4. Составление чертежа детали.
4.1. Выбор точности и шероховатости поверхностей заданной детали.
От выбора точности изготовления поверхностей детали и соответственно их шероховатости на прямую зависит себестоимость изготовления изделия. Также, этот факт влияет на работу поверхностей в сопряжении, их долговечность и качество.
Существует стандарт на выбор точности изготовления поверхностей в зависимости от типа сопряжения, в который они входят.
Исходя из этих соображений, установим следующие требования к качеству изготавливаемых поверхностей:
Поверхность вала входящее в состав сопряжения вал – подшипник, изготовим по 6 квалитету точности (IT6), с высотой шероховатости Ra 1,25мкм.
Поверхность вала входящее в состав сопряжения вал – зубчатое колесо, изготовим по 6 квалитету точности (IT6), с высотой шероховатости Ra 1,8мкм.
Остальные поверхности не входят в ответственные сопряжения, либо вообще не входят в контакт с другими поверхностями, поэтому выполним IT14/2
4.2. Расчет посадок сопряжений (с натягом и с зазором) и определение допусков на размеры деталей.
4.3. Расчет размерной цепи.
Дано:
A = 33мм.
A= 177мм.
А
=
353мм.
А = 42мм
А
=
36мм
А
=
96мм
.
Проверяем правильность составления цепи:
А
=
i – порядковый номер звена;
ξ – передаточное соотношение которое для увеличивающих звеньев ξ = 1, для уменьшающих ξ = -1.
147=-33+353-42-36-96=147
5. Разработка технологического процесса изготовления детали резанием.
5.1. Расчет припусков на обработку и выбор размеров заготовки.
Как уже отмечалось выше, деталь изготовляется в единичном производстве, в условии сельской мастерской. Это означает, что в качестве заготовки выступает сортовой прокат с определенными размерами. Это уже в принципе исключает необходимости расчета припусков на обработку. Также в наших условиях не приземлим принцип перерасхода материала.
Однако на крупных машиностроительных предприятиях, в условии серийного и массового производства для уменьшения себестоимости выпускаемой продукции, путем экономии материала, припуски на обработку рассчитываются аналитически, по специальным формулам:
Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск)
При параллельной обработки противолежащих поверхностей (двухсторонний припуск)
где
- высота неровностей профиля на
предшествующем переходе;
- глубина дефектного поверхностного
слоя на предшествующем переходе;
- суммарное отклонение расположения
поверхности;
- погрешность установки заготовки на
выполняемом переходе;
Номинальный припуск на обработку поверхностей:
Внутренних:
где
,
,
,
-
нижнее отклонения размеров соответственно
на предшествующем и выполняемом
переходах;
,
,
,
-
верхние отклонения размеров соответственно
на предшествующем и выполняемом
переходах;
Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки.
Максимальный припуск на обработку поверхностей: наружных
Внутренних:
где
и
- допуски размеров на предшествующем
переходе;
и
- допуски размеров на выполняемом
переходе;
Рассчитываем минимальный припуск в нашем случае:
Расчетный наименьший диаметр проката составит:
,
мм.
Где
-
номинальный предельный размер расчетной
ступени по чертежу;
-
расчетный минимальный общий припуск
на обработку по диаметру;
Исходя из этого, выбираем сортовой прокат диаметра 70 мм. Исходя из оптимального припуска на обработку по ширине, устанавливаем длину заготовки равной 220мм.
5.2. Выбор операций механической обработки заготовки, их последовательности и оборудования (маршрута обработки).
Для осуществления технологического процесса механической обработки детали, осуществим операции в последовательности:
1. Отрезная
2. Токарная
3. Фрезерная
5.3. Выбор оборудования, приспособлений и инструментов.
1.Отрезная операция:
Станок ножовочный 872
Тиски машинные ГОСТ 4045 – 75
Штангенциркуль ШЦ – 1 ГОСТ 166 – 80
Полотно ножовочное 0031 – 0032 ГОСТ 6645 – 68
2.Токарная
Токарно-винторезный станок 1К62
Патрон 3-х кулачковый 6170 – 0261 ГОСТ 16161 – 10
Резец подрезной ВК8 ГОСТ 18877 – 73
Резец проходной ВК8 ГОСТ 18879 – 73
Резец чистовой широкий ВК8 ГОСТ 18881 – 73
Сверло спиральное Р18 ГОСТ 2092 – 77
Центра
Микрометр МК 100 – 125мм, ГОСТ 6507 – 78
Микрометр МК 125 – 150мм, ГОСТ 6507 – 78
Микрометр МК 75 –100мм, ГОСТ 6507 – 78
3.Фрезерная
Горизонтально – фрезерный станок 6Р82
Универсальная делительная головка УДГД – 200
Фреза дисковая
Задняя бабка
5.4. Составление комплекта технической документации технологического процесса изготовления детали (чертежа детали, карты технологического процесса, карты эскизов и технологической инструкции).
