Изготовление конического зубчатого колеса


	Загрузить архив:
	Файл: 240-1412.zip (581kb [zip], Скачиваний: 101) скачать

20. Маршрут обработки конического зубчатого колеса прямозубого

Размеры, мм

Опе-рация	Содержание или наименование операции	Станок, оборудование	Оснастка
005	Отрезать заготовку	Абразивно-отрезной 8Б262	Тиски
010	Кузнечная
015	Термическая обработка
020	Подрезать торцы Æ60Æ32Н7 и Æ87.66/Æ66 предварительно. Точить поверхность Æ60 предварительно. Сверлить, зенкеровать, развернуть отверстие Æ32Н7 предварительно. Расточить и точить фаски.	Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141	Трех кулачковый патрон
025	Подрезать торец Æ87,66/Æ32Н7. Точить поверхность Æ87,66 предварительно.	Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141	Трех кулачковый патрон
030	Протянуть шпоночный паз В=10j_s9 окончательно.	Горизонтально-протяжной 7512	Жесткая опора
035	Опилить заусенцы на шпоночном пазе	Вибробункер
040	Подрезать торец Æ 60/Æ32Н7 предварительно, торец Æ87,66/Æ60 и точить поверхность Æ60, Æ87,66 окончательно.	Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141	Трёхкулачковый патрон
045	Подрезать торец Æ87,66/Æ32Н7 предварительно	Токарный с ПУ КТ141	Трёхкулачковый патрон.
050	Контроль
055	Строгать 35 зубьев (m=2,5) под шлифование	Зубострогальный 5Т23В	Оправка
060	Зачистить заусеницы на зубьях	Вибробункер
065	Шлифовать торец Æ60/Æ32Н7 окончательно и отверстие Æ32Н7 окончательно	Внутришлифовальный	Трёхкулачковый патрон
070	Шлифовать торец Æ87,66/Æ32Н7 окончательно	Плоскошлифовальный 3Б740	Магнитный стол
075	Шлифовать 35 зубьев (m=2,5) окончательно	Зубошлифовальный 58П70В	Оправка
080	Промыть деталь	Моечная машина
085	Технический контроль
090	Нанесение антикоррозионного покрытия

Содержание работы

Деталь : коническое зубчатое колесо

1. Обосновать и выбрать способ получения заготовки. Определить припуски и допуски на механическую обработку, выбрать чертеж заготовки с указанием размеров и предельных отклонений.

2. Определить последовательность и содержание технологических операции (составить план механической обработки с указанием эскизов установов, наименований операций и переходов)

3. Выбрать станки и станочные приспособления для всех операции.

4. Выбрать технологические базы и способы установки заготовки на станке.

5. Для трех операций выбрать режущий инструмент с маркой инструментального материала, геометрию параметров (угол заточки), привести расчёт режимов резания для трёх операций (токарная, сверильная , протягивание).

6. Спроектировать приспособление для металлорежущего станка и выполнить его чертёж.

7. оформить спроектированный технологический процесс в виде маршрутных карт и трех операционных карт для операций указанных в п. 5.

8. Составить пояснительную записку, отразив вопросы:

а). содержание задания;

б).выбор способа получения заготовки и определение её припусков и допусков;

в).расчёт режима резания согласно п. 5.

г).выбор режущего инструмента и проектирование одного из них;

д.).выбор приспособлений и проектирование одного из них;

е).список литературы .

Введение

Машиностроение, поставляющее новую технику отраслями народного хозяйства, определяет технический прогресс страны .Технологическая подготовка представляет собой часть производственного процесса. Её задачей является обеспечения технологичности конструкции изделия, разработке технологических процессов .

Разработка технологического процесса включает в себя: анализ исходных данных, выбор заготовки, выбор технических баз, составления маршрута обработки, разработку переходов, выбор оборудования и инструментов, определение режима резанияи т.д.

Выбор наиболее эффективных методов и средств изготовления детали, цель разработки технологического процесса.

