Урбан пояснительная записка. Технологический процесс механической обработки валашестерни

• Название: Технологический процесс механической обработки валашестерни
• Дата: 17.05.2018
• Размер: 0.79 Mb.
• Имя файла: Урбан пояснительная записка.doc
• Тип: Пояснительная записка; #44073
• страница: 3 из 4

4. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОГО ТЕХПРОЦЕССА И РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИЙ
Изготовление изделий на машиностроительных предприятиях осуществляется в результате производственного процесса, т.е. совокупности всех действий людей и орудий производства , необходимых для превращения сырья и полуфабрикатов в готовые изделия. Важнейшим элементом производственного процесса является технологический процесс, содержащий целенаправленные действия по изменению и последующему определению размеров, формы, взаимного расположения, а так же состояние труда. Каждый технологический процесс состоит из операций.

Определим тип производства для заданного технологического процесса механической обработки вала-шестерни, пользуясь исходными данными: годовая программа, программа выпуска 15000 деталей, режим двухсменной работы при сорокачасовой рабочей неделе. Технологический процесс состоит из 12-ти операций механической обработки:

005-фрезерно-центровальная;

010 – токарно-черновая;

015 – токарно-черновая;

020 – чистовое точение с образованием фасок;

025 – чистовое точение с образованием фасок;

030 – зубофрезерная;

035 – шлифование опорных шеек;

040 – шлифование поверхностей под зубчатые колёса;

045 – фрезерование шпоночного паза;

050 – повторное шлифование опорных шеек;

055 – повторное шлифование поверхностей под колёса;

060 – хонингование зубьев.

Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность считаем целесообразной, так как соблюдаются принципы последовательности формирования свойств обрабатываемой детали (рис.4.1).



Рис. 4.1.

005-фрезерно-центровальная операция. Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-71М. Фрезеруются одновременно 2 торца (рис. 4.2).

Тфр=0,006*l

l₁=35мм; l₂=50мм

d₁=25 мм; d₂=35 мм

Тфр₁=0,006*35=0,21 мин

Тфр₂=0,006*50=0,3 мин

Тц₁=0,00052*l*d==0.455 мин

Тц₂=0,00052*l*d==0.91мин

d-диаметр отверстий, мм

l-длина отверстий, мм

∑То₁==1.875 мин



Рис. 4.2.
010-токарно-черновая операция (рис.4.3).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То₂=0,00017*l*d₁=0,00017*110*41=0.767 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d₁= (35+35+30+63)/4=41 мм

d=m*(z+2)=2*(30+2)=64 мм

d-диаметр вершин зубьев шестерни



Рис. 4.3.

015- токарно-черновая операция (рис.4.4).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То₃=0,00017*l₁*d`=0,00017*80*33.75=0.459 мин

l₁-длина обрабатываемого участка детали, мм

d`-средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм

d`=(25+35+30+45)/4= 33.75мм



Рис. 4.4.
020-чистовое точение с образованием фасок (рис.4.5).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То4=0,00017*l4*d=0,00017*110*41=0.767 мин



Рис. 4.5.
025-чистовое точение с образованием фасок (рис.4.6).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То5=0,00017*l1*d`=0,00017*80*33.75=0.459 мин

l1-длина обрабатываемого участка детали, мм

d`-средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм

d`=(25+35+30+45)/4=33.75 мм



Рис. 4.6

030-фрезерование зубьев на станке 5М-310 (рис.4.7).

То6=0,0022*b*D=0,0022*60*60=7,92 мин

b-ширина шестерни, мм

D-делительный диаметр шестерни, мм

D=m*z=2*30=60 мм,

b=60мм



Рис. 4.7
035-шлифование опорных шеек (рис.4.8). Станок 3М151.

То7=0,00015*l*d=0,00015*(15+15)*35=0.1575 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм



Рис. 4.8

040-шлифование поверхностей зубчатые колёса (рис. 4.9).

Станок 3М151.

То8=0,00015*l*d=0,00015*35*25=0.131 мин

То8=0,00015*l*d=0,00015*30*45=0.202 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм

∑То₈=0.333 мин



Рис. 4.9
045-фрезерование шпоночного паза (рис.4.10). Станок 6Д92.

То9=0,0004*l=0,0004*25=0.01мин

То9=0,0004*l=0,0004*20=0.008 мин

∑То₉=0.018 мин



Рис. 4.10.
050- повторное шлифование опорных шеек (рис.4.11). Станок 3М151.

