Разработка технологии механической обработки тихоходного вала

rrrrsrrrrer.docx

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Служебное назначение детали и анализ её технических требований . .5
Определение типа производства .. 7
Выбор вида и метода изготовления исходной заготовки . .8
План обработки поверхностей детали . . .10
Расчёт припусков на обработку и предельных размеров заготовки 11
Составление технологического маршрута обработки детали . 15
Выбор оборудования режущего и измерительного инструмента . .20
Расчет и назначение режимов резания .. 23
Нормирование технологического процесса . ..32

Тихоходный вал прокат.dwg

Пояснительная записка.docx

1 СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ И АНАЛИЗ ЕЁ
ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
Тихоходный вал является деталью горизонтального цилиндрического червячного редуктора. Он входит в состав тихоходной ступени редуктора и передает вращение от электродвигателя к ленточному конвееру. Вращение передается с помощью зубчатых передач. Тихоходный вал вращается на роликовых конических подшипниках №1027316 ГОСТ 27365-87 которые устанавливаются в корпус редуктора.
К изделию предъявляются следующие технические требования:
- материал детали Сталь 45 ГОСТ 1050-88;
- твердость свободных и вспомогательных поверхностей 235 НВ;
- твердость рабочих поверхностей закалка ТВЧ
с высоким отпуском 310 НВ;
- допуск цилиндричности шейки вала мм 0010;
- степень точности 8;
- поверхности под подшипники
- масса детали кг 195;
- допуск соосности посадочных поверхностей подшипников мм 0004;
- остальные поверхности H14h14 ±
- годовая программа выпуска штгод 500.
Химический состав изделия процент:
- сера не более 0004;
- медь не более 030;
- фосфор не более 0035;
- никель не более 025;
Механические свойства Стали 45 ГОСТ 1050-88 приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Механические свойства Стали 45
Временное сопротивление
Относительное удлинение
Относительное сужение
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
Тип производства и соответствующая ему форма организации производственного процесса определяют характер технологического процесса и его структуру. Поэтому необходимо определить тип производства по заданным программе выпуска и форме детали.
Ориентировочно тип производства можно определить исходя из годовой программы выпуска деталей и их массы.
По таблице 2 определяем тип производства.
Таблица 2 – Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали
Годовая программа выпуска = 500 штгод
Объём детали определим по формуле [1]
l – длина i-той цилиндрической части вала м.
Массу детали кг определим по формуле [1]
где – удельный вес материала кгм3 = 7810 кгм3 [1]
Тип производства – мелкосерийное (10 .1000)
ВЫБОР ВИДА И МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСХОДНОЙ
Т.к. производство детали мелкосерийное то целесообразно выбрать метод получения заготовки прокатом. При данной программе выпуска рационально изготовить заготовку из проката обычной точности так как это ведет к снижению количества операций обработки вследствие чего снижается количество снимаемого материала и износ инструмента отрезка мерных заготовок ведётся на фрезерно-отрезном станке.
Выбор диаметра заготовки для номинального диаметра детали D = 0044 м выполняется по отношению LD = 39 4. Выбираем заготовку выполненную из круглого проката диаметром 0044 м ГОСТ 2590-88.
Объём заготовки определяем в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 1 – Заготовка
Объём заготовки определим по формуле [1]
где r – радиус заготовки м r = 0022 м;
l – длина заготовки м l = 0215 м
Массу заготовки кг определим по формуле [1]
где – удельный вес материала кгм3 = 7830 кгм3 [1]
Коэффициент использования материала определим по формуле [1]
где – масса готового изделия кг = 195 кг
Значение коэффициента показывает что материал для мелкосерийного производства расходуется рационально.
ПЛАН ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ
Исполнительные поверхности - это поверхности которыми деталь выполняет свое служебное назначение.
Основные поверхности - это поверхности которые определяют положение детали в машине.
Вспомогательные поверхности - это поверхности которые определяют положение детали присоединенной к данной.
Свободные поверхности - это поверхности завершающие конструктивные формы детали упрощающие изготовление и сборку.
Схема обозначения поверхностей представлена на рисунке 2.
15 – исполнительные поверхности;
– основные поверхности;
121359 – вспомогательные поверхности;
81011 – свободные поверхности.
Рисунок 2 – Схема обозначения поверхностей
План обработки поверхностей представлен в таблице 3.
