Разработать технологический процесс и спроектировать механический участок обработки детали “Вал первичный” №41526-96 с годовым выпуском

 

Технологичность конструкции - такая конструкция детали, когда на изготовление ее затрачивается меньшая трудоемкость, себестоимость.

 

№ п./п.	Идентичные поверхности	Квалитет	Класс шероховатости	Примечание
1		10	4
2		10	4
3		10	4
4		10	4
5		10	8
6		10	6
7		14	6
8		14	6
9		14	4
10		14	4
11		14	4
12		14	4
13		14	4
14		14	4
15		14	4
16		14	4
17		14	4
18		14	4
19...45	19...45	7	7	27 зубьев
46, 48	46, 48	10	4	2 фаски зубчатого колеса
47		10	4
49		14	4
50		14	4
51		14	4
52, 53	55, 53	14	4	2 поверхности
54		10	4
55		14	5
56		14	4
57...73	57...73	7	7	17 зубьев
74...75	74...75	9	5	2 отверстия
76		14	4
77		8	7
78		14	4
79		14	4
80		14	4
№ п./п.	Идентичные поверхности	Квалитет	Класс шероховатости	Примечание
81		14	4
82		14	4
83		14	4
84		6	4
85		14	4
86		6	5
87		10	6
88		10	6
89		8	4
90		6	7
91		14	6
92		14	4
93...112	93...112	10	5	20 скруглений
113...122	111...120	9	4	10 шлицев
123		14	4

 

1. Коэффициент унифицированных  элементов:

К_уэ=Q_уэ /Q_э=80 / 123=0,65>0,6

 

2. Коэффициент точности:

К_тч=I-(I /A_ср)³0,87 Þ 1-(1 / 9,62)=0,9>0,8

А_ср=(32 ´ 10+29 ´ 14+44 ´ 7+12 ´ 9+8 ´ 3+6 ´ 3) / 123=1184 / 123=9,62

 

3. Коэффициент шероховатости:

К_ш=I / Б>=0,16 Þ 1 / 5,44=0,18>0,16

Б=(4 ´ 46+8+6 ´ 6+7 ´ 45+5 ´ 24) / 123=670 / 123=5,44

 

Вывод: Исходя из расчетов и соотношения конструкции детали по всем параметрам видно, что деталь удовлетворяет основным требованиям, а следовательно является - технологичной.

Способ получения  заготовки:

 

Данная заготовка получена - поковкой.

Этот метод позволяет  получить заготовки массой от 5 кг до 250 тонн с большими припусками. Изготовление этой заготовки было произведено  на ГКП (ковочно-гидравлический пресс  ГОСТ 7284-80 способный развивать мощность до 5...50 МН).

Припуски 2z_min от 10 до 80 мм в зависимости от массы заготовки.

Допуски ^+0,8 _-0,5 при смещение одной поверхности относительно другой на 0,5...1,7 мм, величина заусенцев не превышает 0,5 мм (при диаметре заготовки Д_ср=40...45 мм) и длины 190...210 мм).

Горячей ковкой изготавливаются  поковки цилиндрической формы (сплошные, гладкие и с уступами) - валы, оси, цапфы.

Сырьем служат Стальные (товарные заготовок ГОСТ 4693-77) - применяются  под ковку и штамповку валов  крупных и средних размеров (прокат).

Зачистка металла осуществляется после получения поковки определенной формы и размеров для выявления  дефектов, предупреждающих выявления  брака в деталях.

Но возможен способ получения  заготовки другим более эффективным  методом из-за припусков и трудоемкости - горячая штамповка (в закрытых штампах - путем обжатия заготовок m=5...100 кг) - применяются для сокращения расхода  материала (отсутствие заусенцев).

Заготовки изготавливают  из сталей и сплавов средней и  пониженной пластичности) припуск 0,6...1,2 до 3 мм и поле допуска 0,7...3,4 мм.