Деталь : Коническое зубчатое колесо

Изготовлено из стали Ст 45 (ГОСТ 1050-74)

s_в 610 Мпа

200 НВ

Поскольку данное производство характеризуется малым объёмом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых не предусматривается, значит технологическое оборудование данного производства будет универсальным и на рабочем месте выполнятся будут разнообразные операции без их периодического повторения с использованием универсальной оснастки. Исходя из этого всего сказанного делается вывод о типе производства - единичное производство.

1. Выбор способа получения заготовки и опредиление её припусков и допусков.

Способ получения заготовки: Прокат

Припуски определяем по ГОСТ 7829-70

Припуски должны быть разделены на общие и межоперационные. Под общим припуском понимают припуск, снижаемый в течении всего процесса обработки данной поверхности - от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называют припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Припуск должен иметь размеры, обеспечивающие выполнение необходимой для данной детали механической обработки при удовлетворении установленных требованийк шероховатости и качеству поверхности металла и точности размеров деталей при наименьшем расходе материала наименьшей себестоимости детали.

При установлении размеров припусков на обработку указывают допустимое отклонение от них, т.е. допуски на размеры заготовки, т.к. получить заготовку точно установленных размеров невозможно.

При установлении размеров припусков на обработку указывают допустимые отклонения от них, т.е. допуски на размеры заготовки, т.к. получить заготовку точно установленных размеров невозможно.

Размер припуска зависит от толщены поверхностного поврежденного слоя, т.е. от толщены корки для литых заготовок, обезуглероженного слоя для проката, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин, пор, и пр., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей, зависящих от способа изготовления заготовки, её формы и размеров, способа обработки, геометрических погрешностей станка и других факторов .

В производственных условиях размеры припусков устанавливают на основании опыта; при этом используются различные нормативные таблицы, входами в которые являются геометрические размеры детали конструктивные формы, точность обработки и чистоты поверхности.

На рис. 1 показаны схемы расположения межоперационных припусков и допусков при обработке заготовок типа вала (рис. 1, а) и отверстия ( рис. 1б ).

Необходимо иметь в виду , что показанные на рис.1 . припуски являются наименьшими .

Из схемы рисунка следует , что общий припуск на обработку - Z₀ равен сумме наименьших межоперационных припусков и межоперационных допусков без допуска на определенную операцию

Z₀=Z₁+d₁+Z₂+d₂+Z₃

На практике размер заготовки (например вала) определяют:

B₁=B₆+Z₃+d₂+Z₂+d₁+Z₁=B₆+Z₀

Рис 1а. Рис 1б.

Условия обозначения :

B₁ - размер заготовки ( вала) ;

B₂ и B₃ -наибольший и наименьший предельныеразмеры операции;

B₄ и B₅ -то же, после второй операции;

B₆ и B₇ -то же, после третьей операции;

Z₁ и d₁ -межоперационный припуски допуск на первую операцию;

Z₂ и d₂ -то же, на вторую операцию;

Z₃ и d₃ - то же на третью операцию;

A₁ - размер отверстия в заготовке;

A₂ и A₃, A₄ и A₅, A₆ и A₇ - наименьшие и наибольшие предельные размеры отверстий после первой, второй и третьей операции соответственно. Имея в виду то, что B₆- это один из размеров детали, указанный в чертеже. Графическое построение поле припусков и допусков проводят в последовательности обратной последовательности обработки.

При проектировании технологического процесса межоперационные размеры определяют следующим образом.

Для вала :

B₄= B₆+Z₃+ d₂

B₂= B₆+Z₃+d₂+ Z₂+ d₁= B₆+ Z₁

Эти размеры и указывают в технологической документации, как предельные, которые должны быть получены в результате выполнения соответствующей операции(перехода).

Полученный размер заготовки (прутка) B₁ уточняют по сортометру, выбирая ближайший больший. Оринтеровочные значения общего припуска для проката характеризуются следующими средними данными.

Вид заготовки	Материал	Припуск на толщину дефектного слоя на сторону вмм.	Общий припуск на сторонувмм.
Прутковый металл	Сталь	0,5	1 - 2

То для максимально нагруженного размера получаем:

Æ86,66 + 1,4 + 1,0 = Æ89,06 мм ;

По ГОСТ 7417 - 75 находим ближайшую большую Æ 90 мм; следовательно для изготовления детали используем припуск :

круг

Для изготовления детали используем сталь 45 со следующими технологическими свойствами:

температура ковки , С ⁰ :начала 1250 , конца

700

свариваемость - трудно свариваемая .

