Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) ФАКУЛЬТЕТ «МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» (МТ) КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ» (МТ-3) РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ: Проектирование технологического процесса изготовления детали «Вал» и приспособления. Студент __________ (Группа) (И.О.Фамилия) _____________ ____________________ (Подпись, дата) Руководитель курсового проекта ________________ ___________________ (Подпись, дата) (И.О.Фамилия) 2021 г. СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………3 Раздел 1. Проектирование технологического маршрута изготовления детали Чертёж детали……………………………………………………………………..4 1.1.1. Назначение детали и условия её работы…………………………...4 1.1.2. Анализ технических требований детали, выявление основных технологических задач, разработка схем контроля……………….5 1.2. Отработка конструкции на технологичность для данного типа производства…………………………………………………………….7 1.2.1. Качественная оценка технологичности конструкции…………….7 1.2.2. Количественная оценка технологичности конструкции………….7 1.3. Обоснование выбора материала детали: критерии выбора, условия эксплуатации, возможные варианты материала……………………...9 1.4. Выбор, обоснование и анализ метода получения заготовки……….11 1.5. Расчёт припусков на обработку………………………………………13 1.6. Маршруты обработки основных поверхностей детали……………..14 1.7. Выбор баз, разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, инструментов и средств контроля……………………………………14 1.8. Расчёт режимов обработки……………………………………………21 1.9. Конструирование и расчёт приспособления………………………29 Список литературы………………………………………………………………31 2 Введение Повышение качества и надёжности машин и оборудования является одной из основных проблем современного машиностроения. Это относится, в первую очередь, к технологическому оборудованию. К металлорежущим станкам предъявляются высокие требования, поскольку именно они в основном формируют те показатели качества и надёжности, которые определяют достоинства выпускаемых изделий. Особенно высокие требования предъявляются к металлорежущим станкам, осуществляющим финишные операции и окончательно формирующим все основные параметры выпускаемых изделий. 3 1. Проектирование технологического маршрута изготовления детали 1.1.1 Назначение детали В данном курсовом проекте разработан технологический процесс изготовления вала. Деталь «Вал» (НЗНО 06.083.05.204) поз. 8 предназначена для поддержания следующих вращающихся деталей в узле (см. НЗНО 06.083.05200 СБ): Втулка 1 (2 шт. поз. 9); Втулка 2 (2 шт. поз. 10); Пластина (2 шт. поз. 11); Подшипник 60214 ГОСТ 7242-70 (4 шт. поз. 32). Полезного крутящего момента не передаёт. При работе остаётся неподвижной. В процессе доработки конструкции детали были введены следующие изменения: а) уменьшены длины цилиндрических поверхностей Ø70k6 со 145 мм до 110 мм с каждой из сторон. Изменение направлено на уменьшение линейных 4 размеров поверхностей, имеющих повышенные требования по точности. Введены поверхности Ø67h9; б) центровое отверстие A8 по ГОСТ 14034-74 было изменено на соответствующее центровое отверстие A6,3, так как, согласно ГОСТу, первый типоразмер применять не рекомендуется; в) изменено конструктивное оформление посадочных поверхностей Ø70k6 в местах установки подшипников. Была введена канавка для выхода шлифовального круга; г) требование по точности размера поверхности Ø80h12 изменено на Ø80h11. Для того, чтобы все размеры детали соответствовали примерно одной степени точности; д) изменена шероховатость, одинаковая для части поверхностей детали. Требование Rz80 