bibliofond.ru 810693

Содержание
Введение
1. Описание назначения детали и условий работы ее основных поверхностей
. Определение типа производства
. Анализ технологичности детали
. Выбор базирующих поверхностей
. Определение метода получения заготовки и его технико-экономическое
обоснование
. Расчет припусков на обработку
. Разработка маршрутной технологии
. Расчет режимов резания. Техническое нормирование
. Расчет норм времени для обработки вала из штампованной заготовки 21
. Выбор технологического оборудования
.1 Реализация обработки в Siemens NX
.2 Выбор установочных приспособлений
.3 Описание режущего инструмента
.4 Методы контроля и диагностики
Заключение
Список использованных источников
Введение
Целью курсовой работы является закрепления знаний, полученных в
течение изучения курса технология машиностроения, получения опыта
проектирования технологического процесса изготовления детали типа «Вал»,
выбора
оборудования,
приспособлений,
режущего
и
мерительного
инструментов, приобретения навыков проведения расчетов при решении
типовых технологических задач с использованием технической справочной
литературы и нормативной документации.
1. Описание назначения детали и условий работы ее основных
поверхностей
К валам относят детали, образованные наружными и внутренними
поверхностями вращения; имеющими одну общую прямолинейную ось при
отношении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметру
L 225
=
=5
более двух ( D 45
) .
Данный вал относится к группе ступенчатых валов (классификация по
форме наружных поверхностей). По форме внутренних поверхностей его можно
отнести к сплошным и по соотношению размеров - к жестким валам, т.к.
жесткими считаются валы, у которых отношение длины к диаметру не
превышает 10...12.
Основные технологические задачи при обработке детали следующие:
• выдержать точность и шероховатость поверхностей;
• выдержать прямолинейность общей оси;
• выдержать концентричность поверхностей вращения.
Поверхности с точностью обработки по 6 квалитету предназначены для
подшипников и зубчатых колес, следовательно, для лучшего сопряжения
деталей шероховатость этих поверхностей должна быть лучше, чем всех
остальных ( R a = 0.8 ÷ 0.63мкм ). Канавка предназначена для выхода
шлифовального круга при шлифовальной операции и для оттока масла в
процессе работы круга. Шпоночные пазы служат для крепления колес и
подшипников на валу (для предотвращения проскальзывания).
Наиболее широкое распространение в машиностроении получили
легированные стали. Легированные стали обладают меньшей критичной
скоростью
закалки,
а,
следовательно,
и
лучшей
прокаливаемостью.
Легирующий элемент никель повышает сопротивление хрупкому разрушению
стали, увеличивая пластичность и вязкость, уменьшая чувствительность к
концентраторам напряжений, и понижает температуру порога хладноломкости.
При содержании в стали 1% Ni порог хладноломкости снижает на 60 - 80°С.
Никель - дорогой металл, поэтому чаще в конструкционные стали его вводят
совместно с хромом.
Для изготовления данного вала применяется сталь 40ХН. Одновременное
легирование хромом и никелем, который растворяется в феррите, повышает
прочность, пластичность и вязкость сердцевины и цементованного слоя.
Хромоникелевые стали малочувствительны к перегреву при длительной
цементации и не склонны к перенасыщению поверхностных слоев углеродом.
Сталь 40ХН применяется для деталей средних размеров с твердой
износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной и вязкой сердцевине,
работающей при больших скоростях и средних давлениях.
Таблица 1. Химический состав и некоторые механические свойства стали
40ХН
Марка
40ХН
Содержание элементов, %
Механические свойства
С
Mn
Si
Cr
Ni
σв, МПа
0.37 0.43
0.4 0.7
0.17
0.37
0.7 - 1
0.7
-1
981
σt,
МП
а
650
900
δσ, %
Обрабатываемость
резанием
НВ
15
260 - 285
Исходя из табличных свойств материала, можно сделать вывод, что сталь
40ХН пригодна для изготовления вала с максимальным сечением детали 45мм.
2. Определение типа производства
Тип производства - это категория производства, определяемая по таким
критериям как регулярность и объемы выпуска изделий, широта номенклатуры.
Всего проводят деление на три типа производства:
единичное;
серийное;
массовое.
Единичное производство характеризуется небольшим объемом выпуска
однотипных изделий, повторное изготовление которых, как правило, не
предусматривается.
Серийное
производство
характеризуется
изготовлением
изделий,
периодически повторяющимся партиями (сериями). Серийное производство
является основным типом производства в машиностроении и условно
подразделяется на:
крупносерийное
среднесерийное
мелкосерийное
Массовое производство характеризуется большим объемом выпускаемых
изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени; на
большинстве рабочих мест при этом выполняется одна рабочая операция.
Тип
производства
согласно
ГОСТ
3.1108-74
характеризуется
коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей
оборудования. Тип производства определяется коэффициентом
К з .о . 
Q
РМ ,(1)
где Q - число различных операций; РМ - число рабочих мест, на которых
выполняются данные операции.
Типы производства характеризуются следующими значениями
коэффициентов закрепления операций:
Тип производства
К з.о.
Массовое
крупносерийное
среднесерийное
мелкосерийное
Единичное
1
Св. 1 до 10
Св. 10 до 20
Св. 20 до 40
Св. 40
Для
предварительного
определения
типа
производства
можно
использовать годовой объем выпуска и массу детали по таблице 2.
Таблица 2 - Зависимость типа производства от объема выпуска (шт) и
массы детали
Масса
детали, кг
< 1,0
1,0-2,5
2,5-5,0
5,0-10
> 10
Тип производства
единич.
< 10
< 10
< 10
< 10
< 10
мелкосер.
10-2000
10-1000
10-500
10-300
10-200
среднесер.
1500-100 000
1000-50 000
500-35 000
300-25 000
200-10 000
крупносер.
75 000-200 000
50 000-100 000
35 000-75 000
25 000-50 000
10 000-25 000
масс.
200 000
100 000
75 000
50 000
25 000
Мы имеем ступенчатый вал длиной L = 225 мм и с диаметрами от 28мм до
45 мм и массой 1,68кг, при типе производства - мелкосерийное. По данным
таблицы 2 получаем, что данный вал будет изготавливаться партией 300
шт./год.
3. Анализ технологичности детали
Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и
материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной
степени правильным выбором варианта технологического процесса, его
оснащения, механизации и применения оптимальных режимов обработки. На
трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и
технические требования на изготовление.
Требования к технологичности конструкции детали и сферы проявления
эффекта при их выполнении согласно ГОСТ14.204 - 73* следующие:
.
конструкция
детали
должна
состоять
из
стандартных
и
унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом;
.
детали должны изготовляться из стандартных и унифицированных
заготовок или заготовок, полученных рациональным способом;
.
размеры и поверхности детали должны иметь соответственно
оптимальные степень точности и шероховатость;
.
физико-химические и механические свойства материала, жесткость
детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологи
изготовления;
.
показатели базовой поверхности (точность и шероховатость) детали
должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;
.
конструкция детали должна обеспечивать возможность применения
типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.
Таблица 3. Конструкторский анализ детали по поверхностям
№
Наименование поверхности
Количество
поверхностей
1
2
3
4
5
6
7
Торец вала Ø35
Торец вала Ø28
Фаска 1.6х45°
Фаска 1х45°
Торец вала Ø45
Поверхность Ø35
Поверхность Ø34.5
(канавка)
Поверхность Ø40
Поверхность Ø36
Поверхность Ø30
Поверхность Ø28
Поверхность Ø45
Шпоночный паз L=20мм
Шпоночный паз L=25мм
8
9
10
11
12
13
14
Квалитет
точности
1
1
1
1
1
2
1
Количество
унифицированных
элементов
1
1
2
1
12
12
12
12
12
6
12
Параметр
шероховатости
Rа, мкм
6.3
6.3
6.3
6.3
1.6
0.63
6.3
1
1
1
1
1
1
1
Qэ=15
1
1
1
1
Qуэ=9
6
11
9
6
12
12
12
0.8
2.5
1.6
0.8
6.3
3.2
3.2
.
Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:
К уэ 
Q уэ
Qэ