способы сварки - ручная дуговая .

Необходим подогрев с последующей термообработкой .

К отпускной хрупкости не склонна .

Химический состав

Не более

0,42¸0,50

0,17¸0,37

0,50¸0,80

0,25

0,04

0,035

0,25

0,08

Назначение - изготовление вал - шестерён, коленчатыхи распределительных валов, шестерён, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулаков, и других нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, от которых требуется поверхностнаяпрочность.

Оборудование и инструмент для механической обработки заготовки.

Заданием предусмотрены для расчёта следующие операции:

токарная -Æ 90 до Æ60 мм

сверлильная - Æ 32 мм

протягивание шпоночного глазаB = 10j_r 9;

Согласно рекомендаций разработки «Методика расчётов режимов резания при механической обработке металлов« ( к. т. н. Моисеев В.В.) выбираем следующее оборудование:

А) Для токарной обработки токарно винторезный станок1М61со следующими параметрами:

Наибольший диаметр обрабатываемой детали - 320 мм

Расстояние между центрами 1000 мм

Число ступеней частот вращения шпинделя 24

Частота вращения шпинделя 12,5 - 1600 об/мин

Число ступеней подач суппорта 24 подача суппорта :

продольная - 0,08 - 1,9 мм/об

поперечная - 0,04 -0,95 мм/об

Мощность главного электро двигателя - 4 квт

КПДстанка - 0,75

Наибольшая сила подачи механизма подачи - 150 кг-с.

В качестве режущего инструмента для токарной обработки используем токарный проходной резец, прямой, правый .

Материал рабочей части- твердый сплавТ5К10, материал корпуса резца - сталь 45, сечение корпуса резца (державки) :

B ´H = 16 ´25мм

длинна резца - 150 мм

Геометрические параметры:

j= 60⁰g₁ = - 5⁰ a = 12⁰ ¦ = 0,6мм R = 6 мм

j₁= 15⁰ g= 15 ⁰ t= 0⁰ B = 2,5мм r = 1мм

Форма передней поверхности-радиусная с фаской

В качестве дополнительной оснастки для токарной обработки выбираем:

а ) патрон самоцентрирующийся трех кулачковый по

ГОСТ 2675 - 80; 7100 - 0005;

б ) оправку с разрезными цангами по

ГОСТ 31. 1066.02 - 85; 7112 - 1458;

Б) .Длясверления -вертикальносверильный станок 2Н135 со следующими параметрами:

наибольший условный диаметр сверления - 35 мм

вертикальное перемещение сверлильной головки - 250 мм

число ступеней частоты вращения шпинделя - 12

частота вращения шпинделя - 31,5 - 1400 об/мин число ступеней подач - 9

подача шпинделя - 0,1 ¸ 1,6 мм/об

крутящий момент на шпинделе - 40 кг-с/м

наибольшая допустимая сила подачи - 1500 кг-с

мощность электродвигателя - 4 квт

КПД станка - 0,8;

В качестве режущего инструмента используем сверло спиральное из быстро режущей стали Р18: по ГОСТ 2092 - 772301 - 4157;

В качестве дополнительной оснастки используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14904 - 80 7200 - 0213;

В) Дляпротягивания:выбираем горизонтально - протяжной станокмодели7Б510 со следующими характеристиками :

номинальное тяговое усилие - 10000 кг-с

длинна рабочего хода ползуна - 1250 мм

диаметр отверстия под планшайбу в опорной плите - 150 мм

размер передней опорной плиты - 420 мм

пределы рабочей скорости протягивания - 1¸9 м/мин

мощность главного электродвигателя - 17 кВт

КПД станка - 0,9;

В качестве режущего инструмента используем протяжку: по ГОСТ 24820 - 81;

В качестве дополнительного оборудования (оснастки) используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14.904 - 80 7200 - 0213;

Г) Выбор измерительного инструмента:

Измерительный инструмент - это техническое устройство, используемое при измеренияхи имеющие нормированные метрологические свойства. При выборе измерительного инструмента учитываются формы контроля (сплошной или выборочный масштаб производства, конструктивные характеристики детали, точность её изготовления ).

