Вал-шестерня

маршрутная карта 3.dwg

Шлифовать поверхность 9
наименование операции
наименование оборудования
Обозначение документа

маршрутная карта 2.dwg

Фрезеровать шпоночный паз поверхности 16
Фрезеровать шпонрчный паз поверхности 14
Точить поверхность 11
точить поверхность 9
наименование операции
наименование оборудования
Обозначение документа
точить поверхность 8
точить поверхность 13
точить поверхность 12
Горизонтально-фрезерная
Шлифовать поверхность 7

маршрутная карта 1.dwg

наименование операции
наименование оборудования
Обозначение документа
Штамповать заготовку
Фрезерно-центровальная
сверлить центровые отверстия

вал поверхности.dwg

вал шестерня моя.dwg

диаметр вершин зубьев
высота постоянной хорды
Неуказанные предельные отклонения размеров
Размер обеспечивается инструментом.
Маркировать шрифтом 5-Пр3 ГОСТ 26.008.
правила приемки и другие технические
требования по ГОСТ 2794-57.
Острые кромки притуплять.
Сталь 45 ГОСТ 1050-74

035.dwg

Наименование операции
Обозначение программы
Горизонтально-фрезерная
Горизонтально-фрезерный станок 6Р82Г
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Установить заготовку и закрепить
Пневматические тиски
выдерживая размеры 1
Фреза дисковая пазовая
режущие многогранные твердосплавные неперетачиваемые пластинки
Открепить и снять заговку

020.01.dwg

Режущие многогранные твердосплавные неперетачиваемые пластинки фирмы
Наименование операции
Обозначение программы
Токарно-копировальная
Токарно-копировальный станок 1Н713
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Установить заготовку и закрепить
Центра-неподвижный и плавающий
Штангенциркуль ШШЦ ГОСТ 169-87

020.03.dwg

Режущие многогранные твердосплавные неператичиваемые пластинки фирмы
Наименование операции
Обозначение программы
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
выдерживая размер 10
выдерживая размер 11
выдерживая размер 12

030.dwg

Режущие многогранные твердосплавные неперетачиваемые пластинки фирмы
Наименование операции
Обозначение программы
Зубофрезерный станок 5А312
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Установить заготовку и закрепить
Открепить и снять заготовку

040.02.dwg

025.01.dwg

Режущие многогранные твердосплавные неперетачиваемые пластинки фирмы
Наименование операции
Обозначение программы
Токарно-винторезный станок 16К20
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Штангенциркуль ШШЦ ГОСТ 169-87
Установить заготовку и закрепить
Центра-неподвижный и плавающий

040.01.dwg

Наименование операции
Обозначение программы
Круглошлифовальный станок 6Д81
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Установить заготовку и закрепить
Центра-неподвижный и плавающий
Шлифовать поверхность
Круг шлифовальный 23А25СМ2К6152 ГОСТ 2424-87
Шлифовать поверхность

020.02.dwg

015.dwg

с режущими многогранными твердосплавными неперетачиваемыми
Наименование операции
Обозначение программы
Фрезерно-центровальныая
Фрезерно-центровальный станок МР-76АМ
Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Установить заготовку и закрепить
Штангенциркуль ШШЦ ГОСТ 169-87
Сверлить центровые отверстия
выдерживая размеры 2

025.02.dwg

020.dwg

Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Токарно-копировальный станок 1Н713
Подрезать торец п.11

035.dwg

Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Шпоночно-фрезерный станок 6Д91
Фрезеровать шпоночный паз п. 16

040.dwg

025.dwg

Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Токарно-винторезный станок 16К20
Подрезать торец п.11

015.dwg

Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Фрезерно-центровальный станок МР-71М
Фрезеровать п.1 и 15
Сверлить центр. отверстия

заготовка.dwg

На поверхности допускаются дефекты глубиной до 0
припуска на обработку.
Неуказанные штамповочные уклоны 7
Неуказанные радиусы галтелей
Допускаемая величина смещения по поверхности разъема
Допускаемая величина остаточного слоя 1
Черновые технологические базы.
Маркировать ТМС СДМ-08.002.
Сталь 45 ГОСТ 1050-74

