Вал - шестерня

 

2.2 Характеристика способа получения заготовки и определения

ее размеров

Отрезка заготовки из круглого сортового проката (код 651410) осуществляется на отрезных круглопильных полуавтоматах 8Б641 с наибольшим диаметром разрезаемого материала 160 мм, мощность привода 5,5 кВт. При разрезании допускается отклонение от перпендикулярности (0,8-1,0) мм на 100 мм сечения.

Необходимо определить номинальные размеры и их предельные отклонения.

 Расчётный диаметр заготовки d3

d3=d +Zчерн +Zчист   = 65 +3+ 0,8+1 = 69,8 мм,

где di    – наибольший  диаметр по чертежу Ø 65 мм;

       Z черн   - припуск на черновое точение 3 мм;

       Z чист   - припуск на чистовое точение 0,8 мм.

Принимаем диаметр заготовки по ГОСТ 2590-85, равный 70 мм.

Наибольшее значение длины отрезаемой заготовки:

                      L =L +2∙ Z =260+ 2 ∙ 2+1 = 265 мм,

где     L – длина по чертежу 260 мм;

           Z - припуск на подрезание торцов 2 мм.

Предельные отклонения на диаметр горячекатаной круглой стали обыкновенной точности Ø (1,табл. 1.1)

Предельные отклонения на длину заготовки по 14 квалитету составляет

мм.

Эскиз заготовки

Масса заготовки:

0,265∙0,0010∙7850=22 кг

Где - длина заготовки, м;

        -площадь сечения, ;

         -плотность стали, кг/ .

 

3 Маршрут обработки заготовки

 

На основе технологического анализа конструкции детали и способа получения заготовки намечаем следующий маршрут обработки.

005Заготовительная

Отрезка заготовки из круглого проката Ø70 мм и длиной L= мм.

010 Фрезерно-центровочная

Производится фрезерование торцов в размер L= , сверление центровых отверстий.

015 Токарная черновая

Выполняется за два установа.

Производится точение наружных поверхностей( под чистовое точение и шлифование)

020 Токарная чистовая

Выполняется за два установа.

Производится чистовое точение шеек под шлифование, канавок и фасок.

025Шпоночно-фрезерная

Фрезерование шпоночного паза Ø10 мм, L=35 мм.

030 Зубофрезерная

Нарезаются  24 зубья , m=2,5.

035 Зубохонинговальная

Производится хонингование   24 зубьев

040 Термообработка

Производится объёмная закалка

045Круглошлифовальная

Шлифование шеек под посадку подшипников.

050 Моечная

Мойка в ультразвуковой ванне

055 Технический контроль.

Производится контроль размеров согласно контрольной карте.

 

4 Выбор средств технологического  оснащения

4.1 Выбор металлорежущих станков  и инструмента

При выборе оборудования руководствуемся типом производства, габаритами заготовки, требуемой точностью и производительностью.

Для заготовительной операции 005 выбираем отрезной круглопильный полуавтомат 8Б641 с наибольшим диаметром разрезаемого прутка Æ 160 мм

Выбор металлорежущих станков для фрезецентровальной 010 и токарной 015 и 020 операции производим с учетом наибольшего диаметра заготовки 70 мм и ее длины L = 265 мм.

Для фрезерно-центровальной операции 010 операции выбираем станок МР71М.

Для токарной черновой операции 015,и чистовой 020 выбираем станок 1К62, для токарной чистовой операции 020 выбираем станок 16Б16.

Для фрезерной операции 025 выбираем станок 1D91 с учётом ширины паза b=10 мм и диаметра вала Æ 35 мм, устанавливаемого в зажимном приспособлении.

Для зубофрезерной операции 030

Станок выбираетсяс учетом модуля нарезаемых зубьев m = 2,5,  диаметра d = 65 мм. Этим параметрам соответствует вертикально – зубофрезерный станок 5М310. Деталь закрепляется вертикально в центрах. Вращение детали передается поводком. Код оборудования – 381572.

Для зубохонинговальной операции

Станок выбираетсяс учетом модуля нарезаемых зубьев m = 2,5, диаметра d = 65 мм. По этим параметрам выбираем зубохонинговальный полуавтомат 3Г833.

Для круглошлифовальной операции 045

С учетом диаметров шлифуемых поверхностей и длины детали  выбираем круглошлифовальный станок  ЗМ150 (код 381313).