То₁₀=0,00015*l*d=0,00015*(15+15)*35=0.1575 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм


Рис. 4.11.

055- повторное шлифование поверхностей под колёса.

Станок 3М151 (рис.4.12).

То11=0,00015*l*d=0,00015*35*25=0.131 мин

То11=0,00015*l*d=0,00015*30*45=0.202 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм

∑То₁₀=0.333мин



Рис. 4.12.

060-хонингование зубьев на станке 5В913 (рис. 4.3).

То12=3÷5=4мин



Рис. 4.13.


Определяем штучно-калькуляционное время

Тшт-к=φк*То

Таблица 4.1

№ операции	То, мин	φк	ТШТ-К, мин
005	1.875	1.84	3.45
010	0.767	2.14	1.64
015	0.459	2.14	0.98
020	0.767	2.14	1.64
025	0.459	2.14	0.98
030	7.92	1.84	14.57
035	0.157	2.1	0.33
040	0.333	2.1	0.70
045	0.018	1.84	0.03
050	0.157	2.1	0.33
055	0.333	2.1	0.70
060	4	1.66	6.64

5.РАСЧЁТ ПРИПУСКОВ
Обычно при обработке резанием заданные чертежом форма, геометрические размеры и параметры качества поверхностного слоя, получают за один или несколько переходов обработки. При этом на каждом переходе механической обработки с элементарной обработкой поверхности в виде стружки снимается слой металла. Таким образом припуском называют слой металла, который необходимо удалить с поверхности заготовки для получения детали заданных размеров и качества поверхности. На величину припуска оказывают влияние следующие факторы:

1. 
   материал заготовки;
   
2. 
   вид заготовки (литье, штамповка и т.д.);
   
3. 
   размер заготовки;
   
4. 
   величина дефектного слоя на обрабатываемой поверхности;
   
5. 
   сложность процесса обработки;
   
6. 
   величина погрешности установки;
   

Расчет припусков и назначение их по таблицам ГОСТов следует производить после отработки конструкции детали и заготовки на технологичность и технико-экономические обоснования метода получения заготовки.

Перечислим исходные данные для расчета припусков на механическую обработку в нашем случае:

- материал заготовки – Сталь 30ХГС;

- заготовка получена прокатом;

- способ установки при обработке – в центрах;

Значение припусков запишем в виде таблицы.

Технологический процесс обработки для поверхностей, припуски которых будут определяться в данном разделе расчетно-аналитическим методом выглядит следующим образом: черновое точение; чистовое точение; шлифование; термообработка; повторное шлифование.

Определяем исходный индекс заготовки. Для этого определяется группа стали в зависимости от содержания углерода. Группа стали – Сталь М1 (согласно ГОСТ 7505-89). Также согласно этому ГОСТу в зависимости от метода получения заготовки определяется класс точности поковки – Т4. Далее необходимо определить степень сложности поковки. Для этого определяем массу детали, исходя из того, что удельный вес стального изделия составляет ρ_ст=7800кг/м³.
(5.1)

где:

d_i – диаметр детали, см;

l_i – длина детали с диаметром d_i, см;

кг;

Определим массу заготовки (приближенная масса заготовки)

(5.2)

К_р - коэффициент, равный 1,33;

кг;

Определим массу геометрической фигуры, в которую вписывается деталь:

(5.3)

где:

d_i – максимальный диаметр детали, см;

l_i – длина всей детали, см;

кг

Определяем степень сложности половин:

(5.4)

Следовательно степень сложности заготовки – С2.

Рассчитаем припуск для поверхности опорной шейки Ø35к6. Необходимые для расчета значения элементов припуска определим, согласно рекомендациям (табл. 4.1, стр. 61 [1]).

Технологический маршрут обработки поверхности опорной шейк состоит из следующих операций: черновое точение, чистовое точение, шлифование предварительное (до термообработки), шлифование окончательное (после термообработки).

Расчёт припусков на обработку приведён в табл. 5.1, в которой последовательно записываются технологический маршрут обработки опорной шейки и все значения элементов припуска.

Значения высоты микронеровностей R_z и глубины дефектного слоя Т для штампованной заготовки массой 2,99 кг принимаем : R_z = 200, Т =300.

Определяем пространственные отклонения. Для данной заготовки:

(5.5)

где

ρ_см – погрешность заготовок по смещению.