пояснительная записка.docx

1. Анализ служебного назначения и условий работы детали.
Деталь «Вал-шестерня» является быстроходным валом цилиндрического редуктора и предназначена для передачи крутящего момента от привода к промежуточному валу редуктора. Вал-шестерня получает вращение от привода через муфту и воспринимает крутящий момент. Вал-шестерня установлен в подшипниках качения в корпусе редуктора. Вал-шестерня работает в условиях действия радиальной знакопеременной сосредоточенной нагрузки и крутящего момента. Зубья зубчатого венца испытывают действие изгибающего усилия контактного давления и сил трения. Под действием последних происходит нагрев и изнашивание зубьев.
Проверка детали на технологичность.
а) Качественная оценка:
Марка материала – сталь 45 ГОСТ 1050-74 указана в основной надписи. Твердость 250 270 HB п.1 технических требований. На чертеже даны все размеры необходимые для изготовления и контроля детали. Точность размеров задана комбинированным способом в виде посадки квалитета точности и предельных отклонений по ГОСТ 2.307-79. Точность свободных размеров 14 квалитет п.2 технических требований. Шероховатость поверхностей указана непосредственно на изображении и в правом верхнем углу чертежа. Предельные отклонения заданы в виде условных обозначений по ГОСТ 2.308-79 отклонения для остальных поверхностей должны укладываться в допуск на размер. Формы размеры и точность шлицев определенны – по ГОСТ 2794-57. Фаски и радиусы закруглений выполнены по ГОСТ 10948-64.
Заготовку вала можно получить как из проката так и обработкой давлением – штамповкой или высадкой. В обоих случаях форма заготовки и её элементов достаточно простая.
Свободные поверхности выполнены по 14 квалитету точности. На заготовительных операциях такой точности не добиться поэтому предусматривается обработка всех поверхностей
Вал-шестерню Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64 форма и размеры канавок – по ГОСТ 8820-69 формы размеры и точность шлицев определенны – по ГОСТ 2794-57. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала-шестерни можно отнести к типу деталей “Валы” для которых разработан типовой ТП. Деталь не содержит каких-либо специфических особенностей формы поэтому может быть обработана непосредственно по типовому ТП.
Таким образом с точки зрения получения заготовки деталь можно считать технологичной.
Вал-шестерня представляет собой тело вращения располагается в корпусе редуктора работает в зацеплении с другим зубчатым колесом с целью передачи крутящего момента от двигателя к приводам. Диаметры 100 служат для посадки подшипников.
Заготовка – прокат. Деталь выполняется из стали 45 ГОСТ 1050-74.
Термообработка: температуру закалки- 840осреда охлаждения- масло; температуру отпуска- 520осреда охлаждения- вода или масло;
Механические свойства стали 45 :
Допустимые напряжения при изгибе: ;
Допустимые напряжения при сжатии: ;
Допустимые напряжения при срезе: ;
Предел прочности при растяжении: ;
Химический состав стали 45:
б) Количественная оценка:
Средний квалитет точности:
ai – квалитет соответствующих поверхностей.
Средний параметр шероховатости:
гдеbi – шероховатость соответствующих поверхностей.
Средний параметр шероховатости вала:
Коэффициент использования материала:
гдеМз – масса заготовки;
Определение форм организации производственного процесса.
Деталь «Вал-шестерня» . Объем выпуска N = 100 детгод.
Тип производства определяем исходя из расчетного объема выпуска N0 детгод:
где m – масса детали m = 47 кг;
KT – коэффициент трудоемкости изготовления для детали средней сложности KT = 1.
что соответствует среднесерийному производству.
Выбор метода получения заготовки.
Поскольку данная деталь производится из стали марки 45 и имеет в сечении окружность то можно предложить два варианта получения заготовки