 

Технические требования на заготовку:

1. Неуказанные закругления  R2;

2. Смещение по линии  разъема не более 0,8 мм;

3. Заусенец не более  0,5 мм;

4. Внешние дефекты (забоины,  вмятины) глубиной не более  0,5 мм;

5. Кривизна стержня не  более 0,8 мм;

6. Очистка поверхности  производится механическим способом

7. Нормализовать НВ 170...217 МПа

 

№ п/п	Наименование  операции	Оборудование		Приспособ-ление	Вспомогатель-ный инструмент	Измерительный инструмент	Режущий инструмент	То мин	Тв мин	Дд мин
005	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный  станок МР-77Н		Призмы, зажимное приспособ-ление с  пневматическим приводом		Скоба 185-360 МН4784-63	Фреза торцевая (2) Т5К10 Æ90 (2214-0131). Сверло центровочное (2) Æ5 (2317-0004) ГОСТ 14952-69	0,17	0,87	1,08
010	Гидро- копировальная	Токарный гидро-копировальный станок 1713		Самоцентр. трех кулачковый патрон 7100-019 ГОСТ 2675-81	Державка 6300-0001 МН1779-61. Центры жесткие	Скоба листовая Æ30 МН4780-63	Резец проходной Т15К6-I МН576-64 2102-0021	0,5	0,6	1,18
015	Гидро- копировальная	Токарный гидро-копировальный станок 1708		Самоцентр. 3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-81	Державка 6300-0001 МН1779-61. Центры жесткие	Скоба листовая Æ56 МН4780-63	Резец проходной (упорный) Т15К6-W МН567-64 2101-0561	0,13	0,6	0,82
№ п/п	Наименование  операции	Оборудование		Приспособ-ление	Вспомогатель-ный инструмент	Измерительный инструмент	Режущий инструмент	То мин	Тв мин	Дд мин
020	Токарно-автоматная	Токарный восьми  шпиндельный станок 1А240П-8		Самоцентр. 3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-81	Втулка для сверления, зенкерования, развертывания 6100-0152. Центры МН1187-65	Пробки двухсторонние ГОСТ 14811-69. Нутромер	Сверло Æ16,7; 21,30 Р6М5 2300-1101 ГОСТ 12121-66. Развертка Æ23 (2360-0385) ГОСТ 11175-71. Зенкер Æ22,6 (2323-0017). Расточные резцы	6,07	0,85	7,48
025	Шлице-накатная	Шлице-накатной станок ШН-2		Специальное приспособление МН5796-65		Скоба гладкая Æ14¸120 МН2973-61	Накатные ролики ГОСТ 8027-60	1,01	0,3	1,4
030	Зубо-долбежная	Зубо-долбежный станок 5М14		Патрон с эксцентр. Кулачками МН5526-64 (7301-0002)	Втулка переходная (гладкая) для дисковых долбяков (6109-0104). Приспособление делительное	Шагомер (21501) ГОСТ 3883-59	Долбяк Æ75 Т5К10 ГОСТ 9323-60	0,58	0,35	1,04
№ п/п	Наименование  операции	Оборудование		Приспособ-ление	Вспомогатель-ный инструмент	Измерительный инструмент	Режущий инструмент	То мин	Тв мин	Дд мин
035	Зубо-долбежная	Зубо-долбежный станок 5В12		Патрон с эксцентр. Кулачками МН5526-64 (7301-0002)	Втулка переходная (гладкая) для дисковых долбяков (6109-0104). Приспособление делительное	Шагомер (21501) ГОСТ 3883-59. Зубомер 2301	Долбяк Æ90,0 Т5К10 ГОСТ 9323-60	1,08	0,54	1,75
040	Зубо-закругляющая	Зубо-закругляющий станок 5А580		Патрон с эксцентр. Кулачками МН5526-64 (7301-0002)	Приспособление С7507-4002	Угломер УН127 ГОСТ 5378-66	Пальцевая (коническая) фреза 2220-0001 ГОСТ 6648-68	0,68	0,45	1,26
045	Зубоше-венговальная	Зубо-шевенговальный станок 5717С-1			Центры жесткие МН1779-61	Микрометр зубомерный ГОСТ 6507-60	Шевер Æ150 2312-0012 МН1778-61	0,84	0,36	1,29
050	Т/о ТВЧ HRC48
№ п/п	Наименование  операции	Оборудование		Приспособ-ление	Вспомогатель-ный инструмент	Измерительный инструмент	Режущий инструмент	То мин	Тв мин	Дд мин
055	Агрегатная (сверление)	Агрегатный станок		Патрон сверлильный 6115-0162 МН1177-60	Втулка для сверления 6100-0152 МН1187-65	Пробки двухсторонние ГОСТ 14814-69	Сверло (2) Æ2,4 Р6М5 2300-0147	0,15	0,39	0,59
060	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок 3Б161		Двух кулачковый патрон 7106-0012 МН4051-62	Центры жесткие ГОСТ 13214-67	Скоба регулируемая. МН-4780-63	Шлифовальный круг Э5А40С1-С28К5 ПП 500 ´ 40 ´ 203 ГОСТ 2424-67	0,56	0,4	1,03
065	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок 3Б161		Двух кулачковый патрон 7106-0012 МН4051-62	Центры жесткие ГОСТ 13214-67	Скоба регулируемая. МН-4780-63	Шлифовальный круг Э540С1-СТ25К ГОСТ 2424-67	0,34	0,4	0,79
070	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок 3Б161		Двух кулачковый патрон 7106-0012 МН4051-62	Центры жесткие ГОСТ 13214-67	Скоба регулируемая. МН-4780-63	Шлифовальный круг Э540С1-СТ25К ПП 600 ´ 40 ´ 305 ГОСТ 2424-67	0,48	0,35	0,89
№ п/п	Наименование  операции	Оборудование		Приспособ-ление	Вспомогатель-ный инструмент	Измерительный инструмент	Режущий инструмент	То мин	Тв мин	Дд мин
075	Кругло-шлифовальная	Кругло-шлифовальный станок 3М151		Двух кулачковый патрон 7106-0012 МН4051-62	Центры жесткие ГОСТ 13214-67	Скоба регулируемая. МН-4780-63	Шлифовальный круг Э540С2-СТ15К ГОСТ 2424-67	0,15	0,35	0,54
080	Внутри- шлифовальная	Внутри шлифовальный станок 3А277		Двух кулачковый поводковый патрон 7160-0012 МН4051-62	Втулка разрезная	Пробки двухсторонние.	Шлифовальный круг Э9А25С1-С27-8К5 ПП 500 ´ 305 ´ 50	0,47	0,40	0,94
085	Резьбо- фрезерная	Резьбо-фрезерный станок КТ-44А		Самоцентрирующ. Трех кулачковый патрон 7100-0019 ГОСТ 2675-81	Оправка для насадных фрез 5222-0054	Калибр резьбовой ГОСТ 17764-69	Фреза резьбовая Р6М5 Æ60, m=3	2,4	0,85	3,51
090	Контрольная	Контрольный стол

