Барабан ведомый с технологическим процессом изготовления и пневматическим патроном

Графотехнология-2 по барабану ведомому.cdw

Графическое изображение

Чертеж кондуктора для барабана-1.cdw

Технические требования:
Диаматр пневмокамеры - 140мм;
Усилие на штоке - 6060 Н
Давление воздуха в сети - 04МПА

Фрагмент режимов резания.frw

Барабан ведомый.cdw

Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Патрон для барабана с пневмопатроном.cdw

1.*Размеры для справок.
Поверхности А Б В Г и подшипники поз.65 и 66
смазкой ШРУС-4 общим количеством 30гр.
Цилиндр должен работать на сжатом воздухе при
давлении до 06МПа и температуре окружающей среды от +5 до +50

Графотехнология-1 по барабану ведомому.cdw

Графическое изображение
Операция 005. Токарная с ЧПУ.
Операция 010. Токарная с ЧПУ.

PZ по барабану ведомому.doc

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Технологический раздел чертежа
В результате технологического контроля чертежа барабана выданного в
качестве задания на курсовую работу выявлено следующее:
на чертеже проставлены все размеры необходимые для изготовления
шероховатость всех поверхностей деталей проставлена в соответствии ГОСТ
89-73 СТ СЭВ 638-77;
допуски и предельные отклонения размеров приведены в соответствии с
ГОСТ 25346-82 СТ СЭВ 145-75 и ГОСТ 25347-82 СТ СЭВ 144-75;
допуски формы и расположения поверхностей проставлены в соответствии с
ГОСТ 24643-81 СТ СЭВ 636-77;
требования к точности изготовления поверхностей шестерни соответствуют
требованиям предъявленным к шероховатостям этих поверхностей.
2 Анализ служебного назначения детали и условий ее работы в узле.
Определение класса в детали
Деталь «барабан» предназначена для передачи крутящего момента от вала
через шпоночное соединение к сопрягаемой детали шестерни посредством
эвольвентного зубчатого соединения. Барабан является деталью среднего
машиностроения. Поперечные размеры сечений детали указывают на то что она
испытывает при работе значительные изгибающие и контактные нагрузки.
Барабан относится к классу «фланцы» [2] что определяет выбор
заготовки типового технологического процесса последовательности
обработки поверхностей выбор оборудования режущего и мерительного
Барабан имеет точное центральное отверстие (100К7 на обработку
которого следует обратить особое внимание а также 115h6.
Барабан изготовляется из качественной стали 40Х ГОСТ1050-88 широко
применяемой для изготовления сильно нагруженных деталей испытывающих
значительные знакопеременные изгибающие нагрузки.
Физические свойства и химический состав стали 40 приведен [5 т. 2 с.
Таблица химического состава и механических
свойств стали 40Х ГОСТ1050-88
Наименование С% Si% Mn% S P
Сталь 40Х 0.37. 0.45 0.17 0.37 05 08 0035 0035
Предел прочности на растяжение в=600МПа; (и=300Мпа НВ=217
[pic]% [pic]% ан=90[pic]
3. Определение типа и формы организации производства
Определение типа производства является важным этапом для принятия
обоснованных решений при выполнении всех последующих конструкторских и
технологических решений.
Тип производства – это классификационная категория производства
выполняемая по признакам широты номенклатуры регулярности стабильности
и объема выпуска продукции (ГОСТ 14.004-83).
Одной из основных характеристик типа производства является
коэффициент закрепления операций (Кз.о.).
Кз.о показывает отношение числа всех различных технологических
операций выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение
месяца к числу рабочих мест т.е. Кз.о характеризует число различных
технологических операций приходящихся на одно рабочее место
подразделения в месяц.
[pic]- суммарное число различных рабочих мест.
В соответствии с ГОСТ 14.004-74 установлены следующие значения Кз.о
и соответственно типы производства:
Кз.о = 1 для массового производства;
Для условий единичного производства Кз.о не нормируется и
устанавливается более 40.
Т.к. определить тип производства данным путем не представляется
возможным поэтому целесообразно на этом этапе пользоваться табличными
