Технологический процесс изготовления торсионного вала автомобильной подвески

Торсион-А3 v11.cdw

КП ТМ.04.28.497.00.00.000
Сталь 50ХФА ГОСТ 144959-79
* Размеры для справок
Неуказанные предельные отклонения размеров:

ОК-025.CDW

Торсион-А3.cdw

КП ТМ.04.28.497.00.00.000
Сталь 50ХФА ГОСТ 144959-79
* Размеры для справок
Неуказанные предельные отклонения размеров:

Реферат.doc

страницы пояснительной записки 2 таблицы 1 рисунок.
В курсовом проекте выполнен анализ технологии изготовления детали выбрано оборудование и инструменты для изготовления торсиона рассчитаны режимы резания для назначенных операций.
ДОПУСК ПРИПУСК ВАЛ СТАНОК РЕЗЕЦ ТОЧЕНИЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ

ПЗ1.doc

Разработка маршрутного процесса обработки7
Разработка операционного технологического процесса10
1 Выбор технологического оборудования10
2 Выбор приспособлений12
3 Выбор измерительного инструмента12
4 Выбор режущего инструмента13
5 Расчет режимов резания13
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ21
В данной работе разрабатывается технологический процесс изготовления торсионного вала автомобильной подвески. Торсион представляет собой стержень работающий на кручение; на концах торсиона нарезаны шлицы. Условия работы торсиона характеризуются большими крутильными деформациями и напряжениями. Нарушение технологии изготовления торсионов ведет к их быстрому износу и приходу в негодность а вследствие этого – к нарушениям активной и пассивной безопасности автомобиля. В связи с этим необходимо уделять большое внимание неукоснительному соблюдению технологии при изготовлении торсионов автомобильной подвески.
При выборе заготовки из которой будет изготавливаться торсион будем руководствоваться следующими положениями: материалом из которого изготавливается деталь; конфигурацией детали; размерами заготовки качеством поверхностного слоя и массой а также коэффициентом используемого материала.
Материалом для изготовления вала принята сталь 50ХФА (ГОСТ 14959-79). Поверхность детали составляют простые цилиндрические поверхности которые получают в результате механической обработки резанием.
В качестве заготовки для изготовления детали принимаем круглый прокат диаметром 22 мм (с учетом припуска на обработку для наибольшей цилиндрической поверхности).
Длину заготовки принимаем больше длины детали на величину припуска под обработку торцевых поверхностей lз = 300 мм.
Получаем коэффициент использования материала:
где Мд – масса детали; Мд = 17 кг;
Мз – масса заготовки; Мз = 36 кг.
Разработка маршрутного процесса обработки
Исходя из геометрических размеров детали разбиваем ее на элементарные поверхности каждой из которых присваивается номер (рисунок 1) и назначаются виды обработки в зависимости от требуемой точности поверхности (таблица 1).
Таблица 1 – Виды обработки поверхностей детали
Технологические переходы
Наименование перехода
Получистовое точение
Черновое фрезерование
Чистовое фрезерование
Рисунок 1 – Эскиз вала
Назначаем технологические переходы обработки детали:
Подрезать торец (поверхность 7).
Точить поверхность 1 до 205 по длине 225 мм.
Точить фаски 25х45 (поверхности 2 и 4).
Точить поверхность 3 до 155 по длине 245 мм.
Переустановить деталь
Подрезать торец (поверхность 6).
Точить поверхность 5 до 205 по длине 225 мм.
Фрезеровать шлицы 10 на поверхности 1.
Фрезеровать шлицы 11 на поверхности 5.
Переустановить деталь.
Шлифовать поверхность 1 до шероховатости 125.
Шлифовать поверхность 3 до шероховатости 16.
Шлифовать поверхность 5 до шероховатости 125.
Шлифовать поверхность 8 до шероховатости 16.
Шлифовать поверхность 10 до шероховатости 125.
Шлифовать поверхность 9 до шероховатости 16.
Шлифовать поверхность 11 до шероховатости 125.
На основании разработанных технологических переходов предварительно назначаем технологический маршрут обработки детали.
Разработка операционного технологического процесса
1 Выбор технологического оборудования
Выбор оборудования производится с учетом разработанного маршрута технологического процесса обработки детали.
Для токарной операции 005 применяем станок токарно-винторезный 16Б05А со следующими параметрами:
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
Наибольшая длина обрабатываемой детали мм 500;
Шаг нарезаемой метрической резьбы мм 02 – 28;
Частота вращения шпинделя обмин30-3000;
Число скоростей шпинделя 21;
Подача суппорта ммоб
продольная002 – 035;
поперечная001 – 0175;
Мощность электродвигателя главного привода кВт 15;
Габаритные размеры мм
Для операции 010 фрезерной выбираем станок горизонтально-фрезерный 6Р80 со следующими параметрами:
Размеры рабочей поверхности стола мм 200х800;
Наибольшее перемещение стола мм:
Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола мм20-320;
Наибольший угол поворота стола °+ 45;
Внутренний конус шпинделя по ГОСТ 15945-82:40;
Число скоростей шпинделя12;
Частота вращения шпинделя обмин 50-2240;
Число рабочих подач стола12;
вертикальная125-560;
Скорость быстрого перемещения стола мммин
Мощность электродвигателя привода главного движения кВт3;
Для операции 020 накаточной выбираем станок токарно-винторезный 16Б05А со следующими параметрами:
Для операции 025 шлифовальной выбираем круглошлифовальный станок 3У131М со следующими параметрами:
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки мм;
Рекомендуемый наружный диаметр шлифования мм 60;
Наибольшая длина наружного шлифования мм 710;
Частота вращения шпинделя заготовки обмин 40-400;
Наибольшие размеры шлифовального круга мм:
наружный диаметр750;
Частота вращения шпинделя шлифовального круга при наружном шлифовании обмин16900;
Мощность злектродвигателя привода главного движения кВт 5.5;
Габаритные размеры мм
Для шлифования шлицов (операция 030 шлифовальная) принимаем шлицешлифовальный станок 3Б451-II со следующими техническими характеристиками:
Наружный (шлифуемый) диаметр шлицевого вала мм14 – 125;
Длина шлифуемой заготовки мм100 – 700;
Наибольшая длина шлифуемых шлицев мм650;
Число шлифуемых шлицев2 – 98;
Размеры рабочей поверхности стола мм220х1950;
Продольное перемещение стола200 – 990;
Скорость продольного перемещения стола ммин05 – 30;
Наибольшее вертикальное перемещение шлифовальной бабки мм180;
Автоматическое вертик. перемещение шлифовальной головки мм0005 – 005;