изменено на Ra6,3; А также были дополнены следующие требования: а) по допуску на перпендикулярность торцов заплечиков вала для базирования подшипников относительно базы А с обеих сторон 30 мкм. 1.1.2 Анализ технических требований чертежа детали Технические требования на изготовление детали характеризуют основные параметры их качества, проверяемые при окончательном контроле или испытаниях. Деталь «Вал» (НЗНО 06.083.05.204) поз. 8 имеет следующие технические требования: а) на допуски расположения поверхностей: Отклонение от соосности посадочных поверхностей Ø70k6 не более 40 мкм; Отклонение от перпендикулярности базовых торцов не более 30 мкм. Эти требования направлены на ограничение относительного перекоса колец подшипников, который ведёт к увеличению сопротивления вращению валов и потери энергии, а также снижает ресурс подшипников. б) на допуски размеров детали: 5 Наиболее высокие требования предъявляются к посадочной поверхности Ø70k6. Кольца подшипников очень податливы и при установке копируют форму посадочных поверхностей. Чтобы уменьшить искажение формы дорожек качения, на эти поверхности назначают повышенные требования по точности; Остальные поверхности выполняют по 9-му и 11-му квалитетам точности. Неуказанные предельные отклонения размеров: ±t/2 по ГОСТ 30893.1-2002. в) на шероховатость поверхностей: Посадочные поверхности под подшипники Ø70k6: Ra1,25; Торцы заплечиков вала для базирования подшипников: Ra 2,5; Остальные поверхности: Ra6,3. Таким образом, основная технологическая задача, возникающая при изготовлении детали, состоит в достижении точностей посадочных поверхностей Ø70 мм по 6-му квалитету и соответствующей им шероховатости Ra1,25. Схема проверки по заданным требованиям представим в виде следующей таблицы (табл. 1) № Техническое Схема поверки по заданным требованиям п/п требование 1 Отклонение от соосности посадочных поверхностей Ø70k6 не более 40 мкм 6 Продолжение таблицы 1 2 Отклонение от перпендикулярност и базовых торцов не более 30 мкм 1.2 Отработка конструкции на технологичность для данного типа производства Отработка конструкции детали на технологичность – одна из наиболее сложных функций технологической подготовки производства, которую обуславливает взаимосвязь конструкции изделия с технологией её изготовления. 1.2.1. Качественная оценка технологичности конструкции Дадим качественную оценку технологичности конструкции детали. а) конструкция детали позволяет обрабатывать поверхности проходными резцами; б) диаметральные размеры шеек вала убывают к его концам; в) исключены все большие фланцы и бурты; г) жёсткость вала допускает получение высокой точности обработки (отношение длины l к диаметру d меньше 10…12 и составляет менее 5). Вывод: конструкция детали технологична. Её можно изготовить с использованием стандартного оборудования, приспособлений и инструментов. 1.2.2. Количественная оценка технологичности конструкции Количественная оценка 1. Определение коэффициента точности Исходный вариант Ti ni Доработанный вариант Tini Ti 7 ni Tini 6 2 Продолжение таблицы 2 12 1 - ∑ 𝑛𝑖 = 3 12 6 2 12 12 9 2 18 - 11 1 11 ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 = 24 𝑇ср = ∑ 𝑛𝑖 = 5 ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 =8 ∑ 𝑛𝑖 𝑘тч = 1 − ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 = 41 ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 = 8,2 ∑ 𝑛𝑖 𝑇ср = 1 = 0,875 𝑇ср 𝑘тч = 1 − 1 = 0,878 𝑇ср 2. Определение коэффициента шероховатости Исходный вариант Доработанный вариант Шi ni Шin i Шi ni Шini 1,25 2 2,5 1,25 2 2,5 6,3 1 6,3 2,5 2 5 12,5 2 25 6,3 5 31,5 ∑ 𝑛𝑖 = 5 Шср = ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 = 33,8 ∑ Ш𝑖 𝑛𝑖 = 6,76 ∑ 𝑛𝑖 𝑘тч = 1 − ∑ 𝑛𝑖 = 9 Шср = 1 = 0,148 Шср ∑ 𝑇𝑖 𝑛𝑖 = 39 ∑ Ш𝑖 𝑛𝑖 = 4,34 ∑ 𝑛𝑖 𝑘тч = 1 − 1 = 0,231 Шср 3. Определение коэффициента использования материала Исходный вариант Доработанный вариант Масса заготовки Масса детали Масса заготовки Масса детали 16,280 кг 16,280 кг 9,884 кг 10,057 кг КИМ = 0,62 КИМ = 0,61 Вывод: получены параметры для сравнительной количественной оценки технологичности конструкции изделия по исходному и доработанному вариантам. Искомые параметры, такие как коэффициенты 8 точности, шероховатости и использования материала различаются незначительно. Оба варианта можно считать в равной степени технологичными. 1.3 Обоснование выбора материала детали: критерии выбора, условия эксплуатации, возможные варианты материала Для изготовления детали могут быть использованы следующие виды конструкционных материалов, получивших наибольшее распространение в общем машиностроении при изготовлении валов: а) стали; б) чугуны. Проведём характеристический анализ каждого из видов конструкционных материалов, предварительно назначив представителей для каждого из групп: а) для сталей: 40Х; б) для чугунов: СЧ25 По наличию следующих свойств: Эксплуатационные свойства – механические свойства, обеспечивающие работоспособность детали в течение всего её срока службы. Материал должен обеспечивать следующие эксплуатационные свойства: - прочность. Материал должен обладать достаточной прочностью, чтобы сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок; - пластичность. Вал не должен разрушаться при деформации, возникающей во время эксплуатации; - ударная вязкость (для предупреждения хрупкого разрушения); - твёрдость. Материал должен обеспечивать заданную твёрдость; - коррозионная стойкость. Материал должен обеспечивать сохранение эксплуатационных свойств в агрессивной среде. 9 Технологические свойства. В нашем случае оценивается обрабатываемость резанием, ковкость, свариваемость, жидкотекучесть. Стоимостные свойства. Важна экономическая целесообразность применения того или иного материала. На основании приведённых критериев определим оптимальный материал для детали. Решение представим в виде таблицы (см. табл 2): Свариваемость 1,05 - Сред Плох Пониж Экономическ – я хороша . . - СЧ25 - и целесообр. я 217 250 . Стоимостные свойства KmV Ковкость Высока Жидкотекучесть Обрабатываемость 174 резанием, Коррозионная стойкость 590 Технологические свойства Твёрдость, HB KCU, кДж/м2 Ударная вязкость 𝛿5 , % Пластичность 10 Сталь 40Х 780 𝜎в , МПа Прочность Эксплуатационные свойства 1,03 - Плох Плох Высок. Экономическ - хороша . 250 я 180 Низкая . и нецелесообр.. где 𝜎в – предел кратковременной прочности; 𝛿5 – относительное удлинение при разрыве; KmV – коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания (рассчитаны для материала режущего инструмента: твёрдый сплав); HB – твёрдость. Вывод: исходя из полученных данных, выбираем сталь 40Х, так как она наиболее полно отвечает предъявляемым требованиям. Приведём далее несколько справочных данных о выбранном материале. Заменители: сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФА, сталь 40ХГТР. 10 Применение: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. Химический состав в % материала 40Х (табл. 3): C Si Mn Ni S P Cr Cu 0,36- 0,17- 0,5-0,8 До 0,3 До До 0,8-1,1 До 0,3 0,44 0,37 0,035 0,035 Добавки хрома при незначительном снижении пластичности повышают прочность и коррозионную стойкость стали. 