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
Московский Государственный Технический Университет
им. Н.Э. Баумана
Калужский филиал
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине: Основы технологии машиностроения
на тему: Разработка маршрутной технологии изготовления
зубчатого колеса
Выполнил: студент Ермачков Д.В.
группа ТМД-82
Консультант: Бысов С.А.
Калуга, 2011 г.
Содержание.
Введение 3
Заключение 31
Список литературы 32
Приложения 33
Введение.
В данном курсовом проекте в качестве узла представлен двухступенчатый цилиндрический соосный трёхпоточный редуктор. Корпус редуктора имеет боковые крышки ,что обеспечивает удобство монтажа валов и колёс. Опоры быстроходного и тихоходного валов размещены в стенке внутри корпуса.
Редуктором называют механизм, состоящий из одной или нескольких механических (зубчатая, цепная, червячная и т.д.) или гидравлических передач, предназначенный для уменьшения скорости вращения и увеличения крутящего момента.
Редукторы классифицируют по нескольким признакам, важнейшими из которых являются: тип используемых передач, количество ступеней, взаимное расположение осей и их положение в пространстве, способ крепления и др. При этом тип передачи – главный классификационный признак.
Типы редукторов:
Цилиндрические зубчатые передачи отличаются надёжностью и имеют высокий ресурс эксплуатации. Обычно применяются при особо сложных режимах работы, для передачи и преобразования больших мощностей. Цилиндрические передачи бывают прямозубыми, косозубыми и шевронными.
Прямозубые цилиндрические передачи легко изготавливать, но при их работе возникает высокий шум, они создают вибрацию и из-за этого быстрее изнашиваются.
Косозубые цилиндрические передачи обладают хорошей плавностью работы, низким уровнем шума и хорошими эксплуатационными характеристиками. Существенный недостаток - возникают осевые силы, из-за которых приходится делать более жёсткую конструкцию корпуса редуктора.
Шевронные цилиндрические передачи обладают крайне высокой плавностью работы. Шестерни этих передач представляют собой сдвоенные косозубые шестерни, но они имеют больший угол зубьев, чем косозубые. Стоимость изготовления шевронных зубчатых колес высокая, они требуют специализированных станков и высокой квалификации рабочих.
1. Расчет годовой программы запуска детали в производство и определение типа производства табличным методом.
Заданная годовая программа выпуска деталей составляет .
Годовая программа запуска деталей в производство рассчитывается по следующей формуле:
, где
– коэффициент, характеризующий технологический брак (4…5% от годовой программы выпуска);
– коэффициент незавершенного производства (2…3% от годовой программы выпуска);
;
Принимаем .
Расчетный такт производства:
, где
– расчетный фонд работы в часах при двухсменном режиме работы (принимаем );
.
Действительный такт производства:
, где
– коэффициент загрузки оборудования ();
.
Прежде, чем определить тип производства табличным методом, определим массу детали по следующей формуле:
m=ρ·V
где ρ-плотность материала детали, ρ=7900 кг/
V-объем детали, V=---) -
=πH=3,14··0,064=0,003266
=πH=3,14··0,064=0,000135
=πH=3,14··0,025=0,001038
=πH=3,14··0,025=0,000158
= 6·πH=6·3,14··0,014=0,0000593
V=0,0013117
m=7900·0,0013117=10,36 кг
Тип производства определяется по следующей таблице:
|
Тип производства |
Годовая программа выпуска |
||
|
тяжелые, |
средние, |
легкие, |
|
|
Единичное |
до 5 |
до 10 |
до 100 |
|
Мелкосерийное |
5…100 |
10…200 |
100…500 |
|
Серийное |
100…300 |
200…500 |
500…5000 |
|
Крупносерийное |
300…1000 |
500…5000 |
5000…50000 |
|
Массовое |
>1000 |
>5000 |
>50000 |
По таблице данной годовой программе выпуска и массе детали соответствует серийный тип производства. Данный тип производства имеет следующие характеристики:
2. Анализ технических условий на изготовление детали.
В технических условиях на изготовление детали требуется повысить твердость поверхности детали с помощью улучшения до НВ 235…262.