9
 0,6
15
К
Деталь на грани технологичности, т.к. уэ =0.6.
2.
Коэффициент использования материала:
масса детали G д = 1.68кг;
Ким =
G д 1.68
=
= 0.61.
G з 2.739
3.
Коэффициент точности обработки:
K тч  1
1
Аср
;
4  6  1  9  9  12  1  11
 10,1
15
;
1
K тч  1 
 0,91.
10,1
Т.к. К тч >0.8, то деталь является технологичной по признаку точности
Аср 
обработки.
4.
Коэффициент шероховатости поверхности:
Кш 
1
Б ср
8  6,3  2  3,2  1  2,5  2  1,6  2  0,8
4
15
К ш  0,25
Кш
Б ср 
Т.к.
<0.8 (минимальная шероховатость поверхности данного вала), то
деталь является технологичной по признаку шероховатости поверхности.
4. Выбор базирующих поверхностей
Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в
течение всего времени обработки определенное положение относительно
деталей станка или приспособления. Для этого необходимо исключить
возможность трех прямолинейных движений заготовки в направлении
выбранных координатных осей и трех вращательных движений вокруг этих или
параллельных им осей (т.е. лишить заготовку 6 степеней свободы).
При токарной обработке базирование будет производиться по оси вала в
центровых отверстиях на торцах.
При фрезеровании шпоночного паза на фрезерном станке заготовка будет
жёстко закреплена в центрах.
В целях ликвидации деформации наружных поверхностей ступеней валов
при шлифовании вала будем использовать центровые отверстия на торцах в
качестве базовых поверхностей, в качестве установочных элементов используем
центры.
5. Определение метода получения заготовки и его обоснование
Заготовка из проката. Согласно точности и шероховатости поверхностей
обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски по /7 табл. 3.13/.
За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр
детали 45h14 мм.
Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс
обработки поверхности детали диаметром 45h14 мм.
Обработку поверхности диаметром 45 мм производят в жестких центрах,
на многорезцовом токарном полуавтомате.
Технологический маршрут обработки данной поверхности:
Операция 005. Токарная.
Операция 010. Токарная.
Припуски на обработку наружных поверхностей (точение):
черновое: 4.5мм;
чистовое: 1.5мм.
Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей
согласно маршрутному технологическому процессу:
на токарную операцию 010:
D р.010 = D Н = 45мм;
на токарную операцию 005:
D р.005 = D р.010 + 2z 010 = 45 +1.5 = 46.5мм;
расчетный размер заготовки:
D р.з = D р.005 + 2z 005 = 46.5 + 4.5 = 51мм.
По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер
горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590-88:
Круг
52 - В - ГОСТ2590 - 71
.
26 - б - ГОСТ1050 - 74
Нормальная длина проката стали обыкновенного качества 4 - 7м.
 0.4
Отклонения для диаметра 52мм равны  1 мм.
Припуски на подрезание торцевых поверхностей определяют по таблице.
Припуск на обработку двух торцевых поверхностей заготовки равен 1.6мм.
Общая длина заготовки:
Lз  Lд  2Z подр  225  2  0,8  225  1,6  226,6 мм
где L д - номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм.
Предельные отклонения на длину заготовки устанавливаем по
справочным таблицам.
Исходя из предельных отклонений, общую длину заготовки округляем до
целых единиц. Принимаем длину заготовки 227мм.
Объем заготовки определяем по плюсовым допускам:
Vз 
  D2
4
 Lз 
3,14  5,24 2
 22,7  489,281см 3
4
где L з - длина стержня (заготовки) с плюсовым допуском, см;
D з.п. - диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.
Массу заготовки определяем по формуле:
Gз    V3  0,00785  489,281  3,841кг
Коэффициент использования материала:
К И.М =
G д 1.68
=
= 0.42кг.
G з.п 3.98
Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки на
горизонтально-ковочной машине (ГКМ).
Степень сложности C1. Точность изготовления поковки - класс I. Группа
стали - М1.
Припуски на обработку заготовок, изготавливаемых объемной
штамповкой, зависят от массы, класса точности, группы стали, степени
сложности и шероховатости заготовки. На основании принятых припусков на
размеры детали определяем расчетные размеры заготовки:
D p 35  Dн  2  Z  35  2  1.9  38.8 мм
D p 45  Dн  2  Z  45  2  1.6  48.2 мм
D p 36  Dн  2  Z  36  2  1.6  39.2 мм
D p 30  Dн  2  Z  30  2  1.6  33.2 мм
L p 55  Lд  2  Z  55  2  1.7  58.4 мм
L p 78  Lд  Z  78  1.7  79.7 мм
L p 72  Lд  Z  72  1.7  73.7 мм
L p 20  Lд  Z  20  1.9  21.9 мм
Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по табличным
нормативам (ГОСТ 7505-89*).
Допуски на размеры штампованной заготовки:
Ø
Ø
Ø
Ø
38.8
48.2
39.2
33.2
33.2
 1.2