1.4 Выбор, обоснование и анализ метода получения заготовки Рассмотрим основные факторы, влияющие на выбор процесса и метода изготовления заготовки: Технологическая характеристика материала, его свойства, определяющие возможность применения литья, пластической деформации, сварки, порошковой металлургии; Конструктивные формы, размеры детали, её масса. Соответствие напусков, уклонов, сопряжений, толщин стенок. Возможность беспрепятственного заполнения металлом формы или штампа с последующим лёгким извлечением заготовки (ГОСТ 2665-85 для отливок и ГОСТ 7505-89 для поковок); Объём выпуска; Коэффициент использования материала; Экономическая целесообразность использования метода; Представим анализ факторов в виде следующей таблицы: Выбор метода изготовления заготовки из Стали 40х в условиях серийного производства детали «Вал НЗНО 06.083.05.204» Фактор Метод изготовления заготовки Литьё Обработка давлением Порошковая Штамповка Прокатка металлургия 11 Сварка Продолжение таблицы 7 Технологическая Пониженная Достаточная Не применим Трудно- характеристика жидкотек.. пластичность, ковкость свар. Не материала Высокая Применим Применим применим Пригоден Пригоден температура плавления. Не применим Конструктивные Пригоден Пригоден формы, размеры Не пригоден детали, её масса Объёмы выпуска Нецелесообр. Применима Применима Нецелесообр. Нецелес. Экономическая Нецелесообр. Применима Применима Нецелесообр. Нецелес. целесообразность Использования метода Таким образом, выбрано два метода получения заготовки: Штамповка; Прокатка. Для того, чтобы однозначно определить метод, дадим техникоэкономическое обоснование для двух вариантов: Вариант 1 – прокатка Вариант 2 – штамповка Масса готовой детали 𝑚1д = 9,884 кг Масса готовой детали 𝑚д2 = 9,884 кг Масса заготовки 𝑚1заг = 16,280 кг 2 Масса заготовки 𝑚заг = 12,783 кг КИМ1 = 0,61 КИМ2 = 0,77 Стоимость заготовок 1 𝑆заг = 𝑚1заг ∗ 𝑆 − (𝑚1заг − 𝑚1д ) 𝑆отх 1000 2 𝑆заг =( = 37,5 руб 𝐶𝑖 2 𝑚заг 𝑘 𝑇 𝑘𝐶 𝑘𝐵 𝑘𝑀 𝑘П ) 1000 𝑆отх 2 − (𝑚заг − 𝑚д2 ) 1000 = 54,6 руб 12 Стоимость отличительных операций Продолжение таблицы 8 𝑇𝐶𝑇 1 𝑆ОП = 𝑘𝑇 = 3,2 руб 60 Ш.К. 2 𝑆ОП =0 Окончательно получаем 𝑆 1 = 37,5 + 3,2 = 40,7 руб 𝑆 2 = 54,6 руб Учитывая полученные данные по экономическому эффекту, для изготовления детали следует применять заготовку, полученную из проката. Выберем соответствующий из сортамента по ГОСТ 2590 – 2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый»: Номинальный диаметр: 85 мм; По точности прокатки: обычной B2; По длине: мерной, длиной 3 м; По предельным отклонениям по длине проката: группы БД; По кривизне: класса IV. Заготовку получают на операции «Операция 005 Ленточнопильная заготовительная» согласно «Комплекту документов технологического процесса механической обработки». При этом используется следующее оборудование: Ленточнопильный станок Pilous ARG 250 Plus S.A.F. Приведём ниже краткую характеристику данного оборудования: Скорость пильного полотна – 15 – 90 м/мин; 400В, 50 Гц, 2,2 кВт; Габариты, мм – 1400 x 900 x 1330; Вес – 580 кг. Для длинномерных деталей и заготовок поставляются приёмные и подающие рольганги. 1.5 Расчёт припусков на обработку 13 Для расчёта припусков на токарную обработку поверхности Ø70k6 Операция 020 «Токарная с ЧПУ» воспользуемся методикой из [5]. В связи с тем, что процесс обработки всегда сводится к последовательному снятию с заготовки слоёв материала с целью улучшения её точности и шероховатости, глубина резания определяется этапом обработки. Рекомендуемые значения припуска на обработку (глубина резания) t для каждого этапа обработки устанавливают по табл. 1 [5]. Расчёт припусков представим в виде расчётной таблицы (табл. 4): № Этап Номинал. Квалитет Минимальный Назначенный п/п обработки размер точности припуск на припуск, мм этапе, мм 1 Черновая Ø85→Ø80 12 3,5 4 Ø80→Ø70 9 1,5 2 Ø70→Ø70 7 0,8 1 обработка 2 Получистовая обработка 3 Чистовая обработка 1.6 Маршруты обработки основных поверхностей детали Основными конструкторскими базами данной детали являются посадочные поверхности под подшипники Ø70k6. А основными технологическими базами – поверхности центровых отверстий A6,3. Маршрут обработки этих поверхностей представлен в «Комплекте документов технологического процесса механической обработки». 