Термическим улучшением называют термическую обработку, состоящую из закалки на мартенсит и последующего высокого отпуска на сорбит. Закалкой стали называется операция термической обработки, заключающаяся в нагреве ее, по крайней мере, выше температуры , выдержке и последующем охлаждении в различных средах с целью получения при комнатной температуре неустойчивых продуктов распада аустенита, т.е. с целью повышения твердости и прочности. Повышение твердости и прочности достигается превращением аустенита в одну из самых прочных структур – мартенсит. Его образование требует быстрого охлаждения с температуры закалки (например, охлаждение в воде). Высокий отпуск проводят при температуре . Структурные изменения при таких температурах заключаются в укрупнении частиц цементита, в результате чего образуется феррито-цементитная смесь, называемая сорбитом отпуска. Твердость стали после высокого отпуска снижается, однако уровень прочности при этом еще достаточно высок. В то же время обеспечивается повышенная пластичность и особенно ударная вязкость, практически полностью снимаются внутренние напряжения, возникшие при закалке. Таким образом, высокий отпуск на сорбит обеспечивает наилучший комплекс механических свойств, позволяющий применять данный вид отпуска для деталей, работающих в условиях динамических нагрузок. Такой же отпуск рекомендуется для деталей машин из легированных сталей, работающих при повышенных температурах.
Что касается места упрочняющей обработки в технологическом процессе, то она должна проводить перед финишной обработкой заготовки, т.к. проведение термической обработки раньше усложнит механическую обработку (приведет к быстрому износу инструмента). Проводить же термическую обработку после финишной обработки нецелесообразно, т.к. термическая обработка может привести к короблению детали. Следовательно, наиболее целесообразным является проведение термической обработки между чистовой и финишной обработкой.
Неуказанная шероховатость составляет -поверхность образована без удаления слоя материала ,т.е. после штамповки на молотах.
Также необходимо обеспечить требования, которые касаются погрешностей формы и расположения.
На чертеже детали единственным допуском на погрешность формы является допуск цилиндричности. Данный допуск обеспечивается при внутришлифовальной операции при обработке внутренней цилиндрической поверхности диаметром
Что касается допусков расположения, то к детали предъявляется обеспечение следующих допусков: допуск параллельности, допуск перпендикулярности и допуск симметричности. Допуск параллельности и симметричности обеспечивается при протягивании шпоночного паза.
3. Анализ технологичности конструкции детали.
Технологичность конструкции – это соответствие детали изделия заданным условиям производства, которые обеспечивают изготовление данной детали или изделия с данной трудоемкостью и себестоимостью их изготовления.
Существует два вида показателей технологичности: качественные и количественные. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкций в процессе изделия предшествует количественной и определяет целесообразность затрат на определение численных показателей технологичности вариантов. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции.
Оценку конструкции детали на технологичность:
10.Коэффициент точности обработки:
, где
– средний квалитет точности размеров;
, где
– число размеров заданного квалитета;
;
.
Коэффициент точности обработки детали , следовательно, деталь считается технологичной.
11. Коэффициент шероховатости поверхности детали:
, где
– средняя шероховатость поверхности детали;
, где
– число основных поверхностей детали соответствующей шероховатости;
;
.
Коэффициент шероховатости поверхности детали , следовательно, деталь считается технологичной.
Вывод: исходя из всего вышеперечисленного можно сделать заключение, что деталь является технологичной.
4. Определение метода и способа получения заготовки.
Метод – это совокупность способов формообразования или формоизменения. В машиностроении используется 3 основных метода получения заготовок:
Деталь изготавливается из стали 35ХМ (ГОСТ 4543-71), данная марка материала не обладает хорошими литейными свойствами (жидкотекучестью, низкой объемной и линейной усадкой и т.д.), также она не является порошком. Следовательно, методом получения данной заготовки является обработка материала давлением.
Что касается способов получения заготовок обработкой материала давлением, то они весьма разнообразны (молоты, ГКМ, КГШП, ГША). В данном случае наиболее оптимальным способом получения заготовки является получение заготовки горячей объемной штамповкой на молотах.
Особенностями ГОШ на молотах являются ударный характер деформирующего воздействия и возможность регулирования хода подвижных частей и величины удара при одновременном кантовании заготовки, что позволяет более эффективно производить перераспределение металла. Верхняя часть штампа заполняется лучше. Части штампа при штамповке на молоте должны смыкаться.
На молотах поковки изготавливаются с самым низким классом точности: Т5. Это обусловлено возможностью смещения частей штампа, отсутствием направляющих в конструкции штампа, ударным характером деформирования.
