Технологический процесс изготовления оси


Курсовая работа на тему “Технологический процесс изготовления оси”
1. Общая часть
1.1 Назначение детали
Ось эксцентриковая служит для установки и крепления на ней деталей вибрационного механизма и во время работы испытывает изгибающие нагрузки.

1.2 Технические требования на ось заднего хода

Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, валов b4, остальных ±JT14/2. Неуказанные радиусы R=2 мм, фаски 1,6?45°. Биение поверхности «В» относительно поверхности «А» не более 0,025 мм. Овальность поверхности «А» 0,01 мм. Неперпендикулярность торцевых поверхностей относительно оси детали не более 0,02 мм. Радиальное биение поверхностей «А» и «В» не более 0,01 мм. Обработку произвести в центрах по ГОСТу 1034-94, тип центров «А».

1.3 Анализ технологичности оси заднего хода

По своим геометрическим параметрам ось эксцентриковая представляет конструкцию, не представляющей сложности при механической обработке.

1.3.1 Конструктивная обработка

Чистота поверхности и квалитеты точности соответствуют техническим требованиям на эксплуатацию.

Размеры на детали проставляем согласно технологического процесса на обработку.

Материал оси эксцентриковой обеспечивает высокую точность изделия.

Устанавливаем на деталь рациональную степень шероховатости, а также квалитетов точности обеспечивающих экономически целесообразную форму взаимозаменяемости.

На деталь устанавливаем монтажные зазоры, обеспечивающие нормальное функционирование детали.

1.3.2 Технологическая обработка включает

– деталь позволяет применить современные рациональные методы обработки и сборку;

– получение заданной степени точности и шероховатости поверхностей;

– минимальный расход материала на изготовление оси заднего хода;

– применение рациональных средств контроля квалитетов точности и качества деталей.

1.3.3 Эксплуатационная обработка включает обеспечение

Удобство обслуживания в процессе эксплуатации изделия; материал оси заднего хода позволяет обеспечить заданный срок эксплуатации; простота ремонта; минимальный вес детали.

1.4 Тип производства и выбор заготовки

Годовая программа по заданию 200 шт. Согласно рекомендации [1] этап производства – мелкосерийное.

Заготовку получаем штамповкой на молотах в подкладочных штампах из материала Сталь 20А по ГОСТу 1050-88. С механическими параметрами по [8, с. 253] ?в=520 МПа, ?т=430 МПа, твердость 118-200 НВ.

Совмещены чертеж детали и заготовки представлен на рисунке 1.

1.5 Технологический маршрут обработки заготовки

005 – фрезерно-центровальная

010 – токарная черновая

015 – токарная чистовая

020 – сверлильная

025 – термическая

030 – контрольная

1.6 Расчет припусков на обработку оси заднего хода и его разбивка

Припуск рассчитываем согласно рекомендации [2] по формуле:

, (1.1)

где z – припуск на сторону, мм;

k = 1,45 – коэффициент, учитывающий закон нормального распределения Гаусса;

Rz=0,32 – высота микронеровностей по ГОСТ 2789-78;

Ta=0,48 – глубина дефектного слоя, мм;

=0,25 – погрешность установки, мм;

?=0,25 – погрешность базирования, мм.

=0,65 – коробление металла, мм;

=1,36

Согласно СТСЭВ 514-77 принимаем припуск на сторону, на торцевые поверхности z=2 мм. На остальные поверхности припуск на сторону z=5 мм по ГОСТу 6507-94 [3, с. 189].

Припуск разбиваем с чистовой операции.

015 Операция токарная чистовая.

тонкий переход z=0,1 мм;

чистовой переход z=0,4 мм.

020 Операция токарная /черновая/ z=4,5 мм.

1.7 Коэффициент использования металла

=[k], (1.2)

где m=5,68 – масса готовой детали, кг;

m1 – масса исходной заготовки; m1=m2+m

m2 – масса заготовки на окалину берется 5 % от массы заготовки

[k] – коэффициент использования металла, [k]=0,5

Масса заготовки:

m1=m+·?

где =7850 кг/м3 – плотность металла;

d1=0,045 м; d2=0,075 м; l1=0,267 м; l2=0,053 м – размеры заготовки, взятые с совмещенного чертежа с заготовкой.

m1=5,68+·7850=9,81 кг

масса исходной заготовки с учетом окалины m1=1,05·9,81=10,3 кг

k=0,55 > 0,5 = [k]

ось фрезерный токарный резание

2. Технологическая часть

2.1 005 Операция фрезерно-центровальная

2.1.1 Оборудование

Фрезерно-центровальный станок МР-71К со следующими техническими характеристиками, [3]:

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм 500

Число скоростей сверлильной головки, Д 7

Число скоростей шпиндельных головок, К 11

Число оборотов фрезерных головок, об/мин 80-712

Пределы чисел оборотов сверлильных головок мм/мин 50-2000

Пределы рабочих подач, мм/мин (бесступенчатое регулирование) 10-300

Допустимая сила подачи, Н 2400

КПД станка 0,75

Мощность главного двигателей, кВт

фрезерных головок15

сверлильных головок 2,5

2.1.2 Приспособления

Гидравлические призмы, ножи.