1.7 Выбор баз, разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, инструментов и средств контроля Разработанный маршрут изготовления детали с выбранными базами, эскизы обработки и контроля, а также используемое оборудование 14 представлено в «Комплекте документов технологического процесса механической обработки». Содержание операций Операция 005. Ленточнопильная заготовительная Станок ленточнопильный Pilous ARG 250 Plus S.A.F. 1. Установить и закрепить заготовку; 2. Отрезать заготовку, выдерживая размер 340-0,57. Операция 010. Фрезерно-центровальная Станок фрезерно-центровальный МР-71 1. Установить и закрепить заготовку; 2. Фрезеровать торцы в размер 327-0,36, сверлить центровое отверстие А6,3. Операция 015. Токарная с ЧПУ Станок токарный 16К20Ф3С2 1. Установить и закрепить заготовку. Точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 327-0,36 до 324-0,14, точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 324 до 179. 2. Переустановить и закрепить заготовку. Точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 327-0,36 до 324-0,14, точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 324 до 179. 3. Переустановить и закрепить заготовку. Точить фаску 3x45° на диаметре Ø70h12+0,032 +0,002 . 4. Переустановить и закрепить заготовку. Точить фаску 3x45° на диаметре Ø70h12+0,032 +0,002 . Операция 020. Вертикально-фрезерная Станок вертикально-фрезерный 6Р81 1. Установить и закрепить заготовку. Фрезеровать паз 5,5k11+0,075 на глубину 10 мм. 2. Переустановить и закрепить заготовку. Фрезеровать паз 5,5k11+0,075 на глубину 10 мм. Операция 025. Слесарная 15 1. Притупить острые кромки. Операция 030. Термическая 1. Закалить ТВЧ. Операция 035. Центро-шлифовальная Станок для доводки центровых отверстий 3922Е 1. Установить и закрепить заготовку. Шлифовать центровое отверстие А6,3; 2. Переустановить и закрепить заготовку. Шлифовать центровое отверстие А6,3. Операция 040. Токарная с ЧПУ Станок токарный 16К20Ф3С2 1. Установить и закрепить заготовку. Нарезать резьбу М70х2 от 324 до 264. Операция 045. Вертикально-сверлильная Станок вертикально-сверлильный 2Л125 1. Установить и закрепить заготовку. Сверлить отверстие Ø8-0,036 на расстоянии 80−0,120 −0,207 от края заготовки со стороны резьбы; 2. Переустановить и закрепить заготовку. Сверлить отверстие Ø8-0,036 на расстоянии 30-0,052 от оси предыдущего отверстия. Операция 050. Токарная с ЧПУ Станок токарный 16К20Ф3С2 1. Установить и закрепить заготовку. Точить канавку Ø67-0,074 у торцев заплечиков согласно чертежу; 2. Переустановить и закрепить заготовку. Точить канавку Ø67-0,074 у торцев заплечиков согласно чертежу. Операция 055. Круглошлифовальная Полуавтомат круглошлифовальный центровой ВШ-152 РВИ-01 1. Установить и закрепить заготовку. Шлифовать Ø70k7+0,021 +0,002 ; 2. Переустановить и закрепить заготовку. Шлифовать торец 179 согласно чертежу; 16 3. Переустановить и закрепить заготовку. Шлифовать Ø70k7+0,021 +0,002 ; 4. Переустановить и закрепить заготовку. Шлифовать торец 145 согласно чертежу. Операция 060. Контрольная Контролировать требования согласно чертежу. 17 Дубл. Взам. Подл. Разраб. Пров. Дабокси У.С. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.