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.

1.2 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».

1.3 Анализ технологичности оси заднего хода По своим геометрическим параметрам ось эксцентриковая представляет конструкцию, не представляющей сложности при механической обработке.

1.3.1 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.

1.3.2 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.

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

1.4 Тип производства и выбор заготовки Годовая программа по заданию 200 шт. Согласно рекомендации 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] ?в=520 МПа, ?т=430 МПа, твердость 118−200 НВ.

Совмещены чертеж детали и заготовки представлен на рисунке 1.

1.5 Технологический маршрут обработки заготовки

005 — фрезерно-центровальная

010 — токарная черновая

015 — токарная чистовая

020 — сверлильная

025 — термическая

030 — контрольная

1.6 Расчет припусков на обработку оси заднего хода и его разбивка Припуск рассчитываем согласно рекомендации по формуле:

(1.1)

где z — припуск на сторону, мм;

k = 1,45 — коэффициент, учитывающий закон нормального распределения Гаусса;

Rz=0,32 — высота микронеровностей по ГОСТ 2789–78;

Ta=0,48 — глубина дефектного слоя, мм;

=0,25 — погрешность установки, мм;

?=0,25 — погрешность базирования, мм.

=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.

015 Операция токарная чистовая.

тонкий переход z=0,1 мм;

чистовой переход z=0,4 мм.

020 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+· ?

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

2.1 005 Операция фрезерно-центровальная

2.1.1 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

Пределы рабочих подач, мм/мин (бесступенчатое регулирование) 10−300

Допустимая сила подачи, Н 2400

КПД станка 0,75

Мощность главного двигателей, кВт фрезерных головок15

сверлильных головок 2,5

2.1.2 Приспособления Гидравлические призмы, ножи.

2.1.3 Инструмент режущий

— фреза торцевая со вставными ножами из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 8529–89. Диаметр фрезы 80 мм; = 90 — главный угол в плане; 1 =10 — вспомогательный угол в плане;? =0 — передний угол; ?=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 1 мм.

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

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

1) Глубина резания для торцевой поверхности t = 2 мм.

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

3) Скорость резания по v, м/мин.

(2.1)

где Сv=330 — учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 0,2 xV=0,1 yV = 0,2

qv=0,2 — показатели степеней по;

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

4) Частота вращения шпинделя.

(2.2)

где D — диаметр фрезы, D=80 мм

об/мин.

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

6) Действительная скорость резания:

v===126,6 м/мин

7) Минутная подача:

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

8) Минутная подача по паспорту Sмин=560 мм/мин

9) Действительная подача на зуб:

sz== = 0,06 мм/зуб

10) 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; ?р=0,2

Рz==2235 Н

11) Усилие подачи.

Рх=0,3· Рz=0,3·2235=670,5 Н;

Рх=670,5 Н < 2400 Н = [Рх]

12) Эффективная мощность резания.

(2.5)

где? = 0,75 — к.п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,2 кВт 15 кВт = NCT .

13) Основное время на переход:

tо=

где у1 — величина врезания инструмента:

у1= (2.6)

у1==20 мм.

l — основная длина обработки, l=80 мм;

y2 — величина перебега инструмента, y2=5 мм;

tо= мин.

б) Второй переход. Центровать деталь с двух сторон по ГОСТ 174 034–96 со смещением эксцентриситета 2 мм.

1) Глубина резания t = 5 мм.

2) Подача согласно рекомендации sп = 0,25мм/об.

3) Скорость резания по рекомендации v=18 м/мин.

4) Частота вращения шпинделя.

об/мин.

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

6) Действительная скорость резания:

v===18,1 м/мин

7) Минутная подача:

sм=s· n=0,25·1150=282,5 мм/мин

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

9) Действительная подача на оборот:

sz== = 0,25 мм/об

10) Основное время на переход:

tо2=

где у1=4 мм; l=20 мм; у2=0

tо2= мин.

