно-фрезерна

030 - Зубофрезерний

035 - Круглошліфувальний

040 - Контрольна

Комплект технологічної документації додається.

5. ПІДБІР ОБЛАДНАННЯ

005 Фрезерно-відрізна

Фрезерно-відрізний верстат мод. 8А631

Технічна характеристика.

Діаметр пиляльного диска - 400 мм:

Найбільший діаметр розрізається круглого прутка - 110 мм.

Довжина відрізуваної заготовки по упору - 20-1500 мм.

Частота обертання шпинделя - 3,78-21 об / хв.

Подача бабки пилкового диска - 8-500 мм / хв.

Потужність е / д головного приводу - 5,5 кВт.

Габаритні розміри верстата, мм:

довжина - 3545;

ширина - 2270;

висота - 1680.

Маса верстата - 4180 кг.

010 Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальний верстат мод. 8А631

Технічна характеристика.

015 Токарно-гвинторізний

Токарно-гвинторізний верстат мод. 16К20

Технічна характеристика.

Наїб. довжина оброб. вироби, мм ............. 710

Наїб. діаметр виробу. вуст. над, мм.:

станиною ......................................... 400

супортом ...................................... 220

Наїб. діаметр прутка, мм ....................... 50

Наїб. довжина обточування, мм .................. 935

Межі кроків нарізаються резьб:

метричних, мм ........................... 0,5 - 112

модульних, модулів ...................... 0,5 - 112

дюймових, ниток на 1 ".................. 56 - 0,5

пітчевих, пітч ............................ 56 - 0,5

Max. маса виробу. вуст. в:

патроні, кг ........................................ 200

центрах, кг ........................................ 650

Конічне отв. шпинделя ...................... КМ № 6

Наїб. довжина переміщення, мм.:

поздовжнього ...................................... 645

поперечного ...................................... 300

Швидке переміщення, м / хв.:

поздовжнє ......................................... 3,8

поперечне ......................................... 1,9

Конічне отв. в пінолі ................... КМ № 5

Перетин державки різця, мм ................ 25х25

Габарити верстата, мм.:

довжина ................................................ 2505

ширина .............................................. 1196

висота ............................................... 1500

Маса верстата, кг ................................... 2835

020 Токарна з ЧПУ

Токарно-гвинторізний верстат мод. 16К20Ф3

Технічна характеристика.

-Найбільший діаметр оброблюваної заготовки:

над станиною 400

над супортом 220

-Найбільший діаметр прутка проходить через

отвір шпинделя 53

-Найбільша довжина оброблюваної заготовки 1000

-Крок нарізати різьблення: метричної до 20

-Частота обертання шпинделя, об / хв 12,5-2000

-Кількість частот шпинделя 22

-Найбільше переміщення супорта:

поздовжнє 900

поперечне 250

-Подача супорта, мм / хв

поздовжня 3-1200

поперечна 1,5-600

-Число ступенів подач б / д

-Швидкість швидкого переміщення супорта, мм / хв

поздовжнього 4800

поперечного 2400

-Потужність електродвигуна головного приводу, кВт 10

-Габаритні розміри (без ЧПУ), мм:

довжина 3360

ширина 1710

висота 1750

-Маса, кг 4000

025 шпоночно-фрезерна

Шпоночно-фрезерний верстат мод. 692М

Технічна характеристика

-Розміри фрезеруемого паза, мм:

ширина 4-25

довжина 5-300

-Найбільше переміщення столу, мм:

поздовжнє 440

поперечне 180

вертикальне 300

-Число ступенів оборотів шпинделя 12

-Межі оборотів шпінделя в хвилину 375-3750

-Поздовжня подача головки шпінделя (б / д), мм / хв 450-1200

-Вертикальна подача шпинделя на один прохід (б / д), мм 0,05-0,5

-Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт 1,8 / 2,8

-Габаритні розміри, мм:

довжина 1520

ширина 1400

висота 1750

-Маса, кг 1250

030 Зубофрезерний

Зубофрезерний верстат мод. 5А312

Технічна характеристика

Наїб. нарізається модуль, мм 6

Наїб. зовніш. діаметр прямозубих. коліс, мм 320

Наїб. переміщення столу за нарез.колес, мм,:

