">
Прикладные науки Технология
Информация о работе

Тема: Технология машиностроения, производство и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин

Описание: Анализ технологических требований к конструкции детали. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали, способа установки детали на технологических операциях, вида и определение размеров заготовки. Токарно-винторезная операция.
Предмет: Прикладные науки.
Дисциплина: Технология.
Тип: Курсовая работа
Дата: 15.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 12
Поднять уникальность

Похожие работы:

Московский государственный университет

путей сообщения (МИИТ)

Защищено

С оценкой________

Председатель комиссии

____________/ /

« »___________2012 г.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ВАЛА

Курсовая работа по дисциплине

«Технология машиностроения, производство и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин»

Пояснительная записка

СТ. КРТМ. 001 П3

2012 г.

Содержание

Введение.

1. Анализ технологических требований к конструкции детали.
2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали.
3. Оценка жесткости детали и выбор способа установки ее на технологических операциях.
4. Выбор вида и определение размеров заготовки.
5. Составление укрупнённого маршрута изготовления детали.
6 . Разработка операций по формированию контура детали:
6.1. Расчёт количества переходов обработки резанием для достижения заданной точности каждого конструктивного элемента детали;
6.2. Расчет точности промежуточных размеров заготовки по каждому конструктивному элементу;
6.3. Расчет величины промежуточных размеров заготовки по каждому конструктивному элементу.
7. Составление плана токарной и шлифовальной обработок детали.
8. Выбор и расчет режимов резания с оценкой затрат мощности на самый нагруженный переход токарной и шлифовальной обработок.

9. Заключение.

Список используемой литературы.

Введение

Технология машиностроения – это научная дисциплина, изучающая процессы механической обработки деталей и сборки машин, затрагивающая вопросы выбора заготовок и методы их изготовления.

Технологический процесс является частью производственного процесса, связанного с непосредственным изменением состояния предмета производства. Технологический процесс должен обеспечивать рациональную организационную форму с использованием всех возможностей оборудования, инструмента и приспособлений, при оптимальных допускаемых на данном оборудовании режимах, наименьшей затрате времени и наименьшей себестоимости работ. Исходными данными для проектирования технологических процессов обработки являются: производственная программа, рабочие чертежи и технические условия.

При проектировании технологического процесса обработки деталей решаются следующие основные вопросы: установление вида производства и организационной формы выполнения технологического процесса; выбор вида заготовок и определение их размеров; установление последовательности технологических операций; выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента и определение их потребного количества; определение режимов работы по каждой операции; определение нормы времени на обработку по каждой операции; определение квалификации работы; оценка технико-экономической эффективности технологического процесса; оформление технологической документации.

Целью курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления вала цилиндрического редуктора по следующим исходным данным:

тип производства - единичное, (мелкосерийное)

частота вращения вала n =700 ;

материал Сталь 45;

сопрягаемые детали:

подшипники –радиально упорные;

уплотнение - войлок;

полумуфта - МУВП;

зубчатое колесо (m = 4,5 мм, z = 90, степень точности = 7).

В работе необходимо выбрать вид заготовки, определить размеры, рассчитать точность промежуточных размеров и их величины, составить план токарной и шлифовальной операции, рассчитать режимы обработки и затраты времени, составить эскизы операций.

1. Анализ технологических требований к конструкции детали

Изготавливаемая  деталь – 6-и ступенчатый вал длиной 355 мм (рисунок 1), относится к группе цилиндрических изделий. Основное предназначение вала – передавать вращающий момент на тихоходной ступени редуктора. Материал вала – сталь 45 ГОСТ 1050-88. Твердость 190…230 НВ обеспечивается термообработкой – улучшение. Тип производства – единичный.

Высокие требования точности предъявляются посадочным поверхностям вала под подшипники. Все нагрузки, воспринимаемые валом, передаются через подшипники на корпус, раму или станину машины.



Рисунок 1. Компоновочная схема узла.

1 – 1-ая ступень вала;

2 – 2-ая ступень вала;

3 – 3-я ступень вала;

4 – 4-ая ступень вала;

5 – 5-ая ступень вала;

6 – МУВП (на рисунке указана полумуфта);

7 – войлочное уплотнение;

8, 10 – подшипники качения;

9 – зубчатое колесо;

11 – распорная втулка.

Первая ступень длиной 48 мм и диаметром 70 мм имеет фаску 1.6х45(, обрабатывается с допуском к6 и шероховатостью Rа = 1.25 мкм, является посадочной поверхностью под подшипник.

Вторая ступень диаметром 80 мм, длиной 94 мм имеет шпоночный паз 22х14х80 для установки зубчатого колеса 7 степени точности. Поверхность обрабатывается с допуском р6 и шероховатостью Ra = 0.8 мкм.

