МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИИТЕТ
КАФЕДРАТМС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
квыпускной квалификационной работе по технологии машиностроения на тему:
«Разработкатехнологического процесса обработки вала-шестерни»
Автор проекта ВасильевС.В.
Специальность 1201 (технологиямашиностроения)
Обозначение проекта ВКР 2068956-1201-12-02
Группа ТМ-83
Руководитель проекта ГилетаВ.П.
Новосибирскк 2002г.
Содержание
Раздел 1. Разработка технологического процессаизготовления детали вал-шестерня
1.1Введение
1.2 Анализ служебного назначения и технологичностиконструкции детали
1.2.1 Описание изделия
1.2.2 Материал детали и его свойства
1.2.3 Анализ технологичности детали
1.3 Определение типа производства и формы его организации
1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления
1.5 Разработка маршрута обработки
1.5.1 Маршрут
1.5.2 Сравнение вариантов обработки1.6Расчет припусков и технологических размерных цепей
1.6.1 Расчетприпусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхностиÆ60к6
1.6.2 Размерные цепи
1.7 Выбор режущего инструмента
1.8 Выбор средств измерения
1.9 Выбор оборудования, приспособлений, мерительногоинструмента
1.10 Расчет режимов резания и норм времени
1.11 Расчет технической нормы времени
Раздел 2. Проектированиеприспособления для фрезерования шпоночных пазов
2.1Виды и назначения станочных приспособлений
2.2 Выбор оборудования2.3 Выбор режущего инструмента2.4 Расчет режимов и сил резания2.5 Описание конструкцииприспособления
2.6 Описание работы приспособления2.7 Расчёт силового замыкания2.8 Расчёт коэффициента запаса2.9 Расчет пневмокамеры2.10 Расчет погрешности установкидетали в приспособлении2.11 Расчет растяжения и изгибаприхвата
Раздел 3 Разработка мерительногоприспособления для контроля отклонения соосности шеек под подшипники3.1 Назначение мерительныхприспособлений3.2 Описание конструкцииприспособления3.3 Описание работы приспособления3.4 Расчет погрешности установкидетали в приспособленииСписок использованной литературы
Раздел 1: Разработкатехнологического процесса изготовления детали вал-шестерня
1.1 Введение
Отличительнойособенностью современного этапа развития машиностроения является широкоеиспользование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решениятеоретических проблем и практических задач технологии машиностроения. Различныеразделы математических наук, теоретической механики, физики, химии,материаловедения и многих других наук принимаются в качестве теоретическойосновы новых направлений технологии машиностроения или используются в качествеаппарата для решения практических технологических вопросов, существенно повышаяобщий теоретический уровень технологии машиностроения и ее практическиевозможности. Распространяются применение вычислительной техники припроектировании технологических процессов и математическое моделированиепроцессов механической обработки. Осуществляется автоматизация программированияпроцессов обработки на станках с ЧПУ. Создаются системы автоматизированногопроектирования технологических процессов — САПР ТП.
Углубляется разработкапроблемы влияния технологии на физико-химическое состояние металлаповерхностного слоя обрабатываемых заготовок, его дислокационное строение,размеры кристаллических блоков и на эксплуатационные свойства и надежностьдеталей машин. Продолжается разработка проблемы технологическойнаследственности и упрочняющей технологии.
Разрабатываются методыоптимизации технологических процессов по достигаемой точности,производительности и экономичности изготовления при обеспечении высокихэксплуатационных качеств и надежности работы машины. Создаются системыавтоматизированного управления ходом технологического процесса с егооптимизацией по всем основным параметрам изготовления и требуемым эксплуатационнымкачествам.
Развертываются работы по созданиюгибких автоматизированных производственных систем на основе использования ЭВМ,автоматизации межоперационного транспорта, робототехники и контроля.
Продолжаетсясовершенствование технологических процессов изготовления деталей машин и сборки(в особенности в направлениях создания малоотходной технологии, чистовой сборкии автоматизации сборочных работ). Развитие технологии машиностроения на данномэтапе должно осуществлять переход к массовому применению высокоэффективныхсистем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплекснуюмеханизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение егоосновных отраслей.