В соответствии с линейными размерами нашей детали:

максимальный измеряемый диаметр - D_{1 max}= 90 мм

минимальный измеряемый диаметр - D_min = 32 мм

максимальный линейный размер - L_max = 38,0 мм

минимальный линейный размер - L_min= 10 мм

и классом точности размеров (смотри выше) - 5

В качестве основного измерительного инструмента выбираем: Штангенциркуль.

ШтангенциркульШ Ц - 1 поГОСТ 166 - 80с ценой делений0,1 мм.

Для измерения диаметра отверстий шпоночного паза выбираем нутромеры индикаторные:

тип параметры	НИ - 50 М	НИ - 18


диапазон измерений цена деления допускаемая погрешность глубина измерения	18 ¸ 50 мм 0,01мм ±0,012 мм 150мм	10 ¸ 18 мм 0,01мм ±0,012мм 130мм

Для измерения параметров зубчатого колеса выбираем универсальный прибор для измерения зубчатых колёс по ТУ - 2 - 034 - 544 - 81 типа ЗИП - 1 со следующими характеристиками:

Модуль 1 - 8;

Диаметр делительной окружности20 - 320 мм ;

Степень точности 6

Цена деления 0,001 мм;

Допускаемая погрешность 0,0035 мм

1. Расчет режимов резания.

Расчет режима резания при токарной обработке.

Деталь - коническое зубчатое колесо . Материал сталь 45;

s_в = 61 кг-с/ мм² ;

Режущий инструмент- токарный проходной резец из быстрорежущейстали Т5К10, правый, стойкость резца- 90 мин .

Оборудование- токарно - винторезный станок1М 61

Необходимо рассчитать режим резания при токарной обработке цилиндрической поверхности с диаметраÆ 87,66 мм; до диаметраÆ 60 мм; по 5 классу, на длине 12 мм .

1) .Определяем припуск на механическую обработку и глубину резания :

мм

Учитывается что припуск до2мм срезается за один проход, принимаем i = 7, где i - число проходов, то;

мм

2. Назначаем подачу для первого точения: - 0,4 мм/об проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка1М 61:

S_ст = 0,08 ¸ 1,9мм/об

Z = 24 ( число ступеней подач )

S_max= S_min ´ j^{z
- 1} ;

;

Рассчитаем значение подач по ступеням :

S₁₀ = S₁´j⁹ =0,08 ´ 1,15⁹ = 0,28 мм/об

S₁₁ = S₁₀ ´j =0,28 ´ 1,15 = 0,32мм/об

S₁₂ = S₁₁´j = 0,32 ´ 1,15 = 0,368мм/об

S₁₃ = S₁₂´j = 0,368 ´ 1,15 = 0,423 мм/об

В качестве расчетной принимаем ближайшую меньшую :

S_p = S₁₂ = 0,368 мм/об

3) . Определяем расчётную скорость резания:

, где

K_v - поправочный кооэфициент, учитывающий реальные условия резания

; где

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала.

- поправочный коэффициент на материал режущей части инструмента.

Для Т5К10 = 0.65; (таб. 2)

= поправочный коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца:

Для Т = 90 мин. = 0.92 (таб. 3)

= поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок

(таб. 4) = 1.0

Находим:

- коэффициент зависящий от качества обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента;

Т - принятый период стойкости резца (Т = 90 мин)

Значения - находим по таблице 5, для стали при S > 0.3;

то ;

4. Определяем расчётную частоту вращения ;

, где D - диаметр детали.

;

По паспорту станка 1М61

= 12.5 об/мин;

= 1600 об/мин

Z = 24 (число ступеней вращения)

= ´;

Определяем частоту вращения по ступеням.

В качестве расчётной принимаем ближайшее меньшее значение

5. Определяем фактическую скорость резанья:

;

Основные режимы резания при точении:

t = 1.98 мин.