прямий зуб 180

30 градусів 110

45 градусів 90

Швидке переміщення стійкі, м / хв 1

Автоматичний підведення є

Відстань від центру фрези до пл-ти столу, мм:

Найбільше 300

Найменша 120

Відстань від верхнього центру до пл-ти столу, мм:

Найбільше 540

Найменша 140

Конус шпинделя Метр. 80

Наїб. розміри інструмента, мм.:

Діаметр 160

Довжина 145

Габарити верстата, мм.:

Довжина 2000

Ширина 1240

Висота 2150

Маса верстата, кг 5150

Змінні шестерні: 24,25,27,30,32,33,34,35,37,40,

41,43,45,45,47,48,48,48,49,50,53,54,55,56,58,59,60,61,

62,63,64,64,65,67,69,70,71,72,72,73,74,75,76,77,79,80,82,83,85,86,87,89,90, 91,92,94,95,96,97,98,100.

035 Круглошліфувальний

Круглошліфувальний верстат мод. 3М153

Технічна характеристика.

-Найбільші розміри встановлюваної заготівки

діаметр 140

довжина 500

-Найбільший діаметр шліфування (зовнішній) 20-180

-Найбільша довжина шліфування 650

-Висота центрів над столом 125

-Найбільше поздовжнє переміщення столу 700

-Кут повороту стола, :

за годинниковою стрілкою 6

проти годинникової стрілки 7

-Швидкість автоматичного переміщення столу (б / д), м / хв 0,05-5

-Частота обертання шпинделя заготовки (б / д), об / хв 50-500

-Конус Морзе шпинделя передньої бабки і пінолі задньої бабки 4, 5

-Найбільші розміри шліфувального кола:

зовнішній діаметр 600

висота 80

-Переміщення шліфувальної бабки:

найбільшу 235

на одну поділку лімба 0,005

за один оборот поштовхової рукоятки 0,001

-Частота обертання шпинделя шліфувального круга, об / хв 1590

-Швидкість врізний подачі шліфувальної бабки, мм / хв 0,02-1,2

-Дискретність програмованого переміщення (цифрової індикації) шліфувальної бабки (0,1 столу)

-Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт 15,2

-Габаритні розміри (з приставним обладнанням), мм:

довжина 5400

ширина 2400

висота 2170

-Маса (з приставним обладнанням), кг 6500

040 Контрольна

Стіл контролю

6. РОЗРАХУНОК ОПЕРАЦІЙНИХ РОЗМІРІВ

Розрахунок лінійних розмірних ланцюгів

Розрахунок діаметральні розмірних ланцюгів

7. ПІДБІР ОСНАСТКА

Вибір оснащення є одним з найважливіших завдань при розробці технологічного процесу механічної обробки заготовки, від правильного його вибору залежить продуктивність виготовлення деталі, економічне використання виробничих площ, електроенергії і в підсумку собівартості виробу.

Обладнання на проектованому ділянці повинно бути по можливості універсальним.

Використовувані вимірювальний, допоміжний інструмент і пристосування:

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0, 05ГОСТ 166-89;

Індикатор 1 МІГ-0 ГОСТ 9696-82;

Калібр ГОСТ 24121-80 8154-0223-1;

Зубомер ГОСТ 4446-59;

Скоба ГОСТ 11098-75 СР 75;

Зразки шорсткості ГОСТ 9378-78;

Вибір різального інструменту обумовлюється матеріалом оброблюваної деталі, твердістю, конфігурацією, видом обробки (чорнова, чистова), універсальністю, конструкцією деталі, вибором устаткування і по можливості з стандартного ріжучого інструменту.

