Технологический процесс изготовления оси

Технологический процесс изготовления оси

1. Общая часть

1.1       Назначение детали

Ось эксцентриковая служит для установки и крепления на ней деталей вибрационного механизма и во время работы испытывает изгибающие нагрузки.

.2 Технические требования на ось заднего хода

Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, валов h14, остальных ±JT14/2. Неуказанные радиусы R=2 мм, фаски 1,6×45°. Биение поверхности «В» относительно поверхности «А» не более 0,025 мм. Овальность поверхности «А» 0,01 мм. Неперпендикулярность торцевых поверхностей относительно оси детали не более 0,02 мм. Радиальное биение поверхностей «А» и «В» не более 0,01 мм. Обработку произвести в центрах по ГОСТу 1034-94, тип центров «А».

.3 Анализ технологичности оси заднего хода

По своим геометрическим параметрам ось эксцентриковая представляет конструкцию, не представляющей сложности при механической обработке.

.3.1 Конструктивная обработка

Чистота поверхности и квалитеты точности соответствуют техническим требованиям на эксплуатацию.

Размеры на детали проставляем согласно технологического процесса на обработку.

Материал оси эксцентриковой обеспечивает высокую точность изделия.

Устанавливаем на деталь рациональную степень шероховатости, а также квалитетов точности обеспечивающих экономически целесообразную форму взаимозаменяемости.

На деталь устанавливаем монтажные зазоры, обеспечивающие нормальное функционирование детали.

.3.2 Технологическая обработка включает

деталь позволяет применить современные рациональные методы обработки и сборку;

получение заданной степени точности и шероховатости поверхностей;

минимальный расход материала на изготовление оси заднего хода;

применение рациональных средств контроля квалитетов точности и качества деталей.

.3.3 Эксплуатационная обработка включает обеспечение

Удобство обслуживания в процессе эксплуатации изделия; материал оси заднего хода позволяет обеспечить заданный срок эксплуатации; простота ремонта; минимальный вес детали.

.4 Тип производства и выбор заготовки

Годовая программа по заданию 200 шт. Согласно рекомендации [1] этап производства - мелкосерийное.

Заготовку получаем штамповкой на молотах в подкладочных штампах из материала Сталь 20А по ГОСТу 1050-88. С механическими параметрами по [8, с. 253] σв=520 МПа, σт=430 МПа, твердость 118-200 НВ.

Совмещены чертеж детали и заготовки представлен на рисунке 1.

.5 Технологический маршрут обработки заготовки

- фрезерно-центровальная

- токарная черновая

- токарная чистовая

- сверлильная

- термическая

- контрольная

.6 Расчет припусков на обработку оси заднего хода и его разбивка

Припуск рассчитываем согласно рекомендации [2] по формуле:

, (1.1)

где z - припуск на сторону, мм;= 1,45 - коэффициент, учитывающий закон нормального распределения Гаусса;=0,32 - высота микронеровностей по ГОСТ 2789-78;=0,48 - глубина дефектного слоя, мм;

e=0,25 - погрешность установки, мм;

Δ=0,25 - погрешность базирования, мм.

r=0,65 - коробление металла, мм;

=1,36

Согласно СТСЭВ 514-77 принимаем припуск на сторону, на торцевые поверхности z=2 мм. На остальные поверхности припуск на сторону z=5 мм по ГОСТу 6507-94 [3, с. 189].

Припуск разбиваем с чистовой операции.

Операция токарная чистовая.

тонкий переход z=0,1 мм;

чистовой переход z=0,4 мм.

Операция токарная /черновая/ z=4,5 мм.

1.7 Коэффициент использования металла

=[k], (1.2)

где m=5,68 - масса готовой детали, кг;

m₁ - масса исходной заготовки; m₁=m₂+m

m₂ - масса заготовки на окалину берется 5 % от массы заготовки

[k] - коэффициент использования металла, [k]=0,5

Масса заготовки:

m₁=m+·ρ

где =7850 кг/м³ - плотность металла;

d₁=0,045 м; d₂=0,075 м; l₁=0,267 м; l₂=0,053 м - размеры заготовки, взятые с совмещенного чертежа с заготовкой.

m₁=5,68+·7850=9,81 кг

масса исходной заготовки с учетом окалины m₁=1,05·9,81=10,3 кг

k=0,55 > 0,5 = [k]