Третья ступень диаметром 90 мм, длиной 12 мм служит упором для зубчатого колеса. Эта ступень не является рабочей и не будет использоваться в качестве технологической базы, поэтому специально не обрабатывается.

Четвертая ступень длиной 114 мм диаметром 70 мм является посадочной поверхностью под подшипник. Поверхность обрабатывается с допуском к6 и шероховатостью Ra = 1.25 мкм.

Пятая ступень длиной 87 мм, диаметром 55 мм имеет шпоночный паз 16х10х80. Обрабатывается с допуском n7 и шероховатостью Rа = 0.8 мкм, имеет фаску 1.6х45(.

В качестве конструкционных баз выбираем поверхности 1 и 4, так как они являются посадочными поверхностями под подшипник и определяют положение вала в сборочной единице. Поэтому к ним предъявляются повышенные требования.

Для шпоночных пазов назначаем шероховатость для основания Rа = 6,3 и для боковых поверхностей Ra = 3,2.

Необходимо при изготовлении детали выдерживать допуски формы и расположения.

Допуск цилиндричности для поверхностей 1 и 4 (O 70 k6), 4 (O70 р6) согласно [1,стр. 394 табл. 22,4] принимаем ,

где t – допуск размера поверхности. Согласно [1,срт 452, табл.24,2] принимаем t = 19 мкм для поверхностей 1, 4, 5.

.

Принимаем Т/o/ = 0,01 мм.

Допуск соосности:

для поверхности 1 и 4 (O 55 k6) согласно [1,стр. 394 табл. 22,4] принимаем

Т( = 0,1•В1•Ттабл ,

где В1 – длина посадочной поверхности,

Ттабл = 4 мкм – допуск соосности для радиального подшипника с короткими цилиндрическими роликами.

Для поверхности 1: Т( = 0,1•48•1 = 4.8 мкм. Принимаем Т( = 0,02 мм.

Для поверхности 4: Т( = 0,1•48•1 = 4.8 мкм. Принимаем Т( = 0,02 мм.

для посадочной поверхности 3 (O80 р6) согласно [1 ,стр. 394 табл. 22,4] при 7 степени точности для зубчатого колеса с делительным диаметром

d = z • m = 90 • 4.5 = 405 мм принимаем согласно [1,стр. 398 табл. 22,7] 7 степень точности допуска соосности, назначаем согласно [1,стр. 398 табл. 22,6] Т( =0,04 мм.

для поверхности 5 (O55 n6) нет необходимости задавать допуск соосности, так как частота вращения вала не превышает 1000 мин-1.

Допуск перпендикулярности поверхности, в которую упирается подшипник, установленный на ступени 1, задаем согласно рекомендациям книги [1,стр. 394 табл. 22,4]. Степень точности допуска при базировании шариковых подшипников принимаем равной 7. На диаметре d2 = 90 мм принимаем

Т+ = 0,025 мм. согласно [1,стр. 399 табл. 22,8]

Допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов определяем в соответствии с рекомендациями книги [1,стр. 394 табл. 22,4]

Т// = 0,5 • tшп , Т? = 2 • tшп ,

где tшп – допуск ширины шпоночного паза.

Для шпоночного паза 22Р9 tшп =0.044 мм. согласно [1,стр. 452 табл. 24,2]:

Тогда для шпоночного паза 1-ой (22Р9)

Т// = 0,5 • 0,044 = 0,022,

Т? = 2 • 0,043 = 0,088.

Принимаем Т// = 0,025 и Т? = 0,08 соответственно.

Для шпоночного паза 16Р9 tшп = 0,04 мм.

Тогда для шпоночного паза 5-ой (16Р9)

Т// = 0,5 • 0,04 = 0,02,

Т? = 2 • 0,04 = 0,08.

Принимаем Т// = 0,02 и Т? = 0,08 соответственно.

2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали

1-я ступень: ступень под МУВП. Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем фаску 1.6х45? резцом Т15к6 с углом в плане 45?.Фрезеруем концевой фрезой шпоночный паз длиной 80 мм. Радиус закругления резца с углом в плане 90? при получистовом обтачивании обеспечивает галтель радиусом 1.6 мм.

2-я ступень: посадочное место под войлочное уплотнение. Из требований к шероховатости, согласно [1], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование.

3-я ступень: посадочное место под подшипник. Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7- для подшипника, применяется окончательное шлифование.

4-я ступень: посадочное место под зубчатое колесо. Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем скос 28х5? резцом Т15к6 с углом в плане 45?. Фрезеруем концевой фрезой шпоночный паз длиной 80 мм.

