Технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Оценка структуры детали
2. Выбор и обоснование способа производства
3. Оптимизация метода получения заготовки
4. Оценка разметов заготовки
5. Составление организационной структуры
6. Определение расстояний между отсеками
7. Характеристика вертикально-сверлильных операций
8. Оценка трудозатратности операций
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
На этапе изготовления машин особое внимание обращают на их качество и его важнейший показатель – точность. Понятие “точность” относится не только к размеру, но и к форме, взаимному расположению поверхностей, физико-механическим характеристикам деталей и среды, в которой их изготовляют.
Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей) сопровождается использованием технологии машиностроения.
1. Оценка структуры детали
Анализ технологичности детали производим исходя из служебного назначения детали, на основании её чертежа.
1.1 Анализ точности размеров
Размеры с указанными предельными отклонениями:
1) ø
;
2) ø
;
3)
;
4)
;
5)
;
6) 60+0,3
7) ø
;
8)
;
Остальные поверхности выполняются по 14 квалитету.
Сравнивая приведённые выше размеры,
определяем, что наиболее точной
поверхностью является поверхность с
заданным размером ø.
1.2 Анализ точности формы поверхностей
Допуск непостоянства диаметра поверхностей Г и М в поперечном и продольном сечениях не более 0,008мм. Точность форм остальных поверхностей должна быть выдержана в пределах допуска на размер.
1.3 Анализ точности расположения поверхностей
Допуск параллельности боковых поверхностей шлицев относительно Г и М равен 0,05мм на 100мм длины.
1.4 Анализ точности формы и расположения поверхностей
Допуск биения поверхности диаметром
ø
относительно поверхностей Г и М - 0,05 мм.
Допуск биения поверхности диаметром
øотносительно
поверхностей Г и М - 0,03 мм. Допуск биения
поверхностей по размеру
относительно поверхностей Г и М - 0,02 мм.
1.5 Анализ качества поверхностного слоя
Значения шероховатости, указанные на чертеже:
1) поверхность ø
выполняется с шероховатостью 1,25 мкм по
Ra;
2) поверхность по размеру
выполняется с шероховатостью 2,5мкм по
Ra;
3) боковые поверхности шлицев выполняется с шероховатостью 3,2 мкм по Ra, фаски в центральном отверстии – с шероховатостью 3,2 мкм по Ra ;
Остальные поверхности выполняются с шероховатостью 12,5 мкм по Ra.
2. Выбор и обоснование способа производства
Серийность производства определяем ориентировочно, пользуясь данными, таблица 2.1 /7/: для деталей, выпускаемых в год количеством 1400 шт. и массой 3,071кг тип производства – среднесерийный.
3. Оптимизация метода получения заготовки
Метод получения заготовок деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, объёмом выпуска продукции и типом производства, а также экономичностью изготовления.
Масса заготовки определяется по формуле
G>п> = q / К>ис> >мет>,
где q = 3,071 кг – масса готовой детали;
K>ис мет> = 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;
G>п> = 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:
G>п> / G>ф>
где G>ф> – масса геометрической фигуры,
G>ф >=
,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
G>ф> = 3,14*0,0422*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.
Стоимость заготовки
определяется по формуле
,
где
–
базовая стоимость 1 т заготовок; согласно
с. 33 /3/ для заготовок, полученных штамповкой
принимаем
руб/т;
–
коэффициент, учитывающий точность
штамповки; согласно с. 33 /3/ для штамповки
класса точности Т>4> принимаем
;
–
коэффициент, учитывающий группу
сложности; по таблице 2.12 /3/ для первой
группы сложности принимаем
;
–
коэффициент, учитывающий массу; по
таблице 2.12 /3/ для штамповок массой от
2,5 до 4 кг принимаем
;
–
коэффициент, учитывающий материал;
согласно с. 37 /3/ принимаем
;
–
коэффициент, учитывающий объём
производства; согласно с.38
;
–
стоимость отходов (стружки); по таблице
2.7 /3/ для стальной стружки принимаем
руб/т;
руб.
4. Оценка разметов заготовки
Масса заготовки определяется по формуле
G>п> = q / К>ис> >мет>,
где q = 3,071 кг – масса готовой детали;
K>ис мет> = 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;
G>п> = 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:
G>п> / G>ф>
где G>ф> – масса геометрической фигуры,
G>ф >=
,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
G>ф> = 3,14*0,0422*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.
По ГОСТ 7505-89 определяем основные припуски на механическую обработку и допуски для наружных поверхностей вращения и плоскостей, обрабатываемых с одной стороны.