методами с последующим его уточнением в ходе технологического
проектирования по Кз.о либо по коэффициенту серийности
(Кс)характеризующему производство по величине загрузки оборудования:
где Фд – действительный годовой фонд рабочего времени мин.;
N – годовой выпуск изделия шт.;
Тшт.ср. – среднее штучное время обработки мин.
Поэтому для определения типа производства воспользуемся табличным
методом в соответствии с табл.2. При массе детали до 30 кг и годовом
объеме выпуска изделий N=10000принимаем среднесерийное производство.
Таблица 2. Таблица зависимости типа производства от объема выпуска и
Тип Годовой объем выпуска
Мелкие Средние Крупные
детали Детали детали
до 20 кг от 20 до 300 кг свыше 300 кг
Единичное до 100 до 10 от 1 до 5
Мелкосерийное от 100 до 500 от 10 до 200 От 6 до 100
Среднесерийное от 500 до 5000 от 200 до 1000 от 100 до 300
Крупносерийное от 5000 до 50000от 1000 до 5000 от 300 до 1000
Массовое свыше 50000 свыше 5000 Свыше 1000
Как было сказано выше для среднесерийного производства коэффициент
закрепления операций колеблется в пределах от 1 до 10 принимаем
коэффициент серийности Кс=10.
Для среднесерийного производства рациональна непоточная форма
организации производства. Производственный участок организуют по принципу
обработки конструктивно сходных деталей участок фленцев .
На этом участке применяют универсальное и специализированное оборудо-
вание расставленное в порядке выполнения операций.
С одного рабочего места на другое детали передаются в таре с помощью
крана партиями после выполнения очередной операции.
Размер партии деталей n можно определить по формуле
где N - годовая программа выпуска деталей; t - количество дней на
которые необходимо иметь запас деталей; F - количество рабочих дней в
году. Подставив в формулу 1 t=10; F=245 [1] получим
n=10000х10245=408деталей. Для упрощения принимаем партию nф=400 деталей
4 Отработка конструкции детали на технологичность
Зная тип производства материал детали и ее конфигурацию можно
использовать для заготовки или круглый прокат с последующей токарной и
финишной обработками или поковку получаемую на кривошипном
горячештамповочном прессе обеспечивающим получение заготовки максимально
приближенной по конфигурации к готовой детали.
Заготовка оси представляет собой цилиндрическую деталь с точным
сквозным базовым отверстием и нарезанными эвольвентными прямыми зубьями и
поэтому технологична.
Анализ технологичности конструкции шестерни [2] позволяет сделать
* конструкции шестерни допускает точение плоскостей или торцев
* конструкция шестерни обеспечивает свободный доступ мерительного и
режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям;
* деталь не имеет глухих точных отверстий и не требует подрезки
внутренних или закрытых торцов; все обрабатываемые поверхности или
отверстия либо параллельны либо расположены под прямыми углами друг к
* конструкция барабана отличается достаточно высокой жесткостью и
допускает высокие режимы резания;
В целом конструкция барабана технологична.
5 Выбор заготовки и ее технико-экономическое обоснование
В соответствии с требованиями чертежа и в результате анализа
конструкции барабана приходим к выводу что наиболее целесообразно
применять заготовку из круглого проката или штамповкой на КГШП.
Так как выбор формы и метода получения заготовки оказывает существенное
влияние на расход металла длительность производственного процесса.
Определяем стоимость заготовки из поковки:
где С і=3150 грн.-стоимость 1 т. поковок
Q = 15 кг – масса заготовки
Q=12 кг – масса детали
Sотх.= 280 грн. – стоимость 1 т. стружки.
[pic] - коэффициенты зависящие от класса точности группы
сложности массы марки материала и объема производства заготовок; Все
коэффициенты принимаю равными единице.
Подставив данные в формулу получим:
6. Выбор типового технологического процесса и типовых схем обработки
Деталь барабан отнесена к классу «фланец» поэтому технологический