5-я ступень: поверхность O90 с квалитетом h14 не будет использоваться в качестве технологической базы, так как она не является рабочей. Rz = 80, метод обработки – токарная (черновое обтачивание).

6-я ступень: посадочное место под подшипник. Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем фаску 1.6х45? резцом Т15к6 с углом в плане 45?.

Шпоночные пазы на рассматриваемом валу получают фрезерованием. Галтели и фаски получаем точением на токарном станке. Торцы вала подрезаются «начисто». Обработка нерабочих поверхностей вала – обтачивание черновое.

1-ая ступень: O55n7,  , финишная обработка – окончательное шлифование;

2-ая ступень: O70h10,  , финишная обработка – окончательное шлифование;

3-ая ступень: O70k6,  , финишная обработка – окончательное шлифование;

4-я ступень: O80p6,, финишная обработка – окончательное шлифование;

5-ая ступень: O90h14,, финишная обработка – черновое обтачивание;

6-ая ступень: O70k6,  , финишная обработка – окончательное шлифование.

3. Выбор способа установки детали на технологических операциях

Определим средний диаметр детали по формуле:



где n – число конструктивных элементов,

,  – диаметр и длина конструктивного элемента,

L – длина детали.



Определим коэффициент жёсткости заготовки:



Так как 4<Кж<12, то применяем установку в центрах.

Для обработки детали в центрах необходимо выбрать вид и типоразмер центровых отверстий.

В соответствии с [2] принимаем центровые отверстия типа В ГОСТ 14034-74 (рисунок 2). Такие центровые отверстия являются базой для многократного использования и сохраняются в готовых изделиях.



Рисунок 2. Центровое отверстие.

Исходя из максимального диаметра вала 110 мм, выбираем центровые отверстия с защитной фаской В 10 ГОСТ 14034-74 размерами L = 12,8 мм и d = 10 мм. С углами фасок 600 (для рабочей) и 1200 (для защитной).

4. Выбор вида и определение размеров заготовки

При единичном типе производства, для изготовления детали типа вал, не имеющей существенных перепадов диаметра, рациональной является заготовка из круглого сортового проката ( ГОСТ 2590-88), обычной точности прокатки В.

Исходя из рекомендаций [4], при максимальном диаметре детали 90 мм и при l/dmax = 4 диаметр заготовки принимаем равный 95 мм. Материал детали – сталь 45.

Из реально выпускаемого сортового проката выбираем сталь горячекатаную круглую ГОСТ 2590-88 обычной точности прокатки (В)

d = 95. Допуск сотавляет TD = 1.8 .

Определяем длину заготовки



где zт.о = 3мм [5] – припуск на торцевую обработку,

lд – длина детали.

5. Составление укрупненного маршрута изготовления детали

005Заготовительная

Отрезать заготовку от проката круглого сечения обычной степени точности длиной 361 мм и диаметром 95.

010Термическая-1

Подвергнуть заготовку улучшению до НВ 190…230 сталь 45.

015Токарно-винторезная

Выполнить обработку торцов в размер 355h14 и сверлить два центровых отверстия В 10 ГОСТ 14034-74. За несколько технологических проходов выполнить черновую и получистовую обработку по формированию контура детали. Проточить канавки на поверхности 5. Снять фаски для

d = 55n7, d = 70k6

020Круглошлифовальная

Выполнить предварительную и окончательную шлифовальную обработку поверхностей 1, 3, 5.

025Фрезерная

Фрезеровать два шпоночных паза на поверхности 1 длиной 80 мм, на поверхности 3 длиной 80 мм.

030Шлифовальная

Шлифовать окончательно шейку вала под уплотнение d = 70h8 по длине 40 мм, обеспечивая шероховатость Ra = 0,8.

035Моечная

Почистить деталь от загрязнений.

040Контрольная

Произвести контроль детали по условиям рабочего чертежа.

6. Разработка операций по формированию контура детали

6.1. Расчёт количества переходов обработки резанием для достижения заданной точности каждого конструктивного элемента детали.

Заготовка: прокат круглый сталь O95, Тз=1.8 , квалитет заготовки КВз=16.

Коэффициент ужесточения:



Число стадий механических обработок:



Найдём число стадий обработки по каждому конструктивному элементу.

Коэффициент ужесточение точности:

( 55 n7 

(70h10 

(70k6 

(90h14

(80р6

(70k6 

Число стадий обработки:

(55 n7 Принимаем m1 = 4.

(70h10  Принимаем m2 = 3.

(70k6  Принимаем m3 = 4.

(90h14 Принимаем m4 = 1.

(80р6 Принимаем m5 = 4.

(70k6  Принимаем m = 4.

6.2. Расчет точности промежуточных размеров заготовки по каждому конструктивному элементу.

