Разработка технологического процесса детали типа "вал-червяк"

              Итого 2Z_min = 2(50+50+

5. Определение максимальных промежуточных припусков

    Величина максимального припуска определяется:

    2Z_max = 2Z_min + d_i

 Черновая токарная обработка:

      2Z_max = 2037+1600 =3637 мкм » 3,64 мм

 Чистовая токарная обработка:

      2Z_max = 424 + 300 = 724 мкм » 0,72 мм

6. Промежуточные межоперационные размеры

    Минимальные и максимальные размеры получают прибавлением к предельным размерам минимальных и максимальных припусков  по операциям (переходам)

                         D_min = D_min + 2Z_min

                         D_max = D_max  + 2 Z_max

    

 Черновое точение

                         D_min = 59,88 + 0,42 = 60,3 мм

                         D_max = 60 + 0,72 = 60,72 мм

    

 Заготовка

                         D_min = 60,3  + 2,04 = 62,34 мм

                         D_max = 60,72 + 3,64 = 64,36 мм

7. Размер диаметра проката (заготовка)

    Исходя  из необходимого по расчету диаметра максимально Æ 64,36 мм по ГОСТ 2590-88 принимаем круг ближайшего большего  размера, т.е. Æ65мм.

      Припуск на черновое точение несколько возрастает ввиду  увеличения размера заготовки.

                Таблица 14 – графическое представление припусков:

 
 
 

    12. Разработка операций технологического процесса 

Операция 005 Заготовительная

      Оборудование: станок отрезной 8А240

      Приспособление: призмы опорные ГОСТ 12195-66

      Режущий инструмент: дисковая сегментная пила ГОСТ 4047-82

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр

1. Отрезать  заготовку из круга Æ65мм в размер 290 мм.

Операция 010 Фрезерно-центровальная

      Оборудование: станок центровальный МР-71Р

      Приспособление: призмы опорные ГОСТ 12195-66

      Режущий инструмент: фреза торцевая Æ125мм ГОСТ 24359-80

                              сверло центровочное Æ6,4мм ГОСТ 14952-75

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр

1. Фрезеровать  торцы 1 и 21 в размер 282 мм.

2. Центровать  торцы 1 и 21 Æ6,4мм на глубину 6,5 мм.

Операция 015 Токарная (черновая)

      Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75

      Режущий инструмент: резец проходной упорный  ГОСТ 18870-73

                              резец проходной  отогнутый ГОСТ 18868-73

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

Установ А

1. Точить Æ60,5 на длине 183 мм;

2. Точить Æ38 на длине 113 мм;

3. Точить Æ35,7 на длине 55 мм;

4. Точить Æ32,7 на длине 32 мм;

Установ Б

5. Точить Æ38 на длине 99 мм;

6. Точить Æ35,7 на длине 44 мм;

Операция 020 Термическая

      Оборудование: электропечь шахтная

      Измерительный инструмент: твердомер

      Технологическая база – наружный диаметр

1. Улучшить  червяк в печи до твердости  261 HB min

Операция 025 Правочная

      Оборудование: пресс гидравлический

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-500 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр

1. Править  червяк от короблений возникших  после термообработки

Операция 030 Токарная (чистовая)

      Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75

      Режущий инструмент: резец проходной упорный  ГОСТ 18870-73

                              резец проходной  отогнутый ГОСТ 18868-73

                              резец канавочный ГОСТ 18884-73

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

Установ А

1. Точить Æ60 на длине 70 мм;

2. Точить Æ35,2 на длине 23 мм;

3. Точить Æ32,2 на длине 32 мм;

4. Точить  канавку 14;

5. Точить  фаску 19 (2х45°);

6. Точить  фаску 16 (1х45°);

7. Точить 2 фаски 8 и 10 (5х45°).

Установ Б

8. Точить Æ35,2 на длине 44 мм;

9. Точить  канавку 4;

10. Точить  фаску 2 (2х45°).

Операция 035 Зубодолбежная

      Оборудование: станок зубофрезерный ЕЗ10

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75;

                        патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80

      Режущий инструмент: долбяк зуборезный ГОСТ 9323-79

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89;

                              зубомер

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

1. Нарезать 4-х заходный червяк.