 0.6 мм,
 1 .2
 0.6 мм,
 1 .2
 0.6 мм,
 1 .2
 0.6 мм,
 1 .3
+1.2
мм; 21.9
 0.7 мм,
-0.6
58.4
73.7
 1 .3
 0.7 мм,
 1 .3
79.7
 1 .3
 0.7 мм,
 0.7 мм,
Рисунок 1. Элементы заготовки для определения объема
Для определения объема заготовки разобьем фигуру заготовки на
отдельные простые элементы. Определим объемы отдельных элементов
заготовки:
  D2
3,14  4 2
 2,31  29,0136см 3
4
4
  D2
3,14  4,94 2
V2 
 Lз 
 5,97  114,36625122см 3
4
4
2
 D
3,14  4,04 2
V3 
 Lз 
 8,1  103,7808936см 3
4
4
2
 D
3,14  3,44 2
V4 
 Lз 
 7,5  69,97032см 3
4
4
V1 
 Lз 
Общий объем заготовки:
V0 = V1 + V2 + V3 + V4 = 29.0136 +114.36625122 +103.7808936 + 69.67032 = 316.83см3 .
Масса штампованной заготовки:
Gзш    V0  0,00785  316,83  2,49кг
Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при
горячей объемной штамповке равными 10%, определим расход материала на
одну деталь:
Gзш  Gзш  1.1  2,49  1.1  2,739кг
Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:
К И.М =
Gд
1.68
=
= 0.61.
G з.ш 2.739
Годовая экономия материала от выбора штампованной заготовки:
Эм  (Gп  Gш )  N  (3.98  2.739)  300  372кг
Применение второго варианта, заготовкой в котором служит штамповка,
дает экономию стали в размере 372кг.
6. Расчет припусков, назначение межоперационных допусков
Таблица 4. Аналитический расчет припусков наружной цилиндрической
0.015
поверхности Ø 28 0.002 :
№
Маршрут обработки поверхности
Элементы припуска, мкм
Расчетный
припуск
2zmin, мкм
Расчетный
размер,
мм
Допуск по
переходам
δ, мкм
Пр
раз
2570
256
53
30
28.341
28.085
28.032
28.002
210
130
52
13
28.
28.
28.
28.
R zi-1
Ti-1
i-1
y
i m
axmin
maxm
in
1
Наружная поверхность
2
3
4
5
Ø  0.002 160200903--31.91114003
2.3030.9-Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование черновое
Шлифование чистовое
28 0.015
50
25
15
5
50
25
15
5
54.2
2.7
0.08
0.0016
200
12
1
0
При обработке наружных поверхностей в патроне:
2
2
 0 = см
+ кор
,
где см - допустимая погрешность по смещению осей фигур, штампуемых
в разных половинах штампа,  см  600 мкм
кор
- общая кривизна заготовки, мкм,
 кор  К  L з
где L з - длина заготовки, Lз  225 мм
ΔК - удельная дополнительная кривизна, К = 3 мкм/мм;
Тогда
 кор  3  225  675 мкм
Таким образом,  0  360000  455625  903мкм
Величину остаточной кривизны после выполнения перехода обработки
следует определять по формуле:
 ост  К у   0
где 0 - кривизна заготовки, мкм;
Ку
- коэффициент упрочнения,
К у = 0.06
- черновое точение,
К у = 0.05
- чистовое точение,
К у = 0.03
- черновое шлифование,
К у = 0.02
- чистовое шлифование.
Тогда,  ост1  54.2 мкм
 ост2  2.7 мкм
 ост3  0,08 мкм
 ост4  0,0016 мкм
Погрешность установки заготовок в трехкулачковом патроне на переходе
чернового обтачивания
переустанова
 уi
 у 2  12 мкм
 у 2  200 мкм
на переходе чистового обтачивания без
определяется:
 у 3  1мкм
 у 4  0 мкм
Расчет минимального припуска при обработке наружной поверхности
штамповки производится по следующей формуле:
2Z min  2( Rz ,i 1  Ti 1   2   i2 )
Для первого перехода - черновое точение:
2Z min  2570 мкм
Для второго перехода - получистовое точение:
2Z min  256 мкм
Для чернового шлифования:
2Z min  53мкм
Для чистового шлифования:
2Z min  30 мкм
Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам
производится в порядке, обратном ходу технологического процесса, т.е. от
размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного
прибавления к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали
минимального припуска 2Z min
Правильность произведенных расчетов можно проверить по формуле:
z 0 max  z 0 min   дз   дд
4287-2900=1400-13
=1387
7. Разработка маршрутной технологии
Заготовительная
Заготовка - ….
Фрезерно-центровальная
. Фрезеровать торцы 1,2
. Сверлить центровочные отверстия
Токарная с ЧПУ
8. Расчет режимов резания. Техническое нормирование
Аналитическое определение режимов резания.
Операции 015. Токарная.
Станок токарно-винторезный 16К20, n=12.5 - 1600об/мин.
Переход 1. Черновое точение поверхности Ø36k6:
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=1.8мм;
б) величина подачи S=0.5мм/об;
в) скорость резания:
V
CV
 KV
T t x  S y
V 
350
 0.29  49 м / мин
90  1.8 0.15  0.5 0.35
CV , m, x, y
m
0.2
где
- табличные коэффициенты /3 табл. П 2.26/,
T - период стойкости инструмента, мин;
K V - общий поправочный коэффициент,
K V  K VМ  K VИ  K V  K V 1  K VЖ  K VU  K VO  0,61  1  1  1  0,61  1  0,8  0,29
K VM  K T  (
750 nv
750 1
)  0.8  (
)  0.61
в
981
K r = 0.8;
 в = 981МПа;
n V = 1.
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V
1000  49