Расчет точности промежуточных размеров осуществляется по квалитетам. Распределение шагов квалитетов в последовательной обработке резанием описывается законом убывающей арифметической прогрессии. На промежуточные размеры стадий механической обработки для деталей типа вал, назначается отклонение типа h.

Определим точность заготовки по каждой стадии механической обработки для каждой поверхности (таблица 1).

Таблица 1.

Расчёт квалитетов по стадиям обработки. Для поверхности 6 ((70h10 ). КВз = 16; КВд = 8; ?КВ = 16 – 8 =8  № Вид обработки Квалитет КВ Приращение ?КВ   Заготовка 16   1 Обтачивание черновое 12 4  2 Обтачивание получистовое 9 3  3 Шлифование окончательное 8 1  Для поверхностей 3 ((70k6), 5 ((80р6), 6((70k6) и 1( 55 n7.КВз = 16; КВд = 6; ?КВ = 16 – 6 =10  № Вид обработки Квалитет КВ Приращение ?КВ   Заготовка 16   1 Обтачивание черновое 12 4  2 Обтачивание получистовое 9 3  3 Шлифование предварительное 7 2  4 Шлифование окончательное 6 1  Для поверхности 4 ((90h14). КВз = 16; КВд = 14; ?КВ = 16 – 14 =2   Заготовка 16   1 Обтачивание черновое 14 2  Для поверхности 1(55n7 КВ = 16; КВ = 7; КВ = 9   Заготовка 16   1 Обтачивание черновое 12 4  2 Обтачивание получистовое 9 3  3 Шлифование предварительное 8 1  4 Шлифование окончательное 7 1  

6.3. Расчет величины промежуточных размеров заготовки по каждому конструктивному элементу.

При выборе припусков на обрабатываемые поверхности будем отталкиваться от принятых в практике примерных процентных отношений между общим припуском и припуском на черновую, получистовую, чистовую и окончательную обработки, выбираемых из таблицы [2, Ч2., стр.13, табл.П1].

Исходя из этого условия и анализа требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, для удобства все данные сведём в таблицу. Так как тип производства единичный, то припуски по стадиям обработки 2zi будем брать из таблиц [3, глава 16, с. 582 – 608].

Расчет производим по формуле:

di-1 = di + 2zi,

где di-1 – размер на предшествующем переходе;

di – размер на текущем переходе;

2zi – табличное значение припуска на текущую обработку.

dисх = dдмах.

Результат расчета сводим в таблицу 2.

Таблица 2.

Назначение промежуточных размеров по стадиям обработки. 1/№ Стадия обработки Расчет промежуточных размеров Характеристика размеров    Исходный размер 2zi Предельное отклонение Величина Ra (Rz)  1 2 3 4 5 6 7  Для поверхности 1( 55 n7  4 Шлифование окончательное 55,037 0,06 n7  55  Ra0,8  3 Шлифование предварительное 55,097 0,1 h8 55,097 Ra1,25  2 Обтачивание получистовое 55,197 0,5 h 9 55,2 Rz40  1 Обтачивание черновое 55,697 2.2 h12 55,7 Rz80  0 Заготовка 57,897 -  58() Rz160  Для поверхности 2 ((70h10 ).  3 Шлифование окончательное 70 0,06 h8 70 Ra0,4  2 Обтачивание получистовое 70,06 0,5 h9 70,06 Rz40  1 Обтачивание черновое 70,56 2.2 h12 70,56 Rz80  0 Заготовка 72,76 -  71,9() Rz160   1 2 3 4 5 6 7  Для поверхностей 3 ((70k6) и 6((70k6).  4 Шлифование окончательное 70,023 0,06 k6 70 Ra0,8  3 Шлифование предварительное 70,083 0,1 h7 70,083 Ra1,25  2 Обтачивание получистовое 70,183 0,5 h9 70,18 Rz40  1 Обтачивание черновое 70,683 2.2 h12 70,68 Rz80  0 Заготовка 72,883 -  72() Rz160  Для поверхности 5 ((80р6 )  4 Шлифование окончательное 80,044 0,06 р6 80 Ra0,8  3 Шлифование предварительное 80,104 0,1 h7 80,104 Ra1,25  2 Обтачивание получистовое 80,204 0,5 h9 80,2 Rz40  1 Обтачивание черновое 80,704 2.2 h12 80,7 Rz80  0 Заготовка 82,904 -  83() Rz160  Для поверхности 4((90h14).  1 Обтачивание черновое 90 2.2 h14 90 Rz80  0 Заготовка 92.2 -  91.8  Rz160  

Выполним проверку, исходя из условия, что расчетный минимальный диаметр заготовки, должен быть меньше фактического минимального диаметра заготовки.



d = 91.8 – 1,7 = 90,1 мм;

d=95 – 1,7 = 93,3 мм.

