Министерство образования инауки РФ
Кафедра технологиимашиностроения
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине: «технологиямашиностроения»
Тема курсового проекта
Разработка технологическогопроцесса механической
обработки детали «Вал-шестерня»
Выполнил: студент группы
Проверил: преподаватель
/>Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ И УСЛОВИЯЕЁ РАБОТЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ
2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
3. Анализ типа производства
4. Проектированиетехнологического маршрута
5. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
6. РАСЧЁТ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ
7. ПОДБОР ОСНАСТКИ
8. Расчёт режимовмеханообработки
9. Нормирование операций
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Цель курсового проектирования потехнологии машиностроения — научится правильно применять теоретические знания,полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы намашиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических иконструкторских задач.
К мероприятиям по разработке новыхпрогрессивных технологических процессов относится и автоматизация, на ее основепроектируется высокопроизводительное технологическое оборудование,осуществляющее рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участиячеловека.
В соответствии с этим решаются следующиезадачи: расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретическихзнаний и применение их для проектирования прогрессивных технологическихпроцессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средствтехнологического оснащения. Развитие и закрепление навыков ведениясамостоятельной творческой инженерной работы. Овладение методикойтеоретико-экспериментальных исследований технологических процессовмеханосборочного производства.
В курсовом проекте должна отображатьсяэкономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно наоснове наиболее полного использования возможностей прогрессивноготехнологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.
1. НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ ИУСЛОВИЯ ЕЁ РАБОТЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ
Материала детали.
Вал-шестерня представляет собой тело вращения,располагается в корпусе редуктора, работает в зацеплении с другим зубчатым колесомс целью передачи крутящего момента от двигателя к приводам. Диаметры 25, служатдля посадки подшипников.
Конец вала на котором имеются шпоночный пазпредназначен для посадки зубчатого колеса.
Заготовка – прокат. Деталь выполняется из стали 45ХГОСТ 4543-71.
/>
Химический составХимический элемент % Углерод 0,45 Хром, не более 1,5
Механические свойства:
Термообработка: температуру закалки- 840о, средаохлаждения- масло; температуру отпуска- 520о, среда охлаждения- водаили масло;
/>
2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
Размеры детали соответствуют нормальному ряду чисел,допустимые отклонения размеров соответствуют СТ СЭВ 144 – 75. Деталь жесткая,имеет поверхности, удовлетворяющие требованиям достаточной точности установки.Простановка размеров технологична, т.к. их легко можно измерить наобрабатывающих и контрольных операциях. При изготовлении детали используютнормализованные измерительные и режущие инструменты.
3.АНАЛИЗ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
Характер технологического процесса в значительной мерезависит от типа производства деталей (единичного, серийного, массового). Этообусловлено тем, что в различных типах производств экономически целесообразноиспользование различного по степени универсальности, механизации и автоматизацииоборудования, приспособлений, различного по сложности и универсальности режущегои измерительного инструмента. В зависимости от вида производства существенноизменяются и организационные структуры цеха: расстановка оборудования, системыобслуживания рабочих мест, номенклатура деталей и т.д.
Сведения перед разработкой технологического процессаотсутствуют. В этих условиях поступаю следующим образом. По табл.1 устанавливаюпредварительно тип производства в зависимости от веса и количества деталей,подлежащих изготовлении в течение года.
Таблица №4.1. Выбор типа производства по программевыпускаТип производства Количество обрабатываемых деталей (изделий) одного наименования и типоразмера в год Мелкие (легкие) Средние Крупные (тяжелые) Единичное До 100 До 10 До 5 Мелкосерийное 101…500 11…200 6…100 Среднесерийное 501…5000 201…1000 101…300 Крупносерийное 5001…50 000 1001…5000 301…1000 Массовое Свыше 50 000 Свыше 5000 Свыше 1000
Установим предварительно тип производства: серийное(n=500)
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА
Исходными данными для проектирования технологическогомаршрута обработки детали являются: рабочий чертеж детали и производственнаяпрограмма.
При этом предлагается придерживаться следующихрекомендаций:
В зависимости от шероховатости, точности и специальныхтребований чертежа детали назначают окончательные методы обработки.
Назначают методы предшествующей обработкиповерхностей, т.е. определяются этапы: черновой, чистовой и отделочный.
При наличии операций термической обработки игальванопокрытий определяют их место в технологическом процессе изготовлениядетали.
