Разработка технологического процесса на изготовление детали - ось

Разработка технологического процесса на изготовление детали - ось

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ:

.1 Назначение детали, его технологический анализ

.2 Определение типа производства

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Припуски на механическую обработку

.2 Последовательность операций

.3 Выбор режущего инструмента

.4 Выбор марок инструментального материала

.5 Выбор углов резца

.6       Назначение глубины резания

.7       Определение скорости резания

.8       Определение силы резания

.9       Определение необходимой частоты вращения шпинделя

РАЗДЕЛ 3. Определение мощности необходимой для резания

3.1     Сравнение мощности эл. двигателя с мощностью резания

.2       Определение основного (машинного) времени при точении

.3       Определение объема, массы, КИМ детали

Заключение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение детали и её технологический анализ

Ось представляет собой цилиндрическую деталь. Рабочая поверхность имеет шероховатость R1,25. Для простоты установки на концах оси нарезаны фаски 245.

Ось является деталью, на которой происходит вращение, поэтому предусмотрены маслоподводящие каналы.

Коническая резьба К 1/6 по ГОСТ 8111-52, расположенная на торцовой поверхности, служит для установки пресс-масленки.

Оси изготавливают из конструкционных сталей марок: 40Х, 50Х, 40Г, 50Г и др. В данном случае материалом для оси служит конструкционная сталь с пределом прочности σ =85Н/м.

По своей конструкции деталь является достаточно технологической. Изготовленные путем механической обработки, поверхности имеют необходимую и достаточную точность и шероховатость поверхностей. Выполненные резьбовые отверстия соответствуют установленным ГОСТом на резьбы, изделие имеет ряд вспомогательных поверхностей, не подлежащих механической обработке, что удешевляет и значительно упрощает технологический процесс её изготовления.

Поверхность Æ45 - является рабочей, а также, будет использоваться в качестве чистовой и технологической баз, поэтому к ней предъявляются повышенные требования.

Фаски. Эти поверхности не являются рабочими, поэтому точность и шероховатость обеспечивается инструментом.

1.2 Тип производства

Проектирование технологических процессов механической обработки деталей и сборки машин выполняют исходя из размера производственной программы, которая определяет масштаб производства, в зависимости от которого выбирают оборудование, приспособление, инструменты и т. п. Заданием определено единичное производство детали.

Единичное (индивидуальное) производство характеризуется производством определённых изделий в одной или в нескольких экземплярах. Основными особенностями единичного производства являются:

1)      широкая и разнообразная номенклатура изготавливаемых изделий;

)        отсутствие заранее обусловленной повторяемости операций на рабочих местах;

)        широкая универсальность оборудования, приспособлений и инструмента (применение специальных приспособлений и инструмента только в исключительных случаях);

)        высокая квалификация рабочих;

Следует отметить, что на одном и том же заводе или даже в одном цехе некоторые изделия могут выпускаться методами массового, другие серийного, а некоторые и единичного типов производства. Поэтому отнесение завода или цеха часто носит условный характер.

технологический деталь шпиндель резание

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Припуски на механическую обработку

Величина припуска зависит от многих факторов и в первую очередь от размеров детали, метода получения заготовки, масштабов производства и т.д. При этом необходимо предусматривать припуск для черновой и чистовой обработки. В целом припуск на обработку должен обеспечивать, с одной стороны, получение детали заданных размеров и качества поверхности, а, с другой стороны, должен быть минимальным во избежание перерасхода материала и для уменьшения объема механической обработки.

В качестве заготовки используется стальной прокат с круглым сечением.

По таблице выбираем припуски на механическую обработку торца. При заданной длине 150мм, припуск на подрезку одного торца составит 5 мм.

Также по таблице выбираем припуски на обработку наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, при заданном d=52 мм:

По таблице выбираем припуски на механическую обработку. Припуск на черновое и чистовое точение составит:

черновое точение: 4,5 мм;

чистовое точение: 1,5 мм.

Способы обработки наружных поверхностей.

В зависимости от размеров детали выбираем способ её закрепления при обработке. Основным показателем является соотношение длины и диаметра.

В данном случае:

l/d=150/ 45=3,3

Из таблицы выбираем способ закрепления.

При l/d<4 в патроне.

2.2 Последовательность операций

Установ 1. 105 токарная операция.

