Технологический процесс изготовления крестовины карданного вала

2) Продольную подачу вычисляем  по следующей формуле из [Л2]

Sпр=В*β, мм                                                                                             (10)

где, В-ширина шлифовального круга, β-коэффициент учитывающий твёрдость и принятую глубину шлифования [Л2]

S1= 10*0,28=2,8 мм

S2= 10*0,28=2,8 мм

S3= 10*0,35=3,5 мм

S4= 10*0,25=2,5 мм

S5= 10*0,38=3,8 мм

3) Скорость резания (скорость  продольного движения детали).

VД=, м/мин                                                                              (11)

где Сv, К, m, x – значения учитывающие твёрдость заготовки, [Л1], они равны Сv1=Cv2=Cv3=0,27; Cv4=Cv5=0,24; x=1; m=0,5; K=0,3.

DД-диаметр шлифуемой поверхности, мм; Т-стойкость шлифовального круга (40 мин [Л1]);                       t-глубина резания.

VД1= ==5,9   м/мин

VД2= ==5,9   м/мин

VД3= ==5,4    м/мин

VД4= ==8,9     м/мин

VД5= ==15,5    м/мин

4) Частота вращения детали.

nД=, 1/мин                                                                                         (12)

nД1===74,4  1/мин,

nД2==74,5  1/мин,

nД3===68,4  1/мин,

nД4===113,1  1/мин,

nД5===197,4  1/мин,

Т.к. у выбранного нами круглошлифовального станка модели 3У10В регулирование частоты вращения заготовки бесступенчатое и полученные частоты вращения для каждого перехода удовлетворяют диапазону регулирования частот станка полученные значения оставляем неизменными.

5) Частота вращения круга  является постоянной, исходя из  параметров станка (таб.5) и она  равна nК= 1910  1/мин.

Для лучшего наглядного понимания предлагаю все полученные значения режимов резания занести в следующую таблицу.

 Таблица 6. Режимы резания.

Вид обработки	№ пере хода	Макси- мальная глубина резания, tmax, мм	Действи- тельная глубина резания, t, мм	Подача S, мм	Скорость резания VД, м/мин	Частота враще- ния детали nД, мин-1	Частота враще- ния круга nК, мин-1
Шлифование черновое	1	0,07	0,07	2,8	5,9	74,4	1910
	2	0,07	0,07	2,8	5,9	74,5	1910
	3	0,07	0,06	3,5	5,4	68,4	1910
Шлифование чистовое	4	0,013	0,05	2,5	8,9	113,1	1910
Суперфини- ширование	5	0,013	0,02	3,8	15,5	197,4	1910

 

Дополнение: В процессе обработки поверхности при переходах 3 – 4 и 4 – 5 для получения лучшего качества поверхности шипа крестовины предусмотрены 2 смены шлифовального круга с мелкой и более мелкой зернистостью соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Расчёт норм  времени на обработку одной  поверхности.

Под расчётом норм времени подразумевается нахождение штучно-калькуляционного времени ТШТ.К., в нашем случае для обработки одной поверхности шипа крестовины. В свою очередь штучно-калькуляционное время состоит из подготовительно-заключительного времени TП.З. и штучного времени ТШТ..

ТШТ.К.= TП.З.+ ТШТ.                                                                                        (13)

ТШТ.=ТО+ТВ+ТОБСЛ.+ТОТД.                                                                            (14)                                                                                                                                                                                     

где ТО-основное технологическое время, мин; ТВ-вспомогательное время, мин; ТОБСЛ.-время на обслуживание рабочего места, мин; ТОТД.- время на отдых и естественные надобности, мин.

1) Определим основное  время на все 5 переходов.

ТО=* i, мин                                                                                                (15)

где L – длина пути детали в направлении подачи, мм; SM-путь, пройденный обрабатываемой деталью в направлении подачи в 1 мин, мм; i – число проходов.