процесс ее обработки содержит следующие операции [2]:
черновая и чистовая обработка наружной поверхности вращения и
торца служащих базой при последующей обработке;
черновая и чистовая обработка внутренней поверхности вращения
фрезерование небольших поверхностей сверление зенкерование
нарезание резьбы протягивание шпоночных пазов;
черновое и чистовое нарезание зубев барабана при базировании
на отверстие и торец
чистовая обработка поверхности вращения;
Исходя из заданных на чертеже требований к качеству (точности и
шероховатости) обрабатываемых поверхностей и типового технологического
процесса подбираем типовые схемы их обработки [3т. 1с.892]:
поверхность (100К7- черновое чистовое и тонкое растачивание;
поверхность (115h6 - черновое и чистовое точение;
торцы в размер 80 и 95 - однократное течение;
эвольвентные зубья-черновое и чистовое зубонарезание.
Выбираем высокопроизводительное универсальное и специализированное
оборудование ориентируясь на соответствие основных размеров рабочих
органов станка габаритным размерам обрабатываемой заготовки и достижение
требуемой точности а также на применение минимального количества разных
Для достижения высокого качества и производительности при изготовлении
шестерни во всех операциях согласно рекомендациям приведенным в [1;2] для
серийного производства применяем специальные приспособления с
быстродействующим зажимом заготовок.
Обработку выполняем стандартным инструментом.
Материал режущей части резцов – Р6М5 резцов - твердый сплав Т15К6
рекомендуемый при обработке сталей.
Для сверления резьбонарезания отверстий применяем инструмент из
быстрорежущей стали Р6М5 [3].
Базирование – основными базовыми поверхностями являются на первой
операции наружная необработанная поверхность и торец на последующих
операциях установочными базами являются обработанные на первой операции
Первыми операциями определяющими постоянные базы для обработки
) черновая и чистовая токарная обработка торцов обработка наружной
) черновая и чистовая токарная обработка второго торца и внутренней
) фрезерование паза;
) тонкая расточка точного отверстия (100К7;
) тонкая обточка (115
) фрезерование эвольвентных зубьев;
) сверление 12 отверстий М12-7Н;
На основании вышеизложенного разрабатываем маршрутный техноло-
гический процесс изготовления детали «Барабан».
7 Технологический процесс обработки детали «Барабан».
Операция 005.Токарная с ЧПУ
Оборудование: 16К20 Ф.02
Содержание операции:
Подрезка торцов выдержав размер 30
Точение 115.5 выдержав размер 30
Растачивание 99Н9 начерно и начисто
Точение канавки В=5выдержав размер 112
Операция 010.Токарная с ЧПУ
Точение 165 напроход
Подрезка торцов выдержав размер 105
Растачивание конуса 145 начерно и начисто выдержав размер
Операция 015.Горизонтально-расточная
Растачивание 100К7 напроход.
Операция 020.Зубо-фрезерная
Оборудование: зубо-фрезерный 5К310
Фрезеровать зубья выдержав размеры m=12 z=21.
Операция 025.Вертикально-сверлильная с ЧПУ
Оборудование: 2Р118РФ2
Центровать 1 2отв. (10 выдержав размер 170± 0.2.
Сверлить 12отв.(10.7Н12 выдержав размер 27.
Нарезать резьбу М12-7Н выдержав размер 22.
Операция 030.Вертикально-сверлильная с ЧПУ
Центровать 2отв. (3 выдержав размеры 10 15.
Сверлить 2отв.(4Н12 выдержав размеры 10 15.
Повернуть заготовку на 90º и повторить обработку.
8.Разработка операционного технологического процесса
8.1. Определение припусков на механическую обработку
8.1.1. Определение припусков расчетно-аналитическим методом
Необходимо рассчитать припуск на обработку (100К7 при установке
заготовки в патрон токарного станка с упором в торец и зажимом за
наружную необработанную поверхность .
Технологический процесс обработки включает в себя 3 перехода:
- черновое растачивание Н12 Ra=20 мкм
- чистовое растачивание Н10 Ra=5 мкм
- тонкое растачивание Н8 Ra=1.25 мкм.
Расчёт припусков ведём в виде таблицы в которую последовательно
записывается технологический маршрут обработки и все значения элементов
Для поковок получаемых штамповкой на кривошипных