ρ_см = 0,7 (для второй группы точности).

ρ_кор – погрешность штампованной заготовки по короблению.

ρ_кор = 0,5 (с диаметром по опорной шейке <50 мм).

ρ_ц – погрешность зацентровки заготовки. Вычисляется по формуле:

(6.6)

Тd_заг – допуск заготовки по ГОСТ 7505-89.

Определяем допуск на поверхность для штамповки точности Т4, для группы стали М1, степени сложности С2 по исходному индексу ИТ=12.

Тd_заг =мм





Определим ρ для последующих технологических переходов:

ρ_черн =0,06*=0,06*1300=78≈80мкм

ρ_чист =0,04*=0,04*1300=52≈50мкм

ρ_{шл. пр} =0,02*=0,02*1300=26≈30мкм

Величину расчётного припуска по технологическим переходам определим по формуле:

(5.7)

где

z_min - расчетный припуск, мкм;

R_zi-1 – среднее квадратичное отклонение на предшествующей операции, мкм;

Т_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующей операции, мкм;

ρ_i-1 – суммарное отклонение распределения поверхностей и отклонение формы поверхностей на предшествующей операции, мкм

Для чернового точения: 2z_min=2(200+300+1300)= 2^.1800мкм

Для чистового точения: 2z_min=2(50+50+80)= 2^.180мкм

Для предварительного шлифования: 2z_min=2(30+30+50)= 2^.110мкм

Для окончательного шлифования: 2z_min=2(10+20+30)= 2^.60мкм

Расчётный размер d_р находится последовательно в обратном порядке технологических переходов, т.е. снизу вверх, начиная с шлифования. Размер после шлифования должен соответствовать размеру детали.

Предельные отклонения принимаем по СТ СЭВ 144-75. В нашем случае: Ø.

d_р при шлифовании в случае обработки наружных поверхностей принимают по d_мин. Последующие значения d_р для технологических переходов определяются прибавлением к известному размеру величин припуска (рис 5.1):

d_р1 = 35,002 + 0,120 = 35,122 мм

d_р2 = 35,122 + 0,220 = 35,342 мм

d_р3 = 35,342 + 0,360 = 35,702 мм

d_р4 = 35,702 + 3,600 = 39,302 мм

d_max = d_min + Td,

где Td – допуск на размер для заготовки:

d_max = 39,342 + 2 = 41,342 мм – для заготовки;

d_max = 35,702 + 0,1 = 35,802 мм – для чернового точения;

d_max = 35,342 + 0,039= 35,381 мм – для чистового точения;

d_max = 35,122 + 0,025 = 35,147 мм – для шлифования;

d_max = 35,002 + 0,016 = 35,018 мм – для повторного шлифования.

Предельные значения припусков 2z_min^пр для наружных поверхностей определяют как разность наибольших предельных размеров, 2z_mах^пр – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и рассматриваемого переходов.

2z_max1 = 35,147 – 35,018 = 129 мкм;

2z_max2 = 35,381 – 35,147 = 234 мкм;

2z_max3 = 35,802 – 35,381 = 421 мкм;

2z_max4 = 41,302 – 35,802 = 5500 мкм;

2z_min1 = 35,122 – 35,002 = 120 мкм;

2z_min2 = 35,342 – 35,122 = 220 мкм;

2z_min3 = 35,702 – 35,342 = 360 мкм;

2z_min4 =39,340 – 35,702 = 3600 мкм;

Выполним проверку:

2z_{max i} - 2z_{min i} = T_i-1-T_i (5.8)

2z_max1 - 2z_min1 = 120 - 129 = 9 мкм;

Тd - Тd_i = 25 - 16 = 9 мкм.

2z_max2 - 2z_min2 = 234 - 220 = 14 мкм;

Тd - Тd_i = 39 – 25 = 14 мкм.

2z_max3 - 2z_min3 = 421- 360 = 61 мкм;

Тd - Тd_i = 100 – 39 = 61 мкм.

2z_max4 - 2z_min4 = 5500 - 3600 = 1900 мкм;

Тd - Тd_i = 2000 - 100 = 1900 мкм.

Величина номинального припуска z_0ном определяется с учётом несимметричного расположения поля допуска заготовки.