Результат выбора станков и режущего инструмента сведены в таблицу 3.

Таблица 3 - Результат выбора станков и режущего инструмента

 

Операция, станок	Переходы	Режущий инструмент, его обозначение
005 Кругло-отрезная. Отрезной круглопильный полуавтомат 8ББ41.	Отрезка заготовки из круга 70 мм и L = 265 мм.	Пила круглая, сегментная, тип А, 2257-0153.ГОСТ 4047-82Е. 510 мм, Р9.
010. Фрезерно-центровальная, МР71М	1.  Фрезеровать торцы с двух  сторон. в размер L=260 мм 2.  Сверлить центровые отверстия    с двух сторон	Фреза         торцевая         с пластинками из быстрорежущей стали Р18.    2214-0333. ГОСТ 1092-80. 125мм. Сверло         центровочное 2317-0015-Р18  ГОСТ 14952-69 d = 5 мм, L3 = 10 мм
015 Токарная черновая, токарно-винторезный станок 1К62	Точение наружных поверхностей, уступов	Резец проходной отогнутый 2102-0055 Т15К6  ГОСТ 18877-73 Резец    проходной упорный    2101- 0005 ВК6 ГОСТ 18878-73.
020Токарная, токарно-винторезный станок 16Б16	1.   Обтачивание наружных поверхностей 2.  Прорезание канавок и фасок	Резец проходной упорный 2103-0003-Т15К6     ГОСТ 18879-73 Резец    прорезной    2177- 0501 ГОСТ 18890-73, b = 5
025. Шпоночно-фрезерная, шпоночно-фрезерный станок 1D91	Фрезерование шпоночного паза 10, L=35 мм	Фреза шпоночная 2234-0206 ВК6 ГОСТ 16463-80Е 10
030. Зубофрезерная, зубофрезерный станок 5М310	Нарезание зубчатого венца m= 2,5, z=24	Фреза червячная 2510-4098 АА ГОСТ 8097-86
040. Зубохонинговальная, станок ЗГ833	Хонингование зубьев	Профильный круг 44 А25 СМ 28-9К
045. Шлифовальная, круглошлифоваль ный станок ЗМ150	Шлифование шеек ступеней вала 40 мм	Круг шлифовальный 24 А10ПС 27КПГ  ГОСТ 2424-83

 

 

4.2 Выбор измерительного инструмента

        Операция 010 Фрезерно-центровальная

Контроль длины заготовки после обработки торцов выполняется штангенциркулем ШЦ-II-400-0.05 по ГОСТ 166-80.

Контроль глубины сверления центровых отверстий штангенциркулем ШЦ-II-125-0,1 по ГОСТ 166-80.

       Операция 015,020 токарная черновая и чистовая.

Контроль диаметров ступеней  вала после чистового точения микрометрами МК-50-75 и МК 75-100 по ГОСТ 166-80. Контроль длины ступеней штангенциркулем ШЦ-11-200-0,05 ГОСТ 166-80( код 393311).

               Операция  025  Шпоночно-фрезерная

Контроль ширины паза. Пробка пазовая МН 2990-61.

Операция 030 зубофрезерная, операция 035 зубохонинговальная

          Контроль  биения зубчатых венцов. Биениемер Б10М ГОСТ 8137-59. Контроль точности зубчатого венца- универсальный Эвольвентометр КЭУМ(степень точности-7), шагомер 21702( степень точности -6).

Операция 045 шлифовальная

Контроль диаметров ступеней вала после шлифования. Калибр-скоба или микрометр рычажный МРК 50-75-0,002 (код 393410).

 

 

 

5 Расчет режимов резания и  технологических норм времени

В данной работе, для сокращения объема однотипных вычислений, расчет режимов резания произведем для наиболее нагруженного чернового (или предварительного) перехода и одного чистого перехода. Установка режимов резания близких по своему значению для однотипных поверхностей зачастую экономически невыгодна за счет увеличения вспомогательного времени (переключения числа оборотов, подачи и т.д.) для универсальных металлорежущих станков без программного управления. Это особенно относится к токарной операции.

 

005 Фрезерно – центровальная операция

Фрезерование торца однократное с двух сторон.

 м/мин

где  – скорость резания по таблице, = 56м/мин;

          – коэффициент, зависящий от размеров обработки, = 1,1;

       – коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала,

       =0,7;

      – коэффициент, зависящий от стойкости материала инструмента,

      = 0,9

Подача на один зуб фрезы Sz = 0,04 мм. Диаметр торцевой фрезы 80 мм.