В данном проектетребуется спроектировать технологический процесс изготовления детали –вал-шестерня, представленного на чертеже.
Основная цель работы –приобретение практических навыков в разработке технологических процессов и ввыполнении технологических расчетов.
Исходные данные:
Чертеж вала-шестерни;
Годовая программа выпуска3700 шт.
1.2 Анализ служебногоназначения и технологичности конструкции детали.1.2.1Описание изделия
Исходныеданные: объектом проектирования технологического процесса является деталь вал –шестерня. (см. рабочий чертеж) с годовой программой 3700 шт. Детали типа телвращения широко распространены в машиностроении.
Валы используют дляпередачи крутящего момента. Обычно валы установлены в корпусе редукторов, вкачестве опор используются шейки валов, на которые устанавливаются подшипники.Шейки валов имеют высокую точность. Крутящий момент передаётся посредствомзубчатых колёс закрепленных на валу с помощью шпоночных пазов и шпонок либовыполненных заодно с валом.
Функциональнымназначением данной детали является передача крутящего момента от шпоночногопаза на конусе 1:10 зубчатому венцу Ø 173,72 мм.
Таким образом,исполнительными (рабочими) поверхностями данной детали являются шпоночный паз R9 и зубчатый венец m = 3.5, z = 47.Основными конструкторскими базами являются шейки Ø 60k6; геометрическая ось которых являетсяосновной конструкторской базой, и торцы этих шеек, определяющих положение валав механизме вдоль оси.
Для выхода резца в местахперепада диаметров выполнены проточки или канавки.
Остальные поверхности, втом числе и торцы вала, являются свободными поверхностями. Все поверхностиданной детали являются обрабатываемыми.
Основной технологическойбазой для деталей типа валы является поверхность центровых отверстий,получаемых на одной из первых операциях .
1.2.2 Материал детали и его свойства
Деталь изготавливается излегированной стали 45Х ГОСТ 4543-81. Это конструкционная сталь, цементируемая,с повышенной прочностью по сравнению с обычной конструкционной сталью.
Эта сталь содержит около0.45 % углерода, примерно 0.8-1.0 % хрома. А также 0,17-0,37 % кремния и0,45-0,75% марганца.
Применяется дляизготовления деталей, к которым предъявляются требования повышеннойповерхностной твердости и повышенной износоустойчивости: втулки, пальцы,зубчатые колеса, толкатели, валики и т.п.
Таким образом, материалдетали вал-шестерня полностью отвечает своему назначению: это крупная деталь сзубчатым венцом, работающим на износ при трении.
Указанный материалпредполагает включение в технологический маршрут соответствующих операцийхимико-термической обработки: улучшение после черновой обработки для снятиявозникших остаточных напряжениях, что бы в дальнейшем деталь не повело.
1.2.3 Анализ технологичности детали
С точки зрениямеханической обработки детали типа вал-шестерня вообще не технологичны, так какоперация нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительнымиметодами.
В остальном детальдостаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимовобработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольнопроста по конструкции
Конструкциядетали представляет собой ступенчатый вал практически с двухстороннимрасположением ступеней. Допускаемое наличие центровых отверстий обеспечиваетсоздание основных технологических баз и выполнение почти всей обработки с соблюдениемпринципа постоянства баз. Зубчатый венец открытый, допускает обработку на проход.
Требования к точностирасположения основных поверхностей заданы относительно оси подшипниковых шеекØ 60 и не представляют сложности при выполнении.
С точки зрения унификацииконструкционных элементов можно отличить, что почти все размеры детали(диаметральные) принадлежат нормальному ряду размеров, почти все фаски имеютунифицированный размер 2x45°. Зубчатый венец имеет стандартный модуль.
1.3 Определение типапроизводства и формы его организации
вал шестерня обработка фрезерованиепаз
Типпроизводства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепленияопераций К з.о., который показывает отношение всех различных технологическихопераций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течениемесяца, к числу рабочих мест.
На данномэтапе проектирования нормирование переходов и операций выполняем приближенно.