Для наружных поверхностей:

(5.9)

где

Н_з – нижнее отклонение допуска заготовки,

Н_д – нижнее отклонение допуска детали.

z_0ном = 4300 + 700 - 2 = 4998 мкм = 2^.2,499 мм≈2^.2,50 мм

Расчетный размер заготовки:

d_{заг. ном.}= d + z_0ном (5.10)

d_{заг. ном.}= 35 + 4.998 = 39,998 мм≈40.00 мм

Схема расположения межоперационных припусков и допусков


Ø41,330

Ø39,988



Ø39,302



Ø35,802



Ø35,802



Ø35,381

Ø35,702



1,3

0,7

Ø35,342



Ø35,147



Ø35,122



Ø35,018
















Рис 5.1

Таблица 5.1

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм			Расчётный припуск 2zmin, мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск Тd, мкм	Предельные отклонения, мм		Предельные значения припусков, мкм
	RZ	Т	ρ				dмин	dмах	2zminпр	2zmaxпр
Заготовка	200	300	1300	–	39,302	2000	39,302	41,302	–	–
Черновое точение	50	50	80	2.1800	35,702	100	35,702	35,802	3600	5500
Чистовое точение	30	30	50	2.180	35,342	39	35,342	35,381	360	421
Шлифова- ние предвари-тельное	10	20	30	2.110	35,122	25	35,122	35,147	220	234
Шлифова- ние окончате-льное	5	15	–	2.60	35,002	16	35,002	35,018	120	129
Всего									4300	6284

На остальные поверхности заготовки (рис 5.2) припуски и допуски принимаются по найденному исходному индексу ИТ по ГОСТ 7505-89. Результаты сводим в табл.5.2.



Рис 5.2

Таблица 5.2

Припуски на поверхности заготовки

Обозначение размера	Размер по чертежу	Припуски, мм		Размер заготовки, мм	Предельные отклонения, мм
		табличный	расчётный
1	25	2.1,6 = 3,2		28,2	+1,3 -0,7
2	35	2.1,7=3,4		31,6	+1,3 -0,7
3	50	2.1,7=3,4		46,6	+1,3 -0,7
4	80	2.1,7=3,4		83,4	+1,4 -0,8
5	190	2.2,0=4,0		194,0	+1,8 -1,0
6	45	2.1,7=3,4		48,4	+1,3 -0,7
7	62	2.1,7=3,4		65,4	+1,4 -0,8
8	60	2.1,7=3,4		63,4	+1,4 -0,8
9	15	2.1,6=3,2		11,8	+1,3 -0,7
10	35	2.1,7=3,4	2.2,50=5,00	40,00	+1,3 -0,7

Данные таблицы являются основой для последующего назначения глубины при расчёте режимов резания.



6. РАСЧЁТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Техпроцесс для рассматриваемой детали:

005-фрезерно-центровальная:

005.1- фрезеровать торцы в размер детали;

005.2- сверлить центровые отверстия;

010 – токарно-черновая:

010.1- токарно-черновая обработка поверхности опорной шейки;

010.2- токарно-черновая подрезка торца шестерни;

010.3- токарная- точить канавку;

010.4- токарно-черновая обработка поверхности шестерни;

010.5- токарно-черновая обработка промежуточного диаметра;

010.6- токарно-черновая подрезка торца шестерни;

010.7- токарно-черновая подрезка торца поверхности для колеса;

015 – токарно-черновая:

015.1- токарно-черновая обработка выходного конца вала;

015.2- токарно-черновая подрезка торца опорной шейки;

015.3- токарно-черновая обработка поверхности опорной шейки;

015.4- токарно-черновая подрезка торца поверхности для колеса;

015.5- токарная - точить канавку

015.6- токарно-черновая обработка поверхности для колеса;

020 – чистовое точение с образованием фасок:

020.1- токарно-чистовое точение опорной шейки;

020.2- токарно-чистовое точение шестерни;

020.3- токарная - точить 3 фаски;

025 – чистовое точение с образованием фасок:

025.1- токарно-чистовое точение поверхности выходного вала;

025.2- токарно-чистовое точение опорной шейки;

025.3- токарно-чистовое точение поверхности для колеса;

025.4- токарная - точить 3 фаски;

030 – зубофрезерная - фрезеровать зубья;

035 – шлифование опорных шеек;

040 – шлифование поверхностей под колёса;

045 – фрезерование 2-ух шпоночных паза;

Термообработка

050 – повторное шлифование опорных шеек;

055 – повторное шлифование поверхностей под колёса;

060 – хонингование зубьев.