 404об / мин
 D
3.14  38.14
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
Vф 
  D  nкор
1000

n кор = 400об / мин.
3,14  38,14  400
 48 м / мин
1000
Переход 2. Чистовое точение поверхности Ø36k6:
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=0.4мм;
б) величина подачи S=0.246мм/об;
в) скорость резания:
V 
90
0.2
420
 0.29  75 м / мин
 0.4 0.15  0.246 0.2
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V
1000  75

 675об / мин
 D
3.14  35.55
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
Vф 
  D  nкор
1000

n кор = 630об / мин.
3,14  35,55  630
 70 м / мин
1000
Переход 4. Точение канавки b=3мм.
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=0.25мм;
б) величина подачи S=0.034мм/об;
в) скорость резания:
V 
90
0.2
420
 0.29  120 м / мин
 0.25 0.15  0.034 0.2
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V 1000  120

 1091об / мин
 D
3.14  35
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
n кор = 1000об / мин.
Vф 
  D  nкор
1000

3,14  35  1000
 110 м / мин
1000
Операции 020. Токарная.
Станок токарно-винторезный 16К20, n=12.5 - 1600об/мин.
Переход 1. Черновое точение поверхности Ø40p6:
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=1.6мм;
б) величина подачи S=0.5мм/об;
в) скорость резания:
V 
90
0.2
350
 0.29  49 м / мин
 1.6 0.15  0.5 0.35
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V 1000  49