Допускаемые отклонения от номинальных размеров поковки соответствуют припускам, поэтому также являются увеличенными.
Кузнечные напуски имеют максимальные значения. Ввиду ударного характера работы молота в конструкции штампа нельзя использовать выталкиватели, поэтому для извлечения поковки из ручья штампа на вертикальных поверхностях поковок оформляются значительные штамповочные уклоны: наружные – до , внутренние – до . Радиусы закругления назначаются для облегчения течения металла, повышения стойкости штампа, обеспечения расположения волокон.
5. Расчет припусков на механическую обработку табличным методом.
1. Определение класса размерной точности поковки.
Класс точности поковки определяется по табл. 9 из [5] в зависимости от применяемого деформирующего оборудования. При определении класса точности поковки необходимо учитывать способ нагрева исходной заготовки – пламенный нагрев.
По табл. 9 выбираем класс размерной точности поковки – Т5.
2. Определение группы материала.
Определение группы материала производится в зависимости от процентного содержания углерода и легирующих элементов.
Сталь 35ХМ относится к группе М1.
3. Определение плоскости разъема штампа, принимаем плоскую плоскость разъема.
4. Определение расчетной массы поковки.
Масса детали:
. (рассчитана ранее)
Расчетная масса поковки:
, где
– расчетный весовой коэффициент, определяемый по табл. 10 из [5].
.
5. Определение степени сложности поковки.
Определяется степень сложности поковки по соотношению массы (объема) поковки () к массе (объему) геометрической фигуры (), в которую вписывается форма поковки (шар, цилиндр, параллелепипед, правильная призма).
.
Степень сложности поковки – С2.
6. Определение исходного индекса поковки.
Исходный индекс определяется по табл. 11 из [5] в зависимости от массы, группы материала, степени сложности и класса точности поковки.
По табл. 11 принимаем исходный индекс поковки – 16.
7. Определение общего припуска на обработку.
Для поковок:
, где
– основной припуск, определяемый по табл. 12 из [5] в зависимости от исходного индекса, номинального размера и шероховатости поверхности детали.
Диаметральные размеры:
Линейные размеры:
– дополнительный припуск, учитывающий пространственные погрешности поковки (сдвиг штампов, изогнутость) и отклонения формы поковки (отклонения от плоскостности и прямолинейности), определяется по табл. 13 и 14 из [5] в зависимости от класса точности поковки и конфигурации поверхности разъема штампа.
Диаметральные размеры:
Линейные размеры:
Диаметральные размеры:
Линейные размеры:
8. Определение номинальных размеров поковки.
Цилиндрические поверхности:
«+» – для охватываемых размеров;
«–» – для охватывающих размеров.
Линейные размеры:
– для охватываемых размеров;
– для охватываемых размеров;
– для прочих размеров.
Диаметральные размеры:
для размера –,принимаем =262,4 мм
для размера – ,принимаем =46 мм
Линейные размеры:
для размера – , принимаем =71,6 мм
9. Определение допускаемых отклонений на размеры поковки.
Производится по табл. 15 из [5] согласно исходному индексу и номинальному размеру поковки. Допускаемые отклонения на охватывающие размеры должны устанавливаться с обратными знаками.
Все полученные результаты оформляем в расчетную таблицу.
Расчетная таблица
|
Вид |
Номиналь- |
Класс точности |
Шероховатость |
Допускаемые |
Общий |
Номиналь- |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Диаметральные |
Т5 |
3,2 |
0,5 |
3,7 |
||||
|
Т5 |
2,5 |
0,5 |
3,0 |
|||||
|
Линейные |
64 |
Т5 |
3,0 |
0,8 |
3,8 |
6. Расчет припусков на механическую обработку расчетно-аналитическим методом.
Рассчитываемый размер: , , .
Число технологических переходов, необходимых для достижения заданных параметров качества:
Минимальный расчетный припуск:
, где
– величина микронеровностей;
– величина дефектного слоя;
– суммарное пространственное отклонение обрабатываемой поверхности;
– погрешность установки.
Составляющие минимального расчетного припуска:
;
Принимаем, что установка и закрепление детали производится в 3х кулачковом патроне при токарной обработке, при шлифовании установка и закрепление детали на внутришлифовальном станке осуществляется в мембранном патроне, вследствие чего погрешностью установки можно пренебречь, так как она очень мала. Учитывая, что производство серийное, принимаем механизированный привод(пневматический). В этом случае погрешность установки снижается на 20-40% по сравнению с табличным.