2.1.5 Штучное калькуляционное время на операцию Тштк=+, (2.7)

где? — процент от оперативного времени на отдых и физические надобности, ?=8%;

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

tоп — оперативное время на операцию, мин.;

Тпз=40 000 — подготовительно-заключительное время на операцию [6];

n — число деталей в партии

n=N· f·8,25/F,

где N=500 000 — годовая программа;

f=12 — задел в днях;

F=2030 — количество часов работы оборудования в год.

n=500 000· 12·8,25/2030=24 384

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв, (2.9)

где ?tо — сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,35+0,083=0,43 мин где? tп=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:

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

2.2.3 Инструмент режущий Резец токарный проходной по ГОСТ 10 043–94 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т5К10. Стойкость резца Т=60 мин; В? Н=16?25 — сечение; = 90 — главный угол в плане; 1 = 10 — вспомогательный угол в плане; ?=10 — задний угол;? =0 — передний угол;? = 0 — угол наклона лезвия; r = 2 мм — радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.2.4 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 O36 на длине l=180 мм; Rа=12,5 мкм.

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

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

3) Скорость резания v, м/мин.

(2.10)

где Сv=350 — Учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 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;

К=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.

4) Число оборотов шпинделя.

об/мин.

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

6) Действительная скорость резания:

м/мин

7) Сила резания.

Рz=Срz· tхр·syp·vпр·кр, (2.11)

где kр — коэффициент силовой

kp=k1· k2,

где k1=1,04 — обрабатываемый материал.

k2=0,89 — главный угол в плане

kp=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; ?р=0,2

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

8) Эффективная мощность резания.

? Nст, (2.5)

где? = 0,75 — к.п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,67 кВт 15 кВт = NCT .

9) Основное время на переход:

tо1=

где у1=0 — величина врезания инструмента:

l — основная длина обработки, l=180 мм;

y2 — величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

б) Второй переход.

Точить деталь поверху до O66мм на длине l=45 мм, притупить острые кромки Rа=12,5 мкм Режим резания принимаем согласно первому перехода.

Основное время.

tо2= мин.

2.2.6 Штучное калькуляционное время:

Тштк=+,

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

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо — сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,69+0,17=0,86 мин где? tп=20 — вспомогательное время на операцию, мин;

tоп=0,86+20=20,86 мин Тштк=+=5,96 мин.

2.3 015 Токарная чистовая

2.3.1 Оборудование Станок токарно-винторезный модели 16К20ТС.

Техническую характеристику смотри в операции 010.

2.3.2 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; ?=8 — задний угол;? =0 — передний угол;? = 0 — угол наклона лезвия; r = 2 мм — радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.3.3 Инструмент мерительный Микрометр по ГОСТу 6507−80 пределы измерения 25−50 мкм, 50−75 мм, цена деления 1 мкм.

Шаблон конавочный.

2.3.4 Режимы резания Режимы резания принимаем согласно рекомендации и сводим в таблицу 2.

2.3.5 Штучное калькуляционное время Тштк=+,

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

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо — сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2+tо3+tо4+tо5=1,13+1,8+0,9+0,71+0,1=4,64 мин где? t_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

2.4.1 оборудование Таблица 3 Станок вертикально-сверлильный модель 1К125 Мс:

2.4.2 Инструмент режущий

1. 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°; ?=2°; ?=30°; ?=2−5°.

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

2.4.3 Мерительный инструмент

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

2. Калибр резьбовой М22?2−6q.

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

1) Глубина резания t=0,5d=5 мм.

2) Подача по рекомендации s=0,25 мм/об

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

4) Скорость резания V=20 м/мин.

5) Обороты шпинделя.

об/мин.

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

7) Действительная скорость резания:

м/мин

8) Крутящий момент.

Ткр=см· Dдм·sqм·кр, (2.12)

где см — обрабатываемый материал и материал сверла взятый за эталон, см=0,345;

qм — показатель степени;

ум — показатель степени;

kмр — материал обрабатываемый, kмр=1,06.

Ткр=0,345· 10?·0,250,8·1,06=12,1 Н· м

9) Мощность резания.

? [Nст], (2.5)

где? = 0,75 — к.п.д. станка.

кВт;

NЭ =0,78 кВт 3 кВт = NCT .

10) Основное время на переход:

tо1=

где у1=3 — величина врезания инструмента:

l — основная длина обработки, l=125 мм;

y2 — величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

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

2.4.5 Штучное калькуляционное время Т_штк=+,

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

Оперативное время.

t_оп=?t_о+?t_в,

где ?t_о — сумма основного времени, мин;

?t_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? t_в=21,7 — вспомогательное время на операцию [6], мин;

t_оп=2,11+21,7=23,81 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.

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

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

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

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

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

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

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