Операция 040 Фрезерная

      Оборудование: станок фрезерный 6Р10

      Приспособление: специальное

      Режущий инструмент: фреза шпоночная ГОСТ 9140-78

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

      Технологическая база – наружный диаметр и торец червяка

1. Фрезеровать  шпоночный паз 10N9 выдерживая размер 5^+0,1.

Операция 045 Сверлильная

      Оборудование: станок радиально-сверлильный 2М55

      Приспособление: специальное

      Режущий инструмент: сверло спиральное ГОСТ 10903-77;

                              метчик ГОСТ 3266-81

      Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

                                    резьбомер.

      Технологическая база – наружный диаметр и торец  червяка

Установ А

1. Сверлить  отв. Æ5 мм на глубину 8 мм;

2. Сверлить  отв. Æ4,8 мм на глубину 18 мм;

3. Нарезать  резьбу М6 на глубину 15 мм;

Установ Б

4. Сверлить  отв. Æ5 мм на глубину 8 мм;

5. Сверлить  отв. Æ4,8 мм на глубину 18 мм;

6. Нарезать  резьбу М6 на глубину 15 мм;

Операция 050 Термическая ТВЧ

      Оборудование: установка ТВЧ

      Измерительный инструмент: твердомер

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые отверстия

1. Закалить  зуб червяка до твердости 45…50 HRC на глубину 0,8…1,2 мм;

Операция 055 Круглошлифовальная

      Оборудование: станок круглошлифовальный 3М153

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75; хомутик ГОСТ 16488-70

      Режущий инструмент: шлифовальный круг ПП500х40х40 14А80НСТ3Б ГОСТ 2424-83

      Измерительный инструмент: калибр-скоба Æ35к6, Æ32s6.

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

Установ А

1. Шлифовать Æ35к6;

2. Шлифовать Æ32s6;

Установ Б

3. Шлифовать Æ35к6.

Операция 060 Зубошлифовальная

      Оборудование: станок червячно-шлифовальный 5К881

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75; хомутик ГОСТ 16488-70

      Режущий инструмент: шлифовальный круг 2П200х10х20 14А80НСТ3Б ГОСТ 2424-83

      Измерительный инструмент: калибр.

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

1. Шлифовать  зуб червяка.

Операция 065 Зубополировальная

      Оборудование: станок червячно-шлифовальный 5К881

      Приспособление: центра ГОСТ8742-75; хомутик ГОСТ 16488-70

      Режущий инструмент: шлифовальный круг 2П200х10х20 АМ ГОСТ 2424-83

      Измерительный инструмент: калибр.

      Технологическая база – наружный диаметр и центровые  отверстия

1. Полировать  зуб червяка.

Операция 070 Слесарная

      Оборудование: верстак слесарный

      Приспособление: тиски

      Режущий инструмент: напильник; метчик ГОСТ 3266-81.

1. Притупить  острые кромки

2. Прокалибровать  резьбу

Операция 075 Контрольная

Окончательный контроль по чертежу.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89;

калибр-скоба Æ35к6, Æ32s6. 

13. Расчет режимов резания 

    При назначении режимов резания необходимо учитывать характер обработки, тип  и размер инструмента, материал его  режущей части и состояние  заготовки. При черновой обработке  назначают по возможности максимальную глубину резания и максимально возможную подачу, исходя из жесткости системы СПИД, мощности станка и других ограничивающих факторов.

    Аналитический метод:

1. Операции 015 токарная (черновая). Установ А, переход 1.

    Глубина резания - мм.

    Ширина  резания  мм.

    Подачу  принимаем  мм/об;   [2, том 2, стр.364, табл.11]

    Стойкость инструмента  мин.

    Скорость  резания:

                [2, том 2, стр.363],    где

     - общий поправочный коэффициент  на скорость резания.

                        [2, том 2, стр.369],      где

     - коэффициент учета материала  заготовки.

     - коэффициент учета состояния  поверхности заготовки.

     - коэффициент учета материала  инструмента.

               [2, том 2, стр.358, табл.1],     где

     - коэффициент группы стали.

     ,           [2, том 2, стр.359, табл.2],    

      ;

     ;  [2, том 2, стр.361, табл.5],    

     ;  [2, том 2, стр.361, табл.6],

     

     ;  [2, том 2, стр.367, табл.17], 

             м/мин.