Технологический процесс обработки (режимы резания)

 

005 Фрезерно-центровальная  (а) центрование, (б) фрезерование

а) Д=3 мм, L=2

 

1. Устанавливаем глубину  резания:

t=h=5 мм

 

2. Назначаем подачу на  зуб инструмента

S_z=0,08...0,1 ^мм¤_зуб [5] стр.83 Ф-2

 

3. Назначаем период стойкости

Т_р=К_{ср ´} (Т_м1+Т_м2) ´ Л=0,85 ´ (60+60) ´ 0,63=64.26 мин

Л=L_рез / L_рх=5 / 7,9=0,63

L_рх=L_рез+у+l_доп=5+0,9+2=7,9 мм

у=0,3 ´ Д=0,3 ´ 3=0,9 мм

 

4. Скорость резания

Д=3мм, z=2, t=5 мм, S_z=0,09 ^мм/_зуб

V=Д_табл ´ К₁ ´ К₂ ´ К₃=18 ´ 0,9 ´ 1,25 ´ 1=18 ^м/_мин=0,3 ^м/_с

 

5. Частота вращения шпинделя

n=100 ´ V / p ´ Д=1000 ´ 18 / 3,14 ´ 3=1910 ^об/_мин

по паспорту n_д=1900 ^об_¤мин

 