ось фрезерный токарный резание

2. Технологическая часть

.1 005 Операция фрезерно-центровальная

.1.1 Оборудование

Фрезерно-центровальный станок МР-71К со следующими техническими характеристиками, [3]:

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм 500

Число скоростей сверлильной головки, Д 7

Число скоростей шпиндельных головок, К 11

Число оборотов фрезерных головок, об/мин 80-712

Пределы чисел оборотов сверлильных головок мм/мин 50-2000

Допустимая сила подачи, Н 2400

КПД станка 0,75

Мощность главного двигателей, кВт

фрезерных головок15

сверлильных головок 2,5

.1.2 Приспособления

Гидравлические призмы, ножи.

.1.3 Инструмент режущий

фреза торцевая со вставными ножами из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 8529-89 [2]. Диаметр фрезы 80 мм; j = 90° - главный угол в плане; j1 =10° - вспомогательный угол в плане; γ =0° - передний угол; λ=0° - угол наклона режущей кромки, количество зубьев 10, стойкость фрезы 120 мин.

2.1.4 Мерительный инструмент

Линейка металлическая ГОСТ 427-80, пределы измерения 0-40 мм, цена деления 1мм.

Штангенциркуль ШЦ-Ι по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

.1.5 Режимы резания

а) Первый переход. Фрезеровать деталь с двух сторон. Выдержать размер l=310 мм, Rа=12,5 мкм.

) Глубина резания для торцевой поверхности t = 2 мм.

) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,12 мм/об.

) Скорость резания по [5] v, м/мин.

, (2.1)

где Сv=330 - учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;= 0,2 xV=0,1 yV = 0,2=0,2 - показатели степеней по [3, с. 422-423];

Т = 120 - стойкость резца, мин;

Кf=0,87 - главный угол в плане;

КN=0,90 - состояние поставки заготовки;

КM =0,77 - обрабатываемый материал;

Кu =0,65 - материал режущей части фрезы;

=120,8 м/мин

) Частота вращения шпинделя.

,                         (2.2)

где D - диаметр фрезы, D=80 мм

 об/мин.

) Частота вращения шпинделя по паспорту n=504 об/мин.

) Действительная скорость резания:===126,6 м/мин

) Минутная подача:

м=sz·n·Z=0,12·10·504=604,8 мм/мин (2.3)

) Минутная подача по паспорту Sмин=560 мм/мин

9) Действительная подача на зуб:

sz== = 0,06 мм/зуб

) Сила резания.

Рz= (2.4)

где kp=1,31 - обрабатываемый материал.

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ωр=0,2

Рz==2235 Н

) Усилие подачи.

Рх=0,3·Рz=0,3·2235=670,5 Н;

Рх=670,5 Н < 2400 Н = [Рх]

) Эффективная мощность резания.

 (2.5)

где η = 0,75 - к.п.д. станка.

 кВт; ЭФ = 6,2 кВт < 15 кВт = NCT .

) Основное время на переход:

о=

где у1 - величина врезания инструмента:

у1= (2.6)

у1==20 мм. - основная длина обработки, l=80 мм; - величина перебега инструмента, y2=5 мм;о= мин.

б) Второй переход. Центровать деталь с двух сторон по ГОСТ 174034-96 со смещением эксцентриситета 2 мм.

) Глубина резания t = 5 мм.

) Подача согласно рекомендации [6] sп = 0,25мм/об.

) Скорость резания по рекомендации [6] v=18 м/мин.

) Частота вращения шпинделя.

 об/мин.

5) Обороты по паспорту станка n=1150 об/мин.

) Действительная скорость резания:

v===18,1 м/мин

) Минутная подача:м=s·n=0,25·1150=282,5 мм/мин

) Минутная подача по паспорту sмин=287,5 мм/мин

9) Действительная подача на оборот:

sz== = 0,25 мм/об

) Основное время на переход:

tо2=

где у1=4 мм; l=20 мм; у2=0о2= мин.

2.1.5 Штучное калькуляционное время на операцию

где α - процент от оперативного времени на отдых и физические надобности, α=8 %;

β - процент от оперативного времени на организацию рабочего места и техническое обслуживание станка, β=4 %.

tоп - оперативное время на операцию, мин.;

Тпз=40000 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];- число деталей в партии

=N·f·8,25/F,

где N=500000 - годовая программа;=12 - задел в днях;=2030 - количество часов работы оборудования в год.=500000·12·8,25/2030=24384

Оперативное время.

