Разработка технологического процесса обработки вала-шестерни. Анализ исходных данных. Тип производства

Выбор режущего инструмента, его конструкции и размеров определяется видом технологической операции (точение, фрезерование, развертывание), размерами обрабатываемой поверхности, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и величиной шероховатости поверхности. Основную массу режущих инструментов составляют конструкции нормализованного и стандартизованного инструмента, для подбора которого существуют многочисленные справочники и каталоги. В крупносерийном производстве могут применяться специальные и комбинированные режущие инструменты, проектируемые в индивидуальном порядке.

Для фрезерования торцев используется торцевая фреза Æ100 мм с вставными ножами из Т15К6 по ГОСТ 9473-80, число зубьев z=10.

Сверление центровых отверстий осуществляется центровочным комбинированным сверлом по ГОСТ 14952-69, диметр сверла 4 мм.

Продольное точение проходными прямыми резцами с пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18878-73.

Подрезание торцев -  отрезными резцами, материал режущей части Т15К6, ГОСТ 18884-73.

Фрезерование шпоночных пазов маятниковой подачей – шпоночными фрезами, материал режущей части Р6М5, ГОСТ 6396-78; число зубьев шпоночной фрезы z=2, Æ10 мм и Æ12 мм.

Выбор абразивного круга

Структура 6

Зернистость 50, 40, 25

Связка керамическая К5

Абразивный материал электрокорунд белый ЭБ 25А

Твердость среднемягкая СМ2

Форма прямоугольного профиля ПП

Класс точности АА или А.

Класс неуравновешенности 2 или 1

Скорость резания 35 м/с.

Наружный диаметр D=400 мм.

Ширина 70 мм, внутренний диаметр 127 мм

Обозначение круга:

ЭБ 25А 50 СМ2 6 К5/ ПП 400´127´70 А2кл.35 м/с – для чернового шлифования;

ЭБ 25А 40 СМ2 6 К5/ ПП 400´127´70 АА1кл.35 м/с – для чистового шлифования;

ЭБ 25А 25 СМ2 6 К5/ ПП 400´127´70 АА1кл.35 м/с – для доводки.

Фрезерование зубьев осуществляется червячной фрезой Æ125 мм, ГОСТ 9324-80.

Абразивный круг для шлифования зубьев:

Тарельчатой формы.

2П 250´16´75 Э5 СМ1-25-4-К.

Сверление отверстия в торце – сверло спиральное из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010-77, Æ 12 мм.

Выбор средств измерения

Измерение линейных продольных размеров и неточных диаметральных осуществляется штангенциркулями ШЦ-III ГОСТ 166-73 с пределами измерений 0-250 и ценой деления 0,05.

Более точные диаметральные размеры измеряются микрометром по ГОСТ 6507-73 МК-75 с ценой деления 0,01.

Для уменьшения вспомогательного времени на измерение применяются калибры.

Для наружных диаметров – калибры-скобы: для размеров 10,5-100 по МН 4780-63

Для ограничения размеров шпоночных пазов – калибр-призма шпоночная для валов с шириной паза 8-24 мм по МН 2981-61.

Для контроля зубьев применяют штангензубомер.

Расчет режимов резания и норм времени.

Фрезерование торцев:

По таблицам: t=  мм

S_z=1.2

V=250 м/мин

n=1000v/pd=1000*250/3.14*100»800об/мин

мин.       торец Æ35

мин.       торец Æ30

Сверление центровых отверстий:

По таблицам: S=0.012*4=0.048 мм

V=25 м/мин

n=1000v/pd=1000*25/3.14*4»1990об/мин

мин.

Токарная черновая:

S=0.6 мм/об

t=0.95 мм

Т=60 мин

 м/мин

K_v=K_мv*K_пv*K_иv=0,81*0,8*1=0,648

С_V=350

m=0.2

y=0.35

x=0.15

об/мин

мин

Токарная чистовая:

S=0.4 мм/об

t=0.45 мм

м/мин

об/мин

мин

Шлифование:

Предварительное:  V_к=32 м/с    V_з=40 м/мин                   t=0.02 мм          S_p=0,007 мм

об/мин

мин, на каждую поверхность

Окончательное:      V_к=32 м/с    V_з=30 м/мин                   t=0.01 мм          S_p=0,005 мм

об/мин

мин, на каждую поверхность

Доводка:                 V_к=32 м/с    V_з=20 м/мин                   t=0.005 мм          S_p=0,0006 мм

об/мин

мин, на каждую поверхность

Фрезерование шпоночных пазов:

t=0.3 мм

S_z=0.15 мм

Т=60 мин

Для паза В=12 мм:

м/мин

об/мин

i=4.5/0.3=15 – число проходов при маятниковой подаче

мин

Для паза В=10 мм:

м/мин

C_v=12            q=0.3

x=0.3             y=0.25

u=0                p=0

m=0.26 K_v=K_мv*K_пv*K_иv=0,81*0,8*1=0,648

об/мин

мин

Фрезерование зубьев:

[Режимы резания металлов. Справочник под ред. Барановского Ю.В., с.139]

Черновое:

L_р.х.=62,5+68+2=132,5 мм

S₀=2 мм/об

V=30 м/мин

n=1000V/pD=1000*30/(3.14*125)=80 об/мин

t₀=L_р.х.*z_Д /(S₀*n*e*q)=15*132.5/(2*80*2*1)=6.2 мин

Чистовое:

L_р.х.=62,5+68+2=132,5 мм

S₀=1.5 мм/об

V=45 м/мин

n=1000V/pD=1000*45/(3.14*125)=120 об/мин

t₀=L_р.х.*z_Д /(S₀*n*e*q)=15*132.5/(1,5*120*2*1)=5,5 мин

Шлифование зубьев:

S=600 мм/мин

S_поп=0,005 мм/дв.х.

V=20 м/мин

n=1000*20/3,14*64=100 об/мин

t₀=

Сверление:

t=6 мм           S=0.012*d=0.15 мм/об  V=25м/мин

об/мин

мин

Таблица расчета норм времени.

T_в=(Т_у.с.+Т_з.о.+Т_уп+Т_из)*1.85 – вспомогательное время

Т_об=Т_тех+Т_орг

Т_оп=Т_о+Т_в – оперативное время

Т_шт=Т_о+Т_в+Т_об+Т_от – штучное время

Т_ш-к=Т_п.з./n +Т_шт – штучно-калькуляционное время

Раздел 2.

Проектирование приспособления для фрезерования шпоночных пазов

Выбор оборудования

Фрезерование шпоночного паза шпинделя проводится на шпоночно-фрезерном станке модели 692М.

Этот станок предназначен для фрезерования шпоночных пазов на валах  методом маятниковой подачи.

Размеры стола 800´200 мм

Расстояние от торца шпинделя до стола 500 мм.

Выбор режущего инструмента.

Фрезерование методом маятниковой подачи проводится специальными шпоночными фрезами с двумя зубьями.

Материал режущей части Р6М5.

Фреза шпоночная Æ10 z=2 ГОСТ 6396-78.

Расчет режимов и сил резания.

Расчет режимов и сил резания, выбор элементов для расчета проводим по [2, т.2].

Глубина резания t=0.3 мм,

Диаметр фрезы d=10 мм

Подача на зуб S_z=0.15 мм/зуб

Число зубьев фрезы z=2

Стойкость фрезы T=60 мин

Скорость резания V=12.3 м/мин

По таблице выбираем значения коэффициентов и показателей степени в формуле силы резания Р_z для концевых фрез с материалом режущей части Р6М5.

			Px

G=35 H

С_p=68.2; x=0.86; y=0.72; u=1; q=0.86; w=0

K_мр=(s_в/750)ⁿ=(880/750)^0.3=1.05

P_h=0.3 P_z=42 H

P_v=0.85 P_z=119 H

P_y=0.3 P_z=42 H

P_x=0.5 P_z=70 H

P_yz=Ö( P_y²+ P_z²)=146 H

M_кр= P_z*D/(2*100)=7 H*м

N_e= P_z*V/(1020*60)=0.028 кВт

Описание конструкции приспособления.

На плиту 2 крепятся: призмы 21 посредством винтов 13; кронштейны 3 и 4; пневмоцилиндр 1. Призмы центрируются штифтами 18. В кронштейн 4 ввинчивается установочный винт 12, стопорящийся гайкой 19. В кронштейны 3 запрессовывается ось 8 с надетым на  неё рычагом 1, в который запресована втулка 10. На выступающие концы оси 8 надеваются шайбы 22 и шплинтуются.

Оси 9 запрессовываются в отверстия уха 7 и рычага 5 и вставляются в отверстия втулок 11, запрессованных в отверстия шатуна 6.

Ухо 7 наворачивается на резьбовой конец штока пневмоцилиндра.

Описание работы приспособления.

Приспособление устанавливается на стол станка плитой 2 и закрепляется на нем посредством болтового соединения.

Обрабатываемая деталь – вал-шестерня устанавливается на призмы 21 с упором в установочный винт 12, зажимается сверху закаленной прижимной плоскостью рычага 5. Далее можно проводить процесс обработки.

Привод зажима осуществляеся следующим образом:

Воздух подаётся в правую полость пневмоцилиндра 1, усилие поршня