Проверка выполняется (90,1 <93,3). Расчетный размер находится в теле заготовки. Выбираем заготовку d = 95

7. Составление плана токарной и шлифовальной обработок детали.

Характеристика токарного станка.

Расчет выполним, исходя из характеристик станка 16К20[7]:

1. Мощность электродвигателя главного движения вращения шпинделя –

10 кВт.

2. Максимальный диаметр заготовки – до 400 мм.

3. Максимальная длина заготовки – 1400 мм.

4. КПД привода ? = 0,75

5. Мощность вращения шпинделя Nшп = 7,5 кВт

6. Частота вращения шпинделя – 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 56; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 860; 1000; 1250; 1600 об/мин.

7. Продольная подача суппорта резца Sпродол – 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2,2; 2,8 мм/об.

8. Поперечная подача Sпопер = 0,5 Sпродол.

Характеристика шлифовального станка.

Выбираем круглошлифовальный станок 3Б151[7]:

1. Мощность привода 7 кВт.

2. Наибольший диаметр и длина шлифуемой поверхности 180х630(800)мм.

3. Частота вращения 63 – 400 об/мин.

4. Скорость продольного перемещения рабочего стола 0,1 –0, 6 м/мин.

6. Поперечная подача 0,0025 – 0,05 мм/об с шагом 0,0025 мм/об.

7. Непрерывная подача при врезном шлифовании 0,1 – 2 мм/мин.

Расчёт глубины резания при черновой токарной обработке.
Глубину резания для технологического перехода рассчитываем по формуле:

,

и сравниваем полученное значение с предельно допустимым для данного диаметра:

если обработка осуществляется за один переход,

если обработка осуществляется за несколько технологических переходов.

В соответствии с рекомендациями [2] назначаем в зависимости от значения коэффициента жесткости Кж.

Принимаем , так как Кж = 6,08 < 9;

t ? [t]d – условие выполнения обработки по диаметрам.

  t – глубина резания.

 n – число рабочих ходов.

Для рассматриваемого технологического перехода будем назначать подачу инструмента, исходя из условия не превышения допустимой мощности резания [N] = 7,5 кВт.

а) для установа В:

(55,7





 – обработка по диаметрам невозможна.

(70,56





 – обработка по диаметрам невозможна.

(80,7





 – обработка по диаметрам возможна. Принимаем 2 технологических прохода. Анализ по [N] = 7.5 кВт: при

t = 3.6 мм, S = 0,3 мм/об, мощность резания будет равна N = 5.9 кВт.

принимаем n = 2.

(55,7





 – обработка по диаметрам невозможна.

(70,56





 – обработка по диаметрам возможна.Анализ по [N] = 7,5 кВт: при

t = 5,07 мм, S = 0,25 мм/об, мощность резания будет равна N = 6.5 кВт.

 принимаем n = 1.

(55,7





 – обработка по диаметрам невозможна. Принимаем 2 технологических прохода. Анализ по [N]=7.5 кВт : при t= 3.72 мм, S= 0.3мм/об, мощность резания будет равна N=5.9 кВт.

Таким образом, план обработки на установ В имеет вид:

1. Установить, закрепить, снять заготовку.

2. Обточить начерно в размер 1 на длине 8.

3. Обточить начерно в размер 2 на длине 7.

4. Обточить начерно в размер 4 на длине 5.

5. Обточить начерно в размер 3, обеспечивая размер 6.

б) для установа Г:

(70,56





 – обработка по диаметрам невозможна.

(90







Принимаем 1 технологических прохода с глубиной резания .

Анализ по [N] = 7,5 кВт: при t = 2.5 мм, S = 0,5 мм/об, мощность резания будет равна N = 6,5 кВт

(70,56





 – обработка по диаметрам невозможна. Принимаем 2 технологических прохода. Анализ по [N]=7.5кВт: при t=4.86мм, S=0.25мм/об, мощность резания будет равна N=6.5кВт.

Таким образом, план обработки на установ Г имеет вид:

1.Переустановить заготовку.

2. Обточить начерно в размер 1 на длине 4.

3. Обточить начерно в размер 2 на длине 3.

8. Выбор и расчет режимов резания с оценкой затрат мощности на самый нагруженный переход токарной и шлифовальной обработок.

Режимы резания рассчитывают или выбирают таким образом, чтобы обеспечить требуемое качество обработки при наивысшей производительности труда и наименьшей себестоимости технологического процесса.

Токарно-винторезная операция.

Расчёт режимов резания осуществляется для конкретных переходов в последовательности установленной планом токарной обработки.

Согласно [7] выбираем резец Т15К6 из твердого сплава.

