Изготовление конического зубчатого колеса
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 резания и т.д.
Выбор наиболее эффективных методов и средств изготовления детали, цель разработки технологического процесса.
Деталь : Коническое зубчатое колесо
Изготовлено из сталиСт 45 (ГОСТ 1050-74)
?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 требований к 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 - ?0 равен сумме наименьших межоперационных припусков и межоперационных допусков без допуска на определенную операцию
Условия обозначения :
?1- размер заготовки ( вала) ;
?2 и ?3- наибольший и наименьший предельныеразмеры операции;
?4 и ?5 - то же, после второй операции;
?6 и ?7- то же, после третьей операции;
?1 и ?1- межоперационный припуск и допуск напервую операцию;
?2 и ?2- то же, на вторую операцию;
?3 и ?3 - то же на третью операцию;
?1- размер отверстия в заготовке;
?2 и ?3, ?4 и ?5, ?6 и ?7 - наименьшие и наибольшие предельные размеры отверстий после первой, второй и третьей операции соответственно. Имея в виду то, что ?6 - 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 :
?4 = ?6 +?3 + ?2
?2 = ?6 +?3 +?2 + ?2 + ?1 = ?6 + ?1
Эти размеры и указывают в технологической документации, как предельные, которые должны быть получены в результате выполнения соответствующей операции (перехода).
Полученный размер заготовки (прутка) ?1 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 в мм.
Общий припуск на сторону в мм.
Прутковый металл
Сталь
0,5
1 - 2
То для максимально нагруженного размера получаем:
?86,66 + 1,4 + 1,0 = ? 89,06 мм ;
По ГОСТ 7417 - 75находим ближайшую большую ? 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
Назначение - изготовление вал - шестерён, коленчатых и распределительных валов, шестерён, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулаков, и других нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, от которых требуется поверхностная прочность.
Оборудование и инструмент для механической обработки заготовки .
Заданием предусмотрены для расчёта следующие операции:
токарная - ? 90 до ?60 мм
сверлильная - ? 32 мм
протягивание шпоночного глаза ? = 10j? 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 станок 1М61 со 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 24подача суппорта :
продольная -0,08 - 1,9 мм/об
поперечная -0,04 -0,95 мм/об
Мощность главного электро двигателя - 4 квт
КПД станка - 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 сплав Т5К10, материал корпуса резца - сталь 45, сечение корпуса резца (державки) :
B ? H = 16 ?25мм
длинна резца - 150 мм
Геометрические параметры:
? = 600?1 = - 50? = 120? = 0,6ммR = 6 мм
?1 = 150? = 15 0? = 00 ? = 2,5ммr= 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) .Для сверления - 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 - 77 2301 - 4157;
В качестве дополнительной оснастки используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14904 - 807200 - 0213;
В) Для протягивания: выбираем горизонтально - протяжной станок модели 7Б510 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 - 807200 - 0213;
Г) Выбор измерительного инструмента:
Измерительный инструмент - это техническое устройство, используемое при измерениях и 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 - D1 max= 90 мм
минимальный измеряемый диаметр - D min = 32 мм
максимальный линейный размер - Lmax = 38,0 мм
минимальный линейный размер - Lmin = 10 мм
и классом точности размеров (смотри выше) - 5
В качестве основного измерительного инструмента выбираем: Штангенциркуль.
Штангенциркуль Ш Ц - 1 по ГОСТ 166 - 80 с ценой делений 0,1 мм.
Для измерения диаметра отверстий шпоночного паза выбираем нутромеры индикаторные:
- 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
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:
7. Определяем эффективную мощность на резании Nэ;
квт
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 ? ctg? = 1.98 ? ctg450 = 1.98 мм;
l2 - выход инструмента;
l2 = (2?3) Sст = 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 и конструирование сверла.
Расчёт и конструирование сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия ? 30, глубиной L = 33 мм. В заготовке из стали 45 с пределом прочности ? = 610 Мпа;
5.1 Определяем диаметр сверла по ГОСТ 2092-77 находим необходимый диаметр сверла ? 30 мм: сверло 2301-4157.
5.2 Определяем осевую составляющую силы резания
DХp;
;
где по таблице ;
- по расчётам режима резания;
5.3 Момент силы сопротивления резания
DZм, где
5.4 Определяем № конуса Морзе хвостовика;
осевую составляющую силу резания можно разложить на две силы:
Q - действующую нормально к образующей конуса , где ? угол конусности хвостовика, и силу R действующую в радиальном направлении и уравновешивающую реакцию на противоположной точке поверхности конуса.
Сила Q создаёт касательную составляющую T силы резания; с учётом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки ? имеем:
Момент трения между хвостовиком и втулкой:
Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию, т.е. к моменту, создающимуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до трёх раз по сравнению с моментом, принятым для нормативной работы сверла
средний диаметр конуса хвостовика: или ;
=9.225 кг-с?м;
= 654 кг-с
? = 0.096 - коэффициент трения стали по стали;
?? =
- отклонение угла конуса
По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус т.е. конус Морзе №3:
5.5 Определяем длину сверла по ГОСТу находим
L = 395 мм
l = 275 мм
5.6 Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла;
Форма заточки - ДП (двойная с подточкой перемычки),
Угол наклона винтовой канавки
- угол между режущими кромками
- задний угол
- угол наклона поперечной кромки.
Шаг винтовой канавки
мм;
Толщина - сердцевина сверла выбирается в зависимости от диаметра сверла;
мм;
мм;
ширина ленточки (вспомогательная задняя поверхность лезвия , выбираем по таблице в зависимости от диаметра сверламм;
5.7 Предварительное отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаем по ГОСТ 2848-75. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0.15 мм; Углы ;
Угол наклона винтовой канавки; Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла + 0.5 мм;
Твёрдость рабочей части сверла ;
(Приложение) Операционная карта сверлильная, Маршрутная карта.
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
Список исследуемой литературы.
1. Добрыднев И.С. курсовое проектирование по предмету (Технология машиностроения( М. Машиностроение 1985 г.
2. Ансеров М.А. (Приспособление для машинорежущих станков( М. (Машиностроение( 1975 г.
3. Моисеев В.В. (Методика расчётов режимов резания при механической обработке металлов( Ю-Сах. ЮСГПИ 1990 г.
4. Моисеев В.В. (Проектирования приспособлений для металлорежущих станков( Методическое пособие. Ю-Сах ЮСГПИ 1994 г.
5. Панова А.А. (Обработка деталей резанием( Справочник технолога. М. (Машиностроение( 1998 г.
6. Анурьев В.И. (Справочник конструктора - машиностроителя в 3-х томах(, М. (Машиностроение( 1980 г.
7. Красикова А.Г. (Справочник технолога машиностроителя( в 2-х томах М. (Машиностроение( 1986 г.