Технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Оценка
структуры детали
2. Выбор и
обоснование способа производства
3.
Оптимизация метода получения заготовки
4. Оценка
разметов заготовки
5.
Составление организационной структуры
6. Определение
расстояний между отсеками
7.
Характеристика вертикально-сверлильных операций
8. Оценка
трудозатратности операций
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
На этапе изготовления машин особое внимание
обращают на их качество и его важнейший показатель – точность. Понятие
“точность” относится не только к размеру, но и к форме, взаимному расположению
поверхностей, физико-механическим характеристикам деталей и среды, в которой их
изготовляют.
Создание машин заданного качества в производственных
условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного
изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей)
сопровождается использованием технологии машиностроения.
1. Оценка структуры
детали
Анализ технологичности детали производим исходя из
служебного назначения детали, на основании её чертежа.
1.1
Анализ точности размеров
Размеры с указанными предельными отклонениями:
1) ø;
2) ø;
3) ;
4) ;
5) ;
6) 60+0,3
7) ø;
8) ;
Остальные поверхности выполняются по 14 квалитету.
Сравнивая приведённые выше размеры, определяем,
что наиболее точной поверхностью является поверхность с заданным размером ø.
Допуск непостоянства диаметра поверхностей Г и М в
поперечном и продольном сечениях не более 0,008мм. Точность форм остальных поверхностей
должна быть выдержана в пределах допуска на размер.
1.3
Анализ точности расположения поверхностей
Допуск параллельности боковых поверхностей шлицев
относительно Г и М равен 0,05мм на 100мм длины.
1.4
Анализ точности формы и расположения поверхностей
Допуск биения поверхности диаметром ø
относительно поверхностей Г и М - 0,05 мм.
Допуск биения поверхности диаметром øотносительно поверхностей Г и М - 0,03
мм. Допуск биения поверхностей по размеру относительно поверхностей
Г и М - 0,02 мм.
1.5
Анализ качества поверхностного слоя
Значения шероховатости, указанные на чертеже:
1) поверхность ø выполняется с
шероховатостью 1,25 мкм по Ra;
2) поверхность по размеру выполняется
с шероховатостью 2,5мкм по Ra;
3) боковые поверхности шлицев выполняется с
шероховатостью 3,2 мкм по Ra, фаски в центральном
отверстии – с шероховатостью 3,2 мкм по Ra ;
Остальные поверхности выполняются с шероховатостью
12,5 мкм по Ra.
2. Выбор и обоснование способа производства
Серийность производства определяем ориентировочно,
пользуясь данными, таблица 2.1 /7/: для деталей, выпускаемых в год количеством
1400 шт. и массой 3,071кг тип производства – среднесерийный.
3. Оптимизация метода получения заготовки
Метод получения заготовок деталей машин
определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями,
объёмом выпуска продукции и типом производства, а также экономичностью изготовления.
Масса заготовки определяется по формуле
Gп = q / Кис мет,
где q = 3,071 кг – масса готовой детали;
Kис мет = 0,8 – коэффициент
использования металла, с. 6 /7/;
Gп = 3,071 /
0,8 = 3,84 кг.
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы
поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для
последующего определения исходного индекса:
Gп / Gф
где Gф – масса
геометрической фигуры,
Gф = ,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина
фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
Gф = 3,14*0,0422*0.235*7,85
= 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки
– С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный
индекс по таб.2 /8/ равен 13.
Стоимость заготовки определяется по формуле
,
где – базовая стоимость 1 т заготовок; согласно с.
33 /3/ для заготовок, полученных штамповкой принимаем руб/т;
– коэффициент, учитывающий точность штамповки;
согласно с. 33 /3/ для штамповки класса точности Т4 принимаем ;
– коэффициент, учитывающий группу сложности; по
таблице 2.12 /3/ для первой группы сложности принимаем ;
– коэффициент, учитывающий массу; по
таблице 2.12 /3/ для штамповок массой от 2,5 до 4 кг принимаем ;
– коэффициент, учитывающий материал; согласно
с. 37 /3/ принимаем ;
– коэффициент, учитывающий объём производства;
согласно с.38 ;
– стоимость отходов (стружки); по
таблице 2.7 /3/ для стальной стружки принимаем руб/т;
руб.
4. Оценка разметов заготовки
Масса заготовки определяется по формуле
Gп = q / Кис мет,
где q = 3,071 кг – масса готовой детали;
Kис мет = 0,8 – коэффициент
использования металла, с. 6 /7/;
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы поковки
к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для
последующего определения исходного индекса:
Gп / Gф
где Gф – масса
геометрической фигуры,
Gф = ,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина
фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
Gф = 3,14*0,0422*0.235*7,85
= 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки
– С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный
индекс по таб.2 /8/ равен 13.