контр. Вал Утверждаю _________________________________________________________ « »___________________ 2021 г. Маршрутно-технологический процесс механической обработки вала ТЛ 01 А Разраб. Пров. Дабокси У.С. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт. Вал Сталь 40Х М01 Код ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ Код загот. Профиль и размеры КД МД М02 А Б Цех Уч РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования СМ Проф Р УТ Обозначение документа КР КОИД ЕН ОП Кшт. Тпз. Тшт. Р 01 005 Ленточнопильная заготовительная 02 Станок ленточнопильный Pilous ARG 250 Plus S.A.F. 03 010 Фрезерно-центровальная 04 Фрезерно-центровальный станок MP-71 05 015 Токарная с ЧПУ 06 Станок токарный 16К20Ф3С2 07 020 Вертикально-фрезерная 08 Станок вертикально-фрезерный 6P81 09 025 Слесарная 10 030 Термическая обработка – закалка ТВЧ 11 035 Центро-шлифовальная 12 Станок для доводки центровых отверстий 3922E 13 040 Токарная с ЧПУ 14 Станок токарный 16К20Ф3С2 МК 19 2 Разраб. Пров. Дабокси У.С. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт. Вал Сталь 40Х М01 Код ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ Код загот. Профиль и размеры КД МД М02 А Б Цех Уч РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования СМ Проф Р Обозначение документа УТ КР КОИД ЕН ОП Кшт. Тпз. Тшт. Р 01 045 Вертикально-сверлильная 02 Станок вертикально-сверлильный 2Л125 03 050 Токарная с ЧПУ 04 Станок токарный 16К20Ф3С2 05 055 Круглошлифовальная 06 Полуавтомат круглошлифовальный центровой ВШ-152 РВИ-01 07 060 Контрольная 08 Стол ОТК 09 10 11 12 13 14 МК 20 3 Расчёт режимов обработки 1.8 1. Операция 015. Токарная с ЧПУ. Этап чистовой обработки Ø70k7 Оборудование: станок токарный 16К20Ф3С2. Инструмент: токарный резец, оснащённый сменной многогранной пластинкой (СМП) из твёрдого сплава. Назначение подачи на оборот 𝐶𝑠 ∙ 𝑑 𝑧𝑠 𝑆0 = ∙ 𝐾м ∙ 𝐾𝑚𝑆 ∙ 𝐾𝐻𝑆 ∙ 𝐾𝜑𝑆 ∙ 𝐾ж ∙ 𝐾𝑘 ∙ 𝐾пр 𝑡 𝑥𝑠 С𝑠 = 0,031; 𝑧𝑠 = 0,57; 𝑥𝑠 = 0,35; 𝐾м = 1,0; 𝐾𝑚𝑆 = 1,0; 𝐾𝐻𝑆 = 𝐶𝐻𝑆 ; 𝐻𝐵𝑛𝑠 𝐶𝐻𝑆 = 59; 𝑛𝑠 = 0,77; 𝐾𝐻𝑆 = 1,038; 2,9 ∙ 𝜀 0,16 𝐾𝜑𝑆 = ; 𝜑 0,46 𝜀 = 90°; 𝜑 = 95°; 𝐾𝜑𝑆 = 0,733; 𝐾ж = 𝐶; 𝐿 ( )0,19 𝐷 ; 𝐶ж = 1,38; 𝐾ж = 1,034; 𝐾к = 1,0; 0,92 ∙ ℎ0,28 𝐾пр = 𝑡 0,26 ℎ = 3,7 мм; Кпр = 1,327. Окончательно, S0=0,367→0,5 мм/об Назначение скорости резания Скорость резания v, м/мин, может быть рассчитана по формуле: 𝑣= 𝐶𝑣 ∙ 𝐾𝑇 ∙ 𝐾𝐻𝑣 ∙ 𝐾𝜑𝑣 ∙ 𝐾𝑚𝑣 𝑌 𝑡 𝑋𝑣 ∙ 𝑆𝑜𝑣 𝐶𝑣 = 123; 𝑋𝑣 = 0,15; 𝑌𝑣 = 0,4; 𝐾𝑇 = 1,0; 𝐾𝐻𝑣 = 𝐶𝐻𝐵 ; 𝐻𝐵𝑛𝑣 𝐶𝐻𝐵 = 1000; 𝑛𝑣 = 1,3; 𝐾𝐻𝑣 = 1,09; 3,62 ∙ 𝜑 0,004 𝐾𝜑𝑣 = ; 𝜀 0,29 𝐾𝜑𝑣 = 0,999; 𝐾𝑚𝑣 = 1,0. Окончательно, v=177→180 м/мин Определение частоты вращения шпинделя станка Частоту вращения шпинделя n, об/мин, определяют по формуле 𝑛= 1000 ∙ 𝑣 𝜋∙𝐷 n=800 об/мин Определение скорости подачи резца На станках с ЧПУ механизм подачи обеспечивает её бесступенчатое регулирование, и эта величина характеризуется значением скорости подачи vS, мм/мин: 𝑣𝑆 = 𝑆0 ∙ 𝑛. VS=400 мм/мин. Определение основных параметров нормирования Основное технологическое (машинное) время Tо, мин, рассчитывают по формуле: 𝑇𝑜 = 𝐿 , 𝑣𝑆 𝐿 = 𝑙з + 𝑙1 + 𝑙вр + 𝑙п = 324 + 2 + 1 + 0 = 327 мм To=0,8 мин Операция 020. Вертикально-фрезерная. Оборудование: станок вертикально-фрезерный 6Р81 Инструмент: фреза дисковая 2240-0201 ГОСТ 28527-90 Назначение подачи на один зуб Подача на один зуб при черновом фрезеровании дисковой фрезой при обработке конструкционной стали: Sz=0,05 мм Назначение скорости резания 22 𝑣= 𝐶𝑣 𝐷𝑞 𝑦 𝑇 𝑚 𝑡 𝑥 𝑆𝑧 𝐵𝑢 𝑧 𝑝 𝐾𝑣 𝐾𝑣 = 𝐾𝑀𝑣 𝐾П𝑣 𝐾И𝑣 = 0,0965 ∙ 1 ∙ 1 = 0,965; 𝐾𝑀𝑣 = 750/𝜎в 𝑛𝑣 = 0,965 𝐶𝑣 = 68,5; 𝑞 = 0,25; 𝑥 = 0,3; 𝑦 = 0,2; 𝑢 = 0,1; 𝑝 = 0,1; 𝑚 = 0,2; 𝑌 = 120; v=40 м/мин Определение основных параметров нормирования Общее время равно: 𝑇𝑜 = 𝑇0 + 𝑇всп + 𝑇обс + 𝑇отд 𝑇0 = (𝑙 + 𝑙1 + 𝑙2 ) = 0,2 мин 𝑠𝑧 ∙ 𝑧 ∙ 𝑛 𝑇всп = 1,6 + 0,1 + 0,1 = 1,8 мин 𝑇оп = 2 мин; 𝑇обс = 5%𝑇оп = 0,1 мин; 𝑇отд = 5%𝑇оп = 0,1 мин. Окончательно получим To=2,2 мин. 23 Дубл. Взам. Подл. Разраб. Пров. Дабокси У.