Технология обработки вала

Технічна кафедра


Курсова робота


З дисципліни:

Технологічні основи машинобудування”


Виконав: студент групи АГ - 04


Перевірив: викладач, доцент


2005 р.

ВВЕДЕНИЕ


Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течении длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением, литья, сварки, сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной продукции.

Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную дисциплину, изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки машин и попутно затрачивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленными конструкторами перед изготовителями.

Эти обстоятельства объясняет развитие “технологии машиностроения“ как научной дисциплиной в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии металлической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющие на производственную деятельность предприятия.

В данной курсовой работе подробно изложена технология изготовления вала с подборкой оборудования, режущего инструмента. Учтены нормы времени на обработку.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВАЛА


1.1 Анализ технологичности конструкции детали.


Для получения необходимой детали выбрали заготовку “прокат”, сталь 40Х, диаметром Ж70 мм и длиной 300 мм. Выбор именно такой заготовки связан с тем, что необходимая нам деталь имеет наибольшую ступень Ж70 мм и она не обрабатывается ни на одной из операций.


1.2 Определение типа производства


Тип производства определяют по формуле, рассчитывая такт выпуска:


Технология обработки вала


где Fg=2100 ч – действительный фонд времени работы станка в одну смену;

m=2 – количество смен;

N=400 шт – годовое производство деталей.

Если такт выпуска получился больше 60, то применяется индивидуальное производство.


1.3 Определение количества деталей в партии


Технология обработки валашт


где N=400 шт – годовой выпуск деталей;

D=256 дн – действительное количество рабочих дней в году;

t=10 дн – количество дней в году на которые должен быть обеспечен запас на складе.


1.4 Выбор и экономическое обоснование способов получения

заготовки


Заготовка получена путем проката на прокатном стане и имеет в сечении форму круга. Необходимая нам деталь так же имеет форму круга в сечении, а соответственно более удобна для обработки с экономической и технологи-ческой точки зрения.


1.5 Выбор технологических баз и разработка маршрутной

технологии


Для черновой операции принимаем технологическую базу – наружная цилиндрическая поверхность заготовки.

Для последующих чистовых операций принимаем базу – центровое отверстие.

Припуск на длину для диаметра прутка 70 мм равен 5 мм на сторону.

Маршрутная технология и исходные данные для разработки технологи-ческого процесса механической обработки вала приведены в таблице 1.


2. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, РЕЖУЩЕГО И МЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА


2.1 Токарная обработка


Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20, мощность двигателя Nдв=11 кВт.

Приспособления: токарный самоцентрирующийся патрон, предохранительный сверлильный патрон, рифленый передний центр, вращающийся задний центр.

Режущий и мерительный инструмент: токарный подрезной резец Т15К6, центровочное сверло, спиральное сверло Ш 10.2 мм, метчик М12, фасочный резец (правый и левый), линейка металлическая, штангенциркуль ШЦ-1.


2.2 Фрезерная обработка


Оборудование: вертикально-фрезерный станок 6Р11, мощность двигателя Nдв=5,5 кВт.

Приспособления: подвижные призмы, прихваты. Режущий и мерительный инструмент: шпоночная фреза Ш16мм, штангенциркуль ШЦ-1.


2.3 Шлифовальная обработка


Оборудование: круглошлифовальный станок 3М150, мощность двигателя Nдв=4.0 кВт. Приспособления: трехкулачковый патрон, передний и задний центра.

Режущий и мерительный инструмент: шлифовальный круг Ш400х50х16 мм, микрометр 50-75.

3. УСТАНОВЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ


3.1 Токарная операция


На токарной операции расчет режимов резания производится на 3-х переходах:

1. Подрезать торец

5. Сверлить отверстие

6. Нарезать резьбу

Установка А переход 1 подрезать торец.

Скорость резания определяется по формуле:


Технология обработки вала


где Т=60 мин – среднее значение периода стойкости резца;

t=5 мм – глубина резания;

S=0.5 мм/об – подача при точении (табл. 11)

Из таблицы 17 находим значение коэффициента Сv и показателей степеней:

Сv=350; x=0.15; y=0.35; m=0.20


Kv=Kmv∙Kuv∙Knv,


где Kmv – поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемо-

го материала;

Kuv=1.0 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента

(табл. 6);

Knv=0.9 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки

(табл. 5).

Технология обработки вала


где Kr=1.1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-

мости (табл. 2);

nv=1.0 – показатель степени (табл. 2);

σв=900 МПа – временное сопротивление материала ст. 40Х.