    Частота оборотов шпинделя расчетное:

                об/мин.

    По  паспорту станка принимаем  об/мин

    Фактическая скорость резания:

    

       м/мин

    Окружная  сила резания:

             ; [2, том 2, стр.371],    где

     - поправочный коэффициент на  качество обрабатываемого материала.

             ,        где

     - коэффициенты учитывающие фактические  условия резания.

     ;    ;   [2, том 2, стр.362, табл.9],

             

     ;   [2, том 2, стр.374, табл.23],

             ; 

     ;   [2, том 2, стр.372, табл.22],

              Н

    Эффективная мощность резания:

     ;   [2, том 2, стр.371],

               кВт,

     кВт,  т.е. имеем запас по мощности.

    2. Операция 040 фрезерная.

    Глубина резания -

    Ширина  резания

    Длина резания 

    Диаметр фрезы  , число зубьев .

    Подачу  принимаем  ;   [2, том 2, стр.406, табл.80],

    Стойкость инструмента  ;   [2, том 2, стр.411, табл.82],

    Скорость  резания определяется:

             ;   [2, том 2, стр.406],   где

     - общий поправочный коэффициент  на скорость резания.

             ;          [2, том 2, стр.406],      где

     - коэффициент учета качества  обработанной поверхности.

     - коэффициент учета состояния  поверхности заготовки.

     - коэффициент учета материала  инструмента.

               [2, том 2, стр.358, табл.1],     где

     - коэффициент группы стали.

    По  т.2 с.262 [2]

     ,           [2, том 2, стр.359, табл.2],    

      ;

     ;  [2, том 2, стр.361, табл.5],    

     ;  [2, том 2, стр.361, табл.6],

     

     , [2, том 2, стр.408, табл.81],

      

    Частота оборотов шпинделя расчетное:

            

    По  паспорту станка принимаем 

    Фактическая скорость резания:

    

      

    Окружная  сила при фрезеровании:

                 [2, том 2, стр.406],     где

     - поправочный коэффициент на  качество обрабатываемого материала.

     ;    ;   [2, том 2, стр.362, табл.9],

             

;    [2, том 2, стр.412, табл.83],

      

    Величины  остальных составляющих силы резания: горизонтальной Рh ; вертикальной Рv ; радиальной Рy ; осевой Рх  устанавливаются из соотношения с главной составляющей Pz. По справочнику [2, том 2, стр.413, табл.84].

      

      

      

      

    Крутящий  момент на шпинделе:

             ;    [2, том 2, стр.411],    

      .

    Эффективная мощность резания:

            ;    [2, том 2, стр.411],    

      

      

      Для остальных операций режимы  резания определяем по машиностроительным  нормативам.

    3. Операция 010 токарная. Установ А. Переход 2. Точить Æ38

    Глубина резания -

    Подача 

             [4, стр.29, карта Т-4] ,      где

     - коэффициент, зависящий от  размера обработки.

     - коэффициент обрабатываемости  материала.

     - коэффициент характеризующий  материал режущей части.

    

     .

    Число оборотов шпинделя расчетное:

               

    По  паспорту станка принимаем 

    Фактическая скорость резания:

            

              

    Сила  резания:

               [4, стр.35, карта Т-4],

    

         [4, стр.36]

      

    Мощность  резания:

                 

      

    Мощность  привода станка 16К20

    Аналогично  выбираем режимы резания для других операций, результаты заносим в табл.15.

    Таблица 15 – режимы резания

 

14. Нормирование операций 

    Под технически обоснованной нормой времени  понимают время, необходимое для  выполнения заданного объема работ  при определенных организационно-технических  условиях и наиболее эффективном  использовании всех средств производства.

          В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени. Для расчета норм штучно-калькуляционного времени ( )к норме штучного времени следует добавить подготовительно-заключительное время.

                                            [1, стр.81],  где

     - подготовительно-заключительное  время на партию деталей;

         - число деталей в  настроечной партии;

       - штучное время на деталь.

       [1, стр. 102],  где

       - основное время;

     - время на установку и снятие  детали;

     - время на закрепление и  открепления детали;

     - время на измерение детали;

       - время приемы управления;

     - время на обслуживание рабочего  места и отдых.