По ГОСТ 7505-89 определяем основные припуски на
механическую обработку и допуски для наружных поверхностей вращения и
плоскостей, обрабатываемых с одной стороны.
Для самой точной и ответственной поверхности
детали ø по табл.3/8/ припуск на сторону zo=2,0 мм.По табл.8 /8/ допуск Т = 2,5мм.
Следовательно, расчетный размер
Dр = Dном + 2zo= Æ45+2*2,0=Æмм
Допуски и припуски на остальные поверхности
назначаются аналогично.
Таблица 1
Расчётные размеры заготовки
Номинальный
диаметр Dном
(размер Hном)
поверхности, мм
|
Общий припуск на
обработку на одну
сторону zо,
мм
|
Допуск T,
мм
|
Расчётный
диаметр Dр
(размер Hр)
поверхности, мм
|
ø
|
2,0
|
2.5
|
|
235
|
2.0
|
3,2
|
|
50
|
1.5
|
2.5
|
|
60
|
1.8
|
2.5
|
|
ø;
|
1.5
|
2.5
|
Ø
|
ø
|
1.9
|
2.2
|
Ø
|
|
1.5
|
2,5
|
|
Ǿ54
|
1,5
|
2,5
|
|
5. Составление организационной структуры
При разработке технологического процесса обработки
детали используем следующие условия:
1) намечаем базовые поверхности, которые должны
быть обработаны в самом начале технологического процесса;
2) определяем операции черновой обработки, при
которых снимают наибольшие слои металла, это позволяет выявить дефекты заготовки;
3) обработка наиболее точных поверхностей, п.1.1,
выполняется в последнюю очередь, это позволяет исключить влияние
перераспределения внутренних напряжений, возникающих при каждом виде
механической обработки, а также, исключить влияние потери точности от такого
перераспределения;
4) отделочные операции выносятся к концу
технологического процесса;
5) для наиболее точной и ответственной поверхности
детали (поверхность диаметром øвыбираем
последовательность обработки с помощью коэффициента уточнения.
,
где = 2500 мкм – допуск на рассматриваемую
поверхность заготовки;
мкм – допуск на рассматриваемую
поверхность детали;
.
Количество потребных технологических переходов определяется по формуле
Принимаем количество потребных технологических
переходов m = 5.
Допуск размера диаметра заготовки = 2500 мкм, что примерно
соответствует 16 квалитету, а допуск размера детали – 6 квалитету. Следовательно,
точность повышается на 10 квалитетов. По принятым четырем технологическим
переходам распределяем по закону прогрессивного убывания 10 = 4 + 2 + 2+1+1.
Точность промежуточных размеров в процессе механической обработки будет
соответствовать:
после 1 перехода 12 квалитету;
после 2 перехода 10 квалитету;
после 3 перехода 9 квалитету;
после 4 перехода 7 квалитету;
после 5 перехода 6 квалитету.
Требуемая точность может быть достигнута
следующими методами обработки:
1) черновое точение по 12 квалитету ();
1) получистовое точение по 10 квалитету ();
2) чистовое точение по 9 квалитету ();
3) черновое шлифование по 7 квалитету ();
и соответственно;
3) чистовое шлифование по 6 квалитету ();
и соответственно:
;
;
;
.
.
Заданная точность размера ø
обеспечивается выбранными технологическими переходами.
Технологический маршрут Таблица 2
005
|
Фрезерно-центровальная
|
МР-71М
|
010
|
Токарно-винторезная:
обточить наружные поверхности с одной стороны
|
1К620
|
015
|
Токарно-винторезная:
обточить наружные поверхности с одной стороны
|
1К620
|
020
|
Вертикально-сверлильная(Ǿ7)
|
2Н125
|
025
|
Вертикально-сверлильная,
Ǿ17,5
|
2Н125
|
030
|
Шлицефрезерная
|
5350А
|
035
|
Зубофрезерная
|
5350А
|
040
|
Круглошлифовальная
|
3М151
|
045
|
Зубошлифовальная
|
5В833
|
050
|
Шлицешлифовальная
|
3451В
|
6. Определение расстояний между отсеками
Припуск на механическую обработку удаляется обычно
последовательно за несколько переходов, поэтому общий припуск на обработку
распределяется на межоперационные припуски:
Общий припуск 2z0=4,0мм.
Табличные значения операционных припусков
составляет:
2zчис.т=1,0 мм,
2zп.т=1,2 мм 2zчерн.ш.=0,4
мм, 2zчист.ш=0,1 мм.
