Механическая обработка вала (стр. 1 из 2)

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

кафедра БФ2

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

“Технология криогенного и специального машиностроения”

Студент Кудряшов Д. В.

группа 9541д БФ-2

шифр 94711

Преподаватель Комаров В.В.

МОСКВА

1999

1. Механическая обработка вала.

1.1. Исходные данные и служебное назначение.

Габаритные размеры вала:

· диаметр – 90 мм

· длина – 638 мм

Материал - 40ХН2МА

Заготовка - прокат

Вал-шестерня является одной из основных деталей редуктора, служит для передачи большого крутящего момента, понижения скорости вращения промежуточного или выходного вала.

1.2. Выбор заготовки и описание конструкции вала.

Вал состоит из цилиндрической части, двух торцов с центровыми отверстиями (один торец с двумя шпоночными пазами) и участка с нарезанными зубьями косозубой передачи. Шероховатость вала Rа =1,6 мкм. Шероховатость поверхности вала под подшипники Rа =0,4 мкм. Твердость вала должна быть не менее 28…32 HRC. Вес готового вала-шестерни составляет 13,4 кг.

1.3. Анализ технологичности вала.

Качественный анализ технологичности вала.

Требования технологичности Характеристика технологичности
1 2 3
1. 2. 3. 4. 5. 1 6 7. 8. 9. 10 11 Деталь должна изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки. Конструкция детали должна обеспечить возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов. Конструкция детали должна обеспечивать возможность многоместной обработки. Возможность обработки максимального количества диаметров высокопроизводительными методами и инструментами. Перепад диаметров шеек должен быть минимальным. Диаметры шеек должны убывать от середины к торцам вала или от одного торца к другому. При наличии резьб на концах вала предпочтение следует отдавать внутренней резьбе. Отсутствие глубоких отверстий малого диаметра. Форма конструктивных элементов детали (КЭД) – фасок, канавок и т.п. Элементов должна обеспечивать удобный подвод инструмента. Унификация КЭД для использования при обработке станков с программным управлением. С целью использования роботов, конструкция должна иметь поверхности удобных для захвата. Технологична Технологична Технологична Технологична Технологична Нетехнологична Технологична Технологична Технологична Технологична Технологична

Вывод: деталь вала имеет конструкцию, которую надо признать технологичной, т.к. удовлетворяет 89% требований при отработке конструкции на технологичность.

Рассчитаем такт производства:

Тпр = Fд / N , где

F - годовой фонд времени;

N - годовой объем выпуска детали.

Тпр = 3945 / 20000 = 0,20 ч/шт. - крупносерийное производство.

1.4. Выбор баз.

При обработке вала необходимо провести операции: токарную и фрезерную. Токарная операция проводится за один установ при выборе установки в трехкулачковый самоцентрирующий патрон с использованием жесткого центра.

1.4.1. Составление маршрутной технологии обработки.

Содержание маршрутной технологии процесса обработки см. в Приложении.

1.5. Расчет припусков на обработку.

Маршрут обработки поверхности Æ 55 f7 Элементы припуска мкм Расчетные величины Допуск на выпол-няемые размеры, мкм Принятые размеры по переходам, мм Предельный припуск
Rz h Då e припу-ска zi, мкм min диаметр, мм наиме-ньший наибо-льший Zmax Zmin
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Прокат 160 250 2500 - 61,472 2000 61 63 - -
Точение: Черновое 50 50 150 0 5820 55,652 400 55,7 56,1 6,9 5,3
Чистовое 25 25 6 0 500 55,152 200 55,15 55,35 0,75 0,55
Шлифование Черновое 10 20 0 0 112 55,04 60 55,04 55,1 0,25 0,11
Окончательное - - - - 60 54,98 20 54,98 55 0,1 0,06

Суммарное отклонение расположения при обработке сортового проката круглого сечения (валик) в центрах:

, где

Då к – общее отклонение оси от прямолинейности;

Dу – смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования;

, где

Т – допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центрировании, мм.

Då к = Dк *Lк =0,12*449=54 мкм

Lк =l1 +l2 =449 мм

Черновое обтачивание.

Dчерн.т * Då =0,06*2500=150 мкм, где

Кт – коэффициент уточнения(0,06).

Dчист. =0,04*150=6 мкм

Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода.

2Zmin =2(160+250+2500)=5820 мкм

2Zmin =2(50+50+150)=500 мкм

2Zmin =2(25+25+6)=112 мкм

2Zmin =2(10+20)=60 мкм

Расчет наименьших размеров по технологическим переходам производим складывая наименьшие предельные размеры соответствующие предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на выполняемый переход.