Технология обработки вала


Технология обработки вала


Технология обработки вала м/мин


Определение частоты вращения:


Технология обработки вала об/мин


где D=70 мм – диаметр обрабатываемой поверхности.

Для станка 16К20 частоту вращения шпинделя определяем по табл. 9: nmin=12.5; nmax=1600.

Диаметрический ряд скоростей:


Технология обработки вала


где z=22 – число скоростей шпинделя

Технология обработки вала


Ряд частот вращения шпинделя для станка 16К20

12.5; 16; 20; 25; 31.6; 40; 50; 63; 80; 100;

125; 160; 200; 250; 316; 400; 500; 630; 800; 1000;

1250; 1600.

Округляем расчетную частоту вращения шпинделя до ближайшего меньшего и получаем фактическую:


nф=500 об/мин


Определение фактической скорости резания:


Технология обработки вала м/мин


Расчет режимов резания при сверлении отверстия Ш10.2 мм под резьбу М12.

Определение скорости резания при сверлении определяется по формуле:


Технология обработки вала,


где Т=25 мин – среднее значение периода стойкости сверла (табл. 30);

S=0.28 мм/об – подача при сверлении (табл. 28);

Kls=0.9, Kоs=0.5 – поправочные коэффициенты учитывающие конкретные

условия обработки

D=10.2 мм – диаметр сверла;

Из таблицы 28 определяем значение коэффициента Cv и показателей степени:

Cv=9.8; q=0.40; y=0.30; m=0.20

Kv=Kmv∙Kuv∙Klv,


где Kmv – коэффициент на обрабатываемый материал;

Kuv=1.0 – коэффициент на инструментальный материал;

Klv=0,85 – коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31).


Технология обработки вала


где Kr=1.0 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-

мости (табл. 2);

σв=900 МПа – временное сопротивление материала ст. 40Х.

nv=0.9 – показатель степени.


Технология обработки вала;


Kv=0.721∙1.0∙1.0=0.721


Технология обработки вала м/мин


Определение частоты вращения шпинделя:


Технология обработки вала об/мин


Выбираем фактическую частоту вращения по станку ближайшую меньшую:


nф=400 об/мин

Определение фактической скорости резания при сверлении:


Технология обработки вала м/мин


Определение режимов резания при нарезании резьбы М12.

Метчик работает с самозатягиванием, поэтому подача равна шагу резьбы (S=1.5 мм/об)


Технология обработки вала,


где Т=90 мин – среднее значение периода стойкости метчика (табл. 49);

D=12 мм – диаметр;

S=1.5 мм/об – подача.

Из таблицы 49 определяем значение коэффициента Cv и показателей степени:


Cv=64.8; y=0.5; q=1.2; m=0.90.


Kv=Kmv∙Kuv∙Кtv,


где Kmv=0.8 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого мате-

риала (табл. 50);

Kuv=1.0 – коэффициент, учитывающий материал режущей части инстру-

мента (табл. 50);

Кtv=1.0 – коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы

(табл. 50).


Kv=0.8∙1.0∙1.0=0.8

Технология обработки вала м/мин


Определение частоты вращения:


Технология обработки вала об/мин


Принимаем частоту вращения nф=50 об/мин для нарезания резьбы (по данным станка).

Определение фактической скорости резания:


Технология обработки вала м/мин


Частота вращения при вывинчивании принимается 25 об/мин.

Чистовое точение:

Скорость резания определяется по формуле:


Технология обработки вала


где Т=60 мин – среднее значение периода стойкости резца;

t=0,5 мм – глубина резания;

S=0.246 мм/об – подача при точении (табл. 14)

Из таблицы 17 находим значение коэффициента Сv и показателей степеней:

Сv=420; x=0.15; y=0.20; m=0.20


Технология обработки валам/мин


Определение частоты вращения:


Технология обработки вала об/мин


Округляем расчетную частоту вращения шпинделя до ближайшего меньшего и получаем фактическую:


nф=1000 об/мин


Определение фактической скорости резания:


Технология обработки вала м/мин


Рассчитаем усилие резания при подрезке торца:


Pz=10∙Cp∙txp∙Syp∙Vфn∙Kp,


где из таблицы 22 определяем коэффициент Cp и показатели степени:

Cp=300; х=1.0; у=0.75; n= - 0.15;

t=5.0 мм – глубина резания;

S=0.5 мм/об – подача при точении;

Vф=110 м/мин – фактическая скорость резания.


