Процесс технологический обработки детали типа червяк

Вал-червяк однозаходный.doc

Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Факультет автоматизации и роботизации машиностроения
Кафедра технологии машиностроения
По дисциплине: «Технология машиностроения»
Тема: «Процесс технологический обработки детали типа червяк»
Замечания руководителя
Приложение 1 – Комплект технологической документации
Приложение 2 – Чертеж вала-червяка однозаходного
Приложение 3 – 3D - модель вала-червяка однозаходного
Совокупность методов и приемов изготовления машин выработанных в течении длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением литья сварки сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной продукции.
Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную дисциплину изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов связанных с необходимостью выполнения технических требований поставленными конструкторами перед изготовителями.
Эти обстоятельства объясняет развитие “технологии машиностроения“ как научной дисциплиной в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии металлической обработки и сборки в наибольшей мере влияющие на производственную деятельность предприятия.
В данной лабораторной работе подробно изложена технология изготовления вала-червяка однозаходного с подборкой оборудования режущего инструмента. Учтены нормы времени на обработку.
Разработка технологического процесса обработки вала-червяка однозаходного
1 Анализ технологичности конструкции детали.
Для получения необходимой детали выбрали заготовку “прокат” сталь 40Х диаметром 195 мм и длиной 940 мм. Выбор именно такой заготовки связан с тем что необходимая нам деталь имеет наибольший диаметр 190.
2 Определение типа производства
Тип производства определяют по формуле рассчитывая такт выпуска:
где Fg=2100 ч – действительный фонд времени работы станка в одну смену;
m=2 – количество смен;
N=400– годовое производство деталей.
Если такт выпуска получился больше 60 то применяется индивидуальное производство.
3 Определение количества деталей в партии
где N=400– годовой выпуск деталей;
D=256 дн – действительное количество рабочих дней в году;
t=10 дн – количество дней в году на которые должен быть обеспечен запас на складе.
4 Выбор и экономическое обоснование способов получения
Заготовка получена путем проката на прокатном стане и имеет в сечении форму круга. Необходимая нам деталь так же имеет форму круга в сечении а соответственно более удобна для обработки с экономической и технологической точки зрения.
5 Выбор технологических баз и разработка маршрутной
Для черновой операции принимаем технологическую базу – наружная цилиндрическая поверхность заготовки.
Для последующих чистовых операций принимаем базы – крайняя левая и правая ступени с центрирующими отверстиями в них.
Припуск на длину для диаметра прутка 195 мм равен 5 мм на сторону.
Составим вариант обработки для данной детали в условиях индивидуального производства:
5 Токарная черновая
0 Токарная чистовая
5 Зубонарезная (нарезание долбяком)
5 Шпоночно-фрезерная
0 Круглошлифовальная
Маршрутная технология и исходные данные для разработки технологического процесса механической обработки червяка приведены в таблице 1.
Наименование операции установки и перехода
Диаметр обработки мм
Припуск на сторону мм
Установить и закрепить деталь в патроне 195 мм
Черновая обработка до
Токарно-винторезный станок 16К20 Nдв=11 кВт
Токарный самоцентрирующийся патрон. Предохранительный сверлильный
патрон. Рефленый передний центр вращающийся задний центр.
Токарный подрезной резец Т15К6. Центровочное сверло. Спиральное сверло 102 мм. Метчик М12. Фасочный резец (правый и левый)
Линейка металлическая штангенциркуль ШЦ-1
Установить и закрепить деталь в патроне по 190 мм
Подрезать торец в размер 930 мм
Сверлить отверстие 102 мм под М12
Нарезать резьбу М12х15
Установить деталь в центрах
Чистовая обработка до
Установить деталь на призмах и закрепить плашками
Фрезеровать шпоночный паз
Вертикально-фрезерный станок 6Р11 Nдв=55 кВт
Подвижные призмы прихваты
Установить деталь в центрах и закрепить
Предварительное шлифование до 100015 на 1=70 мм
Окончательное шлифование
Предварительное шлифование до 100015 на 1=250 мм
до 100 k6 на l=20 мм
Круглошлифовальный станок 3М150
Трехкулачковый патрон передний и задний центра
Шлифовальный круг 400х50х16 мм
Выбор технологического оборудования приспособлений режущего и мерительного инструмента
1 Токарная обработка
Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20 мощность двигателя Nдв=11 кВт.
Приспособления: токарный самоцентрирующийся патрон предохранительный сверлильный патрон рифленый передний центр вращающийся задний центр.