Таблица 3 – План обработки поверхностей
Обозначение поверхности
Шероховатость Rа мкм
Фрезерование черновое
Наружные поверхн. 37
Шлифование предварительное
Фрезерование однократное
Торцевые поверхности 4 6
Торцевая поверхность 16
РАСЧЁТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ И ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ
Для каждой операции назначаем межоперационный (промежуточный) припуск – избыточный слой металла оставляемый при выполнении предшествующей операции и снимаемый на данной операции.
Величина межоперационного припуска зависит от:
- конечного геометрического размера и точности (квалитета) обрабатываемой в данной операции поверхности детали.
С целью компенсации погрешности размера при обработке каждой поверхности определяем величину общего припуска для каждой операции.
Схема расчета припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности 40 представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема расчёта припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности 40
Межоперационные размеры припуски допуски для других поверхностей рассчитаем табличным методом [2] и сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Межоперационные размеры припуски допуски
Технологические операции переходы обработки отдельных поверхностей детали
Номинальное значение припуска мкм
Предельные размеры мм
Предельные припуски мкм
поверхн. вала 9 30n6)
Продолжение таблицы 4
СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ
Отрезать заготовку из прутка
Центровать отверстие
Выберем приспособления и разработаем маршрут обработки вала все данные маршрута сведем в таблицу 5.
Таблица 5 – Маршрут обработки вала
Продолжение таблицы 5
Снять фаску 25х45º на 3125 мм 3622 мм 3622 мм
Снять фаску 25х45º на 3522 мм 4175 мм
Фрезеровать шпоночную канавку B = 10 мм
Вертикально- фрезерный
Фрезеровать шпоночную канавку B = 12 мм
Шлифовать предварительно с
Шлифовать предварительно с
Кругло- шлифовальный
Шлифовать начисто с до на L = 92мм
Шлифовать начисто с до на L = 48 мм
Шлифовать начисто с до на L = 42 мм
Шлифовать начисто с до
ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО И ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
Основные характеристики используемого оборудования приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Сводная ведомость по оборудованию
Отрезной-круглопильный
Токарно-винторезный с ЧПУ
Вертикально- фрезерный
Максимальная длина обрабатываемой заготовки мм
**-частота вращения заготовки
Основные характеристики используемого режущего инструмента приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Сводная ведомость по режущему инструменту
Наименование режущего инструмента
Марка материала режущей части
Сверло центровочное комбинированное
A1250x40x3424АF30L5V35 Б 3
Круг шлифовальный чистовой
A1250x20x3430АF10G 11 V35 АА 3
Основные характеристики используемого измерительного инструмента приведены в таблице 8.
Таблица 8 – Сводная ведомость измерительного инструмента
Наименование инструмента
Штангенциркуль ЩЦ–I–250–005 ГОСТ 166-63
Штангенциркуль ЩЦ–III–350–01 ГОСТ 166-63
Штангенциркуль ЩЦ–I–250–001 ГОСТ 166-63
Микрометр МК25-1 ГОСТ 6507-90
РАСЧЕТ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Расчет и назначение режимов резания аналитическим методом для чернового точения с 44 до 4112.
Поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания определяется по формуле [2]
где – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости = 1 [2];
– фактический параметр характеризующий обрабатываемый материал для которого рассчитывается скорость резания Нмм2 = 600 Нмм2;
– показатель степени при обработке резцами из твёрдого сплава = 10 [2]
Поправочный коэффициент учитывающий условия работы определяется по формуле [2]
где – поправочный коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания = 09 [2];
– поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания = 065 [2]
Подачу выбираем по диаметру обрабатываемой детали и глубине резания.
Скорость резания при наружном продольном точении ммин определяется по формуле [2]
где – коэффициент зависящий от материала инструмента и заготовки = 340 [2];
Т – стойкость режущего инструмента мин Т = 60 мин [2];
t – глубина резания мм t = 17 мм;
s – подача ммоб s = 08 ммоб [2];
m – показатель степени m = 020 [2];
y – показатель степени y = 045 [2]
Частоту вращения шпинделя станка обмин определяется по формуле [2]
где D – диаметр обрабатываемой заготовки мм D = 44 мм
По паспорту станка 16К20Ф3 примем обмин.
Действительную скорость резания при наружном продольном точении ммин определяется по формуле [2]
