Московского инженерно-физического института

Технологический институт

( филиал )

Московского инженерно-физического института

(технического университета)

(г. Лесной Свердловской области)

 

СОГЛАСОВАНО:                                  УТВЕРЖДАЮ:

Заведующий кафедрой                        Руковод. курсового проекта

Технология машиностроения             Старший преподаватель

 

Процесс технологический обработки детали типа червяк

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курсового проекта по дисциплине Технология машиностроения

 

 

МИФИ КП0312.00.000

 

Студент

 

Группа

 

 

Г. Лесной

2008

Аннотация

В данном проекте рассмотрен один из возможных технологических процессов обработки детали типа червяк.

При его разработке были учтены: тип производства, свойства и особенности обрабатываемого материала, точность размеров, чистота поверхности, действующие стандарты и нормативы.

Проект состоит из пояснительной записки, альбома технологиче­ских карт и чертежей.

Для выполнения графической части курсового проекта использова­лась система КОМПАС–3D V9.

В расчетах использована прикладная программа пакета Mathcad Professional.

При оформлении пояснительной записки - программа Microsoft Word.

Графическая часть проекта содержит: чертеж детали, заготовки, размер­ного анализа, чертежи технологического процесса обработки с указанием технологических размеров и режущего инструмента, чертёж размерного ана­лиза.

В данной работе были развиты навыки к самостоятельному реше­нию инженерных задач в области проектирования технологических процессов, в выборе оборудования и режущего инструмента для полу­чения годной детали механической обработкой.

При оформлении графической части проекта и альбома технологи­ческих карт учитывались требования ЕСКД и ЕСТПП.

Содержание

 

Введение

1. Анализ технологичности детали

2. Выбор метода получения заготовки

3. Расчет припусков и допусков на заготовку по ГОСТ 7505-89

4. Расчет припусков на диаметральные размеры расчетно-аналитическим методом

5. Выбор технологического процесса изготовления детали

6. Выбор технологических баз

7. Выбор и характеристика оборудования, режущего инструмента

8. Расчет припусков на линейные размеры размерным анализом

9. Выбор СОЖ

10. Нормирование режимов резания и времени обработки

Заключение

Список литературы

Введение

Курсовой проект по технологии машиностроения является самостоятель­ной работой в области основной специальности и наиболее полно отражает знания, полученные при изучении режущего инструмента, технологии маши­ностроения, металлорежущих станков и станочных приспособлений.

Основная цель курсового проекта:

- развить навыки к решению инженерных задач в области проектирования технологических процессов механической обработки деталей машин;

- освоить методику проектирования технологических процессов по всем её этапам с анализа задания до технико-экономического обоснования;

- закрепить методику расчёта и конструирования заготовок;

- закрепить методику построения размерных схем и расчёта технологиче­ских размеров;

- развить навыки правильного выбора и использования оборудования с установлением рациональных режимов резания и технологически обосно­ванных норм времени;

- освоить методику составления маршрутных и операционных карт.

Анализ технологичности детали.

 

Разработка ТП производится для изделий, конструкции которых отрабо­таны на технологичность. Конструкция детали напрямую влияет на раз­ра­ботку тех. процесса, выбор станков, приспособлений и может быть признана технологичной, если обеспечивает простое и экономичное изготовление этого изделия. От точности размеров детали зависит выбор рабочих той или иной квалификации. В зависимости от материала выбирается способ получения заготовки, её вид, режимы обработки, инструмент.

Проанализируем чертеж конструкции исходной детали и дадим качествен­ную оценку ее технологичности.

Тип детали – ступенчатый вал - червяк с небольшими габаритами.

Материал детали Сталь 40Х обычно применяется при изготовлении чер­вяков быстроходных высоконагруженных передач. Он недорогой, ши­роко распространенный и применяемый в машиностроении; хорошо обрабатывается резанием, что способствует сокращению времени обработки.

В качестве технологических баз используют центровочные отверстия, ко­торые позволяют обработать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах. Они совпадают с конструкторскими, что не повлечет за собой погрешности базирования. Но конструкторские размеры могут не совпадать с технологическими, что вызовет ужесточение допусков на некоторые размеры.