для чернового растачивания =500 мкм, принимаем =200 мкм
для чистового растачивания =250 мкм, принимаем =100 мкм.
Определение минимального расчетного припуска:
Заполнение 7 столбца начинается снизу вверх, при этом сначала записывают максимальный предельный размер детали по чертежу, все последующие по переходам получаются путем сложения с минимальным расчетным припуском.
Технологические допуски на переходы определяются по [7].
Для отверстия сначала заполняется 10 столбец, который получается путем округления расчетного размера в меньшую сторону до соответствующей точности технологического допуска. 9 столбец получаем путем вычитания из 10 столбца соответствующих допусков .
Столбец 11 заполняется путем вычитания соответствующих максимальных предельных размеров. 12 столбец – путем вычитания соответствующих минимальных предельных размеров.
Составление расчетной таблицы для размера
|
Техн. переходы |
Элементы |
Рас. р-р |
Допуск, мкм |
Предельные Р-ры |
Значения припусков |
||||||
|
min |
max |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Заготовка |
200 |
250 |
1401 |
- |
- |
49,201 |
5000 |
44 |
49 |
- |
- |
|
Черновое растачивание |
100 |
50 |
84 |
200 |
2315 |
51,516 |
300 |
51,21 |
51,51 |
2510 |
7210 |
|
Чистовое растачивание |
30 |
20 |
- |
100 |
430 |
51,946 |
74 |
51,8 |
51,9 |
390 |
590 |
|
Шлифование |
- |
- |
- |
- |
100 |
52,046 |
30 |
52 |
52,046 |
130 |
200 |
|
Итого |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3030 |
8000 |
Общие минимальные и максимальные величины припусков:
;
.
Проверка правильности выполнения расчетов:
;
;
расчеты верны.
Рассчитываемый размер: , , .
Число технологических переходов, необходимых для достижения заданных параметров качества:
1.Черновое точение.
2.Чистовое точение
Минимальный расчетный припуск:
, где
– величина микронеровностей;
– величина дефектного слоя;
– суммарное пространственное отклонение обрабатываемой поверхности;
– погрешность установки.
Составляющие минимального расчетного припуска:
;
Принимаем, что установка и закрепление детали при токарной обработке производится в 3х кулачковом патроне. Учитывая, что производство серийное, принимаем механизированный привод(пневматический). В этом случае погрешность установки снижается на 20-40% по сравнению с табличным.
для чернового и получистового точения =150 мкм, принимаем =60 мкм
Определение минимального расчетного припуска:
Заполнение 7 столбца начинается снизу вверх, при этом сначала записывают минимальный предельный размер детали по чертежу, все последующие по переходам получаются путем сложения с минимальным расчетным припуском.
Технологические допуски на переходы определяются по [7].
Для вала сначала заполняется 9 столбец, который получается путем округления расчетного размера в большую сторону до соответствующей точности технологического допуска. 10 столбец получаем путем вычитания из 10 столбца соответствующих допусков .
Столбец 11 заполняется путем вычитания соответствующих минимальных предельных размеров. 12 столбец – путем вычитания соответствующих максимальных предельных размеров.
Составление расчетной таблицы для размера
|
Техн. переходы |
Элементы |
Рас. р-р |
Допуск, мкм |
Предельные Р-ры |
Значения припусков |
||||||
|
min |
max |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Заготовка |
200 |
250 |
28 |
- |
- |
255,79 |
7100 |
256 |
263,1 |
- |
- |
|
Черновое точение |
50 |
30 |
- |
60 |
1032 |
254,76 |
890 |
254,76 |
255,65 |
1240 |
7450 |
|
Чистовое точение |
- |
- |
- |
- |
160 |
254,6 |
140 |
254,6 |
254,74 |
160 |
910 |
|
Итого |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1400 |
8360 |
Общие минимальные и максимальные величины припусков:
;
.
Проверка правильности выполнения расчетов:
;
;
расчеты верны.
7. Разработка маршрутной технологии механической обработки детали.
Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.
Базовой исходной информацией для проектирования технологического процесса служат: рабочие чертежи деталей, технические требования, регламентирующие точность, параметр шероховатости поверхности и другие требования качества; объем годового выпуска изделий, определяющий возможность организации поточного производства.
