Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Курсова робота
З дисципліни:
“Технологічні основи машинобудування”
Виконав: студент групи АГ - 04
Перевірив: викладач, доцент
2005 р.
ВВЕДЕНИЕ
Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течении длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением, литья, сварки, сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной продукции.
Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную дисциплину, изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки машин и попутно затрачивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленными конструкторами перед изготовителями.
Эти обстоятельства объясняет развитие “технологии машиностроения“ как научной дисциплиной в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии металлической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющие на производственную деятельность предприятия.
В данной курсовой работе подробно изложена технология изготовления вала с подборкой оборудования, режущего инструмента. Учтены нормы времени на обработку.
1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВАЛА
1.1 Анализ технологичности конструкции детали.
Тип производства определяют по формуле, рассчитывая такт выпуска:
где Fg=2100 ч –действительный фонд времени работы станка в одну смену;
m=2 –количество смен;
N=400 шт –годовое производство деталей.
Если такт выпуска получился больше 60, то применяется индивидуальное производство.
1.3 Определение количества деталей в партии
шт
где N=400 шт –годовой выпуск деталей;
D=256 дн –действительное количество рабочих дней в году;
t=10 дн –количество дней в году на которые должен быть обеспечен запас на складе.
1.4 Выбор и экономическое обоснование способов получения
заготовки
Заготовка получена путем проката на прокатном стане и имеет в сечении форму круга. Необходимая нам деталь так же имеет форму круга в сечении, а соответственно более удобна для обработки с экономической и технологи-ческой точки зрения.
1.5 Выбор технологических баз и разработка маршрутной
технологии
Для черновой операции принимаем технологическую базу –наружная цилиндрическая поверхность заготовки.
Для последующих чистовых операций принимаем базу –центровое отверстие.
Припуск на длину для диаметра прутка 70 мм равен 5 мм на сторону.
Маршрутная технология и исходные данные для разработки технологи-ческого процесса механической обработки вала приведены в таблице 1.
2. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, РЕЖУЩЕГО И МЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
2.1 Токарная обработка
Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20, мощность двигателя Nдв=11 кВт.
Приспособления: токарный самоцентрирующийся патрон, предохранительный сверлильный патрон, рифленый передний центр, вращающийся задний центр.
Режущий и мерительный инструмент: токарный подрезной резец Т15К6, центровочное сверло, спиральное сверло Ø 10.2 мм, метчик М12, фасочный резец (правый и левый), линейка металлическая, штангенциркуль ШЦ-1.
2.2 Фрезерная обработка
Оборудование: вертикально-фрезерный станок 6Р11, мощность двигателя Nдв=5,5 кВт.
Приспособления: подвижные призмы, прихваты. Режущий и мерительный инструмент: шпоночная фреза Ø16мм, штангенциркуль ШЦ-1.
2.3 Шлифовальная обработка
Оборудование: круглошлифовальный станок 3М150, мощность двигателя Nдв=4.0 кВт. Приспособления: трехкулачковый патрон, передний и задний центра.
Режущий и мерительный инструмент: шлифовальный круг Ø400х50х16 мм, микрометр 50-75.
3. УСТАНОВЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
3.1 Токарная операция
На токарной операции расчет режимов резания производится на 3-х переходах:
1. Подрезать торец
. Сверлить отверстие
. Нарезать резьбу
Установка А переход 1 подрезать торец.
Скорость резания определяется по формуле:
где Т=60 мин –среднее значение периода стойкости резца;
t=5 мм –глубина резания;
S=0.5 мм/об –подача при точении (табл. 11)
Из таблицы 17 находим значение коэффициента Сv и показателей степеней:
Сv=350; x=0.15; y=0.35; m=0.20
Kv=Kmv∙Kuv∙Knv,
где Kmv –поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемо-
го материала;
Kuv=1.0 –коэффициент, учитывающий качество материала инструмента
(табл. 6);
Knv=0.9 –коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки
(табл. 5).
где Kr=1.1 –коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-
мости (табл. 2);
nv=1.0 –показатель степени (табл. 2);
σв=900 МПа –временное сопротивление материала ст. 40Х.
м/мин
Определение частоты вращения:
об/мин
где D=70 мм –диаметр обрабатываемой поверхности.
Для станка 16К20 частоту вращения шпинделя определяем по табл. 9: nmin=12.5; nmax=1600.
Диаметрический ряд скоростей:
где z=22 –число скоростей шпинделя
Ряд частот вращения шпинделя для станка 16К20
.5; 16; 20; 25; 31.6; 40; 50; 63; 80; 100;
; 160; 200; 250; 316; 400; 500; 630; 800; 1000;
; 1600.