    Рассчитаем  нормы штучного времени по укрупненным  машиностроительным нормативам.

     мин, [5, стр.281, карта 135],

     мин,   [5, стр.276, карта 134],

     мин,  [5, стр.314, карта 143],

     мин,   [5, стр.276, карта 134],

        [5, стр.274, карта 132],

    Основное  время определяется по формуле: :

     мин, [5, стр.338, карта 158],

    Порядок расчета норм времени занесем  в таблицу 16

    Таблица 16 – нормы времени на операцию 015

 

      мин

     мин

    При курсовом проектировании с достаточной  степенью точности штучно-калькуляционное время может быть подсчитано по следующей формуле:

         [1, стр. 173],   где

       - коэффициент серийности  производства по группам оборудования.

     - основное технологическое время  каждой операции.

    Предположим, что производство серийное. Тогда  по  [1, стр. 173]

    Основное  технологическое время:

    1. Операция 010 фрезерно-центровальная

    Для фрезерования:

              [4, стр. 75, карта Ф-1], где

        - длина фрезерования.

1. переход 1. мм; мм/об; об/мин

     мин.

    Для сверления:   

              [4, стр. 107, карта С-1], где

        - глубина сверления.

    2) переход 2. мм; мм/об;

         мин

    Общее технологическое время на операцию 010

      мин  

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 010

      мин.

    2. Операция 030 токарная (чистовая)

    Для токарной обработки.

           [4, стр.16, карта Т-1],    где

     - длина рабочего хода суппорта.

    Установ А:

    1) переход 1. Т_о = 0,32 мин

    2) переход 2. Т_о = 0,17 мин

    3) переход 3. Т_о = 0,1 мин

    4) переход 4. Т_о = 0,02 мин

    5) переход 5. Т_о = 0,03 мин

    6) переход 6. Т_о = 0,01 мин

    7) переход 7. Т_о = 0,05 мин

    Установ Б:

    8) переход 1. Т_о = 0,14 мин

    9) переход 2. Т_о = 0,1 мин

    10) переход 3. Т_о = 0,02 мин

    Общее технологическое время на операцию 030

      мин           

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 030

      мин

    3. Операция 035 зубодолбежная

    Для обработки долбяком на зубофрезерном станке.

           [4, стр.140, карта З-1],    где

     - длина рабочего хода суппорта,

     - число заходов червяка.

    1)   переход 1 . мм; мм/об; об/мин.

                      мин.

    Общее технологическое время на операцию 035

     мин           

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 035

      мин

    4. Операция 040 фрезерная

    Для фрезерования:

              [4, стр.75, карта Ф-1], где

        - длина фрезерования.

    1) переход 1. Т_о = 0,94 мин

    Общее технологическое время на операцию 040

      мин

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 040

      мин.

    5. Операция 045 сверлильная

    Установ А:

    1) переход 1. Т_о = 0,08 мин

    2) переход 2. Т_о = 0,1 мин

    3) переход 3. Т_о = 0,03 мин

    Установ Б:

    4) переход 1. Т_о = 0,08 мин

    5) переход 2. Т_о = 0,1 мин

    6) переход 3. Т_о = 0,03 мин

    Общее технологическое время на операцию 045

      мин

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 045

      мин.

    6. Операция 055 круглошлифовальная

    Для шлифования цилиндрической поверхности:

          [4, стр.168, карта Ш-1],    где

       - припуск на этапе предварительного  шлифования; ; где

     - общий припуск на переход;

     - припуск на окончательное  шлифование; ; где

     - припуск на выхаживание;

       - время на выхаживание.

    Установ А

1. переход 1.

      мм; мм [4, стр. 176];

        мм.

            мм;

      мм/мин;      [4, стр. 173]

      мм/мин         [4, стр. 173]

      мин                [4, стр. 175].

        мин.

    2) переход 2. Т_о = 0,9 мин

    Установ Б

    3) переход 1. Т_о = 0,9 мин

    Общее технологическое время на операцию 055

     мин

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 055

      мин.

    7. Операция 060 зубошлифовальная

    1) переход 1. Т_о = 1,3 мин

    Общее технологическое время на операцию 060

     мин

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 060

      мин.

    8. Операция 065 зубополировальная

    1) переход 1. Т_о = 1,3 мин

    Общее технологическое время на операцию 065

     мин

    Штучно-калькуляционное  время на операцию 065

      мин.