Устанавливают поверхности детали, подлежащие обработкена каждой операции, т.е. формируется примерное их содержание.
План обработки см. на чертеже ТМ 2008.31402 КП
Перечислим последовательность технологических операцийполучения детали:
005 — Фрезерно-отрезная
010 — Фрезерно-центровальная
015 — Токарно-винторезная
020 — Токарная с ЧПУ
025 — Шпоночно-фрезерная
030 — Зубофрезерная
035 — Круглошлифовальная
040 — Контрольная
Комплект технологической документации прилагается.
5. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
005 Фрезерно-отрезная
Фрезерно-отрезной станок мод. 8А631
Техническая характеристика.
Диаметр пильного диска — 400 мм:
Наибольший диаметр разрезаемого круглого прутка — 110мм.
Длина отрезаемой заготовки по упору — 20-1500 мм.
Частота вращения шпинделя — 3,78-21 об/мин.
Подача бабки пильного диска — 8-500 мм/мин.
Мощность э/д главного привода — 5,5 кВт.
Габаритные размеры станка, мм:
длина — 3545;
ширина — 2270;
высота — 1680.
Масса станка — 4180 кг.
010 Фрезерно-центровальная
Фрезерно-центровальный станок мод. 8А631
Техническая характеристика.
015 Токарно-винторезная
Токарно-винторезный станок мод. 16К20
Техническая характеристика.
Наиб. длина обраб. изделия, мм.............710
Наиб. диаметр изделия. уст. над, мм.:
станиной.........................................400
суппортом......................................220
Наиб. диаметр прутка, мм.......................50
Наиб. длина обтачивания, мм..................935
Пределы шагов нарезаемых резьб:
метрических, мм...........................0,5--112
модульных, модулей......................0,5--112
дюймовых, ниток на 1"..................56--0,5
питчевых, питчей............................56--0,5
Max. масса изделия. уст. в:
патроне, кг........................................200
центрах, кг........................................650
Коническое отв. шпинделя… КМ №6
Наиб. длина перемещения, мм.:
продольного......................................645
поперечного......................................300
Быстрое перемещение, м/мин.:
продольное.........................................3,8
поперечное.........................................1,9
Коническое отв. в пиноли… КМ №5
Сечение державки резца, мм................25х25
Габариты станка, мм.:
длина................................................2505
ширина..............................................1196
высота...............................................1500
Масса станка, кг… 2835
020 Токарная с ЧПУ
Токарно-винторезный станок мод. 16К20Ф3
Техническая характеристика.
-наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной 400
над суппортом 220
-наибольший диаметр прутка проходящий через
отверстие шпинделя 53
-наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000
-шаг нарезаемой резьбы: метрической до 20
-частота вращения шпинделя, об/мин 12,5-2000
-число частот шпинделя 22
-наибольшее перемещение суппорта:
продольное 900
поперечное 250
-подача суппорта, мм/мин
продольная 3-1200
поперечная 1,5-600
-число ступеней подач б/с
-скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин
продольного 4800
поперечного 2400
-мощность электродвигателя главного привода, кВт 10
-габаритные размеры (без ЧПУ), мм:
длина 3360
ширина 1710
высота 1750
-масса, кг 4000
025 Шпоночно-фрезерная
Шпоночно-фрезерный станок мод. 692М
Техническая характеристика
-размеры фрезеруемого паза, мм:
ширина 4-25
длина 5-300
-наибольшее перемещение стола, мм:
продольное 440
поперечное 180
вертикальное 300
-число ступеней оборотов шпинделя 12
-пределы оборотов шпинделя в минуту 375-3750
-продольная подача шпиндельной головки (б/с), мм/мин 450-1200
-вертикальная подача шпинделя на один проход (б/с), мм 0,05-0,5
-мощность электродвигателя привода главного движения,кВт 1,8/2,8
-габаритные размеры, мм:
длина 1520
ширина 1400
высота 1750
-масса, кг 1250
030 Зубофрезерная
Зубофрезерный станок мод. 5А312
Техническая характеристика
Наиб. нарезаемый модуль, мм 6
Наиб. наруж. диаметр прямозуб. колес, мм 320
Наиб. перемещение стола при нарез.колес, мм,:
прямой зуб 180
30 градусов 110
45 градусов 90
Быстрое перемещение стойки, м/мин 1
Автоматический подвод есть
Расстояние от центра фрезы до пл-ти стола, мм:
Наибольшее 300
Наименьшее 120
Расстояние от верхнего центра до пл-ти стола, мм:
Наибольшее 540
Наименьшее 140
Конус шпинделя Метр. 80
Наиб. размеры инструмента, мм.:
Диаметр 160
Длина 145
Габариты станка, мм.:
Длина 2000
Ширина 1240
Высота 2150
Масса станка, кг 5150
Сменные шестерни: 24,25,27,30,32,33,34,35,37,40,
41,43,45,45,47,48,48,48,49,50,53,54,55,56,58,59,60,61,
62,63,64,64,65,67,69,70,71,72,72,73,74,75,76,77,79,80,82,83,85,86,87,89,90,91,92,94,95,96,97,98,100.