горячештамповочных прессах точность и качество поверхностей :
Rz+h=160+200=360мкм (1том 1 стр.182)
-качество поверхностей после механической обработки
- для чернового растачивания: Rz=50мкм h=50мкм (1том 1 стр.183)
- для чистового растачивания : Rz=25мкм h=25мкм (1том 1
- для тонкого растачивания: Rz=5мкм h=5мкм (1том 1 стр.183).
Минимальный припуск на обработку определяем по формуле:
Суммарное пространственное отклонение расположения поверхностей с
закреплением заготовки в трех кулачковом патроне определяем по формуле:
где: Δкор - отклонение оси детали от прямолинейности;(1том.1с.186
Δкор=Δк·L=2·95=190мкм Δк=2мкммм (1том.1 стр.183)
Δсм. - отклонение смещения оси отверстия. (1том. 1стр. 186)
Δсм=Δп ·L Δп=1мкммм – удельный перекос отверстия (1том.1стр.
Суммарные и пространственные отклонения после обработки определяем
где: Ку - коэффициент уточнения:
Для чернового точения: Ку = 006;
Определяем погрешность установки по формуле:
где [pic] - погрешность базирования возникающая при
установке заготовки в самоцентрирующем патроне [pic] =0 мкм.
[pic]- погрешность закрепления при установке заготовки в
самоцентрирующем патроне: [pic]=100мкм
[pic]- погрешность положения при обработке за один установ равна
Остаточная погрешность установки: [pic]=0.06 100=6мкм
Тогда припуск на черновое растачивание:
для чистового растачивания:
для тонкого растачивания:
[pic]2 · ( 25 + 25) = 100 мкм.
Результаты расчета приведены в табл. 2.4.
На рис. 2.4 приведена схема расположения промежуточных припусков и
допусков на обработку отверстия 100К7.
Расчет припусков на внутреннюю поверхность 100К7.
Технологическ РасчеРасчетДопусПринятые Предельные
ие операции иЭлементы тный ный к (округлен-ныезначения
переходы припумин-ыйTD ) размеры по припусков
обработки припуска ск размермкм переходам мммкм
элементных 2Zimi мм
8h11 3.2 [pic] 0.3 175[pic]
5 2.4 [pic] 0.3 120.4 [pic]
5 2.4 [pic] 0.3 139.5[pic]
0 2.4 [pic] 0.3 94.5[pic]
2.0 [pic] 0.3 80[pic]
5 2.4 [pic] 0.3 110.4[pic]
2.0 [pic] 0.3 40[pic]
8.2 Расчет режимов резания.
8.2.1 Расчет режимов резания аналитическим методом на обработку
Исходные данные: обрабатываемый материал –сталь 40Х
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава Т5К10 ;
- Оборудование: токарный станок 16К20Ф3 с ЧПУ;
-Глубина резания: t= 1.15 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=02 ммоб [1том 2 табл 12]
) -Скорость резания: [pic]
где Cv=420 ; y= 02;m=02 [1том 2 табл. 17]; Kv=Kmv·Kpv·Kuv
где [pic] [1том 2 табл.17]- коэффициент учитывающий влияние физико-
механических свойств на скорость резания;
Knv=0.8- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=0.65-учитывает материал режущего инструмента (Т5К10) [1том 2
T=60 мин [1том 2 табл.30]- период стойкости резца
Kv=1.25·0.8·0.65=0.65.
)-Частота вращения шпинделя:
[pic][pic] обмин принимаем по паспорту станка nф=400 обмин.
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.2·400=80 мммин
)-Главная составляющая силы резания:
Cp=204 х=1 y=075 n=0 [1том 2 табл.19]
где [pic] [1 том 2 табл.9]
[pic]1.25 для γ=-15 [pic]0.89 для φ=90
[pic]1 для λ=0 [pic]0.93 для r=1 [1том 2 табл.23]
)- Мощность резания: [pic] кВт
)- Основное время обработки : [pic] мин.
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6 ;
-Глубина резания: t= 0.25 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=014 ммоб [1том 2 табл 12]
Knv=1- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=1-учитывает материал режущего инструмента (Т15К6) [1том 2 табл.6]
[pic] принимаем по паспорту станка nф=1070 обмин
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.14·1070=150 мммин
-Глубина резания: t= 0.1 мм.( согласно п.1.7)
[pic] принимаем по паспорту станка nф=1220обмин
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.14·1220=170 мммин
8.2.2 Расчет режимов резания табличным методом.
На остальные поверхности режимы резания назначаем согласно таблиц
(814) в следующей последовательности:
- определяем припуск на механическую обработку (п.п. 2.9)