Для самой точной и ответственной
поверхности детали ø
по табл.3/8/ припуск на сторону z>o>=2,0
мм.По табл.8 /8/ допуск Т = 2,5мм. Следовательно,
расчетный размер
Dр = Dном
+ 2z>o>=
45+2*2,0=
мм
Допуски и припуски на остальные поверхности назначаются аналогично.
Таблица 1
Расчётные размеры заготовки
|
Номинальный диаметр Dном (размер Hном) поверхности, мм |
Общий припуск на обработку на одну сторону zо, мм |
Допуск T, мм |
Расчётный диаметр Dр (размер Hр) поверхности, мм |
|
ø |
2,0 |
2.5 |
|
|
235 |
2.0 |
3,2 |
|
|
50 |
1.5 |
2.5 |
|
|
60 |
1.8 |
2.5 |
|
|
ø |
1.5 |
2.5 |
Ø |
|
ø |
1.9 |
2.2 |
Ø |
|
|
1.5 |
2,5 |
|
|
Ǿ54 |
1,5 |
2,5 |
|
5. Составление организационной структуры
При разработке технологического процесса обработки детали используем следующие условия:
1) намечаем базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале технологического процесса;
2) определяем операции черновой обработки, при которых снимают наибольшие слои металла, это позволяет выявить дефекты заготовки;
3) обработка наиболее точных поверхностей, п.1.1, выполняется в последнюю очередь, это позволяет исключить влияние перераспределения внутренних напряжений, возникающих при каждом виде механической обработки, а также, исключить влияние потери точности от такого перераспределения;
4) отделочные операции выносятся к концу технологического процесса;
5) для наиболее точной и ответственной
поверхности детали (поверхность диаметром
øвыбираем
последовательность обработки с помощью
коэффициента уточнения.
Расчётная величина коэффициента
уточнения
определяется по формуле
,
где
=
2500 мкм – допуск на рассматриваемую
поверхность заготовки;
мкм
– допуск на рассматриваемую поверхность
детали;
.
Количество потребных технологических
переходов
определяется по формуле
Принимаем количество потребных технологических переходов m = 5.
Допуск размера диаметра заготовки
=
2500 мкм, что примерно соответствует 16
квалитету, а допуск размера детали – 6
квалитету. Следовательно, точность
повышается на 10 квалитетов. По принятым
четырем технологическим переходам
распределяем по закону прогрессивного
убывания 10 = 4 + 2 + 2+1+1. Точность промежуточных
размеров в процессе механической
обработки будет соответствовать:
после 1 перехода 12 квалитету;
после 2 перехода 10 квалитету;
после 3 перехода 9 квалитету;
после 4 перехода 7 квалитету;
после 5 перехода 6 квалитету.
Требуемая точность может быть достигнута следующими методами обработки:
1) черновое точение по 12 квалитету (
);
1) получистовое точение по 10 квалитету
(
);
2) чистовое точение по 9 квалитету (
);
3) черновое шлифование по 7 квалитету
(
);
и соответственно;
3) чистовое шлифование по 6 квалитету
(
);
и соответственно:
;
;
;
.
.
Заданная точность размера ø
обеспечивается выбранными технологическими
переходами.
Технологический маршрут Таблица 2
|
005 |
Фрезерно-центровальная |
МР-71М |
|
010 |
Токарно-винторезная: обточить наружные поверхности с одной стороны |
1К620 |
|
015 |
Токарно-винторезная: обточить наружные поверхности с одной стороны |
1К620 |
|
020 |
Вертикально-сверлильная(Ǿ7) |
2Н125 |
|
025 |
Вертикально-сверлильная, Ǿ17,5 |
2Н125 |
|
030 |
Шлицефрезерная |
5350А |
|
035 |
Зубофрезерная |
5350А |
|
040 |
Круглошлифовальная |
3М151 |
|
045 |
Зубошлифовальная |
5В833 |
|
050 |
Шлицешлифовальная |
3451В |
6. Определение расстояний между отсеками
Припуск на механическую обработку удаляется обычно последовательно за несколько переходов, поэтому общий припуск на обработку распределяется на межоперационные припуски:
Общий припуск 2z>0>=4,0мм.
Табличные значения операционных припусков составляет:
2z>чис.т>=1,0 мм, 2z>п.т>=1,2 мм 2z>черн.ш.>=0,4 мм, 2z>чист.ш>=0,1 мм.
Из равенства
2z>0>=2z>чер.т>+2z>чис.т>+ 2z>чер.ш.>+ 2z>чист.ш.> +2z>п.т>
находим припуск на черновое растачивание:
2z>чер.т>=2z>0> - 2z>чис.т>- 2z>чер.ш.>- 2z>п.т>- 2z>чист.ш.>=4,0 – 1,2 -1,0– 0,4 – 0,1 =1,3 мм.
Расчет промежуточных размеров сводим в таблицу.