Данный червяк имеет небольшие перепады диаметров ступеней, что позво­ляет вести обработку одновременно несколькими резцами и говорит о тех­но­логичности.

Требования к шероховатости червяка средние – есть поверхности с высокими требованиями (поверхности Ø 25мм – места под подшипники; рабочий профиль червяка), обработка кото­рых усложняет техпроцесс, увеличи­вает номенклатуру обрабатывающего ин­струмента, но есть и с достаточно низкими, обработка ко­торых не требует больших затрат времени и высокой трудо­емкости.

Наружные поверхности детали имеют открытую форму, что обеспечивает обработку на проход и свобод­ный доступ инструмента к обрабатывае­мым поверхностям. Неудобными в обработке могут оказаться выточки размером в 3мм, но они необходимы при шлифовании шеек вала червяка для выхода шлифовального круга. В конструкции детали нет наклонного расположения об­рабатываемых поверхностей (за исключением зубьев самого червяка), что удобно для обработки.

Все выше изложенное позволяет сделать вывод, что представленная деталь является среднетехнологичной.

Методом

7.1 Расчет линейного размера

Схема получения размеров заготовки:

	285-0, 34

 

7.2 Расчет диаметрального размера

 

 

Технологические операции и переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный		Допуск, мкм	Предельные размеры		Предельные значения припусков
	Rz i-1	Hi-1			Припуск  Zmin	Размер		max	min	max	min
Ra 1.25
Заготовительная						29.092	1200	30.3	29.1
Черновое точение	160	200	755	-		26.862	280	27.142	26.862	3.158	2.238
Чистовое точение	50	50	453	-		25.756	045	25.801	25.756	1.341	1.106
Термообработка	-	-	-	-
Шлифование	25	50	302	-		25.002	015	25.017	25.002	0.784	0.754

Выбор технологических баз

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирова­ния технологических процессов механической обработки и сборки является на­значение технологических баз. От правильности решения вопроса о техно­ло­гических базах в значительной степени зависят: фактическая точность вы­полнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного рас­положения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдерживать рабочий при выполнении запроектированной техноло­гической операции; степень сложности и конструкция необходимых приспо­соблений, режущих и измерительных инструментов; общая производитель­ность обработки детали.

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в тече­нии всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо лишить заготовку детали шести степеней свободы.

В основе выбора технологических баз лежат следующие общие прин­ципы:

– при обработке заготовок, полученных литьем или штамповкой, необра­ботанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;

– при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологиче­ских баз для первой операции целесообразно использовать поверхности, которые будут подготавливать базы, используемые при дальнейшей обработке на большинстве операций;

–наибольшая точность обработки достига­ется при использовании на всех операциях одних и тех же баз, т. е. при со­блюдении принципа единства баз;

– желательно совмещать технологические базы с конструкторскими.

– располагать базы на поверхности желательно на большем расстоянии друг от друга.

Основными базами большинства валов являются поверхности его опор­ных шеек. Однако использовать их в качестве технологических баз для обра­ботки наружных поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения принципа единства баз, что очень важно при автомати­зированном технологическом процессе. Поэтому, при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий (31, 32) и торцов заготовки (поверхности 1, 10, 30), что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой его в центрах, за исключением операций: фре­зерно – центровальная, центрошлифовальная. При выполнении данных операций в качестве баз используются чаще наружные цилиндрические поверхности (поверхности 15, 24).

Оп.25 Центрошлифовальная

На данной операции исправляется возможный увод баз после термообработки, поскольку производство крупносерийное выбираем оборудование, не требующее высокой квалификации станочника, т.е. специальное, не универсальное:

Станок центрошлифовальный 3922.

 

Параметр	Значение
Размеры обрабатываемой заготовки, мм диаметр               длина	5-200 50-1000
Диаметр центрового отверстия, мм	2.5-20
Диаметр шлифовальной головки, мм	10, 20, 32
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг	40
Число оборотов шлифовальной головки в минуту	770, 1560, 3000, 6050
Мощность электродвигателя, кВт	0.6
Габариты станка, мм	628х596х1980

 

Режущий инструмент:

- головка шлифовальная коническая EW 20х25 24А 25-Н СТ 1 6 К А 30м/с ГОСТ 2447-82.