 347об / мин
 D
3.14  45
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
Vф 
  D  nкор
1000

n кор = 300об / мин.
3,14  45  300
 42 м / мин
1000
Переход 2. Чистовое точение поверхности Ø40p6:
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=0.7мм;
б) величина подачи S=0.2мм/об;
в) скорость резания:
V 
90
0.2
420
 0.29  72 м / мин
 0.7 0.15  0.2 0.2
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V
1000  72

 549об / мин
 D
3.14  41.8
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
Vф 
  D  nкор
1000

n кор = 550об / мин.
3,14  41,8  550
 72 м / мин
1000
Переход 6. Точение фаски 1х45°:
а) глубина резания, равная припуску на обработку: t=1мм;
б) величина подачи S=0.4мм/об;
в) скорость резания:
V 
90
0.2
350
 0.29  57 м / мин
 10.15  0.4 0.35
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V 1000  57

 698об / мин
 D
3.14  26
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
n кор = 700об / мин.
Vф 
  D  nкор
1000

3,14  28  700
 57 м / мин
1000
Операция 025. Фрезерная.
Станок Вертикально-фрезерный консольный 6Р11, n=50 - 1600об/мин.
Переход 1. Фрезерование шпоночного паза L=20мм.
а) глубина резания: t=0.3мм; /7 Стр. 207/
б) величина подачи S=0.12мм/об;
в) скорость резания при фрезеровании определяется по следующей
формуле:
V
CV  D q
 KV
T m  t x  S y  Bu  z p
46.7  8 0.3
V  0.33
 0.49  52 м / мин
80  0.30.5  0.12 0.5
где CV , m, q, x, y, u, p - табличные коэффициенты,
T - период стойкости инструмента, мин;
KV
- общий поправочный коэффициент,
KV  KVМ  K ПИ  K ИV  0,49  1  1  0,49
г) частота вращения шпинделя
n
1000  V 1000  52

 460об / мин
 D
3.14  36
После корректировки по паспорту станка назначаем
д) фактическая скорость резания:
n кор = 450об / мин.
Vф 
  D  nкор
1000