Расчётные размеры заготовок
Таблица 3
|
№ перехода |
Содержание перехода |
Расчет величины размера |
Промежуточный размер с допуском |
|
5 |
Шлифовать поверхность начисто |
D>4>=D>ном> |
D>5>=
|
|
4 |
Шлифовать поверхность начерно |
D>4>=D>5>-2z>5>=45+0,1=45,1 |
D>4>= |
|
3 |
Точить поверхность начисто |
D>3>=D>4>-2z>4>=45,1+0,4=45,5 |
D>3>= |
|
2 |
Точить поверхность получисто |
D>2>=D>3>-2z>3>=45,5+1,0=46,5 |
D>2>= |
|
1 |
Точить поверхность начерно |
D>1>=D>2>-2z>2>=46,5+1,2=47,7 |
D>1>= |
|
0 |
Диаметр поверхности исходной заготовки |
D>0>=D>1>+2z>1>=47,7+1,3=49 |
D>0>=
|
7. Характеристика вертикально-сверлильных операций
Режимы резания для первого перехода.
Глубина резания
определяется по формуле
,
где
–
номинальное значение диаметра отверстия
после обработки, мм;
мм
мм.
Подача
определяется по таблице 25 /4/. При обработке
стали 20ХНЗА сверлом диаметром
мм
используют подачи от 0,15 до 0,20 мм/об.
Принимаем
мм/об.
Скорость резания
определяется по формуле
,
где
–
коэффициент и показатели степени,
таблица 28 /4/;
–
период стойкости инструмента, мин; по
таблице 30 /4/ принимаем
мин;
–
общий поправочный коэффициент на
скорость резания;
–
коэффициент, учитывающий качество
обрабатываемого материала; при обработке
20ХНЗА
,
таблицы 1,2 /4/;
–
коэффициент, учитывающий инструментальный
материал; по таблице 6 /4/ принимаем
;
–
коэффициент, учитывающий глубину
обрабатываемого отверстия; по таблице
31 /4/ принимаем
;
;
м/мин.
Расчётная частота вращения детали
определяется по формуле
об/мин.
Осевая сила при сверлении
определяется по формуле
,
где
–
коэффициент и показатели степени,
таблица 32 /4/;
–
коэффициент, учитывающий влияние
механических свойств обрабатываемого
материала на силы резания
,
табл.9;
Н.
Крутящий момент при сверлении
определяется
по формуле
,
где
–
коэффициент и показатели степени,
таблица 32, /4/;
Н*м.
Мощность резания
определяется по формуле
кВт.
Мощность привода станка
кВт
превышает мощность резания.
Основное время
определяется при следующих значениях
переменных:
мм;
мм
по формуле
мин
8. Оценка трудозатратности операций
Техническая норма времени для токарно-винторезной операции.
Норма штучного времени
определяется по формуле
,
где
–
основное время на операцию, мин,
определяется по формуле
,
–
основное время по i-му
технологическому переходу, мин;
мин
соответственно;
мин;
–
вспомогательное время, мин; определяется
по формуле
,
–
время на установку и снятие детали, мин;
по прил. 5 /3/ принимаем
мин;
–
время на закрепление и открепление
детали, мин;
;
–
время на приёмы управления, мин; при
следующих приёмах управления: включить
(выключить) станок, подвести и отвести
инструменты к детали, по прил. 5 /3/
принимаем
мин;
–
время на измерение детали, мин; по прил.
5 /3/ принимаем
мин;
мин;
–
время на обслуживание рабочего места,
мин, определяется по формуле
,
–
время на комплекс действий, выполняемых
во время процесса резания, мин; определяется
в процентах от основного времени
;
по прил. 5 /3/ принимаем
мин;
–
время на подготовку и завершение работы,
мин; определяется в процентах от
оперативного времени
;
по прил. 5 /3/ принимаем
мин;
мин;
–
время на отдых, мин; определяется в
процентах от оперативного времени
;
по прил. 5 /3/ принимаем
мин;
мин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи для среднесерийного производства. Возможно применение спроектированного технологического процесса в промышленности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. В. Д. Мягкова. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 544 с., ил.
2. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов/ А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 480 с., ил.
3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с., ил.
4. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1985. –,486 с., ил.
5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. Г. А. Монахова. – – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 600 с., ил.
6. Режимы резания металлов. Справочник/ Под ред. Ю. В. Барановского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 410 с., ил.
7. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Технологические процессы в машиностроении” для студентов специальностей 17.03.00/ Сост.: В. П. Морозова. Липецк: ЛГТУ. – 19 с., ил.
8. ГОСТ 7505-89 (поковки стальные штампованные) / Государственный стандарт союза ССР – Издательство стандартов, 1990