Частота вращения шпинделя станка

 об/мин.

Стандартное (действительное) число оборотов шпинделя станка МР71М

nд = 125 об/мин.

Действительная скорость резания (при стандартном числе оборотов)

. м/мин

Коэффициент использования режущей способности инструмента

Для торцевых фрез мощность на резание

 кВт.

где  – величина, определяемая по таблице 4

       – скорость резания, 44,62м/мин;

       –  глубина резания, 2,5 мм;

      – число зубьев фрезы, 14;

     – коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала, 1,1;

     – коэффициент, зависящий от типа фрезы, 1.

Расчетная мощность на приводе фрезерной головки

 кВт.

где  – коэффициент потери мощности.

Установленная мощность на приводе станка .

Расчет основного времени Т0ф на операции 10:

а) фрезерование торцов

 мин,

где – длина фрезеруемой поверхности, мм

            (в нашем примере мм);

     – минутная подача заготовки , мм/мин

=0,04

б) сверление центровых отверстий

где  – глубина сверления 8 мм, – врезания = 2 мм;

       – частота вращения шпинделя сверлильной головки

       – осевая подача сверла 0,06 мм/об.

Суммарное основное технологическое время

мин.

Штучно – калькуляционное время

мин.

где – коэффициент, зависящий от вида работ и серийности.

 

 

 

 

015 Токарная черновая 

Расчет режимов резания производим для наиболее нагруженного перехода 9,10 при точении поверхности с d1= 65мм до d2 = 51,3  мм, см. карту эскизов, установ. Б.

Припуск общий на сторону z0

 мм

Глубина резания при черновом точении принимается

[ 1 ,стр.2 ]. В нашем примере принимаем число проходов резца i =3.

Глубина резания:

мм.

Продольная подача S при черновом точении проходными упорными принимается от 0,4 до 0,6 мм  [1 ,стр.3 ].

Скорость резания VP определяется по формуле

м/мм,

где – стойкость резца, мин, принимаем 60 мин.;

      – глубина резания 2,28 мм;

    – продольная подача 0,4 мм/об;

   – коэффициент, зависящий от материала  , от состояния

            поверхности  , от материала режущей части ;

  – коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала и

           условий обработки, = 227

.

Показатели степеней:

Определяем расчетное значение частоты вращения заготовки

об/мин.

Частота вращения по станку    =460 об/мин

Фактическая скорость резания

м/мин

Коэффициент использования режущей способности инструмента

         Мощность на резание

кВт,

где  = 89,15/60 = 1,49 м/с.

По таблице  [  4 ] определяем значения коэффициентов и показателей, входящих в формулу силы резания Pz : CP =225; XP = 1,0; yp = 0,75; KP =1,1.

Сила резания  :

=9,8∙ CP ∙

где – глубина резания, мм;

      – продольная пода, = 0,4 мм/об.

Необходимая мощность на приводе станка

кВт,

где – коэффициент потери мощности на приводе станка.

Установленная мощность на станке  .

Технологическое время при точении поверхности с d1= 65 мм до

d2 = 51,3 мм

мин

где – длина обрабатываемой поверхности, мм; 

– число проходов инструмента – 3;

      – подача, мм/об;

     – частота вращения заготовки.

Режимы резания и технологическое время на черновое точение остальных поверхностей приведены в таблице 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 - Результаты расчетов режимов резания и при черновом точении

 

Переход	d, мм	L, мм	t, мм	S, мм/об	Vф, м/мин	n, об/мин	i	To=(L*i)/(S*nст), мин
Установ А   2. Точить поверхности 2 и 7, предварительные проходы	51,3	230	2,43	0,4	74,10	460	2	To=(230*2)/(0,4*460)= =2,5
3.  Точить поверхности 3 и 6, предварительные проходы	41,6	213	2,65	0,4	60,10	460	1	To=(213*1)/(0,4*460)= =1,2
4. Точить поверхности 4 и 5, предварительные проходы	36,3	58	2	0,4	52,4	460	1	To=(58*1)/(0,4*460)= =0,3
Установ Б 1. Точить поверхность 9 и 10, черновой и предварительные проходы	65	260	2,28	0,4	89,15	460	3	To=(260*3)/(0,4*460)= =4,2