Основноевремя:
1.Фрезерно-центровачная:
1.1.Фрезерованиеторцов:
То = 6l = 6×(50+68)×10-3 = 0,71 мин.
1.2. Сверление центров:
То = 0,52dl = 0,52×2×4×6 = 0,1 мин.
2. Черновоеточение за один проход:
То = 0,17dl = 0,17×(42×30 + 39×5 + 60×233 + 75×50 + 173,72×110)×10-3 = 6,51 мин.
3. Чистовое точение по8-му квалитету: То= 0,17dl =6,51 мин.
4. Тонкое точение по 6-муквалитету:
То = 0,1dl = 0,1×60×61×10-3 = 0,37 мин.
5. Фрезерованиешпоночного паза цилиндрической фрезой:
То = 7ln = 7×103×17×10-3 = 5,77 мин., где n = 17 – число проходов
6. Фрезерование зубьевчервячной фрезой:
То = 2,2Dl = 2,2×(173,72×110)×10-3 = 42,04 мин.
7. Зубошлифование:
То = 0,1dl = 0,1×173,72×110×10-3 = 1,92 мин.
8. Шлифование конуса:
То = 0,15dl = 0,15×60×103×10-3 = 0,93 мин.
9. Нарезания наружнойрезьбы:
То = 19dl = 19×(42×30)×10-3 = 23,94 мин.
Порядок расчетакоэффициента закрепления операций заключается в следующем:1. Штучно-калькуляционное время
/>
где То — основное время,мин; jк — коэффициент, зависящий от типаоборудования и производства.
2. Расчетное количествостанков
/>
где N = 3700 — годовая программа, шт.;Тшт-к — штучно-калькуляционьое время, мин; Fд = 4029 — действительный годовой фонд времени, часах; hз.к. — нормативный коэффициентзагрузки оборудования (для серийного производства — 0,8).3.Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большегоцелого числа полученное значение mр.
4. По каждой операции вычисляемзначение фактического коэффициента загрузки рабочего места:
/>
5. Количества операций, выполняемыхна рабочем месте:
/>
6. Подсчитаем суммарноезначение для О и Р, определяем коэффициент закрепления операций и тип производства:
/>
СогласноГОСТ 14.004-74 при данном коэффициенте закрепления операций тип производствамелкосерийное.
Результатырасчета сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1вид операции To jк Tшт-к mp P hз.н. O Фрезерование торцев 0,71 1,84 1,30 0,025 1 0,025 32,10 Сверление центров 0,10 1,75 0,17 0,003 1 0,003 239,32 Черновое точение 6,51 2,14 13,93 0,27 1 0,267 3,00 Чистовое точение 6,51 2,14 13,93 0,27 1 0,267 3,00 Тонкое точение 1,01 2,14 2,16 0,04 1 0,041 19,38 Фрезерование шпоночного паза 12,26 1,84 22,55 0,43 1 0,431 1,85 Зубофрезерование 42,04 1,66 69,79 1,34 2 0,668 1,20 Зубошлифование 1,91 2,1 4,02 0,08 1 0,077 10,40 Шлифование конуса 0,93 2,1 1,95 0,04 1 0,019 42,96 Нарезание резьбы 23,94 1,98 47,40 0,91 1 0,907 0,88
Пригрупповой форме организации производства запуск изделий производится партиями сопределенной периодичностью, что является признаком серийного производства.
Количестводеталей в партии для одновременного запуска определяем упрощенным способом:
/>
где а— периодичность запуска в днях (по рекомендациям — 6).
Корректировкаразмера партии, определение расчетного числа смен на обработку сей партиидеталей на основных рабочих местах:
/>
гдеТшт-кср — среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.
Расчетноечисло смен округляем до принятого целого числа спр=7. Определяем число деталейв партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течениецелого числа смен:
/>
где476 — действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин; 0,8 — нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.
Определения тактавыпуска:
/> мин.