SM=S*n, мм/ мин;                                                                                         (16)

где S – средняя подача инструмента по переходам за 1 об, мм/об; n – средняя частота вращения заготовки по переходам, об.

SМ=3*105,56=315,15 мм/мин

ТО=(30/315,15)*5=0,47 мин

2) Определим вспомогательное  время. На вспомогательное время  большое влияние имеет модель  станка. В нашем случае выбран  станок с частичным ЧПУ, где  рабочий производит только снятие  и установку заготовки со станка.

ТВ=ТУСД+ТСК, мин;                                                                                       (17)

где, ТУСД – время на установку и снятие детали, мин; ТСК – время на смену круга; мин.

ТВ=0,93+0,1=1,03 мин.

3) Определим время на  обслуживание рабочего места.

ТОБСЛ=(ТО+ТВ)*0,04 = 1,5*0,04=0,06 мин                                                  (18)

4) Определим время на  отдых и естественные надобности.

ТОТД=(ТО+ТВ)*0,05=1,5*0,05=0,075 мин                                                   (19)

 

ТШТ=0,47+1,03+0,06+0,075=1,635 мин

Определим среднее подготовительно-заключительное время для всех 5 переходов (3операции). Примем его 15% от операционного времени:

ТПЗ=(ТО+ТВ)*0,15=1,5*0,15=0,22 мин                                                       (20)

Определим штучно-калькуляционное время для одной поверхности рассчитываемой заготовки:

ТШТ.К.=ТШТ+ТП.З.=1,635+0,22=1,855 мин

Следовательно время на обработку одной поверхности у всей партии будет

ТШТ.К.*к = 1,855*10000=18550 мин = 309,1ч., где к – количество деталей в партии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Назначение режимов  и норм времени на другие  операции.

Режимы резания и нормы времени на другие операции назначены из таблиц  Л[1] и Л[2] их конкретные значения на каждую операцию технологического процесса предлагаю свести в таблицу 7.

Таблица 7. Режимы и нормы времени на другие операции.

Номер операции	Название операции	Значения
005	Фрезерная	V=150 (м/мин); S=0,053 (мм/зуб); n=4100 об/мин; ТШТ.К.=1,2 мин
010	Сверлильная	V=26,3 (м/мин); S=0,2 (м/зуб); n=1210 об/мин; ТШТ.К.=1,65 мин
015	Фрезерная	V=150 (м/мин); S=0,056 (мм/зуб); n=4100 об/мин; ТШТ.К.=1,2 мин
020	Шлифовальная (круглошлифовальная)
025	Сверлильная	V=25,6 (м/мин); S=0,2 (м/зуб); n=1355 об/мин; ТШТ.К.=0,8 мин
030	Фрезерная	V=160 (м/мин); S=0,03 (мм/зуб); n=4100 об/мин; ТШТ.К.=0,75 мин
035	Сверлильная	V=25,6 (м/мин); S=0,2 (м/зуб); n=1355 об/мин; ТШТ.К.=0,95 мин

 

 

                                                                                                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Операционные  карты на обработку одной поверхности.

Операционная карта механической обработки предназначена для записи технологического процесса и является основным технологическим документом.

Операционная карта механической обработки составляется на каждую операцию, содержит подробное описание ее по переходам и может сопровождается операционным эскизом. Нумерация переходов начинается с первого номера для каждой операции: для каждого перехода заполняются все графы карты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Маршрутный  технологический процесс изготовления  детали.

Составленный маршрутный технологический процесс  представлен в соответствии с позициями на рис. 1.