Sp = S₁₂ = 0.368 мм/об

= 116 м/мин

= = 422 об/мин

6. Проверяем выбранный режим по мощности, потребляемой на резание:

, где

Кр - поправочный коэффициент, где

- поправочный коэффицент на обрабатываемый материал, по таб. 6 находим

= 0.89 (sв = 61 кг-с/мм²)

- поправочный коэффициент на главный угол в плане резца (таб. 7)

= 1.0; (j = 45⁰);

То Кр = ´ = 0.89 ´ 1.0 = 0.89;

Значения находим по таблице 8

То

кг-с;

Определяем осевую составляющую силы резания ;

кг-с, =17.14 кг-с

По паспорту станка кг-с следовательно расчёт произведён верно.

7. Определяем эффективную мощность на резании Nэ;

квт

8. Определяем мощность потребляемую на резание.

КПД станка = 0.75

квт.

определяем коэффициент использования станка

где - мощность главного электродвигателя станка; N=4 квт (по паспорту)

9. Определяем технологическое (машинное) время

где L - расчётная длина обрабатываемой поверхности.

L = l + l₁ + l₂, где

l - действительная длина обрабатываемой поверхности; l = 12 мм;

l₁ - величина врезания

l₁ = t ´ ctgj = 1.98 ´ ctg45⁰ = 1.98 мм;

l₂ - выход инструмента;

l₂ = (2¸3) S_ст = 2 ´ 0.37 = 0.74 мм;

i = 7 (количество проходов)

L = l + l₁ + l₂ = 12 + 1.98 + 0.74 = 14.72 мм;

минут.

(Приложение) Операционная карта механической обработки : 010 ТОКАРНАЯ

Расчёт режима резания при сверлении

Деталь - заготовка конического зубчатого колеса. Материал - сталь 45: sв = 61 кг-с/мм²;

Станок вертикально сверлильный модели 2Н135; Сверло - спиральное из быстрорежущей стали Р18; Æ 30

1. Определяем глубину резания при сверлении:

15 мм

2. Подача при сверлении : S = 0.02 ´ = 0.02 ´ 30 = 0.6 мм/об;

Корректируем подачу по паспорту станка 2Н135;

S_пас= 0.1 ¸ 1.6 мм/об; Z =9;

S = 0.6, т.е. 0.1 < S < 1.6

Выбираем подачу по ступеням:

S_max = j^z-1 ´ S_min;

S₂ = 0.1 ´ 1.42 = 0.142 мм/об

S₃ = 0.142 ´ 1.42 = 0.202 мм/об

S₄ = 0.202 ´ 1.42 = 0.286 мм/об

S₅ = 0.286 ´ 1.42 = 0.406 мм/об

S₆ = 0.406 ´ 1.42 = 0.577 мм/об

S₇ = 0.577 ´ 1.42 = 0.820 мм/об

В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую

S_p = S₆ = 0.577 мм/об

3 . Определяем расчётную скорость резанья при сверлении

где

К_v = K_Lv´ K_Mv ´ K_H_v- поправочный коэффициент.

K_Lv- коэффициент, учитывающий глубину отверстия в зависимости от диаметра сверла. По таблице 9 находим K_Lv= 1.0;

K_Mv - коэффициент учитывающий влияние материала.

Для стали ; где a = 0.9 (таб. 10)

s_в = 61; ;

K_Mv - коэффициент учитывающий материал сверла.

Для сверла из быстрорежущей стали K_Mv = 1.0;

то К_v = K_Lv´ K_Mv ´ K_Mv = 1.0 ´ 1.14 ´ 1.0 = 1.14;

По табл. 11 находим для S > 0.2;

C_v = 9.8; b_v = 0.4; X_v = 0; Y_v = 0.7; m = 0.2;

м/мин;

4. Определяем расчётную частоту вращения шпинделя

По паспорту станка

n_min = 31.5 об/мин;

n_max = 1400 об/мин;