Для разработки технологического процесса обработки детали требуется предварительно изучить ее конструкцию и функции, выполняемые в узле, механизме, машине, проанализировать технологичность конструкции и проконтролировать чертеж.
Маршрутную технологию разрабатывают, выбирая технологические базы и схемы базирования для всего технологического процесса.
Базой называется поверхность или совокупность поверхностей, ось, точка детали или сборочной единицы, по отношению к которой ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, образуемые или собираемые на данной операции.
По назначению базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные.
Конструкторские базы разделяются на основные и вспомогательные, учет которых при конструировании имеет существенное значение. Основная база определяет положение самой детали в изделии, а вспомогательная база – положение присоединяемой детали относительно данной.
Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали в процессе их изготовления.
Измерительной базой называют поверхность, определяющую положение детали и средств контроля.
По числу лишаемых деталь степеней свободы базы делят на: направляющие, опорные, установочные.
Для повышения точности обработки а, следовательно, и лучших эксплуатационных результатов следует стремиться к выполнению принципа постоянства баз, заключающегося в использовании одних и тех же базовых поверхностей на различных операциях во время обработки детали, и принципа совмещения баз, который заключается в совмещении технологических баз с измерительными.
Выбирают две системы баз: основные и черные базы, используемые для базирования при обработке основных баз.
Маршрутное описание технологического процесса представляет собой последовательность выполнения технологических и вспомогательных операций, начиная с заготовительной.
Операция 005 – Заготовительная. Заготовку получаем горячей объемной штамповкой на молотах. На молотах поковки изготавливаются с самым низким классом точности: Т5. Допускаемые отклонения от номинальных размеров поковки соответствуют припускам, поэтому также являются увеличенными. Кузнечные напуски имеют максимальные значения. Ввиду ударного характера работы молота в конструкции штампа нельзя использовать выталкиватели, поэтому для извлечения поковки из ручья штампа на вертикальных поверхностях поковок оформляются значительные штамповочные уклоны: наружные – до , внутренние – до . Радиусы закругления назначаются для облегчения течения металла, повышения стойкости штампа, обеспечения расположения волокон.
Операция 010 – Термическая. Нормализация – вид термической обработки, который заключается в нагреве стали до температур на 30 – 50ºC выше линии GSE, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация применяется как промежуточная операция для смягчения стали перед обработкой резанием, для устранения пороков строения и общего улучшения структуры перед закалкой.
Операция 015 – Токарная (черновая).
Оборудование: Токарный станок 16Б16Т1.
Деталь устанавливается в 3-х кулачковый самоцентрирующий патрон по наружной цилиндрической поверхности . Торец – самая надежная технологическая база, называемая установочной (лишает деталь 3-х степеней свободы). Наружная цилиндрическая поверхность – двойная опорная база (лишает деталь 2-х степеней свободы). 6-ой степени свободы деталь лишается при закреплении (опорная скрытая база).
Операция выполняется за 2 установа.
Для обработки цилиндрических поверхностей используются токарные проходные прямые резцы; для подрезания торцов используются подрезные резцы. . Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т5К10, т.к. данная марка материала часто используется при черновом точении конструкционных сталей.
Точить начерно торец. Точить наружную цилиндрическую поверхность до кулачков. Расточить отверстие. Точить фаски.
Операция 020 – Токарная (чистовая).
Оборудование: Токарный станок 16Б16Т1.
Деталь устанавливается в 3-х кулачковый самоцентрирующий патрон по наружной цилиндрической поверхности . Торец – самая надежная технологическая база, называемая установочной (лишает деталь 3-х степеней свободы). Наружная цилиндрическая поверхность – двойная опорная база (лишает деталь 2-х степеней свободы). 6-ой степени свободы деталь лишается при закреплении (опорная скрытая база).
Расточить отверстие начисто.
Для обработки цилиндрических поверхностей используются токарные проходные прямые резцы; для подрезания торцов используются подрезные резцы, для подрезания фасок используются проходные отогнутые резцы . Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т15К6, т.к. данная марка материала часто используется при чистовом точении конструкционных сталей.
Операция 025 – Плоскошлифовальная.
Оборудование: Плоскошлифовальный станок с круглым столом 3Д740В.