Режущий и мерительный инструмент: токарный подрезной резец Т15К6 центровочное сверло спиральное сверло 10.2 мм метчик М12 фасочный резец (правый и левый) линейка металлическая штангенциркуль ШЦ-1.
2 Фрезерная обработка
Оборудование: вертикально-фрезерный станок 6Р11 мощность двигателя Nдв=55 кВт.
Приспособления: подвижные призмы прихваты. Режущий и мерительный инструмент: шпоночная фреза 28 мм штангенциркуль ШЦ-1.
3 Шлифовальная обработка
Оборудование: круглошлифовальный станок 3М150 мощность двигателя Nдв=4.0 кВт. Приспособления: трехкулачковый патрон передний и задний центра.
Режущий и мерительный инструмент: шлифовальный круг 400х50х16 мм микрометр 100-150. 3 Установление режимов резания
На токарной операции расчет режимов резания производится на 3-х переходах:
Установка А переход 1 подрезать торец.
Скорость резания определяется по формуле:
где Т=60 мин – среднее значение периода стойкости резца;
t=5 мм – глубина резания;
S=0.5 ммоб – подача при точении
Находим значение коэффициента Сv и показателей степеней:
Сv=350; y=0.35; m=0.20
где Kmv – поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;
Kuv=1.0 – коэффициент учитывающий качество материала инструмента;
Knv=0.9 – коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки .
где Kr=1.1 – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости;
nv=1.0 – показатель степени;
в=900 МПа – временное сопротивление материала ст. 40Х.
Определение частоты вращения:
где D=112 мм – диаметр обрабатываемой поверхности.
Для станка 16К20 частоту вращения шпинделя определяем: nm nmax=1600.
Диаметрический ряд скоростей:
где z=22 – число скоростей шпинделя
Ряд частот вращения шпинделя для станка 16К20
Округляем расчетную частоту вращения шпинделя до ближайшего меньшего и получаем фактическую:
Определение фактической скорости резания:
Расчет режимов резания при сверлении отверстия 10.2 мм под резьбу М12.
Определение скорости резания при сверлении определяется по формуле:
где Т=25 мин – среднее значение периода стойкости сверла;
S=0.28 ммоб – подача при сверлении;
Kls=0.9 Kоs=0.5 – поправочные коэффициенты учитывающие конкретные
D=10.2 мм – диаметр сверла;
Определяем значение коэффициента Cv и показателей степени:
Cv=9.8; q=0.40; y=0.30; m=0.20
где Kmv – коэффициент на обрабатываемый материал;
Kuv=1.0 – коэффициент на инструментальный материал;
Klv=085 – коэффициент учитывающий глубину сверления (табл. 31).
где Kr=1.0 – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости;
nv=0.9 – показатель степени.
Kv=0.7211.01.0=0.721
Определение частоты вращения шпинделя:
Выбираем фактическую частоту вращения по станку ближайшую меньшую:
Определение фактической скорости резания при сверлении:
Определение режимов резания при нарезании резьбы М12.
Метчик работает с самозатягиванием поэтому подача равна шагу резьбы (S=1.5 ммоб)
где Т=90 мин – среднее значение периода стойкости метчика;
S=1.5 ммоб – подача.
Cv=64.8; y=0.5; q=1.2; m=0.90.
где Kmv=0.8 – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;
Kuv=1.0 – коэффициент учитывающий материал режущей части инструмента;
Кtv=1.0 – коэффициент учитывающий точность нарезаемой резьбы .
Принимаем частоту вращения nф=50 обмин для нарезания резьбы (по данным станка).
Частота вращения при вывинчивании принимается 25 обмин.
t=05 мм – глубина резания;
S=0.246 ммоб – подача при точении
Сv=420; y=0.20; m=0.20
Рассчитаем усилие резания при подрезке торца:
где из таблицы определяем коэффициент Cp и показатели степени:
Cp=300; х=1.0; у=0.75; n= - 0.15;
t=5.0 мм – глубина резания;
S=0.5 ммоб – подача при точении;
Vф=175 ммин – фактическая скорость резания.
Из таблицы определим:
Kφp=0.89 – коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане при
Kγp=1.1 – коэффициент учитывающий влияние переднего угла при γ=0°;
Kλp=1.0 – коэффициент учитывающий влияние угла наклона главного
Kmp – коэффициент на обрабатываемый материал
где n=0.75 – показатель степени.
Кр=1.150.891.11.0=1.126
Pz=103005.01.00.50.75175-0151.126=4962 Н
Определение эффективной мощности:
Мощность для сверления и нарезания резьбы значительно меньше поэтому не определяется.