Округляем расчетную частоту вращения шпинделя до ближайшего меньшего и получаем фактическую:
nф=500 об/мин
Определение фактической скорости резания:
м/мин
Расчет режимов резания при сверлении отверстия Ø10.2 мм под резьбу М12.
Определение скорости резания при сверлении определяется по формуле:
,
где Т=25 мин –среднее значение периода стойкости сверла (табл. 30);
S=0.28 мм/об –подача при сверлении (табл. 28);
Kls=0.9, Kоs=0.5 –поправочные коэффициенты учитывающие конкретные
условия обработки
D=10.2 мм –диаметр сверла;
Из таблицы 28 определяем значение коэффициента Cv и показателей степени:
Cv=9.8; q=0.40; y=0.30; m=0.20
Kv=Kmv∙Kuv∙Klv,
где Kmv –коэффициент на обрабатываемый материал;
Kuv=1.0 –коэффициент на инструментальный материал;
Klv=0,85 –коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31).
где Kr=1.0 –коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-
мости (табл. 2);
σв=900 МПа –временное сопротивление материала ст. 40Х.
nv=0.9 –показатель степени.
;
Kv=0.721∙1.0∙1.0=0.721
м/мин
Определение частоты вращения шпинделя:
об/мин
Выбираем фактическую частоту вращения по станку ближайшую меньшую:
nф=400 об/мин
Определение фактической скорости резания при сверлении:
м/мин
Определение режимов резания при нарезании резьбы М12.
Метчик работает с самозатягиванием, поэтому подача равна шагу резьбы (S=1.5 мм/об)
,
где Т=90 мин –среднее значение периода стойкости метчика (табл. 49);
D=12 мм –диаметр;
S=1.5 мм/об –подача.
Из таблицы 49 определяем значение коэффициента Cv и показателей степени:
Cv=64.8; y=0.5; q=1.2; m=0.90.
Kv=Kmv∙Kuv∙Кtv,
где Kmv=0.8 –коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого мате-
риала (табл. 50);
Kuv=1.0 –коэффициент, учитывающий материал режущей части инстру-
мента (табл. 50);
Кtv=1.0 –коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы
(табл. 50).
Kv=0.8∙1.0∙1.0=0.8
м/мин
Определение частоты вращения:
об/мин
Принимаем частоту вращения nф=50 об/мин для нарезания резьбы (по данным станка).
Определение фактической скорости резания:
м/мин
Частота вращения при вывинчивании принимается 25 об/мин.
Чистовое точение:
Скорость резания определяется по формуле:
где Т=60 мин –среднее значение периода стойкости резца;
t=0,5 мм –глубина резания;
S=0.246 мм/об –подача при точении (табл. 14)
Из таблицы 17 находим значение коэффициента Сv и показателей степеней:
Сv=420; x=0.15; y=0.20; m=0.20
м/мин
Определение частоты вращения:
об/мин
Округляем расчетную частоту вращения шпинделя до ближайшего меньшего и получаем фактическую:
nф=1000 об/мин
Определение фактической скорости резания:
м/мин
Рассчитаем усилие резания при подрезке торца:
Pz=10∙Cp∙txp∙Syp∙Vфn∙Kp,
где из таблицы 22 определяем коэффициент Cp и показатели степени:
Cp=300; х=1.0; у=0.75; n= - 0.15;
t=5.0 мм –глубина резания;
S=0.5 мм/об –подача при точении;
Vф=110 м/мин –фактическая скорость резания.
Кр=Kmp∙Kφp∙Kγp∙Kλp
Из таблицы 23 определим:
Kφp=0.89 –коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане при
φ=90˚;
Kγp=1.1 –коэффициент, учитывающий влияние переднего угла при γ=0°;
Kλp=1.0 –коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного
лезвия λ=0°;
Kmp –коэффициент на обрабатываемый материал
,
где n=0.75 –показатель степени.
Кр=1.15∙0.89∙1.1∙1.0=1.126
Pz=10∙300∙5.01.0∙0.50.75∙110-0,15∙1.126=4962 Н
Определение эффективной мощности:
кВт
<Nдв=11кВт
Мощность для сверления и нарезания резьбы значительно меньше, поэтому не определяется.
3.2 Фрезерная операция
Подача при фрезеровании шпоночных пазов определяется по таблице 38 (вертикальная подача 0.010 мм, продольная подача 0.028 мм).