Технологической базой является базовый торец (кладётся на магнитную плиту).На данной операции за два установа происходит шлифование торцев зубчатого колеса с целью получения заданной шероховатости.
Операция 030 – Токарная.
Оборудование: Токарно-винторезный станок модели 16К20.
Деталь устанавливается на разжимную оправку. Установочной базой является торец (лишает деталь 3-х степеней свободы). Отверстие является двойной опорной базой (лишает деталь 2-х степеней свободы). 6-ой степени свободы. деталь лишается при закреплении.
Точить наружную цилиндрическую поверхность начисто.
Для обработки цилиндрических поверхностей используются токарные проходные прямые резцы. Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т15К6, т.к. данная марка материала часто используется при чистовом точении конструкционных сталей.
Операция 035 – Сверлильная.
Оборудование: Радиально-сверлильный станок модели 2M55.
Деталь устанавливается в специальное приспособление с дискретным поворотом на 900. Сверление производится по кондуктору. Материал сверла – быстрорежущая сталь Р6М5. На данной операции производится сверление шести отверстий.
Операция 040 – Зубофрезерная (черновая).
Оборудование: Зубофрезерный полуавтомат 53А30П.
На данной операции осуществляется нарезание зубьев. Установка заготовки осуществляется на оправку . Зубофрезерование характеризуется высокой производительностью по сравнению с зубостроганием. Марка материала фрезы – твердый сплав Т15К6. Данный инструмент работает по методу обкатки, который является более производительным, чем метод копирования. Торец лишает деталь 3-х степеней свободы- установочная база. Внутренняя цилиндрическая поверхность лишает деталь 2-х степеней свободы- двойная опорная база.
Операция 045 – Зубофрезерная (чистовая).
Оборудование: Зубофрезерный полуавтомат 53А30П.
На данной операции осуществляется чистовое нарезание зубьев . Установка заготовки осуществляется на оправку . Марка материала фрезы – твердый сплав Т15К6. Торец лишает деталь 3-х степеней свободы- установочная база. Внутренняя цилиндрическая поверхность лишает деталь 2-х степеней свободы- двойная опорная база.
Операция 050 – Протяжная.
Оборудование: Вертикальный протяжной полуавтомат 7Б67.
На данной операции происходит обработка шпоночного паза. Производительность протягивания 3-12 раз выше производительности других способов механической обработки металла(развертывания, фрезерования, долбления, строгания, шлифования). При протягивании протяжки через неподвижную деталь сверху вниз появляется возможность автоматизации операции. Улучшаются условия охлаждения протяжки, исключается влияние массы протяжки на форму и размеры протягиваемого отверстия или паза. Установка детали упрощается, а захват протяжки патроном осуществляется автоматически. Недостатком является большая высота станков. Деталь устанавливается на плоскость, ее закрепление осуществляется под действием силы резания. Торец лишает деталь 3-х степеней свободы. Для данной операции используем шпоночную протяжку. На данной операции обеспечивается допуск параллельности и допуск симметричности шпоночного паза.
Операция 055 – Термическая.
Термическим улучшением называют термическую обработку, состоящую из закалки на мартенсит и последующего высокого отпуска на сорбит. Закалкой стали называется операция термической обработки, заключающаяся в нагреве ее, по крайней мере, выше температуры , выдержке и последующем охлаждении в различных средах с целью повышения твердости и прочности. Твердость стали после высокого отпуска снижается, однако уровень прочности при этом еще достаточно высок. В то же время обеспечивается повышенная пластичность и особенно ударная вязкость, практически полностью снимаются внутренние напряжения, возникшие при закалке.
Операция 060 – Внутришлифовальная.
Оборудование: Внутришлифовальный станок 3К227В.
Деталь устанавливается в мембранный патрон. Мембранный патрон обеспечивает более точную установку обрабатываемой детали по сравнению с кулачковыми патронами. Одновременная обработка конструкторской и технологических баз заготовки позволяет обеспечить высокую точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей при высокой производительности. В качестве установочных элементов применяются 6 шариков. Торец является установочной базой, а эвольвентные поверхности зубьев являются направляющей базой и лишают деталь 2-х степеней свободы. Фрикционная связь лишает 6-ю степень свободы. В качестве инструмента для обработки отверстия используется шлифовальная цилиндрическая головка на керамической связке с зернистостью 40.
Операция 065 – Зубошлифовальная.