    Таблица 17 – нормирование операций

 

    15. Проектирование приспособления 

    Разработаем приспособление для операции 040 фрезерной. Для установки заготовки используется опорная призма с , для зажима - прижимы с приводом от пневмоцилиндров.

    Силу  закрепления определяем из условий равновесия силовых факторов, действующих на заготовку. В данном случае это окружная сила и радиальная сила . Силы возьмем из расчета режимов резания.

     Н; Н.

    Необходимое усилие закрепления:

         [2, стр. 113, табл.10],       где

     - коэффициент трения в месте  контакта заготовки с опорой.

     - коэффициент трения в месте контакта заготовки с зажимом.

     - коэффициент запаса прочности.

     , [2, стр. 117],       где

     - коэффициент гарантированного  запаса [2, стр. 117],      

      -  коэффициент учета увеличения сил резания при     черновой обработке [2, стр. 117],      

     -  коэффициент учета увеличения  сил резания вследствие затупления  инструмента [2, стр. 117, табл.11],      

     -  коэффициент учета увеличения сил при прерывистом точении      [2, стр. 117],      

     -  коэффициент учета постоянства  силы закрепления [2, стр. 117],      

     -  коэффициент учета эргономичности [2, стр. 117],      

     - коэффициент учета крутящего  момента [2, стр. 117],      

            

     [2, стр. 118, табл.12],      

      Н

    Соотношение плеч рычажной системы найдем из предварительной компоновки.

    

    Необходимое толкающее усилие пневмоцилиндра:

     ,      где

     - суммарный КПД системы.

     ,      где

     - КПД пневмоцилиндра,

        - КПД рычажной системы.

    

      Н

    

    Рис.2 – схема закрепления. 

    По  таблице 19 [2, стр. 125] выбираем пневмоцилиндр двустороннего действия рабочим давлением МПа; мм; мм.

    Толкающее усилие 4380 Н,

    Тянущее усилие 4080 Н.

    Данный  пневмоцилиндр обеспечит надежное закрепление заготовки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    16. Заключение 

    В результате выполнения данной курсовой работы был разработан технологический процесс изготовления детали «Червяк». Был обоснован способ получения заготовки, разработан маршрутный процесс изготовления детали, произведен выбор необходимого оборудования и технологических баз, рассчитаны припуски на мех. обработку, режимы резания, проведено нормирование технологических операций. Проведено проектирование специального приспособления, что увеличивает точность изготовления детали и уменьшает долю ручного труда. В результате сократилось время обработки детали и снизилась ее себестоимость.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература 

    1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А.  Курсовое  проектирование по       технологии машиностроения: [ Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов]. - 4-е изд., перераб. и доп.- Мн.: Выш. школа, 1983.- 256 с., ил.

    2. Дальский А.М., Суслов А.Г., Косилова А.Г., и др.; Под редакцией Дальского А.М., Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. - 5-е изд., исправленное. - М.; Машиностроение, 2003. - 1857 с., ил.

    3. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» - М.; Машиностроение, 1985. - 184 с., ил.

    4. Барановский Ю.В., Брахман Л.А., Бродский Ц.З., и др. Режимы резания металлов. Справочник. - 3-е изд., доп. и перераб. - М.; Машиностроение, 1972. - 408 с., ил.

    5. Зубченко А.С., Колосков М.М., Каширский  Ю.В., Марочник сталей и сплавов  - М.; Машиностроение, 2003. - 783 с., ил.

    6. Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин  С.Л., Розовский Б.Я., Технология машиностроения: В 2 кн. Учеб. Пособ. Для вузов. –М.: Высш. шк., 2003.-295 с.: ил.

    7. Базров Б. М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2005г. – 736с.: ил.

    8. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках; Под редакцией Грязнова Ю.А. - М.; Типография при НИИ труда, 1989. 430 с.

    9. Общемашиностроительные нормативы  времени на работы, выполняемые  на фрезерных и сверлильных  станках; Под редакцией Ульянова  Р.Г. - М.; Типография при НИИ труда, 1973. 400 с.

    10. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках; Под редакцией Ушанова С.Н. - М.; Типография ВНИИТЭМР, 1985. 376 с.