Механическая обработка вала

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ кафедра БФ2 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине Технология криогенного и специального машиностроения Студент Кудряшов Д. В. группа 9541д БФ-2 шифр 94711

Преподаватель Комаров В.В. МОСКВА 1. Механическая обработка вала. 1. Исходные данные и служебное назначение. Габаритные размеры вала диаметр 90 мм длина 638 мм Материал - 40ХН2МА Заготовка - прокат Вал-шестерня является одной из основных деталей редуктора, служит для передачи большого крутящего момента, понижения скорости вращения промежуточного или выходного вала. 2. Выбор заготовки и описание конструкции вала.

Вал состоит из цилиндрической части, двух торцов с центровыми отверстиями один торец с двумя шпоночными пазами и участка с нарезанными зубьями косозубой передачи. Шероховатость вала Rа1,6 мкм. Шероховатость поверхности вала под подшипники Rа0,4 мкм. Твердость вала должна быть не менее 2832 HRC. Вес готового вала-шестерни составляет 13,4 кг.

3. Анализ технологичности вала. Качественный анализ технологичности вала. Требования технологичностиХарактеристика технологичности11Деталь должна изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки. Конструкция детали должна обеспечить возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических

процессов. Конструкция детали должна обеспечивать возможность многоместной обработки. Возможность обработки максимального количества диаметров высокопроизводительными методами и инструментами. Перепад диаметров шеек должен быть минимальным. Диаметры шеек должны убывать от середины к торцам вала или от одного торца к другому. При наличии резьб на концах вала предпочтение следует отдавать внутренней резьбе. Отсутствие глубоких отверстий малого диаметра.

Форма конструктивных элементов детали КЭД фасок, канавок и т.п. Элементов должна обеспечивать удобный подвод инструмента. Унификация КЭД для использования при обработке станков с программным управлением. С целью использования роботов, конструкция должна иметь поверхности удобных для захвата.Технологична Технологична Технологична Технологична

Технологична Нетехнологична Технологична Технологична Технологична Технологична Технологична Вывод деталь вала имеет конструкцию, которую надо признать технологичной, т.к. удовлетворяет 89 требований при отработке конструкции на технологичность. Рассчитаем такт производства Тпр Fд N , где F - годовой фонд времени N - годовой объем выпуска детали. Тпр 3945 20000 0,20 чшт крупносерийное производство.

4. Выбор баз. При обработке вала необходимо провести операции токарную и фрезерную. Токарная операция проводится за один установ при выборе установки в трехкулачковый самоцентрирующий патрон с использованием жесткого центра. 1. Составление маршрутной технологии обработки. Содержание маршрутной технологии процесса обработки см. в Приложении. 5. Расчет припусков на обработку. Маршрут обработки поверхности 55 f7Элементы припуска

мкмРасчетные величиныДопуск на выпол-няемые размеры, мкмПринятые размеры по переходам, ммПредельный припускRzhприпу-ска zi, мкмmin диаметр, ммнаиме-ньшийнаибо-льшийZmaxZmin9101112Прокат1602502500-61,47220006163 Точение Черновое50501500582055,65240055,756,16,9 5,3Чистовое25256050055,15220055,1555,350 ,750,55Шлифование Черновое 10 20 0 0 112 55,04 60 55,04 55,1 0,25 0,11Окончательное 6054,982054,98550,10,06 Суммарное отклонение расположения при обработке сортового проката круглого сечения валик в центрах ,

где к общее отклонение оси от прямолинейности у смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования , где Т допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центрировании, мм. к кLк0,1244954 мкм Lкl1l2449 мм Черновое обтачивание. черн.Кт 0,062500150 мкм, где Кт коэффициент уточнения0,06. чист.0,041506 мкм Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода. 2Zmin216025025005820 мкм 2Zmin25050150500 мкм 2Zmin225256112 мкм 2Zmin2102060

мкм Расчет наименьших размеров по технологическим переходам производим складывая наименьшие предельные размеры соответствующие предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на выполняемый переход. 54,980,0655,04 55,040,11255,152 55,1520,555,652 55,6525,8261,472 Определяем наибольший предельный размер. 54,980,0255 55,040,0655,1 55,150,2055,35 55,70,456,61263 Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответствующее

значение наибольших и наименьших предельных размеров соответствующих выполняемому и предшествующему технологическому переходу. Максимальные припуски 55,1-550,1 55,35-55,10,25 56,1-55,350,75 63-56,16,9 Минимальные припуски 55,04-54,980,06 55,15-55,040,11 55,7-55,150,55 61-55,75,3 Z0max0,10,250,756,98 мм Z0min0,060,110,555,36,02 мм Проверка. Zобщ.мах - Zобщ.minТз-Тд 8-6,022-0,02 1,98 1,98, расчет выполнен верно.