1.4 Выбор исходнойзаготовки и метода ее изготовления
Выбор вида и методаполучения заготовки
Заготовками для деталейтипа вал наиболее часто служит либо сортовой прокат, либо штамповка. Так какданный вал относится к средним и крупным валам сложной конфигурации, с большимперепадом диаметров, а так же производство вала мелкосерийное, то целесообразнееиспользовать способ штамповки.
Рассчитаемстоимость заготовительной операции для двух способов получения заготовки.Общиеисходные данные:
Материал детали: Сталь45Х.
Масса детали: q = 27,8кг.
Годовая программа: N=3700 шт.
Производство:мелкосерийное
Таблица 4.2 Наименование показателей Вариант 1 Вариант 2 Вид заготовки
Класс точности
Группа сложности
Масса заготовки Q, кг
Стоимость 1 т заготовок, принятых за базу Si, руб.
Стоимость 1т стружки Sотх, руб.
Пруток Æ180 мм
Нормальный
-
86,85
164
28 Штамповка на молотах
Нормальный
2
32,6
254
28
Стоимость заготовки по первомуварианту:
Коэффициент использованияматериала:
/>
Себестоимость заготовокиз проката:
Sзаг1 = Q×S/1000 – (Q — q)×Sотх/1000 + åCо.з., руб.,
где åCо.з. – суммарная технологическаясебестоимость операции правки и отрезки прутка:
Cо.з. = Сп.з.×Тшт(ш-к)/(60×100), руб.,
где Сп.з. – приведённыезатраты на рабочем месте, коп/ч;
Тшт(ш-к) –штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции:
Тшт(ш-к) = jк×То ,
где jк – коэффициент; То – основное технологическое время,мин
Определяем технологическуюсебестоимость операции резки и правки.
Из [11,стр.30 и 146] для резки определяем:
Сп.з. резки = 121 коп/ч;Сп.з. правки = 250 коп/ч;
Т0 = 0,19×D2×10-3 = 0,19×1802×10-3 =6,16 мин.
Тшт(ш-к) = 2,14×6,16 = 13,17 мин., где jк= 2,14;
Cо.з. = (121+250)×13,17/(60×100) =0,81 руб.;
Отсюда находим общуюсебестоимость заготовки из проката:
Sзаг1= (86,85×164/1000 – (86,8 – 27,8)×28/1000 + 0,81) = 1340,4 руб
Стоимость заготовки повторому варианту:
Коэффициент использованияматериала:
/>
Себестоимость заготовокиз штамповки:
Sзаг2=(Сi×Q×kтkсkвkмkп)/1000 – (Q — q)×Sотх/1000, руб.,
где kт, kс, kв, kм, kп –коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, маркиматериала и объема производства заготовок.
Из [11, табл. 2.12–2.13,стр.37-38] находим: kт = 1; kc = 0,87; kв = 0,73; kм = 1.3; kп = 1;
Отсюда находим стоимостьзаготовок получаемых таким методом:
Sзаг2 = ((254×32,6×1×0,87×0,73×1,3×1)/1000 – (32,6 –27,8)×28/1000)×100 = 581,5 руб.
Экономическое обоснование выбора заготовок:
Определяем экономическийэффект для сопоставления способов получения заготовок:
Эз = ( Sзаг1 — Sзаг2)×N = (1340,4 — 581,5)×3700/1000 =2808,17 тыс. руб.
Таким образом,использование штамповки на молотах в качестве заготовки является более экономичным.
1.5 Разработка маршрутаобработки.
Технология изготовлениявала.
Технологические базы:центровые отверстия и торец.
Конструкторскаябаза: ось подшипниковых шеек вала и торец.
1.5.1 Маршрут
1. Фрезерование торцов,зацентровка вала на двухсторонних фрезерно-центровальных полуавтоматах сбазированием по черным шейкам и торцу вала.
2. Черновая токарнаяобработка на токарно-гидрокопировальных станке с базированием по центровымотверстиям, с одной и другой стороны.
3. Улучшение.
4. Чистовая токарнаяобработка на токарно-гидрокопировальных станке с базированием на центровыеотверстия в 2 операции – с одной и другой стороны.