6. Действительная скорость  резания

V_д=¶ ´ Д ´ n_д / 1000=3,14 ´ 3 ´ 1900 / 1000=17,8 ^м_¤мин

 

7. Подача продольная минутная

S_м=S_z ´ z ´ n_д=0,09 ´ 2 ´ 1900=342 ^мм_¤мин

по паспорту S_м=340 ^об_¤мин

 

8. Определяем мощность

N_табл=0,6 кВт

N_рез=Е ´ V ´ b_max ´ K₁ ´ K₂ ´ Z / 1000=1,11 ´ 18 ´ 4 ´ 2 ´ 1 ´ 1/1000=0,16 кВт

 

N_рез£N_шп

0,16<2,1

 

N_шп=N_д ´ h=2,8 ´ 0,75=2,1 кВт

 

9. Основное время

Т_о=L / S_м=7,9 ´ 342=0,03 мин

 

10. Вспомогательное время

t_уст=0,1 мин

t_пер=0,14 мин

t_изм=0 мин

t_в=0,24 мин

 

11. Оперативное время

T_оп=Т_о+Т_в=0,03+0,24=0,23 мин

 

12 Время на обслуживание  рабочего места 3,5%

t_обс=t_оп ´ 0,035=0,23 ´ 0,035=0,008 мин

 

13. Время на отдых

t_отл=t_оп ´ 0,04=0,23 ´ 0,04=0,008 мин

 

14. Штучное время:

 

14. Д_д=Т_оп+t_обс+t_отл=0,23+0,008+0,008=0,246 мин=0,25 мин

б. Фрезерование (торцевание)

Применяем торцевую фрезу  со вставными призматическими пластинами Т5К10.

Д_ф=90 мм, z=4, j=45...90°, L=12, g=-5°, l=+5°

 

1. Глубина резания:

t=h=2.45 мм

 

2. Расчет длины рабочего хода и средней ширины фрезерования:

L_рх=L_рез+у+L_доп=44+4,5+9,5=58 мм

L_рез=44 мм

у=(Д-Ö(Д²-в²)) / 2=(90-Ö(90²-34,5²)) / 44=4,5 мм

L_доп=9,5 мм

в_ф=p ´ r² / L_рез=3,14 ´ 22² / 44=34,5 мм

 

3. Назначаем подачу на зуб фрезы

S_z=0,2 ^мм_¤зуб

 

4. Назначаем период стойкости фрезы

Т_м=120 мин

Т_р=К_ф ´ Т_н ´ l=1 ´ 120 ´ 0,76=91,2 мин

l=L_рез / L_рх=44 / 58=0,76

 

5. Скорость резания

V=Д_табл ´ К₁ ´ К₂ ´ К₃=165 ´ 1,3 ´ 0,9 ´ 0,8= 154,4 ^м/_мин

Д_табл=165 ^м¤_мин

К₁=1,3 - коэффициент зависящий от размеров заготовки,

К₂=0,9 - коэффициент зависящий от материала,

К₃=0,8 - коэффициент зависящий от стойкости инструмента

 

6. Частота вращения шпинделя

n=1000 ´ V / p ´ Д=1000 ´ 154,4 / 3,14 ´ 90=546,3 ^об/_мин

n_д=535 ^об_¤мин

 

7. Действительная скорость резания:

V_д=p ´ Д ´ n_д / 1000=3,14 ´ 90 ´ 535 / 1000=151,2 ^м_¤мин

 

8. Минутная подача

S_м=S_z ´ z ´ n_д=0,2 ´ 4 ´ 535=428 ^мм/_мин

S_м=425 ^мм¤_мин

 

9 Мощность:

N_рез=N_табл ´ К_gN ´ K_jN=4,5 ´ 0,95 ´ 0,8=3,427 кВт

N_табл=4,5 кВт

К_gN=0,95 (g= - 5°)

K_jN=0,8 (j=60°)

 

10. Проверяем достаточна ли мощность для привода станка МР-77Н

N_дв=6 кВт

 

N_рез£N_шп

3.42<3.6 кВт - обработка  возможна

 

N_шп=N_дв ´ h=15 ´ 0,80=3,6 кВт

 