С. Соловьев А.И. Утв. Н.контр. Утверждаю ___________________________________________________________ « »___________________ 2021 г. Операционно-технологический процесс механической обработки вала ТЛ Разраб. Дабокси У.С. Пров. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт Сталь 40Х М01 Код М02 А Б Р О Вал Цех Уч ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования ПИ D или B Код загот. Профиль и размеры СМ Проф Р L t i УТ КД МЗ Обозначение документа КР КОИД ЕН ОП S n Кшт. V Тпз Тшт. Тв То 01 010 Фрезерно-центровальная 02 03 Фрезерно-центровальный станок МР-71 04 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении 05 ПР: призмы самоцентрирующие 06 2 Фрезеровать торцы в размер 327-0,36 07 РИ: Фреза торцевая насадная со вставными ножами диаметром 100 мм ГОСТ 9473-7 80 3 1 0,72 1100 218 0,13 08 09 3 сверлить центровое отверстие А6,3 10 РИ: Сверло центровочное ГОСТ 14952-77 10 3,15 1 0,03 440 13,8 0,3 11 12 015 Токарная с ЧПУ 13 14 Станок токарный 16К20Ф3С2 ОК 25 1 Разраб. Дабокси У.С. Пров. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт Сталь 40Х М01 Код М02 А Б Р О Вал Цех Уч ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования Код загот. СМ Проф Профиль и размеры Р УТ КД МЗ Обозначение документа КР КОИД ЕН ОП Кшт. ПИ D или B L t i S n V 01 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении 02 ПР: трёхкулачковый патрон +0,032 03 2 Точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 327-0,36 до 324-0,14, точить Ø70h12+0,002 от 324 до 179, снять фаску 3x45° 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 РИ: токарный резец, оснащённый СМП из твёрдого сплава +0,032 3 Точить Ø70h12+0,032 +0,002 от 327-0,36 до 324-0,14, точить Ø70h12+0,002 от 324 до 179, снять фаску 3x45° РИ: токарный резец, оснащённый СМП из твёрдого сплава 1 0,5 800 180 020 Вертикально-фрезерная Станок вертикально-фрезерный 6Р81 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении ПР: в центрах 2 Фрезеровать паз 5,5k11+0,075 на глубину 10 мм РИ: фреза дисковая 2240-0201 ГОСТ 28527-90 3 Фрезеровать паз 5,5k11+0,075 на глубину 10 мм ОК Тпз Тшт. Тв То 0,8 2 26 Разраб. Дабокси У.С. Пров. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт Сталь 40Х М01 Код М02 А Б Р О Вал Цех Уч ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования Код загот. СМ Проф Профиль и размеры Р ПИ D или B L t i 01 РИ: фреза дисковая 2240-0201 ГОСТ 28527-90 02 5,5 03 04 035 Центро-шлифовальная 05 Станок для доводки центровых отверстий 3922E 06 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении 07 ПР: Призмы самоцентрирующие 08 2 Шлифовать центровое отверстие А6,3 09 РИ: коническая шлифовальная головка ГОСТ 2447-82 10 3 Шлифовать центровое отверстие А6,3 11 РИ: коническая шлифовальная головка ГОСТ 2447-82 12 0,05 13 14 040 Токарная с ЧПУ ОК 0,1 УТ КД МЗ Обозначение документа КР КОИД ЕН ОП Кшт. S n V 0,05 500 40 30 0,5 29000 Тпз Тшт. Тв То 1,4 3 27 Разраб. Дабокси У.С. Пров. Соловьев А.И. Каф. МТ 3 МГТУ им. Н. Э. Баумана Утв. Н.конт Сталь 40Х М01 Код М02 А Б Р 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 О Вал Цех Уч ЕВ МД ЕН Н.