Согласно[7] выбираем станок 16К20:

1. Мощность электродвигателя главного движения вращения шпинделя –

10 кВт.

2. Максимальный диаметр заготовки – до 400 мм.

3. Максимальная длина заготовки – 1400 мм.

4. КПД привода ? = 0,75

5. Мощность вращения шпинделя Nшп = 7,5 кВт

6. Частота вращения шпинделя – 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 56; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 860; 1000; 1250; 1600 об/мин.

7. Продольная подача суппорта резца Sпродол – 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2,2; 2,8 мм/об.

8. Поперечная подача Sпопер = 0,5 Sпродол.

015 токарно-винторезная

Определим скорость резания:

,

где Сv , X, Y, m – расчетные коэффициенты, определяемые согласно [7].

Т – расчётная стойкость резца. Т = 60 мин;

t – глубина резания;

для чернового обтачивания принимаем значение глубины резания из пункта 7.

для получистового обтачивания: мм.



S – подача;

для чернового обтачивания принимаем значение подачи из пункта 7.

для получистового обтачивания: ,

где Ks – коэффициент корректировки подачи.

Согласно [2] принимаем Ks = 0,45 для сталей с ?в = 500…700 МПа

(?в = 650 для стали 45).

 – табличное значение подачи. Согласно [7] принимаем , при радиусе при вершине резца 1.6 мм.

мм/об. Принимаем S = 0,4 мм/об.

Kv – поправочный коэффициент,

,

где  – коэффициент, учитывающий материал заготовки.

Согласно [7] ,

где КГ – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.

Принимаем согласно [7] = 1.

 – предел прочности. Принимаем согласно [7]  = 650 МПа.

nv – показатель степени. Принимаем согласно [7] nv = 1;

.

 – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания. Принимаем согласно [7]  = 0,9 для проката для первого перехода; для последующих переходов = 1.

 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Принимаем согласно [7] = 1(для твердого сплава Т15К6).

 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане.

Принимаем согласно [7] :

K? = 1 при ? = 45? – для чернового обтачивания.

K? = 0,7 при ? = 90? – для получистового обтачивания.

Согласно полученным данным, рассчитываем коэффициент Кv для

разных видов обработки:

Кv = 1,15 • 0,9 •1 • 1 = 1,04 – при черновом обтачивании для первого

перехода.

Кv = 1,15 • 1 • 1 • 1 = 1,15 – для последующих переходов при черновом

обтачивании.

Кv = 1,15 • 1 •1 • 0,7 = 0,81 – при получистовом обтачивании.

Определим частоту вращения:

.

Полученное значение принимаем согласно частоте вращения шпинделя.

Необходимые значения для расчета скоростей резания по токарно-винторезной обработке из п.7 сведены в таблице 3

Таблица 3.

Расчеты режимов токарно-винторезной операции. Диаметр

поверх-ности,

мм Сv Показатели

степени T,

мин t,

мм S,

мм/об Кv V,

м/мин Расчет-ное

значе-ние n,

мин-1 Прин-ятое

значе-

ние n,

мин-1

   X Y m         Установ В (черновое обтачивание)  (80.7 420 0,15 0,2 0,2 60 3,6 0,3 1,15 223,5 882 860  (70,68 350 0,15 0,2 0,2 60 5,07 0,25 1,15 207,7 936 1000  (55,7 350 0,15 0,2 0,2 60 3,72 0,3 1,15 185.4 1060 1000  Установ Г (черновое обтачивание)  (90 420 0,15 0,2 0,2 60 2,5 0,5 1,04 192.8 682 630  (70,56 350 0,15 0,2 0,2 60 4,86 0,25 1,15 184.7 833 860  Установ Г (получистовое обтачивание)  (70,18 420 0,15 0,2 0,2 60 0,25 0,4 0,81 221,8 1006 1000  Фаска 420 0,15 0,2 0,2 60 2,5 0,4 0,81 157,1 624 630  Канавка 420 0,15 0,2 0,2 60 0,5 0,4 0,81 199.9 794,4 860  Установ Д (получистовое обтачивание)  (55,2 420 0,15 0,2 0,2 60 0,25 0,4 0,81 221,8 1279 1250  (70,18 420 0,15 0,2 0,2 60 0,25 0,4 0,81 221,8 1006 1000  (80 420 0,15 0,2 0,2 60 0,25 0,25 1,15 223.5 882 860  Фаска 420 0,15 0,2 0,2 60 2,5 0,4 0,81 157,1 624 630  Мощность резания при токарной обработке для наиболее нагруженного технологического перехода:

Для поверхности 3: 



? – фактическая скорость резания, 





 частота вращения шпинделя, выбранная по характеристике станка.

 тангенцальная составляющая силы резания.