Оп.40 Зубофрезерная

Винтовая поверхность цилиндрических червяков может быть нарезана с помощью дисковых фрез на универсально-фрезерных или резьбофрезерных станках. Поскольку обработка на универсально- фрезерном станке требует более долгой наладки станка, более квалифицированного станочника выбираем более специализированное оборудование: станок резьбофрезерный 5Б64.

 

Параметр	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм	500
Наибольший модуль, мм	8
Диаметр стола, мм	320
Наибольший угол наклона линии витка червяка, град	30
Наибольший диаметр червячной фрезы, мм	180
Конус Морзе шпинделя фрезы	№4
Число скоростей шпинделя фрезы	8
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	50-310
Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм	80
Подача заготовки, мм/об:          вертикальная или продольная          радиальная	0, 8; 0, 83; 1, 33; 1, 67; 5, 0 0, 14-0, 84
Мощность электродвигателя, кВт	7, 5
Габариты станка, мм	2500х1440х2000
Категория ремонтной сложности	11

Режущий инструмент:

-фреза дисковая модульная по ГОСТ 10996-78.

Оп.45 Шпоночно – фрезерная

Шпоночные канавки обрабатывают либо на обычных фрезерных станках, либо на специальных, работающих по маятниковому методу. В последнем случае шпоночные канавки получаются боле высокого качества, в связи с чем выбираем станок шпоночно-фрезерный 692А.

 

Параметр	Значение
Ширина фрезеруемого паза, мм	3-20
Наибольшая длина фрезеруемого паза, мм	300
Размер стола, мм	900-250
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	385-3600
Число шпинделей	1
Расположение шпинделей	вертикальное
Мощность электродвигателя, кВт	1, 7
Габариты станка, мм	400х900
Категория ремонтной сложности	8

Режущий инструмент:

-фреза шпоночная из БРС с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 9140-78 2234-0355.

Оп.50; 55 Круглошлифовальная

Станок круглошлифовальный 3М153А.

Параметр	Значение
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм               диаметр               длина	140 500
Конус Морзе передней бабки, мм	№3
Наибольший диаметр шлифовального круга, мм	400
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	80-800
Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки в минуту	2500
Скорость перемещения стола (регулирование бесступенчатое), мм/мин	200-6000
Угол поворота стола, град	6
Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм	215
Поперечная подача шлифовальной бабки на один ход стола, мм	0, 025-0, 0025
Число скоростей поводкового патрона	6
Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту	150-800
Мощность электродвигателя, кВт	5, 5
Габариты станка, мм	2000х1365
Категория ремонтной сложности	8

Режущий инструмент:

- круг шлифовальный Э5 40 С2.

Выбор СОЖ

 

Применение СОЖ при обработке стали 40Х резанием.

Технологическая операция	Обозначение материала
Фрезерование и центрование	МР-1у ТУ 381017317-80
Точение	ОСМ-5 ТУ38УССР2-01-249-76
Зубообработка	ОСМ-5 ТУ38УССР2-01-249-76
Шлифование	ОСМ-5 ТУ38УССР2-01-249-76

 

МР-1у ТУ 381017317-80:

Используют на станках-автоматах при точении, сверлении, фрезеро­вании, резьбо- и зубонарезании, протягивании углеродистых легирован­ных и жаропрочных сталей.

ОСМ-5 ТУ38УССР2-01-249-76:

Применяют при зубообработке, сверлении, резьбонарезании, точении, развер­тывании и шлифовании углеродистых и легированных сталей.