3,14  36  450
 51м / мин
1000
9. Расчет норм времени для обработки вала из штампованной
заготовки
деталь оборудование заготовка резание
Основное время на токарные операции определяется по формуле:
To 
L
i
n  So
где To - основное время на операцию, мин;
L - расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для
определения основного (технологического) времени, мм;
n - частота вращения шпинделя, об/мин;
So - подача на оборот шпинделя, мм/об;
i - число проходов инструмента.
L = l + l1 + l2 ,
где l - длина обрабатываемой поверхности, мм;
l1 - величина врезания инструмента (табличное значение), мм;
l 2 - величина перебега инструмента (табличное значение), мм.
Основное время по операциям технологического маршрута составит:
Операция 005. Подрезание торца Ø28k6 мм.
L = l + l1 + l 2 = 16.6 + 5 + 2 = 23.6мм;
n = 660об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
To 
L
23.6
i 
 1  0.09 мин
n  So
660  0.4
Операция 010. Подрезание торца Ø35k6 мм.
L = l + l1 + l 2 = 19.4 + 5 + 2 = 26.4мм;
n = 500об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
To 
L
26.4
i 
 1  0.13 мин
n  So
500  0.4
Операция 015. Точение цилиндрических поверхностей Ø35k6 мм, Ø45h14
мм, точение канавки b=3мм, точение фаски 1.6х45°.
L|1 = l + l1 + l2 = 20 + 3 + 2 = 25мм;
n = 500об / мин;
So = 0.5мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI1 
25
 1  0.1мин
500  0.5
L||1 = l + l1 + l 2 = 20 + 2 +1 = 23мм;
n = 700об / мин;
So = 0.25мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII1 
23
 1  0.13 мин
700  0.25
L 2 = l + l1 + l 2 = 7 + 3 + 2 = 12мм;
n = 400об / мин;
So = 0.5мм / об;
i = 1.
Следовательно,
To 2 
12
 1  0.067 мин
400  0.5
L3 = l + l1 + l 2 = 3 + 3 + 2 = 8мм;
n = 900об / мин;
So = 0.03мм / об;
i = 1.
Следовательно,
To 3 
8
 1  0.29 мин
1000  0.03
L 4 = l = 1.6мм;
n = 500об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
To 4 
1.6
 1  0.0076 мин
500  0.4
Следовательно,
Операция 020. Точение цилиндрических поверхностей Ø40p6 мм, Ø36h11
мм, Ø35k6 мм, Ø30f9 мм, Ø28k6 мм, точение фаски 1х45°.
L|1 = l + l1 + l 2 = 48 + 3 + 2 = 53мм;
n = 400об / мин;
So = 0.5мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI1 
53
 1  0.27 мин
400  0.5
L||1 = l + l1 + l2 = 48 + 2 +1 = 51мм;
n = 630об / мин;
So = 0.2мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII1 
51
 1  0.39 мин
630  0.2
L| 2 = l + l1 + l 2 = 48 + 2 +1 = 51мм;
n = 500об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI2 
51
 1  0.255 мин
500  0.4
L||2 = l + l1 + l 2 = 48 + 2 +1 = 51мм;
n = 700об / мин;
So = 0.2мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII2 
51
 1  0.39 мин
700  0.5
L|3 = l + l1 + l 2 = 30 + 3 + 2 = 35мм;
n = 500об / мин;
So = 0.5мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI3 
35
 1  0.14 мин
500  0.5
L||3 = l + l1 + l 2 = 30 + 2 +1 = 33мм;
n = 700об / мин;
So = 0.25мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII3 
33
 1  0.19 мин
700  0.25
L| 4 = l + l1 + l 2 = 30 + 2 +1 = 33мм;
n = 600об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI4 
33
 1  0.14 мин
600  0.4
L||4 = l + l1 + l 2 = 30 + 2 +1 = 33мм;
n = 900об / мин;
So = 0.2мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII4 
33
 1  0.18 мин
900  0.2
L|5 = l + l1 + l 2 = 42 + 2 +1 = 45мм;
n = 630об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToI5 
45
 1  0.18 мин
630  0.4
L||5 = l + l1 + l 2 = 42 + 2 +1 = 45мм;
n = 900об / мин;
So = 0.2мм / об;
i = 1.
Следовательно,
ToII5 
45
 1  0.25 мин
900  0.2
To 6 
1
 1  0.0036 мин
700  0.4
L 6 = l = 1мм;
n = 700об / мин;
So = 0.4мм / об;
i = 1.
Следовательно,
Основное время на фрезерные операции определяется по формуле:
To 
L
n  So
где To - основное время на операцию, мин;
L - расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для
определения основного (технологического) времени, мм;
n - частота вращения шпинделя, об/мин;
So - подача на оборот шпинделя, мм/об.
Операция 025. Фрезерование шпоночных пазов L=20мм, L=25мм.
Основное время на шлифовальные операции определяется по формуле:
To 
L
K
nд  S рад
где To - основное время на операцию, мин; L - расчетная длина рабочего
хода инструмента, принимаемая для определения основного (технологического)
времени, мм;
Sрад
nД
- частота вращения изделия (на шлифовальных станках),
об/мин;
- радиальная подача инструмента на оборот детали, мм/об; K коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку при шлифовании
( K =1.2 ÷1.5 ).
L=a=
D-d
,
2
где a - припуск на обработку на сторону, мм;
D, d - диаметр обрабатываемой поверхности или диаметр режущего
инструмента, мм.
L1 = l + l1 + l2 = 20 + 4 = 24мм;
n = 250об / мин;
So = 0.12мм / об.
Следовательно,
To1 
24
 0.82 мин
250  0.12
L 2 = l + l1 + l2 = 25 + 4 = 29мм;
n = 170об / мин;
So = 0.12мм / об.
To 2 
29
 1.42 мин
170  0.12
Следовательно,
Операция 030. Шлифование цилиндрических поверхностей Ø40p6, Ø35k6,
Ø28k6.
D-d
= 0.4мм;
2
n Д = 200об / мин;
L|1 = a =
Sрад = 0.0025мм / об.
Следовательно,
ToI1 
0.4
 1.5  1.2 мин