Частота вращения шлифовального круга обмин4430; 5760; 8860;
Габаритные размеры (с приставным оборудованием)
Масса (с приставным оборудованием) кг7180.
2 Выбор приспособлений
На основании разработанного технологического процесса обработки вала целесообразно применить для точения поверхностей а также подрезания торцов на токарно-винторезном станке токарный трехкулачковый самоцентрирующий патрон по ГОСТ 24351-80 центр упорный по ГОСТ 2576-79. Такие же приспособления выбираем для шлифовальной операции.
Для фрезерных операций применяет призму опорную по ГОСТ 12197-66.
3 Выбор измерительного инструмента
Тип и характеристики измерительных приборов и инструментов выбираем исходя из формы точности размеров технических требований к деталям.
Для измерения и контролирования размеров вала применяем штангенциркуль ШЦ-II-250-005 ГОСТ 166-80.
Отклонение формы поверхности на контрольной операции производится с помощью прибора для измерения отклонения формы поверхности ГОСТ 17353-89 с использованием индикатора часового типа ИЧ-10-001 ГОСТ 18833-73.
4 Выбор режущего инструмента
Для обработки поверхностей детали в условиях серийного производства целесообразно применять стандартизованные и нормативные инструменты. Для заданных условий производства принимаем наиболее универсальный инструмент. Эскизы выбранного инструмента с основными геометрическими размерами приведены в таблице 2.
5 Расчет режимов резания
Определяем скорость резания для токарной черновой обработки по формуле:
где Cv=640; х=015; y=035; m=02 (по таблице 4.17 [1] );
Т – период стойкости инструмента Т =180 мин.;
S – подача резца S =04 ммоб.;
t – глубина резания за проход t – 25 мм;
Kv – коэффициент учитывающий свойства материала резца:
Kv=Kмv×Kпv×Kиv = 162 × 10 × 10 =162
Таблица 2 – Необходимый режущий инструмент
Наименование инструмента
Материал режущей части
Резец токарный проходной отогнутый с пластинами из быстрорежущей стали (по ГОСТ 18879 - 73)
Круг шлифовальный прямого профиля ПП2005050 ГОСТ 4785 - 64
Фреза прорезная ГОСТ 1679-73
Кг=10; nv=175;Gв=570 МПа.
Kпv=10 (по таблице 4.5 [1] );
Kиv=10 (по таблице 4.6 [1] ).
Определяем скорость резания для участка заготовки наибольшего диаметра и длины.
Частота вращения заготовки
где D – наибольший диаметр обрабатываемой заготовки.
Принимаем обороты станка n=750 об.мин. тогда
Определяем силу резания:
Pz=10×Cp×tx×Sy×Vn×Kp(2)
где по [1] из таблиц: Ср=300; y=075;n = -015;
Кр – коэффициент силы зависящий от свойств материала резца:
= 082 × 10 × 11 × 10 = 09
где Кмр = 082; Kjр = 108; Kgр = 10; K Кrр = 087 (по таблицам [1]).
Тогда Pz=10 × 300 × 2510 × 04075 × 5181-015 × 09 = 1842 Н.
Выполнить фрезерование шлицов 11 на поверхности 4 на глубину 2 мм и длину 20 мм (рисунок 1).
где значения всех коэффициентов выбираются по таблицам [1]: Cv=12; g=03; х=03; y=025; u=0; р=0; m=026;
Т – период стойкости фрезы Т=80 мин.;
D – диаметр фрезы D=40 мм;
B – ширина фрезерования B=4 мм;
Sz – подача; при осевом врезании на глубину шлица Sz=0008 мм при продольном движении при фрезеровании шлица Sz=002 мм;
Kv – коэффициент скорости при фрезеровании зависящий от материала инструмента
Kv = Kмv×Kпv×Kиv = 136 × 1 × 1 = 136
Кг = 10; nv = 10; Gв = 550 МПа;
Подставляя полученные значения определяем скорость при осевом врезании на глубину шпоночного паза:
Скорость резания при продольном движении на длину шлица:
Округляем полученные значения скоростей соответственно до 55 и 33 ммин.
Частота вращения фрезы:
при осевом врезании на глубину шлица
при резании на длину шлица
где значения всех коэффициентов выбираем из таблиц [1] : Ср = 125; y = 075; u = 10; g = 073; w = -013.
Кмр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала
Сила резания при осевом врезании:
Сила резания при движении на длину шлица:
Определяем крутящий момент на шпинделе:
при осевом врезании на глубину шлица:
Мкр = 87·40 200 = 174 Н×м;
при продольном движении на длину шлица:
Мкр = 16185·40 200 = 3237 Н×м.
при осевом резании:
при продольном движении:
В качестве промежуточной операции перед шлифованием назначается термообработка - закалка до твердости НRC 45 со следующими параметрами:
-температура нагрева под закалку8900С;
- длительность выдержки в печи22 часа;
- охлаждение при закалкеохлаждение в воде.
Оптимальное усилие Рв (Н) соответствующее максимальному пределу выносливости определяют по формуле ([1]):
Рв = 10·(50 + Dд26)(7)
где Dд - диаметр упрочняемой поверхности детали равный 15 мм.
Рв = 10·(50 + 156) = 525 Н.
Глубину hн накатанного слоя принимаем равной 01Rд = 01·15 = 15 мм.
Усилие Рн обеспечивающее получение наклепанного слоя глубиной hн определяют по формуле:
где т – предел текучести материала детали равный 210 МПа
т – поправочный коэффициент учитывающий кривизну контактирующих поверхностей. Согласно рекомендациям [1] можно принять т = 107.
Рн = 2·152·250·1072 = 161 Н.
Подачу назначаем равной 05 ммоб в соответствии с рекомендациями [1].
5 Выполнить шлифование поверхностей 1 и 5 20 мм до шероховатости 125. Шлифование выполняется периферией шлифовального круга с продольной подачей.
Эффективная мощность
где по таблицам [1] выбираем коэффициенты V3=20 ммин.; CN=13; r=075; y=07; t=005; g = 0;
S – продольная подача шлифовального круга ;
S=03×В=03×50=15 ммоб
где В – ширина круга В=50 мм;
N=13 × 20075 × 001085 × 1507 × 200 = 163 кВт.
0 Выполнить шлифование поверхностей 8 и 9 16 мм до шероховатости 16. Шлифование выполняется периферией шлифовального круга с продольной подачей.
N=13 × 20075 × 001085 × 1507 × 160 = 053 кВт.
В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс исходя из которого был принят маршрут обработки просчитан припуск на обработку.
Также была проанализирована технология и конструкция вала а затем была подобрана подходящая заготовка.
При разработке операционного технологического процесса было выбрано технологической оборудование режущий инструмент приспособления для закрепления заготовки измерительный инструмент а также были просчитаны режимы резания.
Были составлены операционные и маршрутные карты.
Результатом выполнения курсового проекта явилось закрепление знаний полученных при изучении дисциплины «Технологические основы машиностроения».
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1985. 496 с. ил.
операционные и маршрутные карты