- определяем материал режущего инструмента условия резания
- выбираем скорость резания частоту вращения шпинделя минутную
- определяем мощность резания.
8.3. Определение норм времени.
Производим нормирование токарной-программной операции.
Вспомогательное время на установку детали в патрон:
t = 0.25 мин. (3 стр.36 карта2 )
Вспомогательное время связанное с обработкой не
включенное в программу: (3 стр.36 карта2 )
- включить и выключить станок: t =
- открыть заградительный щиток
- устанвить кординаты X и Y: t =
- ввести корекцию на инстру-
t = 0.04*3=0.12 мин.
Тв = 0.25+0.04+0.03+0.15+0.12= 0.6мин.
Время на контрольные измерения перекрываются
временем на обработку.
Определяем автоматическое время основной работы
по программе по следующей формуле:
где: То.а.- сумма машинного времени по всем инструментальным
То.а.= 1.25+0.7+0.6=2.5мин.
Тв.а.- вспомогательное время на ускоренное
движения и смену инструмента.
Время на организационное и техническое обслуживание
рабочего места (2стр.55 карта10):
Время на отдых и личные надобности:
Определяем норму штучного по формуле:
Подготовительно-заключительное время:
- получить инструмент приспособление : t = 4 мин.
- ознакомиться с работой: t = 4 мин.
- установить и снять блок с инструментом: t = 3*6=18 мин.
- расточить кулачки патрона: t = 5.0 мин.
- установить и снять программоноситель : t = 1.0 мин
Тп.з. = 4+4+18+5+1 = 34 мин.
Определяем норму штучнокалькуляционного времени
Конструкторский раздел.
Для обработки отверстия М10-7Н спроектируем кондуктор с пневмо-
приводом. Приспособление представляет собой сварной корпус 2 состоящий
из горизонтальной и вертикальной плит соединённых сваркой и для усиления
приваренных укосин 21.
На нижней плите выполнены 4 паза и установлены 2 шпонки для
крепления приспособления на столе станка. На боковой плите
устанавливаются встроенная пневмокамера состоящая из штока 9 мембраны
опорной шайбы 8 корпуса 5 крышки 7 направляющей втулки 10. Также с
передней стороны боковой плиты установлен срезанный палец 16.
На верхнем торце боковой плиты прикрепляется кондукторная плита 4 с
рукояткой 11 и кондукторными втулками 14 15 .
На торце штока 9 выполнен резьбовой участок установлена гайка 20 и
быстросъёмная шайба 12.
Кроме того на нижней плите смонтирована управляющая пневмо-
Принцип работы: заготовка устанавливается обработанными
поверхностями на шток 9 и палец 16. Далее в зазор между заготовкой и
гайкой 20 устанавливаем быстросъёмную шайбу 12 и подаём сжатый воздух в
правую (штоковую) полость пневмокамеры. При этом происходит зажим
заготовки. После этого рукоятку 11 упираем в заготовку и производим
обработку заготовки. После обработки процесс производим в обратном
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по ТМС. –
Минск: Высшая школа. 1983 г. –256 с.
ГОСТ 2.316-68. Правила нанесения на чертежах надписей
технических требований и таблиц.
Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под реакцией
канд. техн. наук Монахова.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для
нормирования работ выполняемых на универсальных и многоцелевых станках
с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени.: М.: Экономика. 1990г. – 206с.
с ЧПУ. Часть 2. Нормативы режимов резания.: М.: Экономика. 1990г. – 474
Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. Учебник для вузов. 3-е
издание переработанное и дополненное – Киев: Высшая школа. 1986г. –
Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах Т1. Под ред.
А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова – 4-е изд. переработанное и
дополненное – М.: Машиностроение. 1986г. – 656 с.
Справочник технолога-машиностроителя В 2-х томах Т2. Под ред.
дополненное – М.: Машиностроение. 1986г. – 496 с.
Справочник приспособления: Справочник. В 2-х томах. Под ред. Б.Н.
Вардашкина Т1 : М.: Машиностроение. 1984г. – 592 с.
Справочник приспособления: Справочник. В 2-х томах. Под ред.
Б.Н. Вардашкина Т2 : М.: Машиностроение. 1984г. – 656 с.