Z = 12; число ступеней вращения

n_max = n_min ´ j^z-1

Частота вращения по ступеням:

n₂ = n₁ ´ j = 31.5 ´ 1.41 = 44.42 об/мин;

n₃ = n₂ ´ j = 44.4´ 1.41 = 62.62об/мин;

n₄ = n₃ ´ j = 62.6´ 1.41 = 88.3об/мин;

n₅ = n₄ ´ j = 88.3´ 1.41 = 124.5об/мин;

n₆ = n₅ ´ j = 124.5 ´ 1.41 = 175.6об/мин;

n₇ = n₆ ´ j = 175.6´ 1.41 = 247.5об/мин;

n₈ = n₇ ´ j = 247.5 ´ 1.41 = 349.0об/мин;

В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую частоту вращения

n_p = n₇ = 247.5 об/мин

5. Определяем фактическую скорость резания.

Основные режимы резанья при сверлении:

S = 0.6 мм/об;

V = 23.31 м/мин;

n = 247.5 об/мин;

6. Определяем осевую силу резания:

Р₀ = С_р´D^Zp´S^yp´K_Mp

по таблице 6 К_Mp = 0.89: по табл. 12 находим:

С_р = 51; Z_p = 1.4; Y_p = 0.8, то

Р₀ = 51 ´ 30^1.4 ´ 0.6^0.8 ´ 0.89 = 51 ´ 116.9 ´ 0.665 ´ 0.89 = 352.8 кг-с;

Р_доп = 1500 кг-с; то

Р₀ < Р₀_доп;

7. Определяем крутящий момент

где ;

то табл. 12 находим для стали С_М = 40; В_М = 2.0; Y_м = 0.8;

М_кр = 40 ´ 30^2.0 ´ 0.6^0.8 ´ 0.89 = 8.54 кг-с ´ м;

по паспорту станка М_{кр п} = 40 кг-с ´ м;

8. Определяем мощность на шпинделе станка.

h = 0.8 (КПД станка по паспорту)

9. Коэффициент использования станка по мощности

где- мощность главного электродвигателя станка по паспорту.

10. Определяем основное техническое время

где L - расчётная длинна обрабатываемой поверхности.

;

l -действительная длина (чертёжный размер) l = 33 мм;

l₁ - величина врезания;

l₂ - выход инструмента;

l₁ + l₂ = 0.4 ´D = 0.4 ´ 30 = 12 мм

(Приложение) Операционаая карта механической обработки (сверлильная)

Выбор станочного приспособление для зубофрезерования.

Станочные приспособления - это положительные устройства к станкам, позволяющие достаточно точно устанавливать и закреплять заготовки деталей при их обработке .

При необходимости станочные приспособления обеспечивают направления режущего инструмента и периодический поворот заготовки в процессе обработки .

Станочные приспособления обеспечивают правильное взаимное расположение заготовки, стола и инструмента, расширяют технологические возможности станков. Они повышают точность обработки, производительность и экономическую эффективность, облегчают условия труда рабочих. По группам оснащаемых станков, приспособления подразделяются на токарные, фрезерные, сверлильные (кондукторы), шлифовальные и т.д..

По количеству устанавливаемых деталей: одноместные и многоместные.

По степени универсальности (специализации) приспособления подразделяются на:

- универсальные безналадочные (УБП) и универсально наладочные приспособления (УНП);

- специализированные безналадочные (СБН) и наладочные приспособления (СНП);

- специализированные приспособления: универсальные сборные (УСП); сборноразборные (СРП) и необратимые специальные (НСП).

Для установки и закрепления установок, обрабатываемых на зубофрезерных, зубодолбёжных, зубошевенговых и зубошлифовальных станках, применяются разнообразные оправки, обеспечивающие высокую степень базирования. Для точного центрирования применяют оправку с упругой оболочкой - с гидропластом, жесткие для посадки заготовок с небольшим зазором. Заготовку закрепляют ручным зажимом или используют приспособление с пневматическим, гидравлическим приводом.

На точность зубообработки непосредственно влияет точность центрований приспособлений, ось которых должны совпадать с осью вращения стола.

В качестве приспособления для зубофрезирования выбираем оправку зубчатую центровую по ГОСТ 18438-73; обозначение 7150-0421

Расчёт усиления зажима