. Подрезание торца.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец подрезной Т5К10

. Черновое точение.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец проходной Т5К10

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

. Чистовое точение.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец проходной Т15К4

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

. Снятие фаски.

Токарно-винторезный станок 1А616

. Сверление отверстия.

Токарно-винторезный станок 1А616

Спиральное сверло.

. Отрезание детали от прутка.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец отрезной.

Установ 2.

. Подрезание торца.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец подрезной Т5К10

. Снятие фаски.

Токарно-винторезный станок 1А616

Резец проходной Т5К10.

сверлильная операция.

Вертикально-сверлильный станок

Спиральное сверло

2.3 Выбор режущего инструмента

Режущий инструмент выбирается или назначается в зависимости от обрабатываемых поверхностей, обрабатываемых материалов и требуемой производительности.

Для изготовления оси будет использоваться резец и сверло.

При выборе резца необходимо учитывать следующие факторы:

обрабатываемый материал (чугун, сталь, цв. мет. и т. д.);

вид обработки (черновое обтачивание, чистовое);

твердость материала.

Из таблицы выбираем резец, учитывая выше перечисленные факторы.

Выбираем резец с плоской фаской для различных видов обработки стальных деталей. Далее из таблицы ,в зависимости от твердости обрабатываемой заготовки выбираем марку инструментального материал.

2.4 Выбор марок инструментального материала в зависимости от вида, характера, условий обработки и обрабатываемого материала

В качестве заготовки используется прокат круглого сечения. Сталь с пределом прочности σ =85Н/м. Для чернового обтачивания выбираем Т5К10. В дальнейшем можно применить в качестве инструментального материала для чистовой обработки Т15К6.

2.5 Выбор углов резца

Геометрические параметры режущего инструмента оказывают существенное влияние на усилие резания, качество поверхности и износ инструмента. Так, с увеличением угла γ инструмент легче врезается в материал, снижаются силы резания улучшается качество поверхности, но повышается износ инструмента. Наличие угла α снижает трение инструмента о поверхность резания, уменьшая его износ, но чрезмерное его увеличение ослабляет режущую кромку, способствуя её разрушению при ударных нагрузках.

Геометрические параметры режущего инструмента.

Г.П.Р.И. определяются углами, образуемыми пересечением поверхностей лезвия, а также положением поверхностей режущих лезвий относительно обрабатываемой поверхности и направлением главного движения.

Токарный резец состоит из рабочей (режущей) части и стержня (присоединительной части), служащего для закрепления резца в резцовой головке суппорта станка или державке. Рабочая часть резца заточена так, что образует лезвие (клин), являющееся основной формой режущей части всех режущих инструментов, даже

Главный передний угол γ - угол между передней поверхностью лезвия и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания; главный задний угол α - угол между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания; угол заострения β - угол между передней и задней поверхностями. Из принципа построения углов следует, что α+β+γ =π/2.

Угол наклона режущей кромки λ - угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью.

Углы в плане: главный угол в плане φ - угол в основной плоскости резания и направлением продольной подачи; вспомогательный угол в плане φ́ - угол в основной плоскости между вспомогательной режущей кромкой и обработанной поверхностью.

Углы токарного резца.

1-      след главной плоскости;

-        след вспомогательной секущей плоскости;

-        плоскость основания резца;

-        плоскость резания.

Значения углов φ, φ, α и λ.

γγα

При черновой обработке.

При чистовой обработке.

λ

Точение и растачивание резцами из быстрорежущей стали.

Сталь углеродистая, легированная, инструментальная.

_

27

8

12

0

Значения углов φ и φ в зависимости от условий обработки.

2.6 Назначение глубины резания

Более выгодным режимом резания будет такой, при котором деталь требуемого качества изготовляют при минимальных затратах средств (с учётом затрат на инструмент). Этот режим соответствует экономическому периоду стойкости инструмента. Глубину резания следует брать равной припуску на обработку на данной операции.

Режим резания t называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней.

t = (D - d)/2;

t = (51- 45)/2=3мм.

при черновом точении t = 4,5/2=2,25мм

при чистовом точении t = 1,5/2=0,75мм

Подачей s называется величина перемещения резца за один оборот детали, измеряемая в миллиметрах (мм/об). При точении различают: продольную подачу - вдоль оси обрабатываемой детали; поперечную подачу - перпендикулярно к оси обрабатываемой детали и наклонную подачу - под углом к оси обрабатываемой детали.