где: , X, Y, П – расчетные коэффициенты, значения которых зависят от обрабатываемого материала, стадии обработки и материала резца.

 корректирующий коэффициент, кчитывающий особенности обработки;



Согласно 9 принимаем:

, , не учитывается,

n

n = 0,75 при 

0,75 = 0,9;

;

 X = 1, Y = 0,75, n = -0,15;





Шлифовальная операция.

Расчёт режимов шлифования выполним, исходя из характеристик шлифовального станка 3Б151:

1. Диаметр и толщина шлифовального круга – 600мм и 63мм;

2. Частота вращения детали – 63…400  (регулирование бесступенчатое);

3. Скорость продольного перемещения рабочего стола – 0,1…0,6 м/мин (регулирование бесступенчатое);

4. Поперечная подача шлифовального круга – 0,0025…0,05 мм за 1 ход рабочего стола с шагом 0,0025 мм;

Таблица 4.

Дискретные значения подач шлифовального круга станка 3Б151 (мм/об). 0,0025 0,015 0,0275 0,04  0,005 0,0175 0,03 0,0425  0,0075 0,02 0,0325 0,045  0,01 0,0225 0,035 0,0475  0,0125 0,025 0,0375 0,05  5. Непрерывная подача шлифовального круга при врезном шлифовании – 0,1…2 мм/мин (0,0005…0,01 мм/об.);

6. Мощность электродвигателя привода шлифовального круга – 7кВт.

Расчёт выполняем в следующей последовательности:

Согласно [7] назначаем следующий режим шлифования:

1. Скорость вращения шлифовального круга Vк = 30 м/с;

2. Скорость вращения заготовки:

для предварительного шлифования Vз = 12 м/мин;

для окончательного шлифования Vз = 15 м/мин

3. Подача шлифовального круга:

для предварительного шлифования

s = (0,3…0,7) • В = (0,3…0,7) · 63 = 18,9…44,1 мм/об, где В – ширина шлифовального круга.

Принимаем s = 20 мм/об;

для окончательного шлифования

s = (0,2…0,4) В = (0,2…0,4) · 63 = 12,6…25,5 мм/об.

Принимаем s = 14 мм/об;

4. Число рабочих ходов.

Так как за один проход, согласно [7] снимается:

для предварительного шлифования t = 0,01 мм, то необходимое число рабочих ходов шлифовального круга:



для окончательного шлифования t = 0,005 мм, то необходимое число рабочих ходов шлифовального круга:



5. Частота вращения заготовки



6. Частота вращения шлифовального круга



7. Проверка шлифовального станка по мощности:



где СN , r, x, y, q – поправочный коэффициент и показатели степени.

Принимаем согласно [7]:

СN = 1,3; r = 0,75; x = 0,85; y = 0,7; q = 0 при поперечной подаче на двойной ход с использованием шлифовального круга с зернистостью 40 – 50 и твердостью СМ1 – СМ2.

Если условие N < [N] = 7 кВт соблюдено, то проверка выполняется.

Все полученные значения сведены в таблице 5.

Таблица 5.

Расчеты режимов шлифовальной обработки. Диаметр

поверхности,

мм Vк ,

м/с Vз ,

м/мин S,

мм t,

мм I nз ,

мин-1 Расчетная

мощность N , кВт [N] ,

кВт  Предварительное шлифование  (55,097 30 12 20 0,01 5 44,9 1,36 7  (70,083 30 12 20 0,01 5 40,2 1,36 7  (80,104 30 12 20 0,01 5 36,36 1,36 7  Окончательное шлифование  (55 30 15 14 0,005 6 56,2 0,69 7  (70 30 15 14 0,005 6 53 0,69 7  (80 30 15 14 0,005 6 50,3 0,69 7  (70 30 15 14 0,005 6 53 0,69 7  

9. Определение затрат времени на токарную и шлифовальную обработки

9.1. Токарно-винторезная операция

Расчёт затрат времени выполним для каждого технологического перехода в соответствии с картой эскизов.

Для токарной обработки штучно-калькуляционное время:

 согласно [4]

где Тшт – время, непосредственно затрачиваемое на обработку детали.

 , согласно [4]

где Кд – коэффициент учета дополнительных затрат времени

Согласно [4] принимаем:

- для токарной обработки Кд = 0,07;

- для шлифования Кд = 0,09;

tоп – оперативное время (для одного установа).

, согласно [4];

где - время, затрачиваемое на установку, закрепление и снятие заготовки.

кг 

- вспомогательное время, связанное с конкретным технологическим переходом

=0,25- для черновой обработки; =0,4- для получистовой обработки;

- затраты времени на перемещение инструмента в i-том технологическом переходе, при котором происходит обработка поверхности.