Використовуваний ріжучий інструмент:

Фреза торцева Т15К6 2220-0011 ГОСТ 24359-80;

Свердло центровочною ГОСТ 14952-75 2317-0119;

Різець прохідний Т15К10 ТУ 2-035-892-82 PCLNR 2525M16;

Різець прохідний Т5К10 ТУ 2-035-892-82 PCLNR 2525M16;

Різець прорізний і відрізний Т15К6 ГОСТ 18884-73 2120-0501;

Фреза шпонкова ВК8 ГОСТ 16463-80 2234-0206;

Фреза черв'ячна модульна ГОСТ 9324-80 2510-4014;

ПП 300 * 60 * 76 * 24А-10П С2 7 К5 35 м / с 1 кл. А ГОСТ 2424-83

Мастильно-охолоджуюча рідина :3-5% Укрінол-1

8. Розрахунок режимів механообробки

Гостріння

1. Заготівля - поковка

2. Виконувані переходи:

015

Точити поверхню, витримуючи розміри 1,2

Точити поверхню, витримуючи розміри 3,4

Точити поверхню, витримуючи розміри 5,6

Точити поверхню, витримуючи розміри 7,8

Точити поверхню, витримуючи розміри 9,10

Точити поверхню, витримуючи розміри 11,12

02

Точити поверхню, витримуючи розміри 1,2, з утворенням фаски 1 * 45 градусів

Точити поверхню, витримуючи розміри 3,4

Точити поверхню, витримуючи розміри 5,6, з утворенням фаски 2 * 45 градусів

Точити канавку, витримуючи розміри 2,16,17

Точити поверхню, витримуючи розміри 7,8, з утворенням фаски 1 * 45 градусів

Точити поверхню, витримуючи розміри 8,9,10, з утворенням фаски 1 * 45 градусів

Точити поверхню, витримуючи розміри 8-15, з утворенням фаски 2 * 45 градусів

Точити канавку, витримуючи розміри 8,16,17

3. Пристосування: Трьох - кулачковий патрон, центр.

4. Обладнання.

Верстат токарно-гвинторізний моделі 16К20Ф3

5. Вибір інструментального матеріалу.

Для умов точіння стали 6 групи оброблюваних матеріалів, для чорнового точіння використовуємо твердий сплав Т5К10; чистового Т15К6.

6. Вибір геометрії ріжучого інструменту.

Рекомендовану геометрію вибираємо з табл. 1 стор 211 [1].

7. Вибір мастильно-охолоджуючих технічних засобів (СОТЦ).

Згідно табл. 23, стор 233 [1] рекомендується 5-10%-ва Укрінол-1.

8. Призначення глибини різання t.

Згідно операційним розмірами і розмірами заготовки визначаємо глибину різання і заносимо в зведену табл. 8.2.1:

.

9. Призначення подачі S.

Згідно стор 22 [12] призначаються подачі S.

10. Вибір стійкості різця Т.

Згідно табл. 18 стр.227 [1] при обробці матеріалів 5 групи твердосплавним інструментом рекомендуються відповідні для кожного переходу стійкість інструменту. Їх значення заносимо в підсумкову табл. 8.1.

11. Призначення швидкості різання V.

Згідно стор 29 [12] рекомендується нормативна швидкість V для кожного переходу.

Виконаємо коригування нормативної швидкості згідно з конкретними умовами.

Поправочні коефіцієнти на швидкість різання вибираємо з табл. 43 стор 247 [1] і знаходимо повний поправочний коефіцієнт.

Вибрані поправочні коефіцієнти наведено в табл. 8.2.3.

Поправочні коефіцієнти на швидкість різання при точінні різьби вибираємо стор 32-34 [12] і знаходимо повний поправочний коефіцієнт.

Вибрані поправочні коефіцієнти наведено в табл. 8.1.

Знайдемо скориговане значення швидкості різання:

12. Розрахунок частоти обертання заготовки n.

Частота визначається за відомою залежністю:

де D _з - діаметр оброблюваної поверхні заготовки.

Вибрані значення n _ст і відповідне їй V заносимо в табл. 8.1.

Таблиця 8.1

13. Розрахунок основного часу t _0. Для токарних переходів:

.

де L _1, L ₂ - відповідно величини врізання й перебігаючи різця, мм;

L - довжина оброблюваної поверхні, мм.