Прокат диаметром 155 мм и длиной 530 мм
Штампованная поковка.
Для того чтобы выбрать целесообразный вариант необходим экономический расчёт этих двух методов.
Расчет себестоимости изготовления.
Расчет стоимости штамповки определяется по формуле:
где:- базовая стоимость поковки (185 руб. за тонну);
- коэффициент зависящий от точности штамповки (нормальная точность);
- коэффициент зависящий от марки материала штамповки (Ст.45);
-коэффициент сложности штамповки (3 группа сложности);
-коэффициент зависящий от материала штамповки (Ст.45);
-коэффициент зависящий от серийности производства.
Расчет стоимости проката определяется по формуле:
М-затраты на материал заготовки.
- технологическая себестоимость операций.
- приведённые затраты на рабочем месте (200 копч)
-Штучное калькуляционное время выполнения заготовительной операции.
Вывод: более выгодным способом получения заготовки является штамповка.
Разработка технологического процесса изготовления детали.
Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей.
Наименование перехода
Подрезка торца черновая
Подрезка торца чистовая
Фрезерование предварительное
Фрезерование зубьев дисковой фрезой
Точение получистовое
Назначение маршрута обработки детали в целом.
5. Фрезерно-центровальная.
Фрезеровать торец №1 и №15.
Сверлить центровые отверстия ГОСТ 14034-74.
0. Токарная (черновая).
Точить поверхность №2 начерно.
Подрезать торец №4 начерно.
Точить поверхность №7 начерно.
Подрезать торец №8 начерно.
Точить поверхность №10 начерно.
Подрезать торец №9 начерно.
Точить поверхность №12 начерно.
Подрезать торец №11 начерно.
Точить поверхность №13 начерно.
Точить фаски №31418 на размер 16х450.
Точить фаски № 56 на размер 2x450
5. Токарная (чистовая).
Точить поверхность №2 начисть.
Подрезать торец №4 начисто.
Подрезать торец №11 начисто.
Точить поверхность №13 начисто.
Фрезеровать зубья поверхность № 10.
Фрезеровать шпоночный паз поверхности №1617.
Шлифовать поверхность №2.
Шлифовать поверхность №13.
Шлифовать торец № 11.
5. Нанесение антикоррозионного покрытия.
Выбор технологического оборудования.
Выбор модели станка зависит:
Точение – токарный станок;
Фрезерование – фрезерный станок и т.п.
От типа производства:
Среднесерийное – станок-автомат:
От габаритов и массы заготовки:
От мощности привода станка:
От возможности приобретения.
Модели станков по операциям.
Операция 015 - фрезерно-центровальная.
Выбираем станок фрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-76АМ.
Диаметр обрабатываемой заготовки 25 125мм; длина обрабатываемой заготовки 200 600мм; частота вращения шпинделя фрезы 125179497712 мин-1; рабочая подача фрезы (бесступенчатое регулирование) 20 400 мммин; частота вращение сверлильного шпинделя 238 мин-1; рабочая подача сверлильной головки (бесступенчатое регулирование) 20 300 мммин; мощность всех электродвигателей 13 кВт.
Операция 020 - токарно-копировальная.
Выбираем станок токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат модели 16К20Ф3.
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной 400мм над суппортом 250мм; наибольшая длина обработки заготовки 500мм; частота вращения шпинделя 5063801001251602002503154005006308001000; подача суппортов продольного 25 400 поперечного 25 315мм; мощность электродвигателя 17 кВт.
Операция 025 - токарно-винторезная.
Выбираем станок токарно-винторезный.
Наибольший диаметр обработки над станиной 400мм; наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом 220; частота вращения шпинделя 125;16;20;25;31.5;40;50;63;80;100;125;160;200;250;315;400;500;630;800;1000;1600 мин-1; подача на один оборот шпинделя продольных 005;006;0075;009;01;0125;015;0175;02;025;03;035;04;05;06;07;08;1;16;2;24;28 ммоб; поперечных 0025;003;00375;0045;005;00625;0075;00875;01;0125;015;0175;02;025;03;035;04;05;06;07;08;1;12;14 ммоб; мощность электродвигателя 10 кВт.