5. Тонкое токарнаяобработка на токарно-винторезном станке с базированием по центровым отверстиям,с одной и другой стороны.
6. Фрезерование зубьев назубофрезерном станке с базированием на центровые отверстия.
7. Шлифование зубьев назубошлифовальном станке.
8. Фрезерованиешпоночного паза на шпоночно-фрезерном станке с базированием по шейкам вала.
9. Шлифовальная обработкана круглошлифовальном станке с базированием по центровым отверстиям.
10. Резьбонарезнаяобработка на токарно-винторезном станке станках с базированием по центровымотверстиям.
1.5.2 Сравнение вариантов обработки.
Соответственно чертежудетали, каждая поверхность имеет свои требования по шероховатости, точности.Нередко случается так, что деталь можно обработать несколькими методами,которые дадут одинаковую точность на выходе. В качестве примера сравним дваварианта обработки по технологической себестоимости:
1) В первомварианте шлифование ведется на круглошлифовальном станке 3Б153Т.
2) Во второмварианте обработка ведется на токарно-винторезном станке 16К20П.
Первый вариант:
Обработка накруглошлифовальном станке 3Б153Т: Ц = 1276000 руб.; площадь станка в плане — f = 2,26×1,92×0,97 = 4,2 м2; 2-й разряд работы; режим работы — односменный при41-часовой рабочей неделе;действительный годовой фонд работы оборудования Fд = 4029 ч.; Ен = 0,15; hз = 0,6 – коэффициент загрузки станка. [11, табл. 4.16,стр.173-174]
Часовые приведенныезатраты определим по формуле:
Сп.з. = Сз + Сч.з.+ Ен(Кс+ Кз),
где Сз – основная идополнительная зарплата с начислениями, коп/ч.; Сч.з. – часовые затраты по эксплуатации рабочегоместа, коп/ч.; Ен –нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; Кс, Кз – удельные часовыекапитальные вложения соответственно в станок и здание, коп/ч.
Основная и дополнительнаязарплата с начислениями и учётом многостаночного обслуживания рассчитывается поформуле:
Сз = Стф×e×k×y,
где e = 1,53 – коэффициент, учитывающийдополнительную зарплату;Стф – часовая тарифная ставка станочника сдельщика соответствующего разряда,для 2-го разряда из [11, табл. 2.14] Стф = 54,8 коп/ч.; k – коэффициент, учитывающийзарплату наладчика, для среднесерийного производства k = 1; y – коэффициент, учитывающий оплатурабочего при многостаночном обслуживании, при обслуживании 1-го станка y = 1.
Сз = 54,8×1,53×1×1 = 83,8 коп/ч.
Определяем часовыезатраты по эксплуатации рабочего места
Сч.з. = Сб.п.ч.з.×kм ,
где Сб.п.ч.з – практические часовые затраты набазовом рабочем месте, для крупносерийного производства Сб.п.ч.з =36,3 коп/ч.
Сч.з. = 36,3×1,8 = 65,34 коп/ч.
Определяем скорректированные затраты по эксплуатациирабочего места:
Скч.з .= Сч.з.×j/1,14 коп/ч.,
где j — поправочный коэффициент
j = 1 + [a×(1 — hз)/hз]= 1 + [0,36×(1 — 0,8)/0,8] = 1,09
Скч.з =65,34×1,09/1,14 = 62,5 коп/ч.
Кс = Ц×100/(Fд×hз)= 1276000×100/(4029×0,8)= 39588 коп/ч.
Производственная площадь, занимаемая станком сучётом проходов, м2:
F = f×kf = 4,2×3= 12,6 коп/ч.
Кз = F×7840×100/(Fд×hз)= 12,6×7840×100/(4029×0,8)= 10,2 коп/ч.
Определяем часовые приведенные затраты:
Сп.з. = 83,8+65,34+0,15×(39588+10,2)= 6086,1 коп/ч.
Технологическая себестоимость операции механическойобработки (коп/ч.)
С‘о = Сп.з.×Тшт/(60×kв),
где kв = 1,3 – коэффициент выполнения норм
Тшт =0,00017×d×l×jк=0,00017×60×61×2,1= 1,15 мин
С‘о = 6086,1×1,15/(60×1,3)= 89,7 коп/ч.