Значення L ₁ і L ₂ наведено на табл. 2 стр.620 [3]. Значення t ₀ заносимо в табл. 8.1.

14. Розрахунок сили різання Pz.

Згідно стор 35 [12] окружна складова сили різання визначається виразом

Приватні значення поправочних коефіцієнтів вибираємо зі стор 36 [12]. Їх значення наведені в табл. 8.1.

Розрахуємо значення P _z. Отримані значення занесемо в табл. 8.1.

15. Розрахунок ефективної потужності різання.

Виконується для порівняння ефективної потужності різання Nе з потужністю верстата Nст. Розрахунок виконується за формулою на стр.271 [2].

Фрезерно-відрізна (стор. 83-103 [12])

Глибина різання

Подача на зуб

Період стійкості

Швидкість різання

Частота обертання

Фактична швидкість різання

Хвилинна подача

Потужність різання

Споживана потужність

Машинне час

Свердління (центрування)

Глибина різання

Подача на зуб

Період стійкості

Швидкість різання

Частота обертання

Фактична швидкість різання

Хвилинна подача

Потужність різання

Споживана потужність

Машинне час

Фрезерування паза (стор. 83-103 [12])

Подача на зуб

Глибина різання

Період стійкості

Швидкість різання

Частота обертання

Фактична швидкість різання

Хвилинна подача

Потужність різання

Споживана потужність

Машинне час

Зубофрезерування

Період стійкості

Швидкість різання

Частота обертання

Машинне час

Шліфувальна

Швидкість обертання кола

Припуск на бік

Швидкість обертання деталі

Частота обертання деталі

Фактична швидкість

Поперечна подача кола

Машинне час

9. НОРМУВАННЯ ОПЕРАЦІЙ

Технічне нормування передбачає визначення норми штучно-калькуляційного часу τ _шк, яке для серійного виробництва одно:

,

причому штучний час визначається формулою:

, Де

- Оперативний час, хв.;

- Основний час, хв.;

- Допоміжний час, хв.;

,

де і - Час установки і зняття деталі відповідно;

- Відсоток від основного часу, який виражається час технічного обслуговування робочого місця;

, - Відсотки від оперативного часу, що виражають відповідно час організаційного обслуговування робочого місця і час на фізичні потреби;

- Підготовчо-заключний час, плановане на партію деталей, хв.; - Кількість деталей в партії.

Операція 005 - фрезерно-центровальная

хв.

Операція 010 - фрезерно-центровальная

хв.

Операція 015 - токарна

хв.

Операція 020 - токарна

хв.

Операція 025 - шпоночно-фрезерна

хв.

Операція 035 - зубофрезерний

хв.

Операція 040 - шліфувальна

хв.

Список використаної літератури

1. «Прогресивні ріжучі інструменти та режими різання металів», Довідник / Під загальною ред. В.І. Баранчікова., М.: Машинобудування, 1990 р.

2. «Довідник технолога - машинобудівника». / Под ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. М.: Машинобудування, 1985 р. Т1, Т2.

3. «Абразивна і діамантова обробка матеріалів». Довідник / Під Ред. О.М. Рєзнікова. М.: Машинобудування, 1977 р.

4. «Машинобудівні сталі». Довідник. / За ред. В. Н. Журавльова та О. І. Ніколаєвої. М.: Машинобудування, 1990 р.

5. «Різання конструкційних матеріалів, ріжучі пристрої та верстати» / Під загальною ред. П.Г. Петрухи. М.: Машинобудування, 1974 р.

6. «Обробка металів різанням». Довідник технолога / Под ред. Г.А. Монахова. М.: Машинобудування, 1974 р.

7. А.А. Панов та ін «Обробка металів різанням». М.: Машинобудування, 1988 р.

8. «Технология машиностроения»./Под общей ред. А.М. Дальского. М.: Издательства МГТУ им. Н.Е. Баумана, 2001 г., Т1, Т2.

9. Ю.В. Барановский. Режимы резания металлов. Довідник. Машиностроение. 1972.