035 Круглошлифовальная
Круглошлифовальный станок мод. 3М153
Техническая характеристика.
-наибольшие размеры устанавливаемой заготовки
диаметр 140
длина 500
-наибольший диаметр шлифования (наружный) 20-180
-наибольшая длина шлифования 650
-высота центров над столом 125
-наибольшее продольное перемещение стола 700
-угол поворота стола, />:
по часовой стрелке 6
против часовой стрелки 7
-скорость автоматического перемещения стола (б/с),м/мин 0,05-5
-частота вращения шпинделя заготовки (б/с), об/мин 50-500
-конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли заднейбабки 4;5
-наибольшие размеры шлифовального круга:
наружный диаметр 600
высота 80
-перемещение шлифовальной бабки:
наибольшее 235
на одно деление лимба 0,005
за один оборот толчковой рукоятки 0,001
-частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин1590
-скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин 0,02-1,2
-дискретность программируемого перемещения (цифровойиндикации) шлифовальной бабки (0,1 стола)
-мощность электродвигателя привода главного движения,кВт 15,2
-габаритные размеры (с приставным оборудованием), мм:
длина 5400
ширина 2400
высота 2170
-масса(с приставным оборудованием), кг 6500
040 Контрольная
Стол контроля
6. РАСЧЁТ ОПЕРАЦИОННЫХРАЗМЕРОВ
Расчёт линейных размерных цепей
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Расчет диаметральных размерных цепей
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
7. ПОДБОР ОСНАСТКИ
Выбор оснастки является одним из важнейших задач приразработке технологического процесса механической обработки заготовки, отправильного его выбора зависит производительность изготовления детали,экономическое использование производственных площадей, электроэнергии и в итогесебестоимости изделия.
Оборудование на проектируемом участке должно быть повозможности универсальным.
Используемые измерительный, вспомогательный инструменти приспособления:
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05ГОСТ 166-89;
Индикатор 1 МИГ-0 ГОСТ 9696-82;
Калибр ГОСТ 24121-80 8154-0223-1;
Зубомер ГОСТ 4446-59;
Скоба ГОСТ 11098-75 СР 75;
Образцы шероховатости ГОСТ 9378-78;
Выбор режущего инструмента обуславливается материаломобрабатываемой детали, твёрдостью, конфигурацией, видом обработки (черновая,чистовая), универсальностью, конструкцией детали, выбором оборудования и повозможности из стандартного режущего инструмента.
Используемый режущий инструмент:
Фреза торцевая Т15К6 2220-0011 ГОСТ 24359-80;
Сверло центровочное ГОСТ 14952-75 2317-0119;
Резец проходной Т15К10 ТУ 2-035-892-82 PCLNR 2525M16;
Резец проходной Т5К10 ТУ 2-035-892-82 PCLNR 2525M16;
Резец прорезной и отрезной Т15К6 ГОСТ 18884-73 2120-0501;
Фреза шпоночная ВК8 ГОСТ 16463-80 2234-0206;
Фреза червячная модульная ГОСТ 9324-80 2510-4014;
ПП 300*60*76* 24А -10П С2 7 К5 35 м/с 1 кл. А ГОСТ2424-83
Смазочно-охлаждающая жидкость:3-5% УКРИНОЛ-1
8. Расчёт режимов механообработки
Точение
1. Заготовка — поковка
2. Выполняемые переходы:
015
Точить поверхность, выдерживая размеры 1,2
Точить поверхность, выдерживая размеры 3,4
Точить поверхность, выдерживая размеры 5,6
Точить поверхность, выдерживая размеры 7,8
Точить поверхность, выдерживая размеры 9,10
Точить поверхность, выдерживая размеры 11,12
02
Точить поверхность, выдерживая размеры 1,2, собразованием фаски 1*45 градусов
Точить поверхность, выдерживая размеры 3,4
Точить поверхность, выдерживая размеры 5,6, собразованием фаски 2*45 градусов
Точить канавку, выдерживая размеры 2,16,17
Точить поверхность, выдерживая размеры 7,8, собразованием фаски 1*45 градусов
Точить поверхность, выдерживая размеры 8,9,10, собразованием фаски 1*45 градусов
Точить поверхность, выдерживая размеры 8-15, собразованием фаски 2*45 градусов
Точить канавку, выдерживая размеры 8,16,17
3. Приспособление: Трёх — кулачковый патрон, центр.