Операция 030 – горизонтально-фрезерная.
Выбираем станок горизонтально-фрезерный.
Расстояние от оси шпинделя до станины 155мм; частота вращения шпинделя 31540506380100125160200250315400500630800100012501600мин-1; подача стола продольных и поперечных 253154050638010012516020025031540050063080010001250 мммин; вертикальных 83;105;133;166;21;266;333;416;533;666;833;105;1333;1666;210;2666;3333;4166 мммин; мощность электродвигателя главного движения 75 кВт.
Операция 035 – фрезерно-шпоночная.
Выбираем станок шпоночно-фрезерный.
Ширина фрезеруемого паза 3 20мм; наибольшая длина фрезеруемого паза 300мм; частота вращения шпинделя 5006308001000125016002000250031504000 мин-1; поперечная подача фрезерной головки при маятниковом цикле 01 18 ммход; мощность электродвигателя главного движения 22 кВт.
Операция 040 – круглошлифовальная.
Выбираем станок круглошлифовальный.
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки диаметр 200мм длина 500мм; наибольшие размеры шлифовального круга 500х63х203; частота вращения шпинделя шлифовальной бабки 1320 мин-1; частота вращения шпинделя изделия 78108151210290405560780 мин-1; мощность электродвигателя 75 кВт.
Расчёт припусков на механическую обработку.
На одну поверхность припуск определяем расчетно-аналитическим методом на остальные по ГОСТ 7505-89.
Рассчитываем припуск на размер
Обтачивание и шлифование производится в центрах следовательно отклонения расположения поверхностей равно:
Допуск на поверхность используемые в качестве базовых на фрезерно-центровальной операции определяем по ГОСТ 7505-89:
Остаточная величина пространственных отклонений:
После черновой обработки
После чистовой обработки
Расчет минимальных значений припусков производим по формуле:
Минимальный припуск:
- под предварительное обтачивание:
- под окончательное обтачивание:
Полученные данные заносим в таблицу 2 .
Технологические переходы обработки поверхности
Элементы припуска мкм
Предельный размер мм
Предельные значения припусков мкм
Обтачивание окончательное
Графа «Расчетный размер » (dр) дополняем начиная с полного размера:
Наименьший предельный размер определим округлив до того же знака что и у десятичной дроби которой задан допуск. Наибольший предельный размер найдем прибавлением допуска к наименьшему.
Рассчитываем значение припусков:
Общие припуски и определяем суммируя промежуточные припуски:
=226+350+3310=3886 мкм
=271+399+4700=5470 мкм
Произведем проверку правильности выполненных расчетов:
Проверка верна следовательно расчет произведен верно.
Расчет режимов резания и норм времени.
Расчет операции №020 «Токарная»
Операция выполняется на токарно-винторезном станке с ЧПУ мод. 16К20Ф3 за четыре установа(А и Б – черновая обработка В и Г – чистовая обработка) на каждом из которых выполняется по одному переходу. На данной операции для установки и базирования заготовки на станке используются 2х кулачковый поводковый патрон с плавающим передним центром и вращающийся центр установленный в задней бабке.
В качестве режущих инструментов используются токарные резцы для наружной обработки стандарта ISO:
Державка: PCLNR 2020К-12
Пластина: CNMG 120408T-NR
радиус при вершине r=08 мм
сплав пластины IC 9025
твёрдый сплав покрытый методом химического осаждения тремя слоями покрытия из TiN AL2O3 TiCN.
Рекомендуемые режимы резанья:
Державка: SVJCR 2020К-16
Пластина: VCMT 160404E-14
радиус при вершине r=04 мм
сплав пластины IC 9025
Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении рассчитываем по формуле
Общий поправочный коэффициент Кv на скорость резания представляет собой произведение из отдельных коэффициентов
Кmv – влияние качества обрабатываемого материала (для стали = 09)
