Содержание2
Введение 3
1. Материал, выбор вида заготовки и ее размеров 4
2. Технология изготовления детали 8
3. Технологическое оборудование, приспособления, режущий и мерительный инструмент. 13
4. Расчет режимов резания 18
5. Расчет норм времени 23
Заключение 25
Список использованной литературы: 26
Введение
Технический прогресс и качество продукции во многом зависят от развития производства нового оборудования, машин, станков, внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение тех-нических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок. Труд людей, вкладываемый в изготовление машины, окажется рациональным только в том случае, если он будет на-правлен четкой, глубоко и правильно разработанной технологией. Поэтому на технолога, участвующего в разработке технологического процесса изго-товления машины, ложится большая ответственность за построение техно-логического процесса, являющегося в конечном счете результатом расхо-дования ресурсов человеческого труда.
Разработка технологического процесса требует творческого подхода и не должна сводиться к формальному установлению последовательности соединения отдельных деталей и узлов, последовательности обработки по-верхностей деталей, выбору оборудования и режимов обработки. Только так подхода можно обеспечить согласованность всех этапов построения машины и достигнуть требуемого качества с наименьшими затратами тру-да.
1. Материал, выбор вида заготовки и ее размеров
Материал детали — сталь 5. Это низкоуглеродистая сталь общемаши-ностроительного назначения. Она хорошо обрабатывается резанием и сва-ривается, но благодаря своей мягкости и тому, что из-за низкого содержа-ния углерода она плохо подвергается термической обработке, применяется только для неответственных деталей. Основным методом обработки явля-ются методы обработки давлением: прокат, холодная штамповка, высадка.
Химический состав данной стали показан в табл. 1,
Таблица 1
Массовая доля химических элементов
в составе стали 5 ГОСТ 7417-75 [7, c.38]
C Si Mn S P Cr Ni Cu As N
0.28-0.37 0.15-0.30 0.5-0.8 до0,05 до 0,05 до 0,03 до 0,03 до 0,03 до 0,08 до 0,01
Валы являются опорами и средствами передачи крутящего момента. Типовой вал состоит из цилиндрических ступеней различной точности. В составе анализируемой детали кроме цилиндрических ступеней имеются центровые отверстия, резьба и шпоночный паз.
Конструкция детали простая, не имеет обрабатываемых поверхностей, труднодоступных для режущего инструмента. Нет также фасонных по-верхностей и элементов, обработка которых потребовала бы применения фасонного инструмента.
Заготовка для рассматриваемой детали может быть получена только методом круглого проката, так как вал имеет малую разницу в диаметрах ступеней. при большой длине. Принимаем круглый холоднокатаный про-кат, так как это единственный вид поставки прутков из этого материала.
Так как обработка ведется по круглому прутку, то расчет размеров за-готовки заключается в выборе диаметра прутка для ступени вала, имею-щей наибольший диаметр и общей длины прутка.
Припуск на подрезку торцов у круглых прутков составляет 1,5-2 мм. Принимаем 2 мм, тогда длина штучной заготовки будет равна
Lзаг = Lдет + 2Lподр = 200 +2*2 = 204 мм.
Диаметр наибольшей ступени по чертежу детали — 28h7-0,021. Обра-ботка ведется с шероховатостью Ra1,25.
Холодный прокат высокой точности выполняется с размерами, соот-ветствующими IT12-14. Для получения 7 квалитета рекомендуется 3 ста-дии обработки. Маршрут обработки— черновое, получистовое и чистовое точение. Получать окончательную точность и шероховатость шлифовани-ем нежелательно, так как мягкая сталь плохо шлифуется, а кроме того, подвергается шаржированию — явлению, при котором абразивные части-цы шлифовального круга внедряются в поверхность заготовки. Учитывая, что шлифованию подвергаются, как правило, сопрягаемые поверхности деталей, то впоследствии в местах сопряжения будет наблюдаться повы-шенный износ. Фактически, действие шаржирования можно приравнять к действию песка, засыпанного в механизм.
Расчет минимальной величины припуска производится по формуле [1, c. 172].