Аналогично просчитываем ивторой вариант.
Второй вариант:
Обработка натокарно-винторезном станке 16К20П: Ц = 599500 руб.; f = 2,505×1,19×0,97 = 2.9 м2; 2-й разряд работы; режим работы — односменный при41-часовой рабочей неделе;действительный годовой фонд работы оборудования Fд = 4029 ч.; Ен = 0,15. [11, табл. 4.7, стр.163]
Сп.з .= Сз + Сч.з.+ Ен×(Кс+ Кз);
Сз = Стф×e×k×y= 54,8×1,53×1×1= 83,8 коп/ч.
Сч.з.= Сб.п.ч.з.×kм = 36,3×1,6= 58,08 коп/ч.
j = 1+[a(1 — hз)/hз]= 1 + [0,3×(1 — 0,81)/0,81] = 1,07
Скч.з .= Сч.з.×j/1,14 = 58,08×1,07/1,14= 54,5 коп/ч.
Кс = Ц×100/(Fд×hз)= 599500×100/(4029×0,81)= 18370 коп/ч.
F = f×kf=2,9×3,5=10,1 коп/ч.
Кз = F×7840×100/(Fд×hз)= 10,1×7840×100/(4029×0,81)= 24,3 коп/ч.
Сп.з. =83,8 + 58,08 + 0,15×(18370+24,3) = 2897,5 коп/ч.
Тшт =0,00015×d×l×jк= 0,00015×60×61×2,14= 1,33 мин
С‘’о = Сп.з.×Тшт/(60×kв)=297,5×1,33/(60×1,3)=49,4 коп/ч.
Определение приведённой годовой экономии
Эг = (C” o – C’o)×N = (89,7 – 49,4)×3700/100 = 1492 руб.
Таким образом, тонкое точение является экономическицелесообразным способом обработки по сравнению с шлифованием.
1.6 Расчет припусков и технологическихразмерных цепей
Расчет припусков намеханическую обработку производим расчетно-аналитическим методом и по таблицам.Расчет ведется для одного диаметрального и одного линейного размера. Наостальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски назначаем по таблицамГОСТ 7505-89 (чертеж заготовки).
Заносим в таблицу 6.1этапы технологического процесса обработки размера Æ60к6,а также соответствующие заготовке и каждому технологическому проходу значенияэлементов припуска. Так как в данном случае обработка ведется в центрах,погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значениедля рассчитываемого размера. В этом случае эта величена исключается из основнойформулы для расчета минимального припуска.
1.6.1 Расчет припускови предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ60к6.
Таблица 6.1 Технологические переходы обработки поверхности Æ60к6 Элементы припуска, мкм
Расчет- ный припуск
2zmin, мкм Расчетный размер dp, мм
Допуск
d, мкм Предельный размер, мм Предельные значения припуска, мкм Rz T r dmin dmax 2zпр.min 2z пр max Заготовка 200 300 1830 65,348 2000 65,35 67,35 Черновое точение 10-му 50 50 110 4660 60,688 300 60,69 60,99 4660 6360 Чистовое точение 8-му 30 30 73 420 60,268 74 60,27 60,34 420 646 Тонкое точение 6-му 5 15 36 266 60,002 30 60,002 60,03 266 310
Суммарнаяпространственная погрешность:
/>
где Dкор — вектор коробления; Dсм — вектор смещения; Dц — погрешность зацентровки.
Dкор = Dк×L = 1×203/1000 = 0,2 мм; Dсм = 1;
/>
/>
Остаточныепространственные отклонения:
ü Под предварительное обтачивание: D1 = 0,06×183 = 110 мкм;
ü Под окончательное обтачивание: D2 = 0,04×1830 = 73 мкм;
ü Под тонкое точение: D3 = 0,02×1830= 36 мкм.