Кр=Kmp∙Kφp∙Kγp∙Kλp


Из таблицы 23 определим:

Kφp=0.89 – коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане при

φ=90˚;

Kγp=1.1 – коэффициент, учитывающий влияние переднего угла при γ=0°;

Kλp=1.0 – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного

лезвия λ=0°;

Kmp – коэффициент на обрабатываемый материал


Технология обработки вала,


где n=0.75 – показатель степени.


Кр=1.15∙0.89∙1.1∙1.0=1.126


Pz=10∙300∙5.01.0∙0.50.75∙110-0,15∙1.126=4962 Н


Определение эффективной мощности:


Технология обработки вала кВт

Технология обработки вала<Nдв=11кВт


Мощность для сверления и нарезания резьбы значительно меньше, поэтому не определяется.


3.2 Фрезерная операция


Подача при фрезеровании шпоночных пазов определяется по таблице 38 (вертикальная подача 0.010 мм, продольная подача 0.028 мм).

Определение скорости резания:


Технология обработки вала,


где Т=80 мин – среднее значение периода стойкости фрезы (табл. 40);

t=6 мм – глубина резания;

S=0,028 мм/зуб – подача;

D=16 мм – диаметр фрезы.

Из таблицы 39 определяем коэффициент Cv и показатели степени:

Cv=12; q=0.25; x=0.3; y=0.3; u=0; p=0; m=0.26.


Kv=Kmv∙Knv∙Kuv,


где Knv=1.0 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки

(табл. 5);

Kuv=1.0 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента

(табл. 6);

Kmv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.


Технология обработки вала,


где Kr=1.0 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатывае-

мости (табл. 2);

σв=900 МПа – временное сопротивление материала ст. 40Х.

nv=0.9 – показатель степени.


Технология обработки вала;

Kv=0.85∙1.0∙1.0=0.85


Технология обработки вала м/мин


Определение частоты вращения фрезы:


Технология обработки вала об/мин


Ряд частот вращения для станка 6Р11 будет:

50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400;

500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.


Принимаем фактическую частоту вращения фрезы равную nф=200об/мин.

Определение фактической скорости резания:


Технология обработки вала м/мин


Определение усилия резания по формуле:


Технология обработки вала,


где из таблицы 41 определяем коэффициент Ср и показатели степени:

Cp=68.2; x=0.86; y=0.72; u=1; q=0,86; w=0

t=6 мм – глубина резания;

S=0.028 – продольная подача;

z=2 – количество зубьев фрезы;

D=16 мм – диаметр фрезы;

В=16 мм – ширина шпоночного паза.


Технология обработки вала

где n=0,3 – показатель степени (табл. 9)


Технология обработки вала Н


Определение эффективной мощности:


Технология обработки вала кВт


Определение необходимой мощности двигателя:


Технология обработки вала кВт<Nдв=5.5кВт


3.3 Шлифовальная операция


Режим резания определяется по таблице 55


Хар-ся процесса

шлифования

Скорость круга

Vк, м/с

Скорость заготовки

Vз, м/мин

Глубина шлифования

t, мм

Продольная подача

S

Предварительный

Окончательный

(30-35) 35

(12-25) 15

(15-55) 30

(0,01-0,025) 0,0175

(0,005-0,015) 0,0075

(0,3-0,7)В 8

(0,2-0,4)В 5


Определение эффективной мощности при шлифовании:


Технология обработки вала


Из таблицы 56 определим значение коэффициента СN и показатели степени:

СN=2.2; r=0.5; x=0.5; y=0.55.

Технология обработки вала кВт<Nдв=4 кВт

Определение массы детали:


Технология обработки вала кг,


где γ=7,85 г/см3

d=70 мм – диаметр

L=300 мм – длина.