Подачи в мм/об при черновом обтачивании проходными резцами из быстрорежущей стали и с пластинками из твердого сплава без дополнительной режущей кромки φ>0.

Глубина резания при черновом точении 2,25мм. Из таблицы выбираем подачу. S= 0,7мм/об.

Глубина резания при черновом точении 0,75мм. Из таблицы выбираем подачу. S= 0,5мм/об

2.7 Определение скорости резания

V = C/T·t·S·K м/мин,

Где K =K·K·K·K·K

Значения коэффициентов и показателей степени в формулах.

C=273

X=0,15=0,2

T=60

m =0,2= 0,5

K=1,3=0,8-0,85=1

t = 0,75мм

K=1,3·1·0,8=1,04

.8 Определение силы Р резания

P=P+P+P

P=0,4·P

P=0,2·Р

P=9,81·C·t·S·V·K=KKKK

K=(70/850)=42

K=1,0=1,0=1,0=0,42·1·1,1·1=0,462

C=300=1,0=0,75, n =-0,15=9,81·200·0,75·0,5·167·0,462=184кГ·с

P=0,4·184=73,6 кГ·с

P=0,2·184=36,8 кГ·с

P==201 кГ·с

2.9 Определение необходимой частоты вращения шпинделя

n=1000·V/πД

n=1000·167/3,14·45=1181об/мин

По паспорту станка берётся ближайшая фактическая частота вращения:

n ≤ n

В данном случае для станка 1К62:

об/мин≤1181об/мин

Фактическая скорость резания:

V= π·Д· n/1000

V= 3,14·45·1000/1000=141м/мин

РАЗДЕЛ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ РЕЗАНИЯ

.1 Определение мощности необходимой для резания

N=P·V/6000

N=201·167/6000=5,59кВт

.2 Сравнение мощности электродвигателя с мощностью резания

N≥N/η

5,59/0,75=7,46кВт

>7,46

Крутящий момент резания:

М=(9,81· P·Д)/2

М= (9,81·201·0,045)/2=44Н/м

.3 Определение основного (машинного) времени при точении

Т=L·i/n·S мин., где

 - полная длина пути перемещения резца в направлении подачи, в мм;

n - число оборотов обрабатываемой заготовки в минуту;

S- подача в мм/об.

i- число проходов

L= l+y+e , где

l- длина обрабатываемой поверхности заготовки;

l=150мм

y- величина врезания резца;

y=2,25мм

e-перебег резца.

е=3мм

Перебег резца составляет обычно 1- 3 мм, величина врезания при точении определяется по формуле:

y= t·Ctgφ

y=2,25·Ctg45º=2,25

L= 150+2,25+3=155,25 мм

T=155,25·1/1000·0,5=0,31мин.

.4 Определение объема, массы, КИМ детали

V=h*ПD/4

V=0,155*3,14*0,051*0,051/4=316*10м

m=7*316=2212 г

V=0,150*3,14*0,045*0,045/4=238*10м

m=7*238=1666 г

КИМ= m/ m=75%

Заключение

В ходе работы был разработан технологический процесс на изготовление детали - ось. Оформлена технологическая документация на операции и переходы применяемые в ходе получения детали.

Установлены и применены в ходе разработки техпроцесса основные принципы и приёмы используемые при обработке металлов резанием.

Список литературы

1. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» М. Машиностроение 1985 г.

2. Данилевский В. В. Технология машиностроения. М. «Высшая школа» 1984 г.

3. Ковшов А. Н. Технология машиностроения М. Машиностроение 1987 г.

4. Захаров В. И. Технология токарной обработки Ленинград 1972 г.

5. Нефёдов Н. А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах

6. Справочник технолога машиностроителя под ред. Косиловой А. Г., Мещеряковой Р. К. М. Машиностроение. 1980 г.

7. Справочник технолога машиностроителя под ред. Кована В. М. М. 1963 г. Т. 1, 2

8. Основы теории транспортных гусеничных машин. Под редакцией Н. А. Забавникова; Машиностроение, М. 1968 г.

9. Справочник по материалам гусеничных машин. Под редакцией Е. Д. Цыпкина; М. 1972 г.

11. Данилевский В.В. Справочник технолога-машиностроителя М. Трудрезеридат 1958г.

12. Конспект лекций 2005-2006 учебные года.