Минимально необходимыйприпуск на переход определяется по формуле:
2Zmin = 2×(Ti-1+Ri-1+Di-1)
2Zmin1 = 2×(200+300+1830)=2×2330 мкм
2Zmin2 = 2×(50+50+110)=2×210 мкм
2Zmin3 = 2×(30+30+73)=2×133 мкм
Графа«Расчетный размер» заполняется, начиная с конечного размера путем прибавлениярасчетного припуска каждого технологического перехода.
dp2 =60,002+0,266 = 60,268 мм
dp1 =60,268+0,420 = 60,688 мм
dpзаг =60,688+4,66 = 65,348 мм
Наибольшиепредельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшемупредельному размеру
dmax3 =60,002+0,03 = 60,03 мм
dmax2 =60,268+0,074 = 60,34 мм
dmax1 =60,69+0,3 = 60,99 мм
dmaxзаг =65,35+2 = 67,35 мм
Предельныезначения припусков Zmaxпр определяем как разность наибольших предельныхразмеров и Zminпр – как разность наименьших предельных размеров предшествующегои выполняемого переходов
2Zmix3пр =60,27-60,002 = 0,266 мм 2Zmax3пр = 60,34-60,03 = 0,31 мм
2Zmix2пр =60,69-60,27 = 0,42 мм 2Zmax2пр = 60,99-60,34 = 0,65 мм
2Zmix1пр =65,35-60,69 = 4,66 мм 2Zmax1пр = 67,35-60,99 = 6,36 мм
Проверка:
Zmax — Zmin = Ta — Tb Û2000 — 30 = 7316 — 5346 = 1970 мкм ( Верно! )
Для определенияприпусков на линейный размер 428 составляем размерную цепь:
zmin= 3,8 A1 = 428-0,3
/>/>/>/>/>/>
/>/> A2
A2 min = A1 min+ 2×zmin
A2 min = 427,7 +2×3,8= 435,3 мм
A2 max = A2 min+ Td2 = 435,3 + 3,9 =439,2 мм
Где А2 min,A2 max– соответственно min и maxразмер заготовки, мм; A1min –min размер детали, мм; zmin– припуск на обработку, мм; Td2– допуск на размер, мм.
На остальныеобрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-89и записываем их значение в таблицу 6.2.
1.6.2 Размерные цепи.
Так как нанекоторых операциях обработки технологическая и конструкторская базы несовпадают, следует пересчитать размерные цепи и найти линейный размер А1.
1) Рассчитаемразмерную цепь при точении Æ60мм:/> /> /> />
А1 АD = 235±0,23
/>
А2= 428-1,5
/>
А1 = А2 — АD = 193 мм.
ТD = Т1 + Т2;
Т1 = ТD — Т2 = 0,46 – 1,5 = -1,04мм
Допуск наразмер 428 является не технологичным и поэтому его необходимо ужесточить до428-0,3.
Т1 = ТD — Т2 = 0,46 – 0,3 = 0,16мм
/>
/>
В итогеимеем: />
Проверка наmax—min:
/>
2) Рассчитаемразмерную цепь при точении конуса 1:10:
/>
/> А1 АD = 140±0,2
/>
А2= 428-0,3
/>
А1 = А2 — АD = 288 мм
ТD = Т1 + Т2;
Т1 = ТD — Т2 = 0,4 – 0,3 = 0,1мм
/>
/>
В итогеимеем: />
Проверка наmax—min:
/>
Остальные размерныецепи рассчитываются точно также с проверкой на min-max,а полученные размеры проставляются на маршрутной карте на окончательныхоперациях.
1.6.3 Припуски идопуски на обрабатываемые поверхности вал-шестерня (размеры в мм).
Припуски и допуски налинейные, и диаметральные размеры выбираем по ГОСТ 7505-74 в зависимости отвеса заготовки и метода ее получения.
Таблица 6.2Размеры Припуски Допуски Табличные Расчетные М42x2 6h 2×2,9
/>
Æ60 /> 2×2,23
/> Æ75 2×3
/> Æ173,72 h10 2×3,5
/> 35 2,9
/> 200 3,3
/> 25 2,9
/> 110 2×3
/> 33 2,9
/> 428 -0,3 2×3,8
/>
/>Рис.6.1 Заготовка вал-шестерня полученная штамповкой на молотах с начисленнымиприпусками и допусками по ГОСТ 7505-74.