Рис. 1

Разработанный тех. процесс предлагаю представить в виде таблицы:

Номер операции	Название операции	Описание
005	Фрезерная	Фрезеровать торцы 1,2,3,4 в общий размер крестовины
010	Сверлильная	Сверлить отверстия 5,6,7,8 в центре каждого торца крестовины. Сверлить отверстия 9,10,11,12 в центре отверстия каждого торца крестовины.
015	Фрезерная	Фрезеровать канавки 13 на торцах 1,2,3,4.
020	Шлифовальная (круглошлифовальная)	Шлифовать поверхности 14,15,16,17 на шипах крестовины. Шлифовать фаску 18. Снять острые заусенци и затупить острые кромки.
025	Сверлильная	Сверлить отверстие 19. Нарезать резьбу 20.
030	Фрезерная	Фрезеровать конусное отверстие 21 под потай головки маслёнки.
035	Сверлильная	Сверлить отверстие 22. Нарезать резьбу 23.

Заключение: термообработку проходит вся партия деталей после механической обработки. После термообработки получаем упрочнённый поверхностный слой, а сердцевина остаётся мягкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. График загрузки  оборудования.

График загрузки оборудования представляет собой продолжительность работы каждой машины технологической линии в течение смены, которая находится как отношение массы к производительности. В продолжительность входят также подготовительные и заключительные операции. Количество и последовательность операций берется из технологического процесса обработки. При этом операции выполняемых вручную на графике не изображаются, но время их проведения учитывается. Так определим исходные данные для расчёта коэффициента загрузки оборудования КЗО: ТР.Г.- время работы в году (255 рабочих дней по 8 часов в день – 122400 мин), мин; ТШК-штучно-калькуляционное время на одну операцию обработки (см. пункт 9 данной контр. работы), мин; мЗ-вес заготовки (вес всей партии заготовок годовой программы мП=мЗ*10000=12480 кг), кг.

КЗО=,                                                                                                            (21)

где мП-вес всей партии заготовок, кг; П-производительность станка, ед.

П=, ед.                                                                                                        (22)

Определим коэффициент загрузки оборудования для каждой операции.

005) Фрезерная

П==102000 шт.

КЗО==0,12

010) Сверлильная

П==74181 шт.

КЗО==0,16

015) Фрезерная

П==102000 шт.

КЗО==0,12

020) Шлифовальная

П==66162 шт.

КЗО==0,18

025) Сверлильная

П==153000 шт.

КЗО==0,08

030) Фрезерная

П==163200 шт.

КЗО==0,07

035) Сверлильная

П==128842 шт.

КЗО==0,09

По вычисленным коэффициентам загрузки оборудования строим график загрузки оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Заключение.

В данной контрольной работе технологический процесс разработан таким образом, чтобы количество операций (видов обработки) было минимальным. Для обработки главной поверхности крестовины – поверхности шипа, на который надевается игольчатый подшипник, было принято использовать одну шлифовальную операцию вместо возможных двух – токарной и шлифовальной. Замена двух возможных видов обработки на одну более точную упростила технологический процесс обработки, но увеличила требования к изготовлению заготовки. Неответственные поверхности обрабатывались за один проход режущего инструмента, на что оставлялся соответствующий припуск. Последовательность операций подбиралась так, чтобы вначале обрабатывались поверхности, за которые можно закрепить всю заготовку для обработки ответственных поверхностей – шипов крестовины. Так первыми обрабатывались торцы шипов крестовины, именно по ним впоследствии при обработке базируются все остальные поверхности - боковая поверхность шипа. Для достижения точных размеров детали предъявляются высокие требования к размерам и форме заготовки, поэтому для получения заготовки был выбран метод объёмной горячей штамповки.  Горячая штамповка лучше  холодной тем, что металл заполняет весь объём формы заготовки, т.к. металл в горячем состоянии более пластичнее. Большое внимание стоит уделять износу штампов, т.к. это влияет на форму заготовки, а следовательно, и на расход металла для её получения и как следствие большие припуски на обработку и большее время на обработку до номинального размера. В будущем предлагаю проектировать необслуживаемые крестовины, т.е. крестовины, предназначенные на весь срок службы автомобиля при правильной его эксплуатации. Такой ход снизит затраты на обслуживание и ремонт автомобиля, но повысит требования (затраты) к качеству применяемых материалов.