Разработка стандарта по методике разработке технологических процессов зубчатых колёс

- в графу “ Точность заготовки и обрабатываемых поверхностей” записывают степень точности выбранной заготовки и квалитета на промежуточные размеры без предельных отклонений;

- в графу “ Элементы припусков” заносят величину микронеровностей Rz и глубину дефектного поверхностного слоя Т на заготовку и на все операции в технологической последовательности в зависимости от метода обработки, а величину погрешностей установки заготовки на выполняемой операции определяют по таблице или производят расчет по формулам;

- суммарное значение отклонений p рассчитывают аналитическим методом и значения расчета заносят в графу таблицы;

- графу “ Допуски на размер” заполняют значениями допусков на заготовку и промежуточные размеры согласно степени точности заготовки и квалитета установленных на размер по каждой операции [6], [9].

Остальные значения промежуточных припусков и размеров заносят в таблицу после расчетов.

Графы промежуточных размеров D min и D mах определяют и заполняют от окончательных промежуточных размеров до размеров заготовки.

Таблица 2.2 - Таблица расчета припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим операциям для поверхности 3Вид заготовки и технологичес-кая операция             

Точность

заготовки и обрабатыва-емой

поверхности             

Допуск на

размер δ, мм             

Элементы

припуска,

мкм             

Промежуточ-ные размеры заготовки,

мм             

Промежуточ-ные

припуски, мм

Rz              T             

po             

εу             

D mах             

D min             

2z max             

2z min

штамповка              14              1,30              80              500              520,4              -              277.0              275.7              -              -

Токарная:

черновая

чистовая             

h 12

h 10             

0,52

0,2             

60

10             

40

20             

31,2

-             

45

35             

273.85

273.15             

273.33

272.95             

3,1

0,7             

2.98

0,63

2.2 Статистический (табличный) метод определения припусков

При статистическом (табличном) методе определения промежуточных припусков на обработку поверхностей заготовок пользуются таблицами соответствующих стандартов, нормативными материалами и данными технических справочников.

Статистический метод определения промежуточных припусков сравнительно прост, однако практическое применение его вызывает некоторое затруднение, которое объясняется тем, что таблицы находятся в разных справочных изданиях, стандартах отраслей и предприятий, различных по содержанию и по системе их построения.

Промежуточные припуски и допуски для каждой операции определяют, начиная от финишной операции к начальной, т.е. в направлении, обратном ходу технологического процесса обработки заготовки.

Для определения припусков табличным методом используем источник [4].

Припуск на черновую токарную 2.0 мм.

Припуск на чистовую токарную 0.8 мм.

Припуск на торцы 2.0 мм.

Припуск под шлифовку 0.6 мм

2.3 Размерный анализ технологического процесса

Размерный анализ технологического процесса выполняется с помощью метода графов.

В соответствии с принятым технологическим процессом изготовления колеса производится размерный анализ детали. Конструкторские А и технологические S размеры, а также размеры заготовки З и припуски Z показаны на листе 3 графической части.

По схеме на листе 3 графической части составляется граф, представленный на этом же листе, по которому составляются следующие расчетные уравнения:

Замыкающими размерами являются А и Z, следовательно, получаются следующие исходные уравнения.

Подставляя в уравнения имеющиеся данные и назначив соответствующие допуски получим, технологические размеры Si приведенные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Расчет технологических размеровТехнологический размер              Расчетная формула и его значение, мм

З1

З2             

З1 = А1 +Z1 + Z3 =55 +2 +2 =59-0.74

З2= А2+Z1 + Z2 =40 +2 +2=44-0.62

Допуски на заготовку принимаем по 14 квалитету

S1

S2

S3             

S1= З1 – Z3= 59-2 =57

S2= А1 - А2 = 55 - 40 =15

S3= А2 =40

Номиналы припусков:

Z1=2 мм;

Z2=2 мм;

Z3=2 мм.