2.1.3 Инструмент режущий

– фреза торцевая со вставными ножами из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 8529-89 [2]. Диаметр фрезы 80 мм; = 90 – главный угол в плане; 1 =10 – вспомогательный угол в плане; ? =0 – передний угол; ?=0 – угол наклона режущей кромки, количество зубьев 10, стойкость фрезы 120 мин.

2.1.4 Мерительный инструмент

Линейка металлическая ГОСТ 427-80, пределы измерения 0-40 мм, цена деления 1мм.

Штангенциркуль ШЦ-? по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

2.1.5 Режимы резания

а) Первый переход. Фрезеровать деталь с двух сторон. Выдержать размер l=310 мм, Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания для торцевой поверхности t = 2 мм.

2) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,12 мм/об.

3) Скорость резания по [5] v, м/мин.

, (2.1)

где Сv=330 – учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 0,2 xV=0,1 yV = 0,2

qv=0,2 – показатели степеней по [3, с. 422-423];

Т = 120 – стойкость резца, мин;

Кf=0,87 – главный угол в плане;

КN=0,90 – состояние поставки заготовки;

КM =0,77 – обрабатываемый материал;

Кu =0,65 – материал режущей части фрезы;

=120,8 м/мин

4) Частота вращения шпинделя.

, (2.2)

где D – диаметр фрезы, D=80 мм

об/мин.

5) Частота вращения шпинделя по паспорту n=504 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

v===126,6 м/мин

7) Минутная подача:

sм=sz·n·Z=0,12·10·504=604,8 мм/мин (2.3)

8) Минутная подача по паспорту Sмин=560 мм/мин

9) Действительная подача на зуб:

sz== = 0,06 мм/зуб

10) Сила резания.

Рz= (2.4)

где kp=1,31 – обрабатываемый материал.

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ?р=0,2

Рz==2235 Н

11) Усилие подачи.

Рх=0,3·Рz=0,3·2235=670,5 Н;

Рх=670,5 Н < 2400 Н = [Рх]

12) Эффективная мощность резания.

(2.5)

где ? = 0,75 – к. п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,2 кВт 15 кВт = NCT.

13) Основное время на переход:

tо=

где у1 – величина врезания инструмента:

у1= (2.6)

у1==20 мм.

l – основная длина обработки, l=80 мм;

y2 – величина перебега инструмента, y2=5 мм;

tо= мин.

б) Второй переход. Центровать деталь с двух сторон по ГОСТ 174034-96 со смещением эксцентриситета 2 мм.

1) Глубина резания t = 5 мм.

2) Подача согласно рекомендации [6] sп = 0,25мм/об.

3) Скорость резания по рекомендации [6] v=18 м/мин.

4) Частота вращения шпинделя.

об/мин.

5) Обороты по паспорту станка n=1150 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

v===18,1 м/мин

7) Минутная подача:

sм=s·n=0,25·1150=282,5 мм/мин

8) Минутная подача по паспорту sмин=287,5 мм/мин

9) Действительная подача на оборот:

sz== = 0,25 мм/об

10) Основное время на переход:

tо2=

где у1=4 мм; l=20 мм; у2=0

tо2= мин.

2.1.5 Штучное калькуляционное время на операцию

Тштк=+, (2.7)

где ? – процент от оперативного времени на отдых и физические надобности, ?=8 %;

? – процент от оперативного времени на организацию рабочего места и техническое обслуживание станка, ?=4 %.

tоп – оперативное время на операцию, мин.;

Тпз=40000 – подготовительно-заключительное время на операцию [6];

n – число деталей в партии

n=N·f·8,25/F,

где N=500000 – годовая программа;

f=12 – задел в днях;

F=2030 – количество часов работы оборудования в год.

n=500000·12·8,25/2030=24384

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв, (2.9)

где ?tо – сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,35+0,083=0,43 мин

где ?tп=28 – вспомогательное время на операцию, мин;

Тштк=+=1,64 мин.

2.2 010 Операция токарная (черновая)

2.2.1 Оборудование

Таблица 1 Станок токарно-винторезный модели 16К20ТЦ:

количество скоростей 22
пределы оборотов двигателя об/мин 12,5-1600
количество подач 42
предел чисел продольных подач 0,04-5,6
предел чисел поперечных подач 0,02-2,8
мощность электродвигателя главного движения кВт 7/15

2.2.2 Приспособление

Патрон трехкулачковый, самоцентрирующийся по ГОСТу 5410-90, центра вращающиеся по ГОСТу 8742-92, поводок по ГОСТу 2578-94.