4. Оборудование.
Станок токарно-винторезный модели 16К20Ф3
5. Выбор инструментального материала.
Для условий точения стали 6 группы обрабатываемыхматериалов, для чернового точения используем твёрдый сплав Т5К10; чистовогоТ15К6.
6. Выбор геометрии режущегоинструмента.
Рекомендуемую геометрию выбираем из табл. 1 стр. 211[1].
7. Выборсмазочно-охлаждающих технических средств (СОТЦ).
Согласно табл. 23, стр. 233 [1] рекомендуется 5-10%-наяУкринол-1.
8. Назначение глубинырезания t.
Согласно операционным размерам и размерам заготовкиопределяем глубину резания и заносим в сводную табл. 8.2.1:
/>.
9. Назначение подачи S.
Согласно стр. 22 [12] назначаются подачи S.
10. Выбор стойкости резцаТ.
Согласно табл. 18 стр.227 [1] при обработке материалов5 группы твердосплавным инструментом рекомендуются соответствующие для каждогоперехода стойкость инструмента. Их значения заносим в итоговую табл. 8.1.
11. Назначение скоростирезания V.
Согласно стр. 29 [12] рекомендуется нормативнаяскорость V для каждого перехода.
Выполним корректировку нормативной скорости согласноконкретным условиям.
Поправочные коэффициенты /> наскорость резания выбираем из табл. 43 стр. 247 [1] и находим полный поправочныйкоэффициент.
Выбранные поправочные коэффициенты /> приведены в табл. 8.2.3.
Поправочные коэффициенты /> наскорость резания при точении резьбы выбираем стр. 32-34 [12] и находим полныйпоправочный коэффициент.
Выбранные поправочные коэффициенты /> приведены в табл. 8.1.
Найдем скорректированное значение скорости резания:
/>
12. Расчет частоты вращения заготовки n.
Частота определяется по известной зависимости:
/>
где Dз — диаметр обрабатываемой поверхностизаготовки.
Выбранные значения nст и соответствующее ейV заносим в табл. 8.1.
Таблица 8.1
Переход
Параметры
t
s
T
V
k1v
k2v
k3v
ncт
Vф
i
/>
Pzt
k1h
k1p
Pz
Nэ
мм
мм/об
мин
м/мин
-
-
-
1/мин
м/мин
-
мин
кН
-
-
кН
кВт
Операция 015
1
3,5
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
52,3
2
0,48
200
0,85
1
170
2,2
2
1,75
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
41
1
0,16
150
0,85
1
128
1,7
3
3
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
35,1
1
0,12
200
0,85
1
170
1,5
4
3,5
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
50,3
2
0,78
200
0,85
1
170
1
5
2,25
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
41
1
0,28
200
0,85
1
170
1
6
3
0,6
60
120
0,75
1
0,85
450
35,1
1
0,12
200
0,85
1
170
0,5
Операция 020
1
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
39,5
1
0,14
35
0,85
0,9
29,8
0,73
2
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
46
1
0,16
35
0,85
0,9
29,8
0,73
3
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
55,2
1
0,19
35
0,85
1
29,8
0,73
4
3
0,15
80
120
0,75
1
0,85
500
39,5
1
0,06
70
0,85
1
59,5
1,2
5
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
39,5
2
0,14
35
0,85
1
29,8
0,73
6
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
46
1
0,22
35
0,85
1
29,8
0,73
7
0,25
0,25
90
120
0,75
1
0,85
500
54,1
1
0,35
35
0,85
1
29,8
0,73
8
3
0,15
80
120
0,75
1
0,85
500
39,5
1
0,06
35
0,85
1
59,5
1,2
13. Расчёт основноговремени t0. Для токарныхпереходов:
/>.