В данной детали имеется три технологических размера, опредлим их номиналы по табл.2.4:

Принимаем S1 и S2 по 12 квалитету:

S1=57-0.12

S2=15-0.07

S3=40-0.12

Принимаем S1 и S2 по 12 квалитету:

Проверяем фактический припуск на обработку Z3:

Z3= З1 - S1=59-0.74-57-0.12=2-0.86

Минимального припуска на обработку недостаточно поэтому принимаем З1=60-0.74, тогда Z3= 3-0.86 при этом обработка возможна.

Проверяем выполнение размера А1:

А1= S3 + S2=40-0.12+15-0.07=55-0.19

т.к.размер А1 должен быть 55-0.3, то обработка возможна.

Проверяем величину припуска Z1:

Z1= S1–S2– S3=57-0.12 – 40-0.12–15-0.07 =2-0.12+0.19

при этом обработка возможна.

Проверяем величину припуска Z2:

Z2= З2– S3– Z1=44-0.62 – 40-0.12–2-0.12+0.19 =2-0.81+0.24

при этом обработка невозможна, увеличиваем З2=45-0.62, тогда Z2=3-0.81+0.24 при этом обработка возможна.

3. Разработка технологических операций

План операций представим в виде таблицы 3.1

Таблица 3.1-План операций.№              Наименование              Содержание операции

000              Штамповочная              Штамповать полуфабрикат

005             

Токарная

многорезцовая

16К20             

1. Установить деталь в патрон с обратными кулачками станка за ø 273.15-0.2.

2. Подрезать торцы на ø 95 и ø 273.15-0.2 поперечным суппортом блоком из 2 резцов

3. Точить ø 95 и расточить начерно отверстие ø 58.8.

010             

Токарная

многорезцовая

16К20             

1. Установить деталь в кулачки за ø 95.

2. Подрезать торец на ø 95 и ø 273.15-0.2 поперечным суппортом.

3. Точить ø 273.15-0.2 расточить центральное отверстие до

ø 59.3-0.12, выполнить фаски.

015             

Протяжная

7Б55             

1. Установить деталь на столе станка.

2. Протянуть отверстие ø 60Н7

020             

Протяжная

7Б55             

1. Установить деталь на столе станка.

2. Протянуть паз.

025             

Зуборезная

5М324             

1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.

2. Нарезать зубчатую поверхность.

030              Зубошевинговальная             

1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.

2. Шевинговать деталь шевером.

035              Термическая             

1. Уложить детали на поддон

2. Выполнить закалку с охлаждением в масле t=800 выдержка 15 мин.

3. Выполнить высокий отпуск с охлаждением в масле t=400 выдержка 2 часа.

040              Слесарная             

1. Уложить деталь на стол пресса.

2. Калибровать паз твердосплавной пластинкой при помощи пресса.

045             

Кругло-шлифовальная

3Н140             

1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.

2. Шлифовать поверхность торцев.

050             

Зубошлифовальная

5В830             

1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.

2. Шлифовать поверхность зубьев.

055              Слесарная              Выполнить маркировку электрографическим карандашом

060              Моечная              Вымыть детали до удаления загрязнений и сож.

065              Контрольная              Контролировать размеры детали

070              Упаковочная              Упаковать детали в бумагу, уложить в тару

075              Транспортировочная              Детали увезти на склад.

4. Выбор технологических баз

Базами являются ø 273.15-0.2 и ø 60Н7 мм, с упорами в соответствующий торец.

5. Назначение режимов резания

5.1 Теоретические сведения

Исходными данными для выбора рационального инструмента и режимов резания являются:

- форма поверхности;

- величина и характер припуска на переходе и глубина резания по проходам;

- марка и механические свойства материала детали;

- требования к шероховатости обработанной поверхности;

- тип оборудования;

- количество проходов и средняя стойкость инструмента на переходе.

Одной из основных задач расчета режимов резания является установление стойкости инструментов, обеспечивающей экономически рентабельный режим работы. Для этого созданы нормативы режимов резания, справочники, номограммы и др. Как правило, нормативы режимов рассчитаны для стойкости инструмента Т = 30…60 мин., которая считается экономической стойкостью при работе на серийно выпускаемых станках. Чаще всего, при пользовании такими рекомендациями не учитываются специальные требования к операции, ряд ограничений – по расходу инструмента, загрузки оборудования, уровню затрат и др.