I. пов.1 Отрезная операция
Для осуществления данной операции режимы резания не рассчитываются, а подбираются по справочным данным, в соответствии с механическими свойствами обрабатываемого материала.
В наших условиях
V
=
25мм/мин
II. Токарная операция.
II.1. Подрезать торец, пов.2:
Назначаем режим резания.
Устанавливаем глубину резания. При снятии припуска за один проход
t = h = 1,5мм.
Для шероховатости
поверхности
,
при обработки стали:
S = 0,45…0,6 об/мин. Принимаем среднее значение этого диапазона и, корректируя по паспорту станка, устанавливаем S = 0,52 мм/об.
Назначаем период стойкости резца, T = 60 мин = 3600 сек.
Определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами резца.
В наших условиях:
Так как обрабатываемый
материал имеет
,
то необходимо внести поправочный
коэффициент:
Мощность, затраченная на резание, составит:
Осевая сила резания составит:
Для заданных условий обработки, имеем:
Проверяем достаточность мощности привода станка по формуле:
6,48 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
Длина пути прохода резца, составит:
Величина врезания
Перебег:
Вспомогательное время на установку заготовки массой до 3кг, и снятие ее со станка, а также на работу в самоцентрующем патроне с выверкой составит = 34с.
Вспомогательное время связанное с переходом, при грубой обработки за один проход составит = 10с. Вспомогательное время на изменение частоты вращения шпинделя равно = 6с, на изменение величины подач = 3,6с, на установку резца = 35,4с. Всего вспомогательное время составит:
II.2. Сверлить пов.3
Для облегчения расчета, параметры резания подбираем по справочным данным:
Диаметр сверла – 30 мм
Глубина сверления – 35мм
Время – 25с = 0,41мин
мин
Скорость вращения шпинделя составит:
II.3. Точить пов. 4.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
II.4. Сверлить центровочное отверстие, пов. 5
Для облегчения расчета, параметры резания подбираем по справочным данным:
Диаметр сверла – 12мм
Глубина сверления –5мм
Время – 5с = 0,41мин
мин
Скорость вращения шпинделя составит:
II.5. Точить пов. 6.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Обработку осуществим за два прохода, т.е. t = h/4 = 3мм.
Подача составит S = 0,52 мм/об.
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
7,00 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
II.6. Точить пов. 7.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Обработку осуществим за два прохода, т.е. t = h/4 = 2 мм.
Подача составит S = 0,52 мм/об.
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
7,00 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
II.7. Подрезать торец пов. 8.
Обработка осуществляется по режимам обработки пов.2
II.8. Центровать отверстие пов.9
Обработка осуществляется по режимам обработки пов.5
II.9. Точить пов. 10.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Подача составит S = 0,52 мм/об.
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
7,00 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
II.10. Точить пов. 11.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Подача составит S = 0,52 мм/об.
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
7,00 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
II.11. Точить пов. 12.
Обработку осуществим чистовую
Для чистовой обработки примем:
Припуск на обработку:
Глубина резания составит:
t = h = 0,50мм.
Для чистовой обработки примем величину подач в размере:
S = 0,15 мм/об
Основное время:
II.12.точить пов. 13
II.13.Точить пов.14
II.14. Точить пов. 15.
Обработку осуществим черновую
Для черновой обработки:
Устанавливаем глубину резания:
Подача составит S = 0,52 мм/об.
Рассчитываем скорость резания.
Для наших условий:
,
7,00 < 7,5, обработка возможна.
Основное время:
II.11. Точить пов. 12.
Обработку осуществим чистовую
Для чистовой обработки примем:
Припуск на обработку:
Глубина резания составит:
t = h = 0,50мм.
Для чистовой обработки примем величину подач в размере:
S = 0,15 мм/об
Основное время:
III.1. Фрезеровать 6 шлицев (10 мм ширина одного шлица )
Фрезеровать зубья шестерни, пов.17
Расчет делительной головки.
Так как требуется разделить окружность колеса на части, (по числу шлицев вала), используем простое деление
Определяем передаточное число сменных колес:
По формуле n=N/z
Где N:характеристика делительной головки (червяка)=40
z : требуемое число делений
n : необходимое число оборотов
n=40/6=6 , 4/6 т.к на делительной головке нет диска с 6 отверстиями , подбираем диск с числом отверстий кратного 6 , чтобы привести к общему знаменателю .
Выбераем диск с количеством отверстий равное 30 . получаем 6 20/30 оборота диска на изготовление одного шлица .
Скорость резания, допускаемую режущими свойствами фрезы, определяют по формуле:
Частота вращения шпинделя составит:
Определяем величину минутной подачи:
Корректируем по паспорту станка:
Мощность, затраченная на резание:
Проверяем достаточность мощности привода станка:
3,16 < 3,37, обработка возможна.
Основное время:
Вспомогательное
время на установку заготовки массой до
2кг и снятие ее со станка