Из равенства
2z0=2zчер.т+2zчис.т+
2zчер.ш.+ 2zчист.ш.
+2zп.т
находим припуск на черновое растачивание:
2zчер.т=2z0 - 2zчис.т- 2zчер.ш.- 2zп.т-
2zчист.ш.=4,0 – 1,2 -1,0– 0,4 – 0,1 =1,3 мм.
Расчет промежуточных размеров сводим в таблицу.
Таблица 3
№ перехода
|
Содержание перехода
|
Расчет величины
размера
|
Промежуточный размер с
допуском
|
5
|
Шлифовать поверхность
начисто
|
D4=Dном
|
D5=
|
4
|
Шлифовать поверхность
начерно
|
D4=D5-2z5=45+0,1=45,1
|
D4=
|
3
|
Точить поверхность
начисто
|
D3=D4-2z4=45,1+0,4=45,5
|
D3=
|
2
|
Точить поверхность
получисто
|
D2=D3-2z3=45,5+1,0=46,5
|
D2=
|
1
|
Точить поверхность
начерно
|
D1=D2-2z2=46,5+1,2=47,7
|
D1=
|
0
|
Диаметр поверхности
исходной заготовки
|
D0=D1+2z1=47,7+1,3=49
|
D0=
|
7. Характеристика вертикально-сверлильных
операций
Режимы резания для первого перехода.
Глубина резания определяется
по формуле
,
где – номинальное значение диаметра отверстия после
обработки, мм; мм
мм.
Подача определяется
по таблице 25 /4/. При обработке стали 20ХНЗА сверлом диаметром мм используют подачи от 0,15 до 0,20
мм/об. Принимаем мм/об.
Скорость резания определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени, таблица 28
/4/;
– период стойкости инструмента, мин; по
таблице 30 /4/ принимаем мин;
– общий поправочный коэффициент на
скорость резания;
– коэффициент, учитывающий качество
обрабатываемого материала; при обработке 20ХНЗА , таблицы 1,2 /4/;
– коэффициент, учитывающий
инструментальный материал; по таблице 6 /4/ принимаем ;
– коэффициент, учитывающий глубину
обрабатываемого отверстия; по таблице 31 /4/ принимаем ;
;
м/мин.
Расчётная частота вращения детали определяется по формуле
об/мин.
Осевая сила при сверлении определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени,
таблица 32 /4/;
– коэффициент, учитывающий влияние
механических свойств обрабатываемого материала на силы резания ,
табл.9;
Н.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени,
таблица 32, /4/;
Н*м.
Мощность резания определяется по формуле
кВт.
Мощность привода станка кВт превышает мощность резания.
Основное время определяется при следующих значениях переменных:
мм; мм по формуле
мин
8. Оценка трудозатратности операций
Техническая норма времени для токарно-винторезной
операции.
Норма штучного времени определяется по формуле
,
где – основное время на операцию, мин, определяется
по формуле
,
мин;
– вспомогательное время, мин;
определяется по формуле
,
– время на установку и снятие детали, мин; по
прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на закрепление и открепление детали,
мин; ;
– время на приёмы управления, мин; при
следующих приёмах управления: включить (выключить) станок, подвести и отвести
инструменты к детали, по прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на измерение детали, мин; по
прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин;
– время на обслуживание рабочего места, мин,
определяется по формуле
,
– время на комплекс действий, выполняемых во
время процесса резания, мин; определяется в процентах от основного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на подготовку и завершение работы, мин;
определяется в процентах от оперативного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин;
– время на отдых, мин; определяется в процентах
от оперативного времени ;
по прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был разработан
технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной
передачи для среднесерийного производства. Возможно применение
спроектированного технологического процесса в промышленности.
1. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. В. Д. Мягкова.
– 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 544
с., ил.
2. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных
специальностей вузов/ А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. – М.:
Машиностроение, 1986. – 480 с., ил.
3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. –
4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с., ил.
4. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г.
Косиловой – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1985. –,486 с., ил.
5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. Г. А. Монахова.
– – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 600 с., ил.
6. Режимы резания металлов. Справочник/ Под ред. Ю. В. Барановского. –
3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 410 с., ил.
7. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Технологические
процессы в машиностроении” для студентов специальностей 17.03.00/ Сост.: В. П.
Морозова. Липецк: ЛГТУ. – 19 с., ил.
8. ГОСТ 7505-89 (поковки стальные штампованные) / Государственный стандарт
союза ССР – Издательство стандартов, 1990