54,98+0,06=55,04

55,04+0,112=55,152

55,152+0,5=55,652

55,652+5,82=61,472

Определяем наибольший предельный размер.

54,98+0,02=55

55,04+0,06=55,1

55,15+0,20=55,35

55,7+0,4=56,1

61+2=63

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответствующее значение наибольших и наименьших предельных размеров соответствующих выполняемому и предшествующему технологическому переходу.

Максимальные припуски:

55,1-55=0,1

55,35-55,1=0,25

56,1-55,35=0,75

63-56,1=6,9

Минимальные припуски:

55,04-54,98=0,06

55,15-55,04=0,11

55,7-55,15=0,55

61-55,7=5,3

Z0max =0,1+0,25+0,75+6,9=8 мм

Z0min =0,06+0,11+0,55+5,3=6,02 мм

Проверка.

Zобщ.мах - Zобщ.minзд

8-6,02=2-0,02

1,98 =1,98,

расчет выполнен верно.

1.6. Проектирование операционной технологии процесса обработки вала.

Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить повышенную производительность труда и качество стали, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию.

Заготовка вала выбрана из прутка в целях экономии материала. Штучное время обработки вала можно уменьшить за счет сокращения вспомогательного времени, для этого применим станок с ЧПУ 16К20Ф3.

1.7. Выбор оборудования, технологической оснастки и средств контроля.

Применение станков с ЧПУ существенно уменьшает вспомогательное и основное время на обработку вала по сравнению с универсальными станками, учитывая меньшее количество установок в приспособлении при фрезеровании пазов и зубьев.

1.7.1. Станки.

Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3.

Зубофрезерный полуавтомат 53А50.

1.7.2. Вспомогательное оборудование.

1) Слесарный инструмент:

Напильник ГОСТ 1465-80

2) Режущий инструмент:

Резец 2103-0075 ГОСТ 18879-73

Резец 2141-0014 ГОСТ 18883-73

Резец 2130-0005 ГОСТ 18884-73

Сверло центр. Æ 6,3 2317-0006 ГОСТ 14952-75

Сверло Æ 3,9 2301-0030 ГОСТ 10902-77

Сверло Æ 14,5 2301-0048 ГОСТ 10903-77

Развертка 2361-0052 ГОСТ 1672-80

Метчик 2621-1611 ГОСТ 3266-81

Шлифовальный круг ГОСТ 2424-83

Шлифовальный круг ГЕМ ГОСТ 4381-80

Фреза Æ125 2214-0003 ГОСТ 24359-80

Фреза Æ6 2234-0355 ГОСТ 9140-78

3) Станочное приспособление:

Планшайба поводковая

Хомутик

Центра

Призмы

4) Измерительный инструмент:

Штангенциркуль I 125-0,1 ГОСТ 166-80

Штангенциркуль II 160-0,05 ГОСТ 166-80

Штангенциркуль III-250-800-0,1 ГОСТ 166-80

Пробка резьбовая М16х1,5-7Н 8221-3068 ГОСТ 17758-72

Калибр-кольцо 1:10 ик 9585; 1:10 ик 9366

Калибр на симметричность шпоночных пазов ИК 11127

Скоба индикаторная ик 8291А; ик 5699

Штатив ГОСТ 10197-70

Концевые меры длины ГОСТ 9038-83

Индикатор ич ГОСТ 577-68

Образцы шероховатости ГОСТ 9378-75

Нутромер 50-100 ГОСТ 868-82

Микрометр мк 0-25 ГОСТ 6507-78

Микрометр мк 50-75 ГОСТ 6507-78

Микрометр мк 75-100 ГОСТ 6507-78

Микрометр мр 50-0,002 ГОСТ 4381-80

Микрометр мр 100-0,002 ГОСТ 4381-80

1.8. Расчет режимов резания.

Материал вала - сталь 40ХН2МА.

dв =850 МПа

Точить поверхность вала Æ 55 f7.

Т.к. Ra =1,6 мкм, то t=0,2 мм (см. [4], стр. 142).

Подача SI =0,165 мм/об, но т.к. Ra =1,6, то радиус при вершине резца r=1,0 мм.

Для стали dв =850 МПа S=0.45*SI =0,074 мм/об

Находим скорость резания по формуле:

(м/мин), где

Cv ;m ,x ,y – коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания при обработке;

Т – среднее значение стойкости (30 – 60 мин);

t – глубина резания;

S – подача;

Кv – коэффициент является произведением коэффициентов.

Кvмvиvпv

Кv =1*1*1=1

, где

Сv =350;

Х=0,15;

У=0,35;

m=0,2.

Находим частоту вращения:

.


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.