2 Фрезерная операция
Подача при фрезеровании шпоночных пазов определяется по таблице (вертикальная подача 0.010 мм продольная подача 0.028 мм).
Определение скорости резания:
где Т=80 мин – среднее значение периода стойкости фрезы (табл. 40);
t=6 мм – глубина резания;
S=0028 ммзуб – подача;
D=28 мм – диаметр фрезы.
Из таблицы определяем коэффициент Cv и показатели степени:
Cv=12; q=0.25; y=0.3; u=0; p=0; m=0.26.
где Knv=1.0 – коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки;
Kmv – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала.
где Kr=1.0 – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатывае-
Определение частоты вращения фрезы:
Ряд частот вращения для станка 6Р11 будет:
Принимаем фактическую частоту вращения фрезы равную nф=125обмин.
Определение усилия резания по формуле:
где из таблицы определяем коэффициент Ср и показатели степени:
Cp=68.2; y=0.72; u=1; q=086; w=0
S=0.028 – продольная подача;
z=2 – количество зубьев фрезы;
D=28 мм – диаметр фрезы;
В=28 мм – ширина шпоночного паза.
где n=03 – показатель степени (табл. 9)
Определение необходимой мощности двигателя:
3 Шлифовальная операция
Режим резания определяется по таблице
Характеристики процесса
Определение эффективной мощности при шлифовании:
Из таблицы определим значение коэффициента СN и показатели степени:
СN=2.2; r=0.5; y=0.55.
Определение массы детали:
Наименование операции
установки и перехода
Установить и закрепить деталь
Черновая обработка до 190 мм на l =500 мм
Черновая обработка до 112 мм на l = 55 мм
Черновая обработка до 110 мм на l = 55 мм
Чистовая обработка до 190-01 на l = 500 мм
Чистовая обработка до 112 h9 на l = 55 мм
Чистовая обработка до 112 на l = 55 мм
Чистовая обработка до 100 k6 на l = 250 мм
Чистовая обработка до 100k6 на l = 70 мм
Установить деталь на призмах и закрепить
Фрезеровать шпоночный паз 28P9
Предварительное шлифование до 55015
Окончательное шлифование до 55к6
Предварительное шлифование до 55015
Расчет штучно-калькуляционного времени
Штучно-калькуляционного время определяется по формуле:
где То – основное машинное время (рассчитывается для каждого перехода токарной фрезерной и шлифовальной операции) мин;
Тв – вспомогательное время мин;
Тдоп – дополнительное время мин;
Тп.з. – подготовительно заключительное время на обработку всей
n – количество деталей в партии шт.
Определение основного машинного времени:
где L – длина обработки на каждый переход с учетом врезания и выхода мм
(берется из таблицы 1);
n – частота вращения обмин (берется из таблицы 2);
S – подача ммоб (берется из таблицы 2);
При нарезании резьбы:
n=50 обмин – частота вращения при нарезании резьбы;
n1=25 обмин – частота вращения при выкручивании метчика.
Определение вспомогательного времени:
где Тв.у. – время на установку и закрепление детали мин;
Тв.п. – вспомогательное время связанное с переходом мин.
Определение дополнительного времени:
Определение штучно-калькуляционного времени:
2 Фрезерная обработка:
Определение основного машинного времени открытого шпоночного паза:
Szпр=0028 ммзуб – продольная подача;
n=125 обмин – частота вращения фрезы.
В – ширина шлифовального круга мм;
nз – частота вращения заготовки;
Sпр – продольная подача ммоб;
– коэффициент учитывающий пробный проход при шлифовании и
где Vз=15 ммин – скорость вращения заготовки;
dз=100 мм – диаметр обрабатываемой заготовки.
Окончательная обработка:
Черновая обработка до 56 мм на l=65 мм
Черновая обработка до 61 мм на l=127 мм
Черновая обработка до 56 мм на l=80 мм
Чистовая обработка до 60 h8 на l=47 мм
Чистовая обработка до 55h9 на l=60 мм
Чистовая обработка до 5505 на l=20 мм
Чистовая обработка до 55 h9 на l=45 мм
Предварительное шлифование до 100015
Окончательное шлифование до 100 к6
Предварительное шлифование до 100015
4 Определение штучно-калькуляционного времени детали:
Библиографический список
Т. 1 и 2 справочник технолога – машиностроителя.
Под редакцией А.Г Косиловой и Р.К. Мещерякова – 4-е издание переработано и дополнено – М.: Машиностроение 1985
Общемашиностроительные нормативы времени для технического
нормирования работ на металлорежущих станках. Москва 1967г. часть 1 часть 2.