 

Сводная таблица нормирования времени обработки

№	Операция	Тосн	Твсп	Тп.з.	Тшт
05	Фрезерно-центровальная: 1.Фрезерование. 2.Центрирование.	0, 014 0, 044	0, 37 0, 17	17	0, 414 0, 226
10	Токарно-копировальная черновая	0, 283	0, 57	10	0, 904
15	Токарно-копировальная черновая	0, 425	0, 57	10	1, 055
25	Центрошлифовальная	1, 382	0, 44	13	1, 92
30	Токарно-копировальная чистовая: 1.Точение поверхностей  Ø 20, Ø 22, Ø 25, Ø 28. 2.Точение канавок и фасок.	0, 568   0, 024	0, 57   0, 194	12	1, 444
35	Токарно-копировальная чистовая: 1.Точение поверхностей  Ø 25, Ø 28, Ø 42. 2.Точение канавок и фасок.	0, 977   0, 018	0, 57   0, 188	12	1, 867
40	Зубофрезерная	0, 76	1, 49	21	2, 421
45	Шпоночно-фрезерная	1, 708	0, 46	17	2, 298
50	Круглошлифовальная	2, 51	1, 15	17	4, 007
55	Круглошлифовальная	3, 484	1, 15	17	5, 074
60	Червячно-шлифовальная	1, 75	1, 35	20	3, 317

Вывод по проекту

Считаю, что поставленная задача выполнена успешно. Стремление получить оптимальный технологический процесс обработки детали типа чер­вяк в условиях крупносерийного производства в ходе курсового проектирования по технологии машиностроения достигнут. Подобрано соответствующее оборудование с установлением рациональных режимов резания и технологи­чески обосно­ванных норм времени, режущий и измерительный инструмент. Тщательным образом проработана технологическая карта. Произведен расчет припусков несколькими способами: расчетно-аналитическим методом, раз­мерным анализом, с использованием ГОСТа.

Проделанная работа позволила закрепить и применить полученные зна­ния по курсам: Технология машиностроения; Метрология, стандартизация, сертификация; Режущий инструмент.

Список литературы

1. Амиров И.М. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах. – М.: Государст­венное научно-техническое издательство машиностроительной лите­ратуры, 1961 г.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т. – М.: Машиностроение, 1982 г.

3. Венгловская Н.А. Методическая разработка домашних заданий по дисциплине “Технология машиностроения”.– Свердловская область, г. Лесной, МИФИ-3, 1997 г.

4. ГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, при­пуски и кузнечные напуски.

5. Данилевский В.В. Технология машиностроения. – М.: Высшая школа, 1963г.

6. Зайцев С.А. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. – М.: ACADEMIA, 2002 г.

7. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М., Машиностроение, 1976 г.

8. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под общей ред. А.Ф.Горбацевича. – Минск: Вышэйшая школа, 1967 г.

9. Мельников Н.Ф. и др.

Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 1965 г.

10. Металлорежущие станки. В 2х томах.

Под ред. Н.С. Ачеркана. – М.: Машиностроение, 1965 г.

11. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Справочник-учебник в 3х томах. Под ред. А.С. Проникова. – М.: Машиностроение и МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995 г.

12. Производство зубчатых колес. Справочник.

Под ред. Б.А.Тайца. – М.: Машиностроение, 1975 г.

13. Радкевич Я.М. и др. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении.– М.: Высшая школа, 2004 г.

14. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В.Барановского. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. – М.: Машиностроение, 1972 г.

15. Справочник технолога-машинострои­теля. В 2-х т. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986 г.

16.Стружестрах Е.И. Справочник нормировщика-машиностроителя в 2х томах. – М.: Машиностроение, 1961 г.

17. Суслов А.Г. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 2004 г.

18. Технологичность конструкций. Под ред. Ананьева С. Л. И Купровича В. П. – М.: Машиностроение, 1969 г.

19. Технология машиностроения. Под ред. Гусева А.А. – М.: Машиностроение, 1986 г.

20. Технология металлов и других конструкционных материалов. Под ред. Н.П.Дубинина. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. – М.: Высшая школа, 1969 г.

21. Штамповка на молотах, фрикционных и гидравлических прессах. Под общей ред. П.В. Камнева, А.П. Атрошенко. – Л.: Машиностроение, 1981г.

ГОСТ 3.1118-82 форма 1

Дубл.

Взам.

Подл.

ТМ-53.01101.08012