Knv – влияние состояния поверхности заготовки (для проката = 08 ;после черновой обработки = 10 )
Kuv – влияние материала режущей части( = 19 )
Kf – влияние главного угла в плане резца (для f95=07; для f93=07)
Черновое точение (установы А и Б):
Глубина резания t = 4 мм
Период стойкости инструмента Т = 60 мин
СV = 350 ;m = 02; = 015; = 035
Выбираем ближайшее значение по паспорту станка 800 обмин
Действительная скорость резания
Определяем силу резанья:
Pz=10 Cp tx sy vn Kp
Общий поправочный коэффициент Кр на силу резания представляет собой произведение из отдельных коэффициентов Kp =Kmp Kp Kp Kp Krp
Kmp =075 ;Kjp =089; Kgp =11; Klp =10
Krp – учитывается только для быстрорежущей стали.
Kp =075*089*11*1=0734
Сp = 204 ; n = 0; X= 10; Y= 075
Pz=10*204*41*05075*13570*0734=3561 Н
Рассчитываем мощность резанья
Определим основное машинное время обработки:
Определим длину рабочего хода Lрх:
где Lрез – длина резания равная длине обработки.
Lдоп – дополнительная длинна хода вызванная в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации детали.
y – длина подвода врезания и перебега инструментов
Lрез=430 мм; Lдоп+y=14 мм; Lрх=444 мм
Lрез=187 мм; Lдоп+y=14 мм; Lрх=201 мм
Чистовое точение (установы В и Г):
Глубина резания t = 04 мм
СV = 420 ; m = 02; = 015; = 02
Выбираем ближайшее значение по паспорту станка 2000 обмин
Pz=10 Cp tx sy vn Kp
Kmp =075 ; Kjp =089 ; Kgp =11; Klp =10
Pz=10*204*041*025075*333010*0734=21176 Н
где Lрез – длина резания.
Lрез=438 мм; Lдоп+y=6 мм; Lрх=438 мм
Lрез=196 мм; Lдоп+y=6 мм; Lрх=202 мм
Определение штучно-калькуляционного времени на операцию.
Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:
где Тпз – подготовительно – заключительное время на операцию.
n – величина партии запуска деталей; n=1480 шт
Норма штучного времени при обработке на токарных станках с ЧПУ определяется как:
Тшт=То+Тв+Тобсл+Тпер
Tо – основное технологическое время
Тобсл – время технического и эксплуатационного обслуживания.
Тпер – время перерывов.
Тв – вспомогательное время:
Тв=Тус+Тм.в+Тзо+ Тиз
Тм.в. – машинно-вспомогательное время необходимое для перемещения револьверной головки станка в зоне обработки включая холостые отводы и подводы а также смену инструмента.
Тзо – время на закрепление и открепление детали
Тус – время на установку и снятие детали
Тиз – время на измерение детали
Тхх – суммарное время холостых ходов
Тск – суммарное время смены кадров управляющей программы (в среднем время смены одного кадра 15-2 сек).
Тси – Суммарное время необходимое для смены инструмента.
Тшт=То+Тус+Тиз+Тзо+Тхх+Тск+Тси+Тобсл+Тпер
Общая длина холостого хода –1862 мм
Скорость быстрых перемещений – 2000 мммин
Тхх=18622000= 0931 мин
Тм.в.=0931+15+017=2601 мин
Тобсл+ Тпер=12% от оперативного времени
Тобсл+ Тпер=5894*012=0707
Полученные значения норм времени сведем в таблицу 3.
На основании таблицы получаем:
Тшт=2893+074+264+0176+2601+2828=11878 мин.
Тш-к=+11878=1189 мин.
Выбор оснастки является одним из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки от правильного его выбора зависит производительность изготовления детали экономическое использование производственных площадей электроэнергии и в итоге себестоимости изделия.
Оборудование на проектируемом участке должно быть по возможности универсальным.
Используемые измерительный вспомогательный инструмент и приспособления:
Штангенциркуль ШШЦ ГОСТ 169-87;
Индикатор 1 МИГ-0 ГОСТ 9696-82;
Калибр ГОСТ 24121-80 8154-0223-1;
Зубомер ГОСТ 4446-59;
Скоба ГОСТ 11098-75 СР 75;
Образцы шероховатости ГОСТ 9378-78;
Выбор режущего инструмента обуславливается материалом обрабатываемой детали твёрдостью конфигурацией видом обработки (черновая чистовая) универсальностью конструкцией детали выбором оборудования и по возможности из стандартного режущего инструмента.