Определение скорости резания:
,
где Т=80 мин –среднее значение периода стойкости фрезы (табл. 40);
t=6 мм –глубина резания;
S=0,028 мм/зуб –подача;
D=16 мм –диаметр фрезы.
Из таблицы 39 определяем коэффициент Cv и показатели степени:
Cv=12; q=0.25; x=0.3; y=0.3; u=0; p=0; m=0.26.
Kv=Kmv∙Knv∙Kuv,
где Knv=1.0 –коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки
(табл. 5);
Kuv=1.0 –коэффициент, учитывающий качество материала инструмента
(табл. 6);
Kmv –коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.
,
где Kr=1.0 –коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-
мости (табл. 2);
σв=900 МПа –временное сопротивление материала ст. 40Х.
nv=0.9 –показатель степени.
;
Kv=0.85∙1.0∙1.0=0.85
м/мин
Определение частоты вращения фрезы:
об/мин
Ряд частот вращения для станка 6Р11 будет:
50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400;
500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
Принимаем фактическую частоту вращения фрезы равную nф=200об/мин.
Определение фактической скорости резания:
м/мин
Определение усилия резания по формуле:
,
где из таблицы 41 определяем коэффициент Ср и показатели степени:
Cp=68.2; x=0.86; y=0.72; u=1; q=0,86; w=0
t=6 мм –глубина резания;
S=0.028 –продольная подача;
z=2 –количество зубьев фрезы;
D=16 мм –диаметр фрезы;
В=16 мм –ширина шпоночного паза.
где n=0,3 –показатель степени (табл. 9)
Н
Определение эффективной мощности:
кВт
Определение необходимой мощности двигателя:
кВт<Nдв=5.5кВт
3.3 Шлифовальная операция
Режим резания определяется по таблице 55
|
Хар-ся процесса шлифования |
Скорость круга Vк, м/с |
Скорость заготовки Vз, м/мин |
Глубина шлифования t, мм |
Продольная подача S |
|
Предварительный Окончательный |
(30-35) 35 |
(12-25) 15 (15-55) 30 |
(0,01-0,025) 0,0175 (0,005-0,015) 0,0075 |
(0,3-0,7)В 8 (0,2-0,4)В 5 |
Определение эффективной мощности при шлифовании:
Из таблицы 56 определим значение коэффициента СN и показатели степени:
СN=2.2; r=0.5; x=0.5; y=0.55.
кВт<Nдв=4 кВт
Определение массы детали:
кг,
где γ=7,85 г/см3
d=70 мм –диаметр
L=300 мм –длина.
Таблица 2
|
№ операции |
Установка |
№ перехода |
Наименование операции, установки и перехода |
Глубина резания t,мм |
Подача S, мм/об |
Скорость резания V, мм/мин |
Частота вращения n, об/мин |
|
01 03 |
А Б В А А |
1 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 |
Токарная Установить и закрепить деталь Подрезать торец Зацентровать Черновая обработка до Ø 56 мм на l=65 мм Установить и закрепить деталь Подрезать торец Зацентровать Черновая обработка до Ø 61 мм на l=127 мм Черновая обработка до Ø 56 мм на l=80 мм Сверлить отверстие Ø 10,2 мм под М12 Нарезать резьбу М12х1,5 Установить деталь в центрах и закрепить Чистовая обработка до Ø 60 h8 на l=47 Чистовая обработка до Ø55h9 на l=60 Чистовая обработка до Ø 55,05 на l=20 Чистовая обработка до Ø 55 h9 на l=45 Чистовая обработка до Ø 55,05 на l=20 Снять 2 фаски 1,5х45 Фрезерная Установить деталь на призмах и закрепить Фрезеровать шпоночный паз 16Р11 Фрезеровать шпоночный паз 16Р11 Шлифовальная Установить деталь в центрах и закрепить Предварительное шлифование до Ø55,015 Окончательное шлифование до Ø 55к6 Предварительное шлифование до Ø55,015 Окончательное шлифование до Ø 55к6 |
,5 ,5 ,5 ,5 ,5 5,1 ,75 0,5 ,5 0,475 ,5 ,475 ,5 6 6 0,0175 ,0075 ,0175 ,0075 |
,5 ,2 ,5 ,5 ,2 ,5 ,6 0,28 ,5 0,246 ,246 0,246 ,246 ,246 ,246 ,028 0,028 8 |
0 18,84 0 0 18,84 110 96 13 ,9 192 176 176 176 176 173 10 10 м/с м/с м/с м/с |
400 1000 00 1000 200 200 − − − − |
4. РАСЧЕТ ШТУЧНО-КАЛЬКУЛЯЦИОННОГО ВРЕМЕНИ
Штучно-калькуляционного время определяется по формуле:
,
где То –основное машинное время (рассчитывается для каждого перехода токарной, фрезерной и шлифовальной операции), мин;
Тв –вспомогательное время, мин;
Тдоп –дополнительное время, мин;
Тп.з. –подготовительно заключительное время на обработку всей
партии деталей, мин;
n –количество деталей в партии, шт.