,
где Rzi-1 – шероховатость поверхности после предшествующего пере-хода; hi-1 – величина дефектного слоя материала на предшествующем пе-реходе; Тi-1 – величина дефектного слоя, оставшаяся после предшествую-щего перехода; i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности и формы на предшествующем переходе; i – погрешность закрепления на те-кущем переходе.
Величины Rz и h, а также отклонения расположения выбираются по таблице 1 [1, с.180].
Для заготовки Rz = 80 мкм, h = 150 мкм; после чернового обтачивания Rz = 40 мкм, h = 50 мкм; после вторичного обтачивания Rz = 20 мкм, h = 5 мкм; после чистового обтачивания Rz = 6.3 мкм, h = 0 мкм.
Кривизна профиля сортового проката составляет 1 мкм на 1 мм обра-батываемой длины [1. табл. 4, с. 180]. Принимаем заг = 1 * 200 = 200 мкм.
После каждого перехода отклонение расположения уменьшается на 80-90%, поэтому:
1. = 25 мкм;
2 = 5 мкм;
3 = 1 мкм;
Погрешность установки учитывается только для переходов, на кото-рых выполняется переустановка заготовки. Радиальная погрешность уста-новки заготовки из проката в трехкулачковом патроне равна 200-300 мкм. Принимаем 250 мкм. При окончательной обработке в центрах погрешность установки составляет 50 мкм
Величина минимального припуска по переходам составит:
2Zmin. 3 = 2* (20 + 5 + ) = 151 мкм;
2Zmin. 2 = 2* (40 + 50 + 25) = 230 мкм;
2Zmin. 1 = 2* (230 +200+250) = 1160 мкм;
Величина максимального припуска рассчитывается по формуле:
2Zmах. 3 = 151 – 21 + 52 = 182 мкм;
2Zmах.2 = 296 – 52 + 130 = 374 мкм;
2Zmах.1 = 1160 – 130 + 520 = 1550 мкм;
Предельные промежуточные размеры образуются путем добавления по переходам к соответствующим размерам окончательно обработанной поверхности величин 2Zmin и 2Zmах
Таблица 2
Таблица расчета припусков для 28-0,021
Переход IT До-пуск, мкм Rz, мкм h, мкм
мкм
мкм 2Zmin
мкм 2Zmax, мкм dmin,
мм dmax,
мм
Заготовка 14 520 230 200 70 - - 29,586
30,106
Черновой 11 130 40 50 25 - 1160 1550 28,426
28,556
Получисто-вой 9 52 20 5 5 - 296
374 28,13
28,182
Чистовой 7 21 6,3 0 1 50 151 182 27,979
28,000
Согласно расчета, принимаем стандартный круглый пруток 30 мм.
2. Технология изготовления детали
Для составления маршрута обработки предварительно проанализиру-ем состав поверхностей детали:
1. Самыми точными поверхностями являются 28h7 и 25h7, вы-полняемые с шероховатостью Ra 1.6. Эти поверхности должны быть окончательно обработаны последними.
2. Высокая точность и качество этих поверхностей в сочетании с большой относительной длиной вала предполагают, что их окончательная обработка должна вестись с применением центров.
3. Резьбовая часть вала может быть обработана за один установ на то-карном станке обычной точности
4. Шпоночный паз может быть получен только на фрезерном станке в ходе отдельной операции.
5. Длина вала и маленький диаметр делают нежелательной обработку 28 по всей длине на черновых и получистовых переходах вследствие от-гибания вала под усилиями резания, поэтому предлагается разбить черно-вую обработку этой поверхности на два этапа.
В соответствии с этим предлагается следующий технологический маршрут:ВведениеДля валов существует две схемы базирования: в центрах и по наруж-ным цилиндрическим поверхностям. Так как на первой операции только еще предстоит выполнить центровое отверстие, то базировать можно толь-ко по наружному диаметру прутка. В этом случае наружный диаметр будет двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы, а торец — опорной базой.
Линейные размеры обеспечивается настройкой станка. Чтобы его вы-держать по правому торцу детали должен быть установлен ограничитель — упор. Так как торец обрабатывается, то упор должен быть подвижным, чтобы не мешать инструменту.