расх. КИМ РМ Опер. Код, наименование операции Код, наименование оборудования Код загот. СМ Проф Профиль и размеры Р ПИ D или B L t i 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении ПР: в центрах 2 Нарезать резьбу М70х2 от 324 до 264 РИ: Метчик машинный ГОСТ 3266-81 60 УТ КД МЗ Обозначение документа КР КОИД ЕН ОП S Кшт. n V 60 13 Тпз Тшт. Тв То 15 045 Сверлильная Станок вертикально-сверлильный 2Л125 1 Установить, выверить и закрепить заготовку в приспособлении ПР: в центрах 2 Сверлить отверстие Ø8-0,036 на расстоянии 80−0,120 −0,207 от края заготовки со стороны резьбы РИ: сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77 3 Сверлить отверстие Ø8-0,036 на расстоянии 30-0,052 от оси предыдущего отверстия ОК 4 28 1.9 Конструирование и расчет приспособления Необходимо сконструировать и рассчитать контрольно-измерительное приспособление для определения соосности и перпендикулярности вала. Средством измерения служит индикатор часового типа по ГОСТ 4485-75. Процедура измерения: 1) Вал зафиксировать в центрах; 2) Подвести индикатор к поверхности вала диаметром 70 и закрепить винтом. 3) Подвести другой индикатор к поверхности вала диаметром 80 и закрепить винтом. 4) Подвести последний индикатор к торцу заплечиков вала и закрепить винтом. 5) Вращая вала определить отклонения соосности и перпендикулярности. Технические требования: 1 Отклонение от соосности посадочных поверхностей не более 40 мкм; 2 Отклонение от перпендикулярности базовых торцов не более 30 мкм. Расчет точности приспособления: Точность приспособления можно оценить по формуле: ∆пр = √𝜀 2 + ∆2п + ∆2э , где ∆пр - погрешность приспособления, мкм; 𝜀 = 3 – погрешность положения детали в контрольном приспособлении, мкм; ∆п – погрешность измерительного прибора (индикатора), мкм; ∆э – погрешность эталонной детали, мкм. Условием пригодности приспособления является неравенство: ∆пр < [∆изм ] где ∆пр - погрешность приспособления, мкм; [∆изм ] – допустимая погрешность приспособления, мкм. Неравенство означает, что погрешность контрольного приспособления не допустимую погрешность измерения, а потому может быть учтена и устранена в процессе контроля с помощью введения поправок. Технологический допуск на контролируемую величину Т=50 мкм: [∆изм ] = 0,35 ∙ 𝑇 = 0,35 ∙ 50 = 17,5 мкм = 18 мкм – допустимая погрешность приспособления. Погрешность индикатора часового типа ∆п = ±12 мкм. Погрешность изготовления эталонной детали ∆э = 7 мкм. ∆пр = √32 + 122 + 72 = 14,21 = 14 мкм ∆пр = 14 мкм < [∆изм ] = 18 мкм Исходя из того, что условие пригодности приспособления для данной контрольной операции выполняется, можно сделать вывод, что соосность и перпендикулярность вала будут определяться с достаточной точностью. 30 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1 ГОСТ Р 50894-96 «Муфты упругие со звездочкой» 2 А.И. Кондаков, А.С. Васильев Выбор заготовок в машиностроении М.: Машиностроение, 2007. - 560 с. 3 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4 изд. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с. 4 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4 изд. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с. 5 П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов Конструирование узлов и деталей машин. - 13 изд. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 564 с. 6 Общемашиностроительные нормативы времени на слесарную обработку деталей и слесарно-сборочные работы по сборке машин. Мелкосерийное и единичное производство. - 2 изд. - М.: Машиностроение, 1974. - 220 с. 7 Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ (серийное производство). - М.: Машиностроение, 1964. - 136 с. 8 Ю.И Кузнецов, А.Р. Маслов, А.Н. Байков Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник. - 2 изд. - М.: Машиностроение , 1990. - 512 с. 9 Станочные приспособления. Справочник. В 2-х т. Т. 2/Под ред. Б.Н. Вардашкина, В.В. Данилевского. - 2 изд. - М.: Машиностроение , 1984. - 656 с. 31