оп=Σtо+Σtв, (2.9)

где Σtо - сумма основного времени, мин;

Σtо=tо1+tо2=0,35+0,083=0,43 мин

где Σtп=28 - вспомогательное время на операцию, мин;

Тштк=+=1,64 мин.

2.2 010 Операция токарная (черновая)

2.2.1 Оборудование

Таблица 1 Станок токарно-винторезный модели 16К20ТЦ:

.2.2 Приспособление

Патрон трехкулачковый, самоцентрирующийся по ГОСТу 5410-90, центра вращающиеся по ГОСТу 8742-92, поводок по ГОСТу 2578-94.

.2.3 Инструмент режущий

Резец токарный проходной по ГОСТ 10043-94 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т5К10. Стойкость резца Т=60 мин; В×Н=16×25 - сечение; j = 90° - главный угол в плане; j1 = 10° - вспомогательный угол в плане; α=10° - задний угол; γ =0° - передний угол; λ = 0° - угол наклона лезвия; r = 2 мм - радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

.2.4 Инструмент мерительный

Линейка металлическая по ГОСТу 427-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

Штангенциркуль ШЦ-I по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

2.2.5 Режимы резания

а) Первый переход. Точить деталь поверху начерно до Ø36 на длине l=180 мм; Rа=12,5 мкм.

) Глубина резания для торцевой поверхности t = 4,5 мм.

) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,45 мм/об.

) Скорость резания v, м/мин.

, (2.10)

где Сv=350 - Учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;= 0,2 xV=0,15 yV = 0,35 - показатели степеней;

Т = 60 - стойкость резца, мин;

Кv - скоростной коэффициент

,

где КПV =0,96 - состояние поставки заготовки;

КИV =0,65 - материал режущей части;

КМV =0,90 - обрабатываемый материала;

Кj=0,70 - коэффициент параметра резца;

Кг=0,97 - коэффициент параметра резца.

0,96·0,65·0,90·0,70·0,97=0,38

Все значения коэффициентов выбраны согласно рекомендации [3. стр. 418, 424].

 м/мин.

) Число оборотов шпинделя.

 об/мин.

) Частота вращения шпинделя по паспорту n=400 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

м/мин

) Сила резания.

Рz=Срz·tхр·syp·vпр·кр, (2.11)

где kр - коэффициент силовой=k1·k2,

где k1=1,04 - обрабатываемый материал.=0,89 - главный угол в плане=1,04·0,89=0,93

Ср=3200 - обрабатываемый материал и материал режущей части

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ωр=0,2

Рz=3000·4,51,0·0,650,75·56,54-0,15·0,93=5424 Н

≤ Nст, (2.5)

где η = 0,75 - к.п.д. станка.

 кВт; ЭФ = 6,67 кВт < 15 кВт = NCT .

) Основное время на переход:

tо1=

где у1=0 - величина врезания инструмента: - основная длина обработки, l=180 мм; - величина перебега инструмента, y2=0 мм;о= мин.

б) Второй переход.

Точить деталь поверху до Ø66мм на длине l=45 мм, притупить острые кромки Rа=12,5 мкм Режим резания принимаем согласно первому перехода.

Основное время.о2= мин.

.2.6 Штучное калькуляционное время:

Тштк=+,

где Тпз=120 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

оп=Σtо+Σtв,

где Σtо - сумма основного времени, мин;

Σtо=tо1+tо2=0,69+0,17=0,86 мин

где Σtп=20 - вспомогательное время на операцию, мин;оп=0,86+20=20,86 мин

Тштк=+=5,96 мин.

.3 015 Токарная чистовая

.3.1 Оборудование

Станок токарно-винторезный модели 16К20ТС.

Техническую характеристику смотри в операции 010.

.3.2 Инструмент режущий

Резец токарный проходной прямой, чистовой по ГОСТу 6743-93 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т15К6. Стойкость резца Т=60 мин; В×Н=16×25 - сечение державки; f1=8°; α=8° - задний угол; γ =0° - передний угол; λ = 0° - угол наклона лезвия; r = 2 мм - радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

.3.3 Инструмент мерительный

Микрометр по ГОСТу 6507-80 пределы измерения 25-50 мкм, 50-75 мм, цена деления 1 мкм.

Шаблон конавочный.

.3.4 Режимы резания

Режимы резания принимаем согласно рекомендации [6] и сводим в таблицу 2.

.3.5 Штучное калькуляционное время

Тштк=+,

где Тпз=60 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

оп=Σtо+Σtв,

где Σtо - сумма основного времени, мин;

Σtо=tо1+tо2+tо3+tо4+tо5=1,13+1,8+0,9+0,71+0,1=4,64 мин

где Σt_в=24 - вспомогательное время на операцию [6], мин;

t_оп=4,64+24=28,68 мин

Т_штк=+=34,58 мин.

Таблица 2 - Режимы резания для токарной чистовой операции

2.4 020. Операция сверлильная

.4.1 оборудование

Таблица 3 Станок вертикально-сверлильный модель 1К125 Мс:

.4.2 Инструмент режущий

. Сверла с диаметрами: 8 мм, 12 мм, 16 мм, 20 мм, 22 мм по ГОСТу 2692-92. Материал сверл быстрорежущая сталь. Стойкость сверл Т=45 мин. Геометрические параметры: 2f=116°; γ=2°; ω=30°; α=2-5°.

2. Метчик машинный по ГОСТу 8859-90, материал быстрорежущая сталь Р18.

.4.3 Мерительный инструмент

. Штангенциркуль ШЦ-I ГОСТ 166-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

. Калибр резьбовой М22×2-6q.

.4.4 Расчет режимов резания

а) Первый переход. Сверлить отверстие диаметром 12 мм на длине l=125 мм, Rа=12,5 мкм.

) Глубина резания t=0,5d=5 мм.

) Подача по рекомендации [6] s=0,25 мм/об

) Подача по паспорту станка s=0,25 об/мин.

) Скорость резания [3] V=20 м/мин.

) Обороты шпинделя.

 об/мин.

) Частота вращения шпинделя по паспорту n=630 об/мин.

7) Действительная скорость резания:

м/мин

) Крутящий момент.

Ткр=см·Dдм·sqм·кр, (2.12)

где см - обрабатываемый материал и материал сверла взятый за эталон, см=0,345; м - показатель степени;

ум - показатель степени; мр - материал обрабатываемый, kмр=1,06.

Ткр=0,345·10²·0,250,8·1,06=12,1 Н·м

) Мощность резания.

 ≤ [Nст],  (2.5)

где η = 0,75 - к.п.д. станка.

 кВт; Э =0,78 кВт < 3 кВт = NCT .

) Основное время на переход:

tо1=

где у1=3 - величина врезания инструмента: - основная длина обработки, l=125 мм; - величина перебега инструмента, y2=0 мм;о= мин.

Остальные переходы выполняются с режимами резания по рекомендации сводим в таблицу 2.

.4.5 Штучное калькуляционное время

Т_штк=+,

где Т_пз=50 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

t_оп=Σt_о+Σt_в,

где Σt_о - сумма основного времени, мин;

Σt_о=t_о1+t_о2+t_о3+t_о4+t_о5+t_о6=0,8+0,6+0,12+0,1+0,25+0,24=2,11 мин

где Σt_в=21,7 - вспомогательное время на операцию [6], мин;

Т_штк=+=27,85 мин.

Таблица 4 - Режимы резания для сверлильной операции

Библиографический список

1. Егоров М.Е. / Основы проектирования машиностроительных заводов. - М: Машиностроение, 1969. - 710 с.ил.

.Коган И.А. / Расчет припусков на обработку - Тула: Приволжское издание, 1991 -320с.ил.

. Дальский A.M. Касилова А.Г. Мещеряков Р.К./ Справочник технолога машиностроителя Т2. - М.: Машиностроение, 2003 - 944 с. ил.

.Молов А.Н. / Справочник технолога машиностроителя. Т2-М. Машиностроение, 1972 - 508 с.: ил.

. Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. - М.: Машиностроение. 1987. - 256 с.: ил.

. Стружестрах Н.Е./ Справочник нормировщика - М.: Машиностроение, 1972-1073 с; ил.

. Гузенков П.Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин. - М.: Машиностроение, 1994. - 312 с.: ил.

. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение. 1980 - 493 с.