МК-2.CDW

КЭ-025 v11.CDW

КЭ-05.CDW

ОК-005-1.CDW

КЭ-010 v11.CDW

Торсион-Н2.cdw

Торсион-Н1.cdw

Резец токарный проходной
упорный Т15К6 ГОСТ 18870-73
КП ТМ.04.28.497.00.00.000 Н1

ОК-005-1 v11.CDW

Торсион-Н3.cdw

Круг шлифовальный ПП200х20х50
А30СМ17К5 ГОСТ4785-64
Круг шлифовальный ПП200х20х10
КП ТМ.04.28.497.00.00.000 Н3

Торсион технология.frw

Торсион технология.cdw

ОК-025 v11.CDW

Торсион-Н2 v11.cdw

Торсион технология v11.cdw

КЭ-025.CDW

КЭ-05 v11.CDW

ОК-010 v11.CDW

КЭ-010.CDW

ОК-005-2.CDW

МК-1 v11.CDW

Торсион-Н3 v11.cdw

Круг шлифовальный ПП200х20х50
А30СМ17К5 ГОСТ4785-64
Круг шлифовальный ПП200х20х10
КП ТМ.04.28.497.00.00.000 Н3

МК-1.CDW

Торсион-Н1 v11.cdw

Резец токарный проходной
упорный Т15К6 ГОСТ 18870-73
КП ТМ.04.28.497.00.00.000 Н1

ОК-010.CDW