2.2.3 Инструмент режущий

Резец токарный проходной по ГОСТ 10043-94 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т5К10. Стойкость резца Т=60 мин; В?Н=16?25 – сечение; = 90 – главный угол в плане; 1 = 10 – вспомогательный угол в плане; ?=10 – задний угол; ? =0 – передний угол; ? = 0 – угол наклона лезвия; r = 2 мм – радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.2.4 Инструмент мерительный

Линейка металлическая по ГОСТу 427-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

Штангенциркуль ШЦ-I по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

2.2.5 Режимы резания

а) Первый переход. Точить деталь поверху начерно до O36 на длине l=180 мм; Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания для торцевой поверхности t = 4,5 мм.

2) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,45 мм/об.

3) Скорость резания v, м/мин.

, (2.10)

где Сv=350 – Учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 0,2 xV=0,15 yV = 0,35 – показатели степеней;

Т = 60 – стойкость резца, мин;

Кv – скоростной коэффициент

,

где КПV =0,96 – состояние поставки заготовки;

КИV =0,65 – материал режущей части;

КМV =0,90 – обрабатываемый материала;

К=0,70 – коэффициент параметра резца;

Кг=0,97 – коэффициент параметра резца.

0,96·0,65·0,90·0,70·0,97=0,38

Все значения коэффициентов выбраны согласно рекомендации [3. стр. 418, 424].

м/мин.

4) Число оборотов шпинделя.

об/мин.

5) Частота вращения шпинделя по паспорту n=400 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

м/мин

7) Сила резания.

Рz=Срz·tхр·syp·vпр·кр, (2.11)

где kр – коэффициент силовой

kp=k1·k2,

где k1=1,04 – обрабатываемый материал.

k2=0,89 – главный угол в плане

kp=1,04·0,89=0,93

Ср=3200 – обрабатываемый материал и материал режущей части

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ?р=0,2

Рz=3000·4,51,0·0,650,75·56,54-0,15·0,93=5424 Н

8) Эффективная мощность резания.

? Nст, (2.5)

где ? = 0,75 – к. п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,67 кВт 15 кВт = NCT.

9) Основное время на переход:

tо1=

где у1=0 – величина врезания инструмента:

l – основная длина обработки, l=180 мм;

y2 – величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

б) Второй переход.

Точить деталь поверху до O66мм на длине l=45 мм, притупить острые кромки Rа=12,5 мкм Режим резания принимаем согласно первому перехода.

Основное время.

tо2= мин.

2.2.6 Штучное калькуляционное время:

Тштк=+,

где Тпз=120 – подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо – сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,69+0,17=0,86 мин

где ?tп=20 – вспомогательное время на операцию, мин;

tоп=0,86+20=20,86 мин

Тштк=+=5,96 мин.

2.3 015 Токарная чистовая

2.3.1 Оборудование

Станок токарно-винторезный модели 16К20ТС.

Техническую характеристику смотри в операции 010.

2.3.2 Инструмент режущий

Резец токарный проходной прямой, чистовой по ГОСТу 6743-93 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т15К6. Стойкость резца Т=60 мин; В?Н=16?25 – сечение державки; f1=8; ?=8 – задний угол; ? =0 – передний угол; ? = 0 – угол наклона лезвия; r = 2 мм – радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.3.3 Инструмент мерительный

Микрометр по ГОСТу 6507-80 пределы измерения 25-50 мкм, 50-75 мм, цена деления 1 мкм.

Шаблон конавочный.

2.3.4 Режимы резания

Режимы резания принимаем согласно рекомендации [6] и сводим в таблицу 2.

2.3.5 Штучное калькуляционное время

Тштк=+,

где Тпз=60 – подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо – сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2+tо3+tо4+tо5=1,13+1,8+0,9+0,71+0,1=4,64 мин

где ?tв=24 – вспомогательное время на операцию [6], мин;

tоп=4,64+24=28,68 мин

Тштк=+=34,58 мин.

Таблица 2 – Режимы резания для токарной чистовой операции

№ перех. Переходы t, мм s, мм/об n, об/мин V, м/мин t0, мин
1 А – Установить и снять деталь. Точить деталь поверху начисто до диаметра 352 мм на длине l=180мм, Rа=6,3 мкм 0,4 0,16 1000 110 1,13
2 Точить деталь по верху тонко до диаметра 35h7. На длине l=180мм, Rа=12,5 мкм 0,1 0,08 1250 137,4 1,8
3 Б – Переустановить деталь. Точить деталь по верху начисто до диаметра 65,2 мм. На длине l=45мм, Rа=6,3 мкм 0,4 0,1 500 102,1 0,9
4 Точить деталь по верху тонко до диаметра 65h8. На длине l=45мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 1,6?45°. 0,1 0,08 800 163,3 0,71
5 Проточить канавку. Выдержать размеры в=5 мм до диаметра 55 мм Rа=12,5 мкм 5 025 500 102,1 0,1