Таблица 2

№ операции Установка № перехода

Наименование операции,

установки и перехода

Глубина

резания

t,мм

Подача

S, мм/об

Скорость

резания

V, мм/мин

Частота

вращения

n, об/мин

01


02


03



А


Б


В


А


А


1

2

3


4

5

6


7


8


9


10

11

12

13

14

15


16

17


18


19

20


21

Токарная

Установить и закрепить деталь

Подрезать торец

Зацентровать

Черновая обработка до Ш 56 мм на l=65 мм

Установить и закрепить деталь

Подрезать торец

Зацентровать

Черновая обработка до Ш 61 мм на l=127 мм

Черновая обработка до Ш 56 мм на l=80 мм

Сверлить отверстие Ш 10,2 мм под М12

Нарезать резьбу М12х1,5

Установить деталь в центрах и закрепить

Чистовая обработка до Ш 60 h8 на l=47

Чистовая обработка до Ш55h9 на l=60

Чистовая обработка до Ш 55,05 на l=20

Чистовая обработка до Ш 55 h9 на l=45

Чистовая обработка до Ш 55,05 на l=20

Снять 2 фаски 1,5х45

Фрезерная

Установить деталь на призмах и закрепить

Фрезеровать шпоночный паз 16Р11

Фрезеровать шпоночный паз 16Р11

Шлифовальная

Установить деталь в центрах и закрепить

Предварительное шлифование до Ш55,015

Окончательное шлифование до Ш 55к6

Предварительное шлифование до Ш55,015

Окончательное шлифование до Ш 55к6


5

7,5

3,5


5

7,5

4,5


2,5


5,1

0,75

0,5

0,5

0,475

0,5

0,475

1,5


6

6


0,0175

0,0075


0,0175

0,0075


0,5

0,2

0,5


0,5

0,2

0,5


0,6


0,28

1,5

0,246

0,246

0,246

0,246

0,246

0,246


0,028

0,028


8

5


8

5


110

18,84

110


110

18,84

110


96


13

1,9

192

176

176

176

176

173


10

10


35 м/с

35 м/с


35 м/с

35 м/с


500

500

500


500

500

500


500


400

50

1000

1000

1000

1000

1000

1000


200

200




4. РАСЧЕТ ШТУЧНО-КАЛЬКУЛЯЦИОННОГО ВРЕМЕНИ


Штучно-калькуляционного время определяется по формуле:

Технология обработки вала ,

где То – основное машинное время (рассчитывается для каждого перехода токарной, фрезерной и шлифовальной операции), мин;

Тв – вспомогательное время, мин;

Тдоп – дополнительное время, мин;

Тп.з. – подготовительно заключительное время на обработку всей

партии деталей, мин;

n – количество деталей в партии, шт.


4.1 Токарная обработка


Определение основного машинного времени:

Технология обработки вала ,

где L – длина обработки на каждый переход с учетом врезания и выхода, мм

(берется из таблицы 1);

n – частота вращения, об/мин (берется из таблицы 2);

S – подача, мм/об (берется из таблицы 2);

i – число проходов.


При нарезании резьбы:

Технология обработки вала ,

где l=42 мм – длина обработки;

l1= (1…3) ∙ р=3 мм

S=1,5 мм/об – подача;

n=50 об/мин – частота вращения при нарезании резьбы;

n1=25 об/мин – частота вращения при выкручивании метчика.


1. Технология обработки вала мин

2. Технология обработки вала мин

3. Технология обработки вала мин

4. Технология обработки вала мин

5. Технология обработки вала мин

6. Технология обработки вала мин

7. Технология обработки вала мин

8. Технология обработки вала мин

9. Технология обработки вала мин

10. Технология обработки вала мин

11. Технология обработки вала мин

12. Технология обработки вала мин

13. Технология обработки вала мин

14. Технология обработки вала мин

15. Технология обработки вала мин

Технология обработки вала мин

Определение вспомогательного времени:

Технология обработки вала,

где Тв.у. – время на установку и закрепление детали, мин;

Тв.п. – вспомогательное время связанное с переходом, мин.


Определение дополнительного времени:

Технология обработки вала мин


Определение штучно-калькуляционного времени:

Технология обработки вала мин


4.2 Фрезерная обработка:


Определение основного машинного времени закрытого шпоночного паза:


Технология обработки вала,


где h=6 мм – глубина шпоночного паза;

Szв=0,010 мм/зуб – вертикальная подача;

z=2 – количество зубьев фрезы;

n=200 об/мин – частота вращения фрезы;

l=44 мм – длина шпоночного паза;

d=16 мм – диаметр фрезы;

Szпр=0,028 мм/зуб – продольная подача.


Технология обработки вала мин


Определение основного машинного времени открытого шпоночного паза:


Технология обработки вала,


где l=40 мм – длина шпоночного паза;

Szпр=0,028 мм/зуб – продольная подача;

z=2 – количество зубьев фрезы;

n=200 об/мин – частота вращения фрезы.


Технология обработки вала мин

Технология обработки вала7.643мин


Определение вспомогательного времени:


Технология обработки вала5.3 мин


Определение дополнительного времени:


Технология обработки вала мин


Определение штучно-калькуляционного времени:


Технология обработки вала мин


4.3 Шлифовальная обработка

Определение основного машинного времени:


Технология обработки вала,


где l – длина цапфы вала, которая шлифуется, мм;

В – ширина шлифовального круга, мм;

nз –

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: