Технологический процесс деталь “Вал”

ВВЕДЕНИЕ

 

Машиностроение  является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного  хозяйства.

 

Технический прогресс в машиностроение характеризуется  не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии производства.

 

Совершенствование технологии машиностроения определяются производством необходимых обществу машин. Развитие новых прогрессивных  технологических методов способствует конструированию более совершенных машин.

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Для выполнения курсового проекта была предложена деталь “Вал”.

Материал детали – сталь 20.

Заготовка  –  Труба 11×2,5-12Х18Н9 ГОСТ 9941-72.

В начале курсового  проекта были проанализированы исходные данные и установлен тип производства.

Был проведен анализ существующего на предприятии технологического процесса на изготовление данной детали.

Разработан технологический  маршрут изготовления детали.

Разработанный маршрут был  оформлен в виде карт технологического процесса. В технологический процесс вошла маршрутная карта, операционная карты с картами эскизов, операционная карта технического контроля.

На все операции-были рассчитаны режимы резания.

Графическая часть проекта состоит из листов формата А3- чертеж детали с его параметрами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНАЛИЗ  СУЩЕСТВУЮЩЕГО ТЕХПРОЦЕССА

Существующий  на предприятии технологический  процесс на изготовление данной детали состоит из следующих операций:

1-ая операция - фрезерная. Применяем оборудование  – универсально-фрезерный станок  мод. 6Н81. На этой операции происходит подрезка заготовки размером  274 мм из трубы.

2-ая операция. Применяем оборудование токарный  станок 1к62. На этой операции обрабатывается  поверхность, подрезается торец  и снимается фаска.

3-ая операция. Применяем станок кругло-шлифовальный 3M150. На этой операции обрабатывается поверхности вала до нужной шероховатости.

4-ая операция – сверлильная. Применяем оборудование – вертикально- сверлильный станок мод. 2А135. На этой операции в детали сверлятся 2 отверстия Ø3Н6 и делается развёртка.

5-ая операция – сверлильная. Применяем оборудование – вертикально- сверлильный станок мод.  2А135. На этой операции в детали с двух сторон  делается развёртка, и нарезание резьбы М8×1q6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Для выполнения проекта выбран чертёж вала.

Марка материала  – сталь 20 по ГОСТ 1050-88.

Неуказанные предельные отклонения отверстий по Н12, валов h12, остальных по IT12/2.

Габаритные  размеры детали: L_общ.=274^+0,5 мм, H_общ=10 мм.

Предел прочности  материала заготовки σ_в=549 МПа

Установлен  объём выпуска деталей 10 000 шт. в год.

Тип производства: единичное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНАЛИЗ  ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ДЕТАЛИ

Заданная деталь в целом является технологической. Материал изделия доступен и дешев. Масса заготовки невелика, что  упрощает её установку в приспособлениях и транспортировании.

1. Определяем массу детали и массу заготовки

Kисп – коэффициент  использования металла.

м - масса детали (г);

М - масса заготовки (г).

Максимальное  значение квалитета обработки IT12.

Максимальное  значение параметра шероховатости  обрабатываемой поверхности R_z1,6.

Коэффициент точности обработки:

Где А_ср.- средний квалитет обработки изделия, 1,2,3…19 квалитет обработки, n-число разрядов соответствующего квалитета

6 квалитет -7

8 квалитет-1

12 квалитет-5

 

Квалитет шероховатости  поверхности

где - среднее числовое значение параметра шероховатости (Ra);

n- число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости.

с Ra=0,4 – 3; с Ra=0,8- 2; с Ra=1,6- 12

 

РАСЧЁТ  ПРИПУСКОВ

Рассчитаем  аналитически припуски на обработку вала Ø 9m6.

Суммарное значение пространственных отклонений определяем по формуле:

 

где ρ_см – погрешность смещения, мкм;

ρ_кор – погрешность коробления, мкм;

ρ_ц – погрешность зацентровки заготовки, мкм.

ρ_см = 10 мкм.

 

Δ_к - удельная изогнутость и коробление.

Допуск на поверхности, используемые в качестве базовых  на фрезерно-центровальной операции, определяется по ГОСТ 7505-74 для проката повышенной точности для группы стали М1, степени сложности С2:

 δ_з=3,0 мм;                          

Остаточное  пространственное отклонение:

где k_y – коэффициент уточнения формы табл. 2.13 [1].

после получистового  точения:    

после чистового  точения:

после чистового  шлифования:

.

Погрешность установки  при черновом растачивании:

 

Погрешность базирования  принимаем по таб. 2.14 [1]

ε_б =46 мкм

Погрешность закрепления  заготовки принимаем по таб. 2.16 [1]:

ε₃=180 мкм

Остаточная  погрешность при чистовом растачивании:

ε_{чист. раст.}=0,05·ε=0,05·185=9,25 мкм

Расчет минимальных  значений припусков производим пользуясь

основной формулой таб.2.20 [1]:

,

где , – соответственно высота неровностей и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем технологическом переходе, мкм;

Минимальный припуск:

под получистовое точение

после получистовое точение 

под чистовое точение

под чистовое шлифование

Графу “Расчётный размер” заполняем, начиная с  конечного (чертёжного) размера путём  последовательного прибавления  расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:

dp_{чист. шлиф.}=9,015+0,43=9,445 мм

  dp_{чист. точ.}=9,445 +0,45=9,895 мм

dp_{получист.точ}=9,895+0,46 =10,665 мм

dp_{загатовка}=10,665+1,06=11,725 мм

Значения допусков каждого  технологического перехода и заготовки

принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.

Наименьший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону увеличения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Наибольшие предельные размеры  определяем прибавлением допусков к округлённым наименьшим предельным размерам:

d max_{чист. шлиф.}=9,015+0,017=9,032 мм

d max_{чист.точ.}=9,445+0,020=9,465 мм

d max_{пол.чист. точ.}=9,900+0,120=10,02 мм

d max_{загатовка}=10,500 +1,400 =11,9 мм

Максимальные  предельные значения припусков Z^пр_max равны разности наибольших предельных размеров, а минимальные значения Z^пр_min – соответственно разности наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

Общие припуски Z_{О min} и _{ZО max} определяем, суммируя промежуточные

припуски и  записываем их значения внизу соответствующих  граф.

Общий номинальный  припуск определяем с учётом несимметричного  расположения поля допуска заготовки:

400+6=1891 мкм

Нижнее отклонение размера заготовки Н_З находим по ГОСТ 19277-73

Н_З =400 мкм.

Номинальный диаметр  заготовки:

Произведём  проверку правильности расчётов:

433-430=20-17

3=3;

555-455=120-20

100=100

1880-600=1400-120

1280=1280.

На основании  данных расчётов построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø9m6.

 

 

 

 

Расчет припусков  на обработку поверхности диаметром  Ø9m6 сводим в таблицу, в которой последовательно записываем маршрут обработки поверхности и все значения элементов припуска.

Размер	Припус		Допуск
	табличный	расчётный
	-	2·1,9
	-	-
	-	-
	-	-
	2·0,4	2·0,43
	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФРЕЗЕРОВАНИЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Предел прочности  материала заготовки σ_в=549 МПа;

Толщина обрабатываемой поверхности В=2,5 мм;

Диаметр заготовки D=Ø11 мм;

Требуемая шероховатость  обрабатываемой поверхности -  Ra1,6 мкм

Требуемый размер заготовки из трубы 274^+0,5 мм.

 

Порядок расчёта:

Выбор режущего инструмента и оборудования.

Фреза - Дисковая отрезная двусторонняя фреза типа 20324-74  по ГОСТ 20324-74

Ширина фрезы- В=3 мм;

Диаметр фрезы- D_ф=160 мм

Число зубьев- z=30

Материал для  фрезы: твёрдый сплав Т15К6.

Предварительно  принимаем проведение работ на универсально - фрезерном станке мод. 6Н81.

 

Расчёт резания.

Переход 1

 

1. Определяем расчётную скорость резания при чистовом резании.

C_v=69; q=0.25; x=0.3; y=0.2; u=0,1; p=0;Т=240 мин; m=0.2 по [3. Таб.11]

К_υ=K_mv·K_nv·K_uv=1·1·0,8=0,8

 

2. Подачу на зуб и глубину резания при чистовом фрезеровании берём по ГОСТ 20327-74  [2]

 S_z=0,09 мм.

 t=11 мм

2. Находим частоту вращения шпинделя

 

По паспортным данным принимаем n= 90 об/мин.

3. Рассчитываем реальную скорость резания:

Подача на оборот составит:

S_O= S_z·z=0,20·30=6 мм/об

4. Минутная подача:

S_M= S_O·n=6·22=135 мм/мин

5. Определяем  силу резания

C_р =68,2; x=0,92; y=0,78; u=1; w=0; q=1,15 по [3.таб.16]

6. Находим крутящий момент на шпинделе:

7. Мощность резания, кВт

8. Определяем основное время:

Для второго  перехода расчёты выполняем таким  же образом, как и в первом переходе.

 

 

 

 

 

ОБРАБОТКА НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ

Основными режимами резания являются глубина резания (t), число проходов (i), подача и скорость резания.  Для определения глубины t и i необходимо знать припуск на обработку h.

Материал режущей  части инструмента – твёрдый  сплав Т15К6.

Геометрические  параметры режущеё части инструмента: ц= 95°; ц₁=40°; г= 12°; б= 6°.

 

Переход 1

 

Известно: D_заг.=11 мм, D₁=10,03 мм. Обработка получистовая.

Находим h=11-10,03/2=0,48 мм.

Находим минимальное  число проходов i.

Для h=0,48 мм примем t=0,4  мм, тогда i=1.

1. Определяем расчётную скорость резания:

S_{получист}=0,3 мм/об.

К_υ=K_mv·K_nv·K_uv=1·1·0,3=0,3

K_mv, K_nv, K_uv – коэффициенты учитывающие соответствующее влияние материала заготовки, состояние поверхности, влияние материала инструмента [4. таб.9,10].