где L1, L2 — соответственновеличины врезания и перебега резца, мм;
L — длина обрабатываемой поверхности, мм.
Значения L1 и L2 приведены натабл. 2 стр.620 [3]. Значения t0заносим в табл. 8.1.
14. Расчет силы резания Pz.
Согласно стр. 35 [12] окружная составляющая силырезания определяется выражением
/>
Частные значения поправочных коэффициентов /> выбираем со стр. 36 [12].Их значения приведены в табл. 8.1.
Рассчитаем значение Pz. Полученные значениязанесём в табл. 8.1.
15. Расчет эффективноймощности резания.
Выполняется для сравнения эффективной мощности резанияNе с мощностью станка Nст. Расчёт выполняется по формуле на стр.271 [2].
Фрезерно-отрезная (стр.83-103 [12])
Глубина резания
/>
Подача на зуб
/>
Период стойкости
/>
Скорость резания
/>
Частота вращения
/>
Фактическая скорость резания
/>
Минутная подача
/>
Мощность резания
/>
Потребляемая мощность
/>
Машинное время
/>
Сверление (центрование)
Глубина резания
/>
Подача на зуб
/>
Период стойкости
/>
Скорость резания
/>
Частота вращения
/>
Фактическая скорость резания
/>
Минутная подача
/>
Мощность резания
/>
Потребляемая мощность
/>
Машинное время
/>
Фрезерование паза (стр. 83-103 [12])
Подача на зуб
/>
Глубина резания
/>
Период стойкости
/>
Скорость резания
/>
Частота вращения
/>
Фактическая скорость резания
/>
Минутная подача
/>
Мощность резания
/>
Потребляемая мощность
/>
Машинное время
/>
Зубофрезерование
Период стойкости
/>
Скорость резания
/>
Частота вращения
/>
Машинное время
/>
Шлифовальная
Скорость вращения круга
/>
Припуск на сторону
/>
Скорость вращения детали
/>
Частота вращения детали
/>
Фактическая скорость
/>
Поперечная подача круга
/>
Машинное время
/>
/>9. НОРМИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
Техническое нормирование предусматривает определениенормы штучно-калькуляционного времени τшк, которое для серийного производства равно:
/>,
причем штучное время /> определяетсяформулой:
/>, где
/> — оперативное время, мин.;
/> - основное время, мин.;
/> - вспомогательное время, мин.;
/>,
где /> и /> - время установки и снятиядетали соответственно;
/> - процент от основного времени, выражаемый время технического обслуживаниярабочего места;
/>, /> - проценты от оперативноговремени, выражающие соответственно время организационного обслуживания рабочегоместа и время на физические потребности;
/> — подготовительно-заключительное время, планируемое на партию деталей,мин.; /> - количество деталей впартии.
/>
Операция 005 – />фрезерно-центровальная
/> мин.
Операция 010 — фрезерно-центровальная
/> мин.
Операция 015 — токарная
/> мин.
Операция 020 — токарная
/> мин.
Операция 025 – шпоночно-фрезерная
/> мин.
Операция 035 — зубофрезерная
/> мин.
Операция 040- шлифовальная
/> мин.
Списокиспользованной литературы
1. «Прогрессивные режущие инструменты и режимы резанияметаллов», Справочник/Под общей ред. В.И. Баранчикова., М.: Машиностроение, 1990 г.
2. «Справочник технолога-машиностроителя»./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985 г. Т1, Т2.
3. «Абразивная и алмазная обработка материалов».Справочник/Под Ред. А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977 г.
4. «Машиностроительные стали». Справочник./ Под ред.В.Н.Журавлева и О.И.Николаевой. М.: Машиностроение, 1990 г.
5. «Резание конструкционных материалов, режущиеинструменты и станки»/Под общей ред. П.Г. Петрухи. М.: Машиностроение, 1974 г.
6. «Обработка металлов резанием». Справочник технолога/Подред. Г.А. Монахова. М.: Машиностроение, 1974 г.
7. А.А. Панов и др. «Обработка металлов резанием». М.:Машиностроение, 1988 г.
8. «Технология машиностроения»./Под общей ред. А.М. Дальского.М.: Издательства МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 г., Т1, Т2.
9. Ю.В. Барановский. Режимы резания металлов. Справочник.Машиностроение. 1972.