2.4 020. Операция сверлильная

2.4.1 оборудование

Таблица 3 Станок вертикально-сверлильный модель 1К125 Мс:

Максимальный диаметр сверления мм 25
Количество скоростей 12
Пределы чисел оборотов об/мин 20-2500
Количество подач 8
Пределы подач мм/об 0,1-2,8
Мощность электродвигателя кВт 3

2.4.2 Инструмент режущий

1. Сверла с диаметрами: 8 мм, 12 мм, 16 мм, 20 мм, 22 мм по ГОСТу 2692-92. Материал сверл быстрорежущая сталь. Стойкость сверл Т=45 мин. Геометрические параметры: 2f=116°; ?=2°; ?=30°; ?=2-5°.

2. Метчик машинный по ГОСТу 8859-90, материал быстрорежущая сталь Р18.

2.4.3 Мерительный инструмент

1. Штангенциркуль ШЦ-I ГОСТ 166-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

2. Калибр резьбовой М22?2-6q.

2.4.4 Расчет режимов резания

а) Первый переход. Сверлить отверстие диаметром 12 мм на длине l=125 мм, Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания t=0,5d=5 мм.

2) Подача по рекомендации [6] s=0,25 мм/об

3) Подача по паспорту станка s=0,25 об/мин.

4) Скорость резания [3] V=20 м/мин.

5) Обороты шпинделя.

об/мин.

6) Частота вращения шпинделя по паспорту n=630 об/мин.

7) Действительная скорость резания:

м/мин

8) Крутящий момент.

Ткр=см·Dдм·sqм·кр, (2.12)

где см – обрабатываемый материал и материал сверла взятый за эталон, см=0,345;

qм – показатель степени;

ум – показатель степени;

kмр – материал обрабатываемый, kмр=1,06.

Ткр=0,345·10?·0,250,8·1,06=12,1 Н·м

9) Мощность резания.

? [Nст], (2.5)

где ? = 0,75 – к. п.д. станка.

кВт;

NЭ =0,78 кВт 3 кВт = NCT.

10) Основное время на переход:

tо1=

где у1=3 – величина врезания инструмента:

l – основная длина обработки, l=125 мм;

y2 – величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

Остальные переходы выполняются с режимами резания по рекомендации сводим в таблицу 2.

2.4.5 Штучное калькуляционное время

Тштк=+,

где Тпз=50 – подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо – сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2+tо3+tо4+tо5+tо6=0,8+0,6+0,12+0,1+0,25+0,24=2,11 мин

где ?tв=21,7 – вспомогательное время на операцию [6], мин;

tоп=2,11+21,7=23,81 мин

Тштк=+=27,85 мин.

Таблица 4 – Режимы резания для сверлильной операции

№ перех. Переходы t, мм s, мм/об n, об/мин V, м/мин t0, мин
1 А – Установить и снять деталь. Сверлить отверстие диаметром 12 мм на длине l=125 мм, Rа=12,5 мкм 5 0,25 630 19,78 0,8
2 Рассверлить отверстие на диаметр 16 мм на длине l=75 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°. 3 0,25 500 25,1 0,6
3 Б – Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 15 мм на длине l=9,5 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°. 7,5 0,25 500 23,6 0,12
4 В – Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 8 мм на длине l=12,5 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 1,6?45°. 4 0,25 630 15,3 0,1
5 Г – Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 20 мм на длине l=15 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°. 10 0,25 400 25,1 0,25
6 Нарезать резьбу М22?2-6q на длине l=15 м, Rа=12,5 мкм 1,0 2 31,5 2,18 0,24

Библиографический список

1. Егоров М. Е. / Основы проектирования машиностроительных заводов. – М: Машиностроение, 1969. – 710 с. ил.

2.Коган И. А. / Расчет припусков на обработку – Тула: Приволжское издание, 1991 -320с. ил.

3. Дальский A. M. Касилова А. Г. Мещеряков Р. К./ Справочник технолога машиностроителя Т2. – М.: Машиностроение, 2003 – 944 с. ил.

4.Молов А. Н. / Справочник технолога машиностроителя. Т2-М. Машиностроение, 1972 – 508 с.: ил.

5. Афонькин М. Г., Магницкая М. В. Производство заготовок в машиностроении. – М.: Машиностроение. 1987. – 256 с.: ил.

6. Стружестрах Н. Е./ Справочник нормировщика – М.: Машиностроение, 1972-1073 с; ил.

7. Гузенков П. Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин. – М.: Машиностроение, 1994. – 312 с.: ил.

8. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. – М.: Машиностроение. 1980 – 493 с.

Просмотров: 443