,

где lп.и.i – длина перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности;

lп.и. = l + t.

Тп.з. – подготовительно-заключительное время.

Согласно [4] принимаем Тп.з. = 20 мин;

N – число деталей в партии, N = 1.

Все полученные значения расчетов по определению затрат времени на токарную обработку сведены в таблице 6.

Таблица 6

Расчет затрат времени токарной обработки Деталь - вал  Наименование операции 015 Токарно-винторезная    

Заготовка  Круг В-115 ГОСТ2590-88

сталь 45 ГОСТ 1080-88  Оборудование Токарно-винторезный 16К20  D L t s n Твсп Тосн Топ Тшт. Тшт.к.  мм мм мм мм/об об/мин мин мин мин мин мин  - Установ В (черновое обтачивание) Т=0,76 9.01 29.01  O80.7 91,8 3.6 0,3 860 0,25 0.35 2.63    O55.7 78.8 3.72 0.25 1000 0.25 0.31     O70.68 116,1 5.07 0.25 1000 0.25 0.46     - Установ Г (черновое обтачивание)Т=0,76    O90 12 3.5 0.25 630 0.25 0.07 1.48    O70.68 37,6 4.86 0.25 1000 0.25 0.15     - Установ Г (получистовое обтачивание)    O70.18 48 0.25 0.4 860 0.4 0.13 1.34    Канавка 3 0,5 0.4 860 0.4 0.01     Фаска 1.6 2,5 0.4 630 0.4 0,006     - Установ Д (получистовое обтачивание)Т=0,76    O70.18 114 0,25 0,4 860 0.4 0,33 2.976    O55.2 87 0.25 0.4 1250 0.4 0.17     O80.2 106 0,25 0,4 860 0.4 0,30     Фаска 1.6 2,5 0.4 860 0.4 0,006     

9.2. Шлифовальная операция

Для шлифовальной обработки согласно [2] принимаем Кд = 0,09;

,

где :1,2 – применяется для предварительного шлифования,

1,4 - применяется для окончательного шлифования;

l – длина шлифуемого элемента.

Все полученные значения расчетов по определению затрат времени на шлифовальную обработку сведены в таблице 7.

Таблица 7

Расчет затрат времени шлифовальной обработки Деталь - вал  Наименование

операции 

025 Круглошлифовальная    

Заготовка  Круг В-115 ГОСТ2590-88

сталь 45 ГОСТ 1080-88  Оборудование шлифовальный 3Б151  D L t s n Твсп Тосн Топ Тшт. Тшт.к.  мм мм мм мм/об об/мин мин мин мин мин мин  - Установ Б (шлифование предварительное, окончательное)Т=0,76 11,76 31,76  O70.083 48 0,01 20 40,2 0,25 0,35 8,19    O70.083 114 0,01 20 40,2 0,25 0.85     O80.104 106 0,01 20 36,36 0,25 0.88     O70 48 0,005 14 53 0,45 0,38     O70 74 0,005 14 53 0,45 0,6     O70 40 0,005 14 53 0,45 0.92     O80 106 0,005 14 50,3 0,45 0,9     - Установ А ( шлифование предварительное, окончательное )Т=0,76    O55.097 87 0,01 20 44,9 0,25 0.68 2,8    O55 87 0,005 14 56,2 0,45 0.66     

10. Заключение.

В ходе курсовой работы был разработан технологический процесс на изготовление детали – ступенчатый вал. Оформлена технологическая документация на операции и переходы применяемые в ходе получения детали. Установлены и применены в ходе разработки технологического процесса основные принципы и приёмы используемые при обработке металлов резанием. Составлен план токарной и шлифовальной обработок детали. Выполнен расчет режимов резания, проведена оценка затрат мощности.

Процесс изготовления детали проходит на двух станках:

1. На токарно-винторезном станке 16К20 при помощи твердо сплавного инструмента – резца Т15К6.

2. На круглошлифовальном станке 3Б151 при помощи шлифовального круга.


Список используемой литературы.

П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов «Конструирование узлов и деталей машин» - М.: «Академия» 2003 г.

Проектирование технологических процессов изготовления деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Ч. 1, 2. Методические указания к курсовому проектированию. – М.: МИИТ, 2008.

«Обработка металла резанием. Справочник технолога» - М.: «Машиностроение» 1989 г.

«Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технологического нормирования работ на металлорежущих станках» ч.1 – М.:«Машиностроение» 1974г.

Справочник конструктора-машиностроителя, т.1. Анурьев В.И., М.: «Машиностроение», 2001 г.

Интернет-ресурсы:

http://эссе.рф - сборник не проиндексированных рефератов. Поиск по рубрикам и теме. Большинство текстов бесплатные. Магазин готовых работ.