6. Проектирование операционной технологии процесса обработки вала. Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить повышенную производительность труда и качество стали, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию. Заготовка вала выбрана из прутка в целях экономии материала. Штучное время обработки вала можно уменьшить за счет сокращения вспомогательного времени, для этого

применим станок с ЧПУ 16К20Ф3. 1.7. Выбор оборудования, технологической оснастки и средств контроля. Применение станков с ЧПУ существенно уменьшает вспомогательное и основное время на обработку вала по сравнению с универсальными станками, учитывая меньшее количество установок в приспособлении при фрезеровании пазов и зубьев. 1.7.1. Станки. Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3. Зубофрезерный полуавтомат 53А50. 1.7.2.

Вспомогательное оборудование. 1 Слесарный инструмент Напильник ГОСТ 1465-80 2 Режущий инструмент Резец 2103-0075 ГОСТ 18879-73 Резец 2141-0014 ГОСТ 18883-73 Резец 2130-0005 ГОСТ 18884-73 Сверло центр. 6,3 2317-0006 ГОСТ 14952-75 Сверло 3,9 2301-0030 ГОСТ 10902-77 Сверло 14,5 2301-0048

ГОСТ 10903-77 Развертка 2361-0052 ГОСТ 1672-80 Метчик 2621-1611 ГОСТ 3266-81 Шлифовальный круг ГОСТ 2424-83 Шлифовальный круг ГЕМ ГОСТ 4381-80 Фреза 125 2214-0003 ГОСТ 24359-80 Фреза 6 2234-0355 ГОСТ 9140-78 3 Станочное приспособление Планшайба поводковая Хомутик Центра Призмы 4 Измерительный инструмент

Штангенциркуль I 125-0,1 ГОСТ 166-80 Штангенциркуль II 160-0,05 ГОСТ 166-80 Штангенциркуль III-250-800-0,1 ГОСТ 166-80 Пробка резьбовая М16х1,5-7Н 8221-3068 ГОСТ 17758-72 Калибр-кольцо 110 ик 9585 110 ик 9366 Калибр на симметричность шпоночных пазов ИК 11127 Скоба индикаторная ик 8291А ик 5699 Штатив

ГОСТ 10197-70 Концевые меры длины ГОСТ 9038-83 Индикатор ич ГОСТ 577-68 Образцы шероховатости ГОСТ 9378-75 Нутромер 50-100 ГОСТ 868-82 Микрометр мк 0-25 ГОСТ 6507-78 Микрометр мк 50-75 ГОСТ 6507-78 Микрометр мк 75-100 ГОСТ 6507-78 Микрометр мр 50-0,002 ГОСТ 4381-80 Микрометр мр 100-0,002 ГОСТ 4381-80 1.8.

Расчет режимов резания. Материал вала - сталь 40ХН2МА. в850 МПа Точить поверхность вала 55 f7. Т.к. Ra1,6 мкм, то t0,2 мм см. 4, стр. 142. Подача SI0,165 ммоб, но т.к. Ra1,6, то радиус при вершине резца r1,0 мм. Для стали в850 МПа S0.45SI0,074 ммоб Находим скорость резания по формуле ммин, где Cvm,x,y коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания при обработке

Т среднее значение стойкости 30 60 мин t глубина резания S подача Кv коэффициент является произведением коэффициентов. КvКмvКиvКпv Кv1111 , где Сv350 Х0,15 У0,35 m0,2. Находим частоту вращения . Расчет точности контрольного приспособления. Схема контрольного приспособления для измерения точности зубчатого профиля представлена на рис. 1.3. Погрешность измерения будет зависеть от погрешности биения

делительной окружности профиля д.о. 0,009 мм . Также погрешность будет возникать от смещения оси рычага при посадке с зазором в отверстие 4Н6 р 0,021 мм. Схема контрольного приспособления. Рис. 1.3. Определим суммарную погрешность измерения на контрольном приспособлении сум д.о.2 р2 сум. изм. 0,0092 0,0212 0,023 мм. Погрешность измерения должна составлять 25 - 50 от поля допуска на контролируемый размер пр 0,05 мм, сум. изм. пр 0,023 0,05 , условие выполнено,

расчет произведен верно. 1.10. Нормирование технологического процесса. Технологическое нормирование установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов ГОСТ 3.1109 82. Под ресурсами понимаются энергия, материалы, инструмент, рабочее время и др. Особенно важной задачей, решаемой проектированием технологических процессов, является задача технического нормирования вспомогательного времени, т. е. нормирование труда.