200  0.0025
D-d
= 0.03мм;
2
n Д = 150об / мин;
L||1 = a =
Sрад = 0.001мм / об.
Следовательно,
ToII1 
0.03
 1.5  0.3 мин
150  0.001
D-d
= 0.04мм;
2
n Д = 250об / мин;
L| 2 = a =
Sрад = 0.0025мм / об.
Следовательно,
ToI2 
0.04
 1.5  0.096 мин
250  0.0025
D-d
= 0.02мм;
2
n Д = 150об / мин;
L||2 = a =
Sрад = 0.001мм / об.
Следовательно,
ToII2 
0.02
 1.5  0.2 мин
150  0.001
D-d
= 0.3мм;
2
n Д = 300об / мин;
L|3 = a =
Sрад = 0.0025мм / об.
Следовательно,
ToI3 
0.3
 1.5  0.6 мин
300  0.0025
D-d
= 0.1мм;
2
n Д = 200об / мин;
L||3 = a =
Sрад = 0.001мм / об.
ToII2 
0.1
 1.5  0.75 мин
200  0.001
Следовательно,
Операция 035. Шлифование цилиндрической поверхности Ø35k6.
D-d
= 0.04мм;
2
n Д = 250об / мин;
L|1 = a =
Sрад = 0.0025мм / об.
Следовательно,
ToI1 
0.04
 1.5  0.096 мин
250  0.001
ToII1 
0.02
 1.5  0.2 мин
150  0.001
D-d
= 0.02мм;
2
n Д = 150об / мин;
L||1 = a =
Sрад = 0.001мм / об.
Следовательно,
В результате находим основное суммарное время операций
технологического процесса.
Таблица 6. Суммарное основное время операций
Номер
операции
005
010
015
Содержание операции
Подрезать торец Ø28k6
Подрезать торец Ø35k6
Точить цилиндрические поверхности Ø35k6,
Ø45h14, точить канавку b=3, точить фаску
Основное время
операции, мин
0.09
0.13
1.6×45° 0.5946
020
Точить цилиндрические поверхности Ø40p6,
Ø36h11, Ø35k6, Ø30f9, Ø28k6, точить фаску
1×45° 2.3486
025
030
035
Итого:
Фрезеровать шпоночные пазы L=20 b=8, L=25
b=8
Шлифовать цилиндрические поверхности
Ø40p6, Ø35k6, Ø28k6
Шлифовать цилиндрическую поверхность Ø35k6
2.24
3.146
0.296
8.8452
Вспомогательное время на операции механической обработки вала равно:
Операция 005. Вспомогательное время:
точение торца Ø28k6 - 0.14мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 005 составит:
t в = 0.14 + 0.07 + 0.65 = 0.86мин.
Операция 010. Вспомогательное время:
точение торца Ø35k6 - 0.14мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 010 составит:
t в = 0.14 + 0.07 + 0.65 = 0.86мин.
Операция 015. Вспомогательное время:
точение цилиндрической поверхности Ø35k6 - 0.28мин;
точение цилиндрической поверхности Ø45k6 - 0.14мин;
точение канавки b=3 - 0.1мин;
точение фаски 1.6х45° - 0.1мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 015 составит:
t в = 0.28 + 0.14 + 0.1+ 0.1+ 0.07 + 0.65 = 1.34мин.
Операция 020. Вспомогательное время:
точение цилиндрической поверхности Ø40p6 - 0.28мин;
точение цилиндрической поверхности Ø36h11 - 0.28мин;
точение цилиндрической поверхности Ø35k6 - 0.28мин;
точение цилиндрической поверхности Ø30f9 - 0.28мин;
точение цилиндрической поверхности Ø28k6 - 0.28мин;
точение фаски 1х45° - 0.1мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 020 составит:
t в = 0.28 + 0.28 + 0.28 + 0.28 + 0.28 + 0.1+ 0.07 + 0.65 = 2.22мин.
Операция 025. Вспомогательное время:
фрезерование шпоночного паза L=20мм - 0.15мин;
фрезерование шпоночного паза L=25мм - 0.15мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 025 составит:
t в = 0.3 + 0.07 + 0.65 = 1.02мин.
Операция 030. Вспомогательное время:
шлифование цилиндрической поверхности Ø40p6 - 0.4мин;
шлифование цилиндрической поверхности Ø35k6 - 0.4мин;
шлифование цилиндрической поверхности Ø28k6 - 0.4мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин. \9 табл3.20\
Тогда вспомогательное время на операцию 025 составит:
t в = 0.4 + 0.4 + 0.4 + 0.07 + 0.65 = 1.92мин.
Операция 035. Вспомогательное время:
шлифование цилиндрической поверхности Ø35k6 - 0.4мин.
Вспомогательное время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие
в комплекс t=0.07мин; вспомогательное время на установку и снятие детали
t=0.65мин.
Тогда вспомогательное время на операцию 025 составит:
t в = 0.4 + 0.07 + 0.65 = 1.12мин.
Общее вспомогательное время составляет t в = 9.34мин.
10. Выбор технологического оснащения
.1 Выбор оборудования
Таблица 7. Выбор оборудования
Параметры
Токарно-винторезный
16К20
Наибольший диаметр
обрабатываемой заготовки:
над станиной
над суппортом
Наибольший диаметр прутка,
проходящего через отверстие
шпинделя
Наибольшая длина
обрабатываемой заготовки
Частота вращения шпинделя,
об/мин
Число скоростей шпинделя
Наибольшее перемещение
суппорта:
продольное
поперечное
Подача суппорта, мм/об
(мм/мин):
продольная
поперечная
Число ступеней подач
Скорость быстрого
перемещения суппорта,
мм/мин:
продольного
поперечного
Мощность электродвигателя
главного привода, кВт
Габаритные размеры (без
ЧПУ):
длина
ширина
Масса, кг
400
220
53
Вертикально-фрезер
ный консольный
6Р11
1000
Кругло-шлифовал
ьный 3У132
-
-
280
710
410
1000
12.5 - 1600
50 - 1600
40 - 400
22
-
645 - 1935
300
35 - 1020
0.05 - 2.8
0.025 - 1.4
24
-
0.05 - 5.0
-
3800
1900
11
5.5
5.5
2505 - 3795
1190
2835
1480
1990
2360
5500
2585
6500
.2 Выбор установочных приспособлений
Станочные приспособления применяют для установки заготовок на
металлорежущие станки. В соответствии с требованиями ЕСТПП различают:
.
специальные
переналаживаемые);
станочные
приспособления
(одноцелевые,
не
.
