Технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Оценка структуры детали

2. Выбор и обоснование способа производства

3. Оптимизация метода получения заготовки

4. Оценка разметов заготовки

5. Составление организационной структуры

6. Определение расстояний между отсеками

7. Характеристика вертикально-сверлильных операций

8. Оценка трудозатратности операций

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

На этапе изготовления машин особое внимание обращают на их качество и его важнейший показатель – точность. Понятие “точность” относится не только к размеру, но и к форме, взаимному расположению поверхностей, физико-механическим характеристикам деталей и среды, в которой их изготовляют.

Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей) сопровождается использованием технологии машиностроения.

1. Оценка структуры детали

Анализ технологичности детали производим исходя из служебного назначения детали, на основании её чертежа.

1.1 Анализ точности размеров

Размеры с указанными предельными отклонениями:

1) ø;

2) ø;

3) ;

4) ;

5) ;

6) 60^+0,3

7) ø;

8) ;

Остальные поверхности выполняются по 14 квалитету.

Сравнивая приведённые выше размеры, определяем, что наиболее точной поверхностью является поверхность с заданным размером ø.

1.2 Анализ точности формы поверхностей

Допуск непостоянства диаметра поверхностей Г и М в поперечном и продольном сечениях не более 0,008мм. Точность форм остальных поверхностей должна быть выдержана в пределах допуска на размер.

1.3 Анализ точности расположения поверхностей

Допуск параллельности боковых поверхностей шлицев относительно Г и М равен 0,05мм на 100мм длины.

1.4 Анализ точности формы и расположения поверхностей

Допуск биения поверхности диаметром ø

относительно поверхностей Г и М - 0,05 мм.

Допуск биения поверхности диаметром øотносительно поверхностей Г и М - 0,03 мм. Допуск биения поверхностей по размеру относительно поверхностей Г и М - 0,02 мм.

1.5 Анализ качества поверхностного слоя

Значения шероховатости, указанные на чертеже:

1) поверхность ø выполняется с шероховатостью 1,25 мкм по Ra;

2) поверхность по размеру выполняется с шероховатостью 2,5мкм по Ra;

3) боковые поверхности шлицев выполняется с шероховатостью 3,2 мкм по Ra, фаски в центральном отверстии – с шероховатостью 3,2 мкм по Ra;

Остальные поверхности выполняются с шероховатостью 12,5 мкм по Ra.

2. Выбор и обоснование способа производства

Серийность производства определяем ориентировочно, пользуясь данными, таблица 2.1 /7/: для деталей, выпускаемых в год количеством 1400 шт. и массой 3,071кг тип производства – среднесерийный.

3. Оптимизация метода получения заготовки

Метод получения заготовок деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, объёмом выпуска продукции и типом производства, а также экономичностью изготовления.

Масса заготовки определяется по формуле

G_п = q/ К_исмет,

где q = 3,071 кг – масса готовой детали;

K_{ис мет} = 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;

G_п = 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.

Принимаем способ получения заготовки штамповкой.

Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:

G_п / G_ф

где G_ф – масса геометрической фигуры,

G_ф = ,

где r- радиус тела,мм

l – габаритная длина фигуры,мм

G- объемная масса стали, G=7,85т/м3

G_ф = 3,14*0,042²*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.

С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.

Стоимость заготовки определяется по формуле

,

где – базовая стоимость 1 т заготовок; согласно с. 33 /3/ для заготовок, полученных штамповкой принимаем руб/т;

– коэффициент, учитывающий точность штамповки; согласно с. 33 /3/ для штамповки класса точности Т₄ принимаем ;

– коэффициент, учитывающий группу сложности; по таблице 2.12 /3/ для первой группы сложности принимаем ;

– коэффициент, учитывающий массу; по таблице 2.12 /3/ для штамповок массой от 2,5 до 4 кг принимаем ;

– коэффициент, учитывающий материал; согласно с. 37 /3/ принимаем ;

– коэффициент, учитывающий объём производства; согласно с.38 ;

– стоимость отходов (стружки); по таблице 2.7 /3/ для стальной стружки принимаем руб/т;

руб.

4. Оценка разметов заготовки

Масса заготовки определяется по формуле

G_п = q/ К_исмет,

где q = 3,071 кг – масса готовой детали;

K_{ис мет} = 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;

G_п = 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.

Принимаем способ получения заготовки штамповкой.

Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:

G_п / G_ф

где G_ф – масса геометрической фигуры,

G_ф = ,

где r- радиус тела,мм

l – габаритная длина фигуры,мм

G- объемная масса стали, G=7,85т/м3

G_ф = 3,14*0,042²*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.

С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.

По ГОСТ 7505-89 определяем основные припуски на механическую обработку и допуски для наружных поверхностей вращения и плоскостей, обрабатываемых с одной стороны.

Для самой точной и ответственной поверхности детали øпо табл.3/8/ припуск на сторону z_o=2,0 мм.По табл.8 /8/ допуск Т = 2,5мм. Следовательно, расчетный размер

Dр = Dном + 2z_o= Æ45+2*2,0=Æмм

Допуски и припуски на остальные поверхности назначаются аналогично.

Таблица 1

Расчётные размеры заготовки

5. Составление организационной структуры

При разработке технологического процесса обработки детали используем следующие условия:

1) намечаем базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале технологического процесса;

2) определяем операции черновой обработки, при которых снимают наибольшие слои металла, это позволяет выявить дефекты заготовки;

3) обработка наиболее точных поверхностей, п.1.1, выполняется в последнюю очередь, это позволяет исключить влияние перераспределения внутренних напряжений, возникающих при каждом виде механической обработки, а также, исключить влияние потери точности от такого перераспределения;

4) отделочные операции выносятся к концу технологического процесса;

5) для наиболее точной и ответственной поверхности детали (поверхность диаметром øвыбираем последовательность обработки с помощью коэффициента уточнения.