Силу резания принято раскладывать на составляющие силы направленные по осям координат станка: тангенсальную радиальную и осевую .
Поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости определяется по формуле [2]
где n – показатель степени n = 075 [2]
Поправочный коэффициент для тангенсальной силы резания определяется по формуле [2]
где – поправочный коэффициент = 10 [2];
– поправочный коэффициент = 115 [2];
– поправочный коэффициент = 10 [2];
– поправочный коэффициент = 093 [2]
Тангенсальную силу резания Н определяется по формуле [2]
где – постоянный коэффициент = 300 [2];
y – показатель степени y = 075 [2];
n – показатель степени n = -015 [2];
Мощность резания кВт определяется по формуле [2]
Мощность процесса резания не должна превышать мощности станка.
Мощность двигателя кВт определим по формуле [2]
где – КПД привода главного движения = 095 [2];
– мощность электродвигателя станка кВт = 10 кВт [2]
Условие выполняется.
Остальные расчеты режимов резания для токарной обработки проведем табличным методом и представим в таблице 9.
Таблица 9 – Сводная таблица режимов резания для токарной обработки [2]
Точить торец начерно с 215 мм до 209мм
Точить канавки начерно
Продолжение таблицы 9
Точить начисто с 36096 мм
Точить начисто с 4111 мм
Таблица 10 – Сводная таблица режимов резания для фрезерной обработки [4]
Фрезерование шпоночного
Паз шириной 10 мм длиной 70ммглубиной 5 мм
Паз шириной 10 мм длиной 20ммглубиной 5 мм
Шлифовать предварительно с 30128 мм до
Шлифовать предварительно с 35118 мм до
Шлифовать предварительно с 40118 мм до
Таблица 11 – Сводная таблица режимов резания для шлифовальной обработки[1]
Шлифовать начисто с
НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Основное время для чернового точения с 44 мм до 4112 мм мин определяется по формуле [4]
– величина врезания и перебега резца мм = 288 мм [4];
– дополнительная длина на взятие пробной стружки мм = 1 мм [4];
n – частота вращения шпинделя обмин n = 500 обмин;
S – подачана один оборот шпинделя ммоб S = 06 ммоб [3]
Основное время для чистового точения с 4111 мм до 40118 мм мин определяется по формуле [4]
– величина врезания и перебега резца мм = 099 мм [4];
– дополнительная длина на взятие пробной стружки мм = 05 мм [4];
n – частота вращения шпинделя обмин n = 800 обмин;
S – подачана один оборот шпинделя ммоб S = 03 ммоб [3]
Число проходов инструмента iопределяется по формуле [4]
где – глубина резания мм = 099 мм;
t – глубина врезания шлифовального круга мм t = 03 мм [3]
Основное время для получистового шлифования с 40118 мм до 40048мм мин определяется по формуле [4]
где L – длина обрабатываемой поверхности мм
– частота вращения детали мин-1 = 100 мин-1;
– ширина шлифовального круга мм = 40 мм [2];
– продольная подача ммоб = 0002 ммоб [3];
К – коэффициент учитывающий доводку и выхаживание при шлифовании К = 13 [4]
где – глубина резания мм = 037 мм;
t – глубина врезания шлифовального круга мм t = 0185 мм [3]
Основное время для тонкого шлифования с 40048 мм до 40018 мм мин определяется по формуле [4]
– ширина шлифовального круга мм = 20 мм [2];
Вспомогательное время на операцию мин определяется по формуле [4]
где – время на установку и снятие заготовки мин = 102 мин [5];
– время связанное с переходом мин = 0018 мин [5];
– время на измерение мин = 014 мин [5]
Оперативное время мин определяется по формуле [4]
где – поправочный коэффициент на вспомогательное время зависящий от серийности работ типа оборудования и трудоёмкости = 1 [5]
Время на обслуживание оборудования мин определяется по формуле [4]
Время нормированного отдыха мин определяется по формуле [4]
Штучное время для технологических операций выполняемых вручную мин определяется по формуле [4]
В данной курсовой работе был произведён анализ и назначение детали её технических требований определили тип производства выбрали метод изготовления исходной заготовки план обработки поверхности детали рассчитали припуски на обработку составили технологический маршрут обработки детали выбрали оборудование режущего и измерительного инструмента рассчитали режимы резанья выполнили расчёт основного машинного времени.
Э.Л.Жуков С.Л. Мурашкин. Технология машиностроения: В 2кн. Кн.1. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособ. для вузов. – М.: Высш. шк. 2003. – 278с.
Г. А. Косилова. Справочник технолога-машиностроителя Т.2 – М.: Машиностроение 1985. – 496 с.
Г.А. Монахов. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Изд 3-е. М.:Машиностроение 1974. – 598 с.
Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы выполняемые на металлорежущих станках. М.:Машиностроение. 1980.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках с ЧПУ – ЦБПНТ при НИИ труда. М.:Машиностроение. 1980.

Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе
По дисциплине «Технология производства ПТСДСиО»
На тему: «Разработка технологии механической обработки тихоходного вала»
студент группы сПТМ – 51

Тихоходный вал.dwg

* Размеры обеспеч. инстр.
Неуказанные предельные отклонения размеров: H14
Острые кромки притупить радиусом 0
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Схемы наладок.dwg

Наименование и модель
Наименованиие и модель станка
Вертикально фрезерный 6М11
Круглошлифовальный 3М153
Инструмент: Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73
Инструмент: Резец канавочный Т15К6 ГОСТ 18878-73
Резец торцевой Т15К6 ГОСТ 18878-73
Инструмент: Сверло центровочное комбинированное Р6М5 ГОСТ 14952-75
* Размер для справок
Операция 010 Центровальная
Операция 015 Токарная
Инструмент: Фреза шпоночная Р6М5 ГОСТ 9140-78
Операция 020-025 Фрезерная
Инструмент: Круг шлифовальный 1А1 250х40х34 24А F30 L 5 V 35 Б 3 ГОСТ 2424-83
Операция 035-040 Шлифовальная

Введение.doc

Механическая обработка металловпредставляет собой процесс обработки поверхности материала при помощи сверла фрезы или шлифовального диска. Механическая обработка является очень распространенной процедурой ей подвергаются все изделия. Процесс осуществляется на металлорежущих станках в установленном порядке.
При оказании механического воздействия на поверхность наблюдается образование новой поверхности образуется она путем деформации и дальнейшего отдаления слоев от основной части материала. Сопровождается появлением стружки. Часть материала которую снимают металлорежущие станки называется припуском. Она является избыточной. После того как с детали снимается припуск она приобретает определенную форму.
При производстве следует делать небольшой припуск так как это позволит уменьшить трудоемкость процесса и себестоимость детали а также сэкономит материал
Помимо обработки резанием существуют такие видымеханической обработки металлов как обработка методом деформирующего реза методом пластической деформации а также электрофизическая обработка.
Обработка методом пластической деформации осуществляется под силовым воздействием внешней среды. Это приводит к глобальному изменению формы конфигурации и свойств детали. Обработка методом деформирующего резания является способом объединившим обычное воздействие резом и метод пластической деформации. Этот способ применяют для восстановления первоначальной формы изношенных деталей.