.1 Токарная обработка
Определение основного машинного времени:
,
где L –длина обработки на каждый переход с учетом врезания и выхода, мм
(берется из таблицы 1);
n –частота вращения, об/мин (берется из таблицы 2);
S –подача, мм/об (берется из таблицы 2);
i –число проходов.
При нарезании резьбы:
,
где l=42 мм –длина обработки;
l1= (1…3) ∙ р=3 мм
S=1,5 мм/об –подача;
n=50 об/мин –частота вращения при нарезании резьбы;
n1=25 об/мин –частота вращения при выкручивании метчика.
. мин
. мин
. мин
4. мин
5. мин
6. мин
7. мин
8. мин
9. мин
10. мин
1. мин
2. мин
3. мин
4. мин
5. мин
мин
Определение вспомогательного времени:
,
где Тв.у. –время на установку и закрепление детали, мин;
Тв.п. –вспомогательное время связанное с переходом, мин.
Определение дополнительного времени:
мин
Определение штучно-калькуляционного времени:
мин
4.2 Фрезерная обработка:
Определение основного машинного времени закрытого шпоночного паза:
,
где h=6 мм –глубина шпоночного паза;
Szв=0,010 мм/зуб –вертикальная подача;
z=2 –количество зубьев фрезы;
n=200 об/мин –частота вращения фрезы;
l=44 мм –длина шпоночного паза;
d=16 мм –диаметр фрезы;
Szпр=0,028 мм/зуб –продольная подача.
мин
Определение основного машинного времени открытого шпоночного паза:
,
где l=40 мм –длина шпоночного паза;
Szпр=0,028 мм/зуб –продольная подача;
z=2 –количество зубьев фрезы;
n=200 об/мин –частота вращения фрезы.
мин
7.643мин
Определение вспомогательного времени:
5.3 мин
Определение дополнительного времени:
мин
Определение штучно-калькуляционного времени:
мин
.3 Шлифовальная обработка
Определение основного машинного времени:
,
где l –длина цапфы вала, которая шлифуется, мм;
В –ширина шлифовального круга, мм;
nз –частота вращения заготовки;
Sпр –продольная подача, мм/об;
,7 –коэффициент, учитывающий пробный проход при шлифовании и
замере диаметра;
i –число проходов.
мин
об/мин,
где Vз=15 м/мин –скорость вращения заготовки;
dз=55 мм –диаметр обрабатываемой заготовки.
Окончательная обработка:
мин
об/мин
0,119 мин
Определение вспомогательного времени:
3,89 мин
Определение дополнительного времени:
мин
Определение штучно-калькуляционного времени:
мин
Таблица 3
|
№ операции |
Установка |
№ перехода |
Наименование операции, установки и перехода |
То, мин |
Тв, мин |
Тдоп, мин |
Тп.з., мин |
Тшт.к., мин |
|
01 |
А Б В |
4 6 9 10 12 13 |
Токарная Установить и закрепить деталь Подрезать торец Зацентровать Черновая обработка до Ø 56 мм на l=65 мм Установить и закрепить деталь Подрезать торец Зацентровать Черновая обработка до Ø 61 мм на l=127 мм Черновая обработка до Ø 56 мм на l=80 мм Сверлить отверстие Ø 10,2 мм под М12 Нарезать резьбу М12х1,5 Установить деталь в центрах и закрепить Чистовая обработка до Ø 60 h8 на l=47 мм Чистовая обработка до Ø 55h9 на l=60 мм Чистовая обработка до Ø 55,05 на l=20 мм Чистовая обработка до Ø 55 h9 на l=45 мм Чистовая обработка до Ø 55,05 на l=20 мм Снять 2 фаски 1,5х45 |
0,14 0,15 ,536 ,14 0,15 ,516 ,273 0,375 1,8 ,199 0,252 0,089 ,191 ,089 ,014 |
,0 ,85 ,6 ,05 1,0 ,85 ,6 ,05 ,05 0,93 1,48 0,88 ,2 ,4 ,2 ,2 ,2 ,15 |
|||
|
4.914 |
17.69 |
1.808 |
0,625 |
25.037 |
||||
|
02 |
А |
6 17 |
Фрезерная Установить деталь на призмах и закрепить Фрезеровать шпоночный паз 16Р11 Фрезеровать шпоночный паз 16Р11 |
3.75 3.893 |
,7 ,8 ,8 |
|||
|
7.643 |
5.3 |
0.906 |
0,5 |
14.35 |
||||
|
03 |
А |
18 19 20 21 |
Шлифовальная Установить деталь в центрах и закрепить Предварительное шлифование до Ø 55,015 Окончательное шлифование до Ø 55 к6 Предварительное шлифование до Ø 55,015 Окончательное шлифование до Ø 55 к6 |
0,033 0,0266 0,033 0,0266 |
,79 ,0 ,0 ,55 ,55 |
|||
|
,119 |
3,89 |
,361 |
0,375 |
,745 |
4.4 Определение штучно-калькуляционного времени детали:
мин
Список использованных источников
Под редакцией А.Г Косиловой и Р.К. Мещерякова –-е издание, переработано и дополнено –М.: Машиностроение, 1985
нормирования работ на металлорежущих станках. Москва 1967г., часть 1, часть 2.