Поверхности, обработанные на первой операции всегда являются ба-зами на последующих операциях, поэтому обработанная ступень 28,2h8 на второй операции выступает в качестве базовой – двойной направляю-щей, а опорной базой в этом случае предпочтительно принять тот же са-мый торец, но в крайнем случае можно воспользоваться таким же подвиж-ным упором на правом торце.
Шпоночные пазы на длинных валах фрезеруются только при одной схеме базирования: двух призмах, на которые укладывается заготовка. Ли-нейный размер регулируется торцевым упором.
Последняя операция обеспечивает обработку наиболее ответственных поверхностей. При этом вариант установки заготовки практически единст-венный – поводковый патрон, с наложением поводка на зарезьбовую часть шейки вала с поджимом заготовки задним вращающимся центром. Других вариантов базирования для этой операции нет
3. Технологическое оборудование, приспособления, режущий и мерительный инструмент.
Типы технологического оборудования и режущего инструмента уже определены при составлении маршрута. Виды технологической оснастки зависят от вида оборудования и условий обработки. Простота детали по-зволяет применить на всех операциях универсальную технологическую оснастку, характерную для данного вида обработки и детали. Меритель-ный инструмент определяется степенью точности обработки и характером контролируемых размеров. Размеры 12-14 квалитетов точности обычно контролируются универсальными штангенинструментами. 7-12 квалитет предусматривает применения рабочих калибров и шаблонов. Размеры точ-нее 7 квалитета точности предпочтительно контролировать микрометриче-скими инструментами.
При выборе оборудования следует рассматривать не только техниче-ские характеристики станков с точки зрения их возможностей, но и рас-пространенность данной модели станка. Для токарных операций обработки наружных поверхностей применяются универсальные токарные станки. Из существующих моделей токарно-винторезных станков с ЧПУ очень широ-ко распространена модель 16А20Ф3С32, которую мы и принимаем для вы-полнения токарных операций. Станок предназначен для тонкой обработки деталей типа тел вращения в замкнутом полуавтоматическом цикле.
Станок может оснащаться системой ЧПУ отечественного производст-ва, или, по желанию заказчика, станок может быть оснащен системами управления и электроприводом фирм Siemens, Fagor, Heidenhain и пр.
В качестве двигателей главного движения используются асинхронны-ми двигателями с частотным регулированием. Программа перемещений инструмента, управление главным приводом и вспомогательные команды вводятся в память системы управления с клавиатуры пульта оператора, а так же из модуля внешней памяти и могут корректироваться с пульта опе-ратора УЧПУ с визуализацией на панели цифровой индикации.
Станок оснащен транспортером стружкоудаления, обеспечивающим свободный ход стружки. Область применения станка: мелкосерийное и се-рийное производство.
Этот станок имеет следующие технические характеристики:
Таблица 2.
Технические характеристики станка 16А20Ф3С32
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной 500 мм
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия
над станиной 320 мм
над суппортом 200 мм
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, в зави-симости от применяемой инструментальной головки 750-900 мм
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в цен-трах 1000 мм
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе 55 мм
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей подачи
продольной 2000 мм
поперечной 1000 мм
Количество управляемых координат 2
Количество одновременно управляемых координат 2
Дискретность задания перемещения 0,001 мм
Пределы частот вращения шпинделя 20...2500 мин-1
Максимальная скорость быстрых перемещений
продольных 15000 мм/мин
поперечных 7500 мм/мин
Количество позиций инструментальной головки 8
Мощность электродвигателя главного движения 11 кВт
Габаритные размеры станка
длина 3700 мм
ширина 2260 мм
высота 1650 мм
Суммарная потребляемая мощность 21,4 кВтЛитератураСправочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение 2004. 656 с.
2. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ Под ред. А.Г. Ко-силовой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение 2004. 496 с.
3. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А.А. Панов, В.В. Аникин и др.; под общ. ред. А.А.Панова. – М.: Машиностроение 2006. 736 с.
4. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машино-строения. Минск: Высшая школа 2005, 288 с.
5. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением.– М.: Экономика 2006, 648 с.
6. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков, А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник. – М.: Машиностроение 2006. 359 с.
7. Марочник сталей и сплавов // под общ. ред. А.П. Сорокина. – М.: Ма-шиностроение 2004. 480 с.
|
|