Норма штучного времени это норма времени выполнения объема работы, равной единице нормирования. ТвспТоТвТобсТотдТопТобсТотд , где К процент оперативного времени на обслуживание рабочего места и на отдых. НаименованиеТшт, мин12Операция 105 дробеструйнаяУдалить коррозию, окалину0,4Операция 110 разметочнаяРазметить торцы в размер 6420,15Операция 115 фрезерно-цент-ровальнаяУстановить заготовку в приз-мы, выверить, закрепить Фрезеровать торец по разметке Центровать торец

Повернуть стол Фрезеровать торец по разметке Центровать торец 0,25 0,15 0,10 0,05 0,15 0,10Операция 120 токарнаяУстановить заготовку в цент-ра, выверить, закрепить. Точить 58, выдерживая размер 482 Притупить острые кромки Точить 94 Притупить острые кромки Контрольная проверить раз-меры и шероховатость Контрольная проверить дета-ль ультразвуком 0,25 0,55 0,1 0,3 0,1 0,15 0,9Операция 130 токарнаяУстановить

деталь в 3х кулач-ковый патрон, по 94 пос-тавить люнет, закрепить Подрезатьторец в размер 640 Центровать торец Притупить острые кромки Переустановить деталь в кула-чки по 94, по 58 поставить люнет, закрепить Подрезать торец в размер 638-0,8 1 0,25 0,1 0,1 0,1 0,25 0,1 2Сверлить отверстие 14,430,3 Расточить отв. 16,60,18 Расточить фаску под 60 Расточить фаску под 45

Нарезать резьбу М16х1,5-7Н Притупить острые кромки Контрольная0,2 0,1 0,1 0,1 0,25 0,1 0,3Операция 135 токарнаяУстановить деталь в центрах, закрепить Точить 47,5 Точить 32h6 Врезаться и обточить 50,5 Точить 55,5 Точить 75h9 Точить 70,5 Врезаться и обточить 64-0,3 Точить 65h9 Проточить профиль гребней Точить конус 110

Притупить острые кромки 0,2 0,3 0,2 0,65 0,3 0,3 0,25 0,4 0,3 0,4 0,25 0,2Операция 140 токарнаяТочить 90h9 Точить 78 с 15 Врезаться, точить 64-0,3 с 15 Точить 73,96 предваритель-но до 74,5 Точить 2 фаски 1х45 Притупить острые кромки Контрольная0,2 0,25 0,25 0,15 0,25 0,15 0,25 0,6Операция 145 разметочнаяРазметить шпоночные пазы0,15Операция 150 фрезернаяУстановить деталь в делитель-ную головку, поджать цент-ром, выверить, закрепить Фрезеровать 2 паза 0,2 0,3Операция 155 слесарнаяЗапилить заусенцы

и приту-пить острые кромки по пазам 1 0,2 2Контрольная0,2Операция 160 шлифовальнаяУстановить деталь в центрах, закрепить Шлифовать 73,96h6 Шлифовать 50j6 и торцы в размер 80Н9 Шлифовать 47f7 Шлифовать 55f7 Шлифовать 70S6 Шлифовать конус 110 Установить вал на ложемент Контрольная 0,3 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 0,25 0,1 0,7Операция 165 слесарнаяМаркировать наружный диа-метр зубчатого венца Контрольная 0,1 0,1Операция 170 разметочнаяРазметить 2 отверстия 4Н70,1Операция 175

сверлильнаяУстановить деталь на призмы, выверить, закрепить Сверлить 2 отверстия 3,9 с пере-установом, выверкой, креплением Развернуть 2 отверстия 4Н7 с переустановом Притупить острые кромки в 2 отверстиях с переустановом Контрольная 0,2 0,3 0,3 0,3 0,15Операция 180 зубофрезернаяУстановить деталь, закрепить Фрезеровать зубья начерно Фрезеровать зубья начисто

Контрольная0,3 0,8 0,65 0,5Операция 185 слесарная Притупить острые кромки Контрольная0,4 0,2Операция 190 шлифовальнаяУстановить деталь в центрах, закрепить 1 0,2 2Полировать 70jS6 Полировать 50jS6, торцы в размер 80Н9 Контрольная0,2 0,2 0,2Операция 195 маркированиеМаркировать обозначение де-тали ударным способом Контрольная 0,1 0,05Операция 900 консервацияСмазать полированные шейки смазкой, обернуть ветошью 0,3 Норма штучного времени Тшт 21,2 мин.

1.11. Составление маршрутной и операционной технологической документации. Разработанные технологические процессы оформляются на соответствующих технологических документах. В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 в технологической документации могут быть применены следующие описания Маршрутное описание технологического процесса см. приложение. Производится сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности

их выполнения без указания переходов технологических режимов. Обычно используются в единичном, мелко серийном и опытном производстве. Операционное описание техпроцесса. Полное описание с указанием переходов технологических режимов. Характерно для серийного, крупно серийного и массового производства. Маршрутное операционное описание технологического процесса.

См. приложение. Список использованных источников. Грановский Г. И Грановский В. Г. Резание металлов Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М. Высш. шк 1985. 304 с ил. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Изд. 3-е, под ред. Г. А. Монахова. М Машиностроение, 1974. Косилова А. Г Мещеряков Р.

К Калинин М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М Машиностроение, 1976. 288 с. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд перераб. и доп. М. Машиностроение, 1985. 656 с ил.