5.2 Режимы резания при зубофрезеровании

Деталь - цилиндрическое прямозубое колесо:

Модуль m=4.0 мм

Число зубьев z =62

Точность 9-С

Ширина венца 80 мм 2 заготовки.

Расчет по пособию [7].

Черновой проход – нарезание на глубину 9 мм.

Фреза класса С, диаметр 90, длина 80 мм.

Станок 5М324 группа 3.

Выбираем подачу SO=2.0 мм/об. колеса.

Поправочные коэффициенты на подачу

SO=2.0·0.9·1=1.8 мм/об. колеса.

Выбираем скорость резания V=27 м/мин

Количество передвижек по W=3 шт.

С учетом поправок величина передвижек В=17.9

Стойкость фрезы принимаем равной табличной Т=240 мин.

Поправочные коэффициенты на скорость резания V=27·0.9·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0=24 м/мин

Определяем частоту вращения фрезы по формуле:

об/мин

Определяем основное время по формуле:

где - ширина зубчатого венца: =80 мм;

- величина врезания: = 35.5 мм;

- величина перебега: = 8 мм;

мин.

Определяем мощность резания N=1.3 кВт.

Поправочные коэффициенты на мощность резания

N=1.3·0.8·1·1·1·1.0=1.0 кВт.

Мощность станка Ncт.=3.2 кВт.

5.3 Режимы резания при точении

Скорость резания рассчитывается по формуле [1,2]:

где kmv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

knv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

kuv – коэффициент, учитывающий материал режущей части;

- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца;

- коэффициент зависящий от вида обработки;

- глубина резания, мм;

- стойкость резца, мин;

- подача, мм/об.;

где kг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени.

Для нашей детали из стали 40Х:

=0.727

Частота вращения шпинделя:

где D – диаметр в месте обработки, мм.

Сила резания:

– коэффициент, характеризующий обрабатываемость стали;

Мощность резания:

Таблица 5.1- Расчет режимов резания.№ оп.              Переход             

Скорость резания

м/мин             

S,

мм/об.             

n,

мин-1              Сила резания, Н              Мощность резания,

005              Подрезка торца             

=78              0,3              100              5600              14.3

Продольное точение             

=107              0,15              125              1300              4.5

010              Подрезка торца             

=78              0,3              100              5600              14.3

Продольное точение             

=107              0,15              125              1300              4.5

015                            V=7              0,06              -              15000              9,7

020                            V=4              0,12              -              4000              1,7

025                            V=24              1,8              173              -              1,7

030                            V=14              Осев. 120 мм/мин              80              -              0,4

045                           

V=30 - скорость круга

V=20 - скорость заготовки              0,025              2680              -              0.32

050                            V=28              0,002              160              -              1,2

6. Нормирование операций технологического процесса

6.1 Определение штучного времени

Штучное время на обработку [3,5]:

Основное время на обработку:

где lвр – длина врезания;

lпер – длина перебега;

L – длина обрабатываемой поверхности;

i – количество отверстий.

Вспомогательное время tвсп[5]:

на установку и снятие детали – 2,5 мин.;

по управлению станком – 0,9 мин.;

на контрольные измерения – 0,3 мин.;

повернуть делительное приспособление – 0,2 мин.

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности в процентах от оперативного (8%), оперативное время:

Время штучное калькуляционное:

где tп.з. – подготовительно-заключительное время;

n – количество деталей в партии.

Подготовительно-заключительное время tп.з.:

- получить наряд, чертеж 4 мин.,

- получить инструмент 5 мин.,

- ознакомиться с работой, чертежом, осмотреть заготовки 5 мин.,

- инструктаж мастера 2 мин.,

- настроить кулачки самоцентрирующего патрона 1,5 мин.,

- установить инструмент 12 мин.,

- установить исходные режимы станка 1,5 мин.