Оборудование: Зубошлифовальный станок 5В833.
Установка детали осуществляется на разжимную оправку. Установочной базой является торец (лишает деталь 3-х степеней свободы). Отверстие является двойной опорной базой (лишает деталь 2-х степеней свободы).Обработка производится двумя шлифовальными кругами. Операция осуществляется за один установ. Данная операция необходима для получения низкого значения шероховатости поверхности.
Операция 070 – Моечная. Производится промывка деталей на моечных машинах.
Операция 075 – Контрольная. Данная операция необходима для контроля полученных размеров. Инструмент, применяемый при измерении размеров, зависит от точности измерения (количества знаков после запятой). После измерения всех размеров, следует сравнить их с допусками на размер. Если контролируемые параметры вписываются в допуск, то можно производить дальнейшую обработку детали. Если же нет, то имеет место брак. После обнаружения брака следует установить характер брака: исправимый или не исправимый. Если брак является исправимым, то следует его исправить, после чего продолжать дальнейшую обработку детали. Если же брак неисправимый, то деталь отправляют на переплав. Данная операция проводится после всей механической обработки. После финишных операций для контроля размеров цилиндрических поверхностей следует использовать калибры, рычажные измерительные скобы. Контроль зубчатого венца осуществляется при помощи следующих измерительных инструментов: радиусной головки ОГР-21, нормалемера по ГОСТ 6502-78 и шагомера БВ-5070. Для контроля шероховатости используем эталоны шероховатости.
8. Разработка операционной технологии механической обработки детали.
Операция 025 – Плоскошлифовальная.
1)Расчёт скорости круга в :
D – диаметр шлифовального круга, D=50 мм (с.39,[7])
nкр– число оборотов шлифовального круга по станку, nкр =1670 об/мин (с.39,[7])
2)Расчёт длины рабочего хода круга в :
-наружный диаметр расположения детали;
- внутренний диаметр расположения детали.
3)Выбор ширины круга В в : (карта Ш-4,с.206,[6])
В=25
4)Определение продольной подачи круга в : (с.206,[6])
5)Определение рекомендуемой нормативами средней скорости вращения деталей: (с.207,[6])
При В=25 , выбираем :
6)Расчёт среднего диаметра расположения детали на столе:
7)Расчёт числа оборотов стола, соответствующего рекомендуемой средней скорости вращения детали, и уточнение его по паспорту станка: (с.207,[6])
По паспорту станка выбираем:
8)Уточнение средней скорости вращения детали по принятым оборотам стола: (с.206,[6])
9)Определение вертикальной подачи круга на двойной ход в (с.207,[6])
10)Расчёт числа двойных ходов круга в :
-число оборотов стола,
-продольная подача круга,
-длина рабочего хода.
11)Определение времени выхаживания в : (с.207,[6])
12)Определение слоя снимаемого при выхаживании в : (с.207,[6])
13)Расчёт машинного времени в : (с.207,[6])
-время врезания равное (0,06-0,07) ;
-припуск на сторону;
-количество одновременно обрабатываемых деталей.
Операция 030 – Токарная.
1) Определяем глубину резания:
- глубина резания при чистовом точении наружной цилиндрической поверхности.
2)Определение длины рабочего хода:
=
- длина резания;
- суммарная величина врезания и перебега (прилож.3– с.300 [6]);
- длина обрабатываемой поверхности.
3) Определяем подачу (стр.23 [6])
s=0,6 мм/об;
Подачу корректируем по паспорту станка в сторону уменьшения и принимаем: s=0,5 мм/об;
4)Определяем стойкость инструмента:
- период стойкости резца,
где - коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов (табл.7– стр.264 [7]);
- коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков (табл.8– стр.264 [7]);
=1-коэффициент, учитывающий главный угол в плане (табл.18– стр.271 [7]);
=0,97-коэффициент, учитывающий вспомогательный угол в плане (табл.18– стр.271 [7]).
5) Рекомендуемая нормативами скорость резания для лимитирующего инструмента- подрезного резца (карта Т-4 в [6], стр. 29):
, где
;
– коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
– коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;
– коэффициент, зависящий от вида обработки;
.
6) Число оборотов шпинделя станка:
;
По паспорту станка: .
Уточнение скорости резания по принятым оборотам шпинделя:
.
7)Основное машинное время обработки:
.
Операция 050 – Протяжная.