11. Основное время

Т_о=L_рх / S_м=58 / 428=0.14 мин

 

12. Вспомогательное время

t_в1=0,4 мин

t_пер=0,14 мин

t_изм=0,09 мин

t_в=0,63 мин

 

13. Оперативное время

T_оп=Т_о+Т_в=0,14+0,63=0,77 мин

 

14. Время на обслуживание  рабочего места:

t_обс=t_оп ´ 0,04=0,77 ´ 0,07=0,03 мин

 

15. Время на отдых:

t_отл.=t_оп ´ 0,04=0,77 ´ 0,04=0,03 мин

 

16. Штучное время

Д_д.=Т_оп.+t_обс+t_отл=0,77+0,03+0,03=0,83 мин

 

17. Т_о1,2=0,17 мин

Т_в1,2=0,87 мин

Д_д1,2=1,08 мин

010 Гидрокопировальная

 

1. Расчет длины рабочего  хода каждого суппорта:

L_рх=L_рез+у+L_доп=157,7+6+1=164,7 мм

L_рез=157,7 мм

 

2. Назначаем подачу суппортов по нормативам (Т-3 стр26...28)

 

а. Подачи суппортов на оборот шпинделя

S_о=0,2 ^мм/_зуб

 

Назначаем период стойкости  инструмента для копировального суппорта

Т_р=Т_м ´ l=0,95 ´ 50=47,9 мин

l=L_рез / L_рх=157,7 / 164,7=0,95

 

б. Глубина резания:

t=h=6,85 мм

 

3. Расчет числа оборотов шпинделя

 

а. Определение рекомендуемой  скорости резания:

V=Д_табл ´ К₁ ´ К₂ ´ К₃=135 ´ 0,95 ´ 1 ´ 1= 128 ^м/_мин

Д_табл=135 ^м/_мин

К₁=0,95 - коэффициент зависящий от размеров заготовки,

К₂=1 - коэффициент зависящий от материала,

К₃=1 - коэффициент зависящий от стойкости инструмента

 

б. Расчет числа оборотов шпинделя

n=1000 ´ V / p ´ Д=1000 ´ 128 / 3,14 ´ 24=1648 ^об/_мин

n_д=1640 ^об/_мин

 

Действительная скорость резания:

V_д=p ´ Д ´ n_д / 1000=3,14 ´ 24 ´ 1640 / 1000=123,5 ^м/_мин

 

4. Основное время

Т_о=L / S_о ´ n=164,7 / 0,2 ´ 1640=0.5 мин

 

Вспомогательное время

t_в1=0,3 мин

t_пер=0,1 мин

t_изм=0,09+0,11=0,2 мин

t_в=0,6 мин

 

Время на обслуживание рабочего места:

t_обс=t_оп ´ 0,04=1,1 ´ 0,04=0,044 мин

 

Время на отдых:

t_отл.=t_оп ´ 0,04=1,1 ´ 0,04=0,044 мин

 

5. Штучное время

Д_д.=Т_оп.+t_обс+t_отл=1,1+0,044+0,044=1,18 мин

015 Гидрокопировальная

Точить со стороны шестерни

 

Расчет длины рабочего хода каждого суппорта:

L_рх=L_рез+у+L_доп=36,5+6+1=43,5 мм

L_рез=36,5 мм

 

1. Назначение подачи:

S_о=0,2 ^мм/_зуб

 

2. Назначаем период стойкости  инструмента для копировального  суппорта:

Т_р=Т_м ´ l=100 ´ 0,84=84 мин

l=L_рез / L_рх=36,5 / 43,5=0,84

 

3. Основное машинное время:

Т_о=L / S_о ´ n=43,5 / 0,2 ´ 1640=0.13 мин

 

Время на обслуживание рабочего места:

t_обс=t_оп ´ 0,04=0,76 ´ 0,04=0,03 мин

 

Время на отдых:

t_отл.=t_оп ´ 0,04=0,76 ´ 0,04=0,03 мин

 

Штучное время

Д_д.=Т_оп.+t_обс+t_отл=0,76+0,03+0,03=0,82 мин

040 Зубозакругляющая

Зубозакругление зубьев и  снятие фасок резцом