Расчётная величина коэффициента уточнения определяется по формуле

,

где = 2500 мкм – допуск на рассматриваемую поверхность заготовки;

мкм – допуск на рассматриваемую поверхность детали;

.

Количество потребных технологических переходов определяется по формуле

Принимаем количество потребных технологических переходов m = 5.

Допуск размера диаметра заготовки = 2500 мкм, что примерно соответствует 16 квалитету, а допуск размера детали – 6 квалитету. Следовательно, точность повышается на 10 квалитетов. По принятым четырем технологическим переходам распределяем по закону прогрессивного убывания 10 = 4 + 2 + 2+1+1. Точность промежуточных размеров в процессе механической обработки будет соответствовать:

после 1 перехода 12 квалитету;

после 2 перехода 10 квалитету;

после 3 перехода 9 квалитету;

после 4 перехода 7 квалитету;

после 5 перехода 6 квалитету.

Требуемая точность может быть достигнута следующими методами обработки:

1) черновое точение по 12 квалитету ();

1) получистовое точение по 10 квалитету ();

2) чистовое точение по 9 квалитету ();

3) черновое шлифование по 7 квалитету ();

и соответственно;

3) чистовое шлифование по 6 квалитету ();

и соответственно:

;

;

;

.

.

Заданная точность размера ø обеспечивается выбранными технологическими переходами.

Технологический маршрут Таблица 2

6. Определение расстояний между отсеками

Припуск на механическую обработку удаляется обычно последовательно за несколько переходов, поэтому общий припуск на обработку распределяется на межоперационные припуски:

Общий припуск 2z₀=4,0мм.

Табличные значения операционных припусков составляет:

2z_чис.т=1,0 мм, 2z_п.т=1,2 мм 2z_черн.ш.=0,4 мм, 2z_чист.ш=0,1 мм.

Из равенства

2z₀=2z_чер.т+2z_чис.т+ 2z_чер.ш.+ 2z_чист.ш. +2z_п.т

находим припуск на черновое растачивание:

2z_чер.т=2z₀ - 2z_чис.т- 2z_чер.ш.- 2z_п.т- 2z_чист.ш.=4,0 – 1,2 -1,0– 0,4 – 0,1 =1,3 мм.

Расчет промежуточных размеров сводим в таблицу.

Расчётные размеры заготовок

Таблица 3

7. Характеристика вертикально-сверлильных операций

Режимы резания для первого перехода.

Глубина резания определяется по формуле

,

где – номинальное значение диаметра отверстия после обработки, мм; мм

мм.

Подача определяется по таблице 25 /4/. При обработке стали 20ХНЗА сверлом диаметром мм используют подачи от 0,15 до 0,20 мм/об. Принимаем мм/об.

Скорость резания определяется по формуле

,

где – коэффициент и показатели степени, таблица 28 /4/;

– период стойкости инструмента, мин; по таблице 30 /4/ принимаем мин;

– общий поправочный коэффициент на скорость резания;

– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; при обработке 20ХНЗА , таблицы 1,2 /4/;

– коэффициент, учитывающий инструментальный материал; по таблице 6 /4/ принимаем ;

– коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия; по таблице 31 /4/ принимаем ;

;

м/мин.

Расчётная частота вращения детали определяется по формуле

об/мин.

Осевая сила при сверлении определяется по формуле

,

где – коэффициент и показатели степени,

таблица 32 /4/;

– коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силы резания , табл.9;

Н.

Крутящий момент при сверлении определяется по формуле

,

где – коэффициент и показатели степени,

таблица 32, /4/;

Н*м.

Мощность резания определяется по формуле

кВт.

Мощность привода станка кВт превышает мощность резания.

Основное время определяется при следующих значениях переменных: мм; мм по формуле

мин

8. Оценка трудозатратности операций

Техническая норма времени для токарно-винторезной операции.

Норма штучного времени определяется по формуле

,

где – основное время на операцию, мин, определяется по формуле

,

– основное время по i-му технологическому переходу, мин; мин соответственно;

мин;

– вспомогательное время, мин; определяется по формуле

,

– время на установку и снятие детали, мин; по прил. 5 /3/ принимаем мин;

– время на закрепление и открепление детали, мин; ;

– время на приёмы управления, мин; при следующих приёмах управления: включить (выключить) станок, подвести и отвести инструменты к детали, по прил. 5 /3/ принимаем мин;

– время на измерение детали, мин; по прил. 5 /3/ принимаем мин;

мин;

– время на обслуживание рабочего места, мин, определяется по формуле

,

– время на комплекс действий, выполняемых во время процесса резания, мин; определяется в процентах от основного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;

– время на подготовку и завершение работы, мин; определяется в процентах от оперативного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;

мин;

– время на отдых, мин; определяется в процентах от оперативного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;

мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи для среднесерийного производства. Возможно применение спроектированного технологического процесса в промышленности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. В. Д. Мягкова. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 544 с., ил.

2. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов/ А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 480 с., ил.

3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с., ил.

4. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1985. –,486 с., ил.

5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. Г. А. Монахова. – – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 600 с., ил.

6. Режимы резания металлов. Справочник/ Под ред. Ю. В. Барановского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 410 с., ил.

7. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Технологические процессы в машиностроении” для студентов специальностей 17.03.00/ Сост.: В. П. Морозова. Липецк: ЛГТУ. – 19 с., ил.

8. ГОСТ 7505-89 (поковки стальные штампованные) / Государственный стандарт союза ССР – Издательство стандартов, 1990