1) Определяем периметр резания – наибольшую суммарную длину лезвий всех одновременно режущих зубьев:
,
где - ширина протягиваемой поверхности;
- число шпонок;
- число зубьев в секции протяжки для профильной схемы резания;
,
где - длина обрабатываемой поверхности;
- шаг режущих зубьев (табл.15-2– стр.1112 [10]);
Принимаем .
2) Определяем подачу на зуб (табл.64-стр.173[7])
.
3) Определяем скорость резания (табл.52-стр.299[7])
4) Определим силу резания (табл.54-стр.300[7])
,
где - сила резания на 1 мм длины режущей кромки;
- периметр резания.
5) Сравним установленную нормативную скорость резания со скоростью резания, допускаемой мощностью двигателя станка:
,
где - мощность электродвигателя привода главного движения;
- сила резания при протягивании;
- КПД станка.
Принимаем .
6) Определим основное технологическое время:
=·k == 0,12мин = 7 сек
=++=64+780+40=884 мм
где - длина рабочей части протяжки (прил.2 стр275 [ 6 ])
- длина протягивания;
=40 мм- дополнительная длина хода;
k- коэффициент, учитывающий соотношение скоростей рабочего хода и обратного ходов, k=1
7) Определим штучное время:
,
где - вспомогательное время;
- основное технологическое время;
- коэффициент, учитывающий и .
9. Проектирование контрольных операций.
В зависимости от контролируемых размеров и допусков на эти размеры, может использоваться различный мерительный инструмент. Выбор инструмента основывается также на цене деления инструмента. Так если нужно измерить размер до второго знака после запятой, то уже нельзя использовать штангенциркуль, т.к. его цена деления составляет . В этом случае надо использовать микрометр с ценой деления . Для контроля более точных размеров необходимо использовать набор концевых мер (мер длины или угловых мер в зависимости от измеряемого параметра) или калибры. Данные средства контроля размеров позволяют измерить размер с точностью до , в зависимости от класса точности концевой меры.
Для контроля размеров при нарезании зубьев используются: радиусная головка ОГР-21, нормалемер ГОСТ 6502-78 и шагомер БВ-5070.
Контрольные операции проводят после блока однородных операций, т.е. например, после всех токарных или после всех фрезерных. Также контрольную операцию следует проводить перед дорогостоящей обработкой, т.к. подвергать бракованную деталь дорогостоящей обработки – значит нести дополнительные убытки. Также контроль проводят после обработки ответственных элементов (нарезание резьбы или зубьев, нарезания шлиц и т.д.). Контрольную операцию также проводят после финишной обработки. После всех операций механической обработки также проводят контрольную операцию, измеряя все поверхности, и делают вывод о годности детали.
Отклонение от симметричности относится к позиционным отклонениям. Деталь устанавливают на жесткий палец и предотвращают ее поворот установкой точно изготовленной шпонки в момент измерения. Это отклонение измеряют при повороте детали, т.е. деталь измеряют, поворачивают на 180º и опять измеряют. Далее определяют разность показаний измерительной головки в положениях I и II. При определении разности показаний отклонение измеряется в диаметральном выражении, т.е. определяется удвоенное значение отклонения от симметричности.
При измерении отклонения от параллельности боковых сторон шпоночного паза относительно оси отверстия деталь устанавливают на плоскость и закрепляют прихватами. Затем в паз устанавливают точно изготовленную шпонку (шпонку-калибр). К ней подводят две измерительные головки. Далее калибр начинают перемещать и снимают показания с головок. После этого определяют разность показаний, которая и является отклонением от параллельности.
10. Разработка технологической схемы сборки узла.
Технологическая схема показывает последовательность соединения сборочных единиц различного порядка и отдельных деталей при узловой сборке или отдельных узлов и деталей, когда результатом является машина.
На основании этой схемы:
Порядок построения технологической схемы сборки:
На технологической схеме сборки могут присутствовать надписи, поясняющие характер выполнения сборочной операции.
Заключение.
В ходе выполнения данного курсового проекта был разработан технологический процесс изготовления цилиндрического зубчатого колеса. Этот процесс включает в себя разработку чертежей заготовки, маршрута обработки, схем операционных наладок на операции, отраженные в маршруте обработки, а также чертежа контрольного приспособления. На отдельном листе показана технологическая схема сборки узла .
Список литературы.