специализированные
станочные
приспособления
(узкоцелевые,
ограниченно переналаживаемые);
.
универсальные станочные приспособления (многоцелевые, широко
переналаживаемые).
Семь стандартных систем станочных приспособлений:
.
универсально-сборные;
.
сборно-разборные;
.
универсальные без наладочные;
.
неразборные специальные;
.
универсальные наладочные;
.
специализированные наладочные;
.
агрегатные средства механизации зажима.
Для мелко серийного типа производства выбираем универсальные
станочные приспособления.
Таблица 8. Станочные приспособления (центры)
Наименование
Эскиз
ГОСТ
Размер
хвостовика
Отклонение
угла рабочего
конуса, …/
Радиальное биение
поверхности рабочего
конуса относительно
конуса хвостовика, мм
Центры
вращающиеся
для установки
центровыми
отверстиями
8742 - 75*Конусы
Морзе: 2 - 6 для
нормальной
серии±20Для
нормальной серии
0.012
Центры выполняются с углами рабочего конуса 60° и 75°.
Таблица
9.
Станочные
приспособления
(трехкулачковый
самоцентрирующийся патрон)
Наименование
Эскиз
ГОСТ
Технологические базы
заготовок
Суммар
ная сила
Точност
ь
Применя
ют на
закрепле
ния, кН
Dт.б.,
мм
установк
ив
осевом
направле
нии, мкм
станках
Состояние
Патроны
токарные
самоцентрирую
щиеся
трехкулачковые
клиновые
24351 - 80*20 250Необработ
анные
предварительн
ои
обработанные
200 - 50025 110Токарных
.3 Описание режущего инструмента
Для обработки заготовок из легированной стали рекомендуется выбирать
твердый сплав титановольфрамовой группы. Поэтому для обработки заготовки
из штамповки на токарно-винторезном станке выбираем твердый сплав Т15К6,
который содержит 15% карбида титана, 6% карбида вольфрама, связанных
кобальтом (79%).
Для подрезания торцов и точения фасок:
Резец 2102-0055 Т15К6 ГОСТ 18877 - 73*:
резец проходной отогнутый с сечением резца hxb=25х16мм, с пластиной
из твердого сплава.
Для точения цилиндрических поверхностей:
Резец 2100-0409 Т15К6 ГОСТ 18877 - 73*:
резец проходной прямой с пластиной из твердого сплава при угле в плане
45°.
Для обработки шпоночных пазов на шпоночно-фрезерном станке
концевой фрезой, выбираем быстрорежущий сплав Р6М5, содержащий 6%
молибдена, 5% вольфрама, 0.7 - 1% углерода, остальное железо.
Для фрезерования шпоночных пазов:
Фреза ГОСТ 17025 -71*:
фреза концевая с цилиндрическим хвостовиком, d=8мм, L=63мм, l=19мм.
Для шлифования цилиндрический поверхностей выбираем шлифовальный
алмазный круг:
Шлифовальный круг 2720-0194 ГОСТ 16168 - 91.
D=14мм, r=12мм, H=4мм
.4 Методы контроля и диагностики
Таблица 10. Методы контроля и диагностики
Параметр
Отклонение от
цилиндричности
Значение параметра, допуск
0.015мм, 0.005мм
Отклонение от соосности и
перпендикулярности
Диаметр цилиндрических
поверхностей по 9 - 6
квалитету
Линейные размеры по 14 - 11
квалитету
0.02мм, 0.025мм, 0.03мм и
0.05мм
13 - 52мкм
Параметр шероховатости
0.63 - 6.3
620мкм
Средство измерения
Двухточечный измерительный прибор
для измерения диаметров (рычажная
скоба СР ГОСТ 11098 - 75)
Визирные измерительные трубы ППС
-7
Калибр скоба
Штангенциркуль с цифровым
отсчетом модель БВ - 6265 (цена
деления 0.01мм)
Профилограф-профилометр А1 353
ГОСТ 19299 - 73 (диапазон измерений
0.02 - 250мкм)
Заключение
В результате выполнения курсовой работы был проведен анализ детали на
технологичность, и заданная деталь оказалась не технологичной только по
одному критерию - коэффициенту унификации конструктивных элементов.
Были проведены расчеты режимов резания, норм времени, припусков. Курсовая
работа содержит технико-экономическое обоснование выбора заготовки и
технологического маршрута изготовления детали (выбор станка). В процессе
выполнения было использовано много справочных таблиц по технологии
машиностроения и освоены принципы работы технолога-машиностроителя.
Список использованных источников
1.Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К.
Мещерякова: В 2 т.- М.: Машиностроение, 1986.-1 т.-656 с.
. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К.
Мещерякова: В 2 т.- М.: Машиностроение, 1986.-2 т.-496 с.
. Обработка металлов резанием: Справочник технолога // А.А. Панов, В.В.
Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение,
1988. - 736 с.
. Ковшов А.Н. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.
. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения. - М.:
Машиностроение,1990. - 288 с.
. Технология машиностроения / А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, Е.М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1986. - 480 с.
. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология
машиностроения»:
Учеб.
пособие
для
техникумов
по
специальности
«Обработка металлов резанием». - М: Машиностроение, 1985. 184с., ил.
. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. В.М. Пачевский,
Воронеж, ВГТУ, 2004. - 179 с.
. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т., Т. 1. В.И. Анурьев,
Москва: Машиностроение, 2001. - 920 с.
10. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания:
Справочник.