4. Методичні рекомендації до виконання розрахункової частини курсової роботи с дисципліни "Технологічні основи машинобудування ", Дніпропетровськ 2004, Укладачі: к.т.н., доц. Ножин В.Г., Шатов С.В.
Таблица 1
|
№ операции |
установка |
№ перехода |
Наименование операции, установки и перехода |
Оборудование |
Приспособление |
Инструмент |
Диаметр обработки, мм |
Длина прохода, мм |
Припуск на сторону, мм |
Количество проходов |
|
|
режущий |
меритель- ный |
||||||||||
|
01 |
А |
Токарная Установить и закрепить деталь в патроне Ø 70 мм Подрезать торец Зацентровать Черновая обработка до Ø 56 мм на l=65 мм |
Токарно-винторезный станок 16К20 Nдв=11 кВт |
Токарный самоцентрирующийся патрон. Предохранительный сверлильный патрон. Рефленый передний центр, вращающийся задний центр. |
Токарный подрезной резец Т15К6. Центровочное сверло. Спиральное сверло Ø 10,2 мм. Метчик М12. Фасочный резец (правый и левый) |
Линейка металлическая, штангенциркуль ШЦ-1 |
0 15 0 |
,5 ,5 |
|||
|
Б |
6 7 8 |
Установить и закрепить деталь в патроне по Ø 56 мм Подрезать торец в размер 290 мм Зацентровать Черновая обработка до Ø 61 мм на l=127 мм Черновая обработка до Ø 56 мм на l=80 мм Сверлить отверстие Ø 10,2 мм под М12 Нарезать резьбу М12х1,5 |
70 15 0 61 10,2 |
35 27 80 40 |
5 ,5 ,5 ,5 5,1 ,9 |
1 1 |
|||||
|
В |
0 1 2 3 14 15 |
Установить деталь в центрах Чистовая обработка до Ø 60 h8 на l=47 мм Чистовая обработка до Ø 55 h9 на l=60 мм Чистовая обработка до Ø 55,05 на l=20 мм Чистовая обработка до Ø 55 h9 на l=45 мм Чистовая обработка до Ø 55,05 мм на l=20 мм Снять 2 фаски 1,5х45 |
1 56 56 56 56 |
47 60 ,5 |
,5 ,5 ,475 ,5 ,475 ,5 |
||||||
|
02 |
А |
6 7 |
Фрезерная Установить деталь на призмах и закрепить плашками Фрезеровать шпоночный паз Р11 на l=40 мм Фрезеровать шпоночный паз Р11 на l=44 мм |
Вертикально-фрезерный станок 6Р11 Nдв=5,5 кВт |
Подвижные призмы, прихваты |
Шпоночная фреза Ø16, |
Штангенциркуль ШЦ-1 |
6 6 |
44 |
8 8 |
|
|
03 |
А |
18 19 0 1 |
Шлифовальная Установить деталь в центрах и закрепить Предварительное шлифование до Ø 55,015 на l=20 мм Окончательное шлифование до Ø 55 к6 на l=20 мм Предварительное шлифование до Ø 55,015 на l=20 мм Окончательное шлифование до Ø 55 к6 на l=20 мм |
Круглошлифовальный станок 3М150 Nдв=4,0 кВт |
Трехкулачковый патрон, передний и задний центра |
Шлифовальный круг Ø 400х50х16 мм |
Микрометр 50-75 |
55,05 55,015 55,05 55,015 |
0,0175 0,0075 0,0175 0,0075 |