1.7 Выбор режущегоинструмента
Выбор режущего инструмента, его конструкции и размеров определяется видомтехнологической операции (точение, фрезерование, развертывание), размерамиобрабатываемой поверхности, свойствами обрабатываемого материала, требуемойточностью обработки и величиной шероховатости поверхности. Основную массурежущих инструментов составляют конструкции нормализованного истандартизованного инструмента, для подбора которого существуют многочисленныесправочники и каталоги. В крупносерийном производстве могут применятьсяспециальные и комбинированные режущие инструменты, проектируемые в индивидуальномпорядке.
/> />
Рис.6.2 Схема графического расположения припусков и допусков на обработку диаметра Æ60k6вала-шестерни.
— Для фрезерования торцев используется торцевая фреза Æ110 мм с вставными ножами из Т15К6 поГОСТ 9473-80, число зубьев z=8.
— Сверление центровых отверстий осуществляется центровочнымкомбинированным сверлом по ГОСТ 14034-74, диметр сверла 4 мм.
- Продольноеточение проходными отогнутым резцами с пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ18879-73.
- Точение канавоктокарные отрезными резцами с пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18874-73.
— Подрезание торцев подрезными отогнутыми резцами, материал режущей частиТ15К6, ГОСТ 18880-73.
— Фрезерование шпоночного паза маятниковой подачей – шпоночными фрезами,материал режущей части Р6М5, ГОСТ 6396-78; число зубьев шпоночной фрезы z = 2, Æ18 мм.
Выбор абразивного круга:
Абразивный материалэлектрокорунд белый ЭБ;
Абразивный инструмент накерамической связке: 25А;
Зернистость 50, 40, 25;
Твердость среднемягкаяСМ2;
Структура 6;
Связка керамическая К5;
Форма прямоугольногопрофиля ПП;
Класс точности АА или А;
Класс неуравновешенности2 или 1;
Скорость резания 35 м/с.;
Наружный диаметр D=100мм;
Ширина 20 мм, внутреннийдиаметр 30 мм.
— Обозначение круга: ЭБ25А 40 СМ2 6 К5/ ПП 100´20´32 А2 кл. 35 м/с – для шлифования.
— Фрезерование зубьевосуществляется червячной фрезой Æ190 мм, z =10, ГОСТ 9324-80.
— Абразивный круг дляшлифования зубьев: 2П 250´16´76 Э5 — СМ1 — 25 — 4 — К.
— Токарный резьбовойрезец с пластинами из твердого сплава Т15К6, ГОСТ 18885-73.
1.8 Выбор средствизмерения
Измерение линейныхпродольных размеров и неточных диаметральных осуществляется штангенциркулямиШЦ-III ГОСТ 166-73 с пределами измерений 0-500 и ценой деления 0,05.
Измерение глубиныцентровочных отверстий используем штангенглубиномер ШГ 160 ГОСТ 162-80 спределами измерений 160 и ценой деления 0,05.
Для уменьшениявспомогательного времени на измерение применяются калибры:
— для наружных диаметрови канавок – калибры-скобы: для размеров 10,5-100 ГОСТ 24833-81;
— для ограниченияразмеров шпоночных пазов – калибр-призма шпоночная для валов с шириной паза8-24 мм по ГОСТ 14282-77;
— для контроля резьбы М42x2 6h применяют калибр-кольцо ГОСТ 5682-76;
— для контроля конуса1:10 применяют калибр-конус ГОСТ 26348-76.
Контроль зубьев — приборБВ5061 цехового типа для контроля зубчатых колес.
Измерение размеров фасокосуществляем при помощи шаблона фасонного простого профиля.
Дляопределения шероховатости применяют образцы шероховатости поверхности ГОСТ9378-84.
1.9 Выбор оборудования,приспособлений, мерительного инструмента
1)Фрезерование торцов и зацентровка:
Выберемфрезерно—центровальный полуавтомат: МР—76М