Проектирование технологического процесса Механической обработки детали «Ролик»

Министерство образования Московской области ГОУ СПО Серпуховский машиностроительный техникум

Московской области

Курсовой  проект

по дисциплине : «Технология машиностроения»

Специальность 151001 «Технология машиностроения»

Тема : Проектирование технологического процесса

Механической обработки детали «Ролик»

Выполнил: студент(ка) 421 группы___________________________                                                                       Принял : ______________________________________Федоров В.А

Серпухов 2011 год. 

1. Общий раздел

1.1. Описание конструкции  и служебного назначения  детали.

Ролик является телом вращения конструкторской базой ролика является отверстие 0 48 Н7 ,внешний диаметр равен018ОЬ9,в целях экономии материала в ролике имеется вырезы ,которые изготовляются при литье заготовки и не подвергаются обработке резанием. В отверстии 0 48 Н7 протянут шпоночный паз. В отверстии 048Н7 снимается фаска 2x45.Также в торце детали Ролик имеются 4 отверстия с внутренней резьбой М8-7Н.

Ролик изготовлен из серого чугуна СЧ18 ГОСТ 1412-70.Этот чугун широко применяется при изготовлении роликов, плит и т.д.

Химический  состав %

Механические свойства

твердость НВ 170...229

предел прочности при растяжениибв = 18 кгс/мм¹предел текучестиб т = 36 кгс/мм^г

Технологические свойства

1. Хорошие литейные свойства, так как обладает большой жидко текучестью ,не склонен к обладанию литейных трещин и раковин. 

1.2 Технический контроль  чертежа детали  и анализ детали на технологичность.

Деталь «Ролик « изготовлена из серого чугуна СЧ 18 .Поэтому заготовку можно получить только литьем. Серый чугун СЧ 18 можно обрабатывать всеми видами лезвийного режущего инструмента. При этом большую часть поверхностей можно обрабатывать всеми видами режущего инструмента. Семеричное расположение отверстий 06,8 по окружности 0^5 позволяет применить 4-х шпиндельные сверлильные головки.

Ролик есть тело вращения поэтому его можно закрепить в трех кулачковый патрон

Отверстие 048н? обрабатываем в четыре перехода (растачивание , зенкование, развертывание).

Конечной операцией является шлифование 0180. Все остальные поверхности детали не обрабатываются. При обработке ролика можно применить универсальные и специализированные станки, которые часто применяются на машиностроительных предприятиях.

В целом можно сделать вывод, что данная деталь ролик в основном технологичная.

2.1 Характеристика заданного  типа производства

Для предварительного определения  типа производства можно  использовать годовой объем выпуска 10000 штук и массы детали 5^9 кг. по таблице 3.1. [2] стр.24 (зависимость типа производства от объема выпуска (шт.) и массы детали)

Серийное  производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых. Периодически повторяющимся партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем б единичном производстве. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально —сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовление детали. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные, агрегатные и другие металлорежущие станки. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а так же ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.

2.2 Выбор и методы получения заготовок экономическое обоснование выбора заготовок

В качестве заготовки, выбираем отливку. Материал детали - серый чугун,обладает хорошими литейными свойствами.Учитывая тип производства,целесообразно и экономически эффективно применить вид литья,при котором форма и размеры заготовки будут максимально приближаться к форме и размерам детели.

В нашем случае применяем литьё в разовых песчано - земленистых формах с машинной формовкой по металлическим моделям .Этот способ достаточно механизирован и широко распространен,эффективен и соответствует производственным возможностям литейных цехов современных машиностроительных предприятий.

Допускаемые погрешности для чугунного литья ,земляные формы регламентируются ГОСТ 1855- 55 .Из трех классов точности, предусмотренных этим ГОСТом применяем второй класс.В качестве литейной оснастки используется подмодельные плиты с металлическими полумоделями и стержневые ящики.

Точность размеров литья соответствует 15... 16 му квалитету точности,а шероховатость Ra=T00 мкм

Заданная деталь обладает симметрией.Плоскость симметрии целесообразно принять за плоскость разьем модели и формы.В этом случае легко осуществляется установка стержня,с помощью каторого образуется отверстие в заготовке.

Общие припуски Побщ на механическую обработку регламентируется ГОСТ 1855-55 и их размеры зависят от класса точности литья,наибольшего габаритного размера отливки,номинального размера и положения рассматриваемой поверхности в форме при заливке металла

Расчетные размеры заготовки (отливки):

Dp 1 80=Dh+2z=1 80+5=185 t 1,0

Dp48=DH-2z=48-3.5=44.5 to, 5

Lp65=LH+2z=65+4=69 l a, 5

Lp45=L+2z=45+3,5=48,5 t 0,5

Расчет массы заготовки

=VI+V2+V3~V4-2V5

v, 1 - 3.14-8² , _сл _„ i

- —/ = — 1= 50,24 см.

V5= (l5² -8² )-l,5~= 189,5cm!

Узаг=50,24+50,24+1208-107,26-(2-189,5)=882,22 см: Мзаг.= Узаг-у=882,22-0,00785=6,93 кг. где у- коэффициент плотности чугуна 0,00785. "

з

С «1

тзза 6,93

2.3 Выбор и обоснование технологических баз

На первой операции механической обработки в качестве черновой технологической базы возьмем наружную цилиндрическую поверхность отливки 0185 длиной 45 .

Размеры этой поверхности достаточны для надежного закрепления отливки в 3 кулачковом патроне. Для осевой ориентации заготовки будем использовать крайний торец отливки, расположенный слева при установке в З^ех кулачковый патрон.

На этой токарно-револьверной операции окончательно обрабатываем правые свободные торцы, выдерживая размеры 65.

На последующих переходах токарно-револьверной операции совершаем растачивание, зенкование , развертывание выдерживая размеры 048Н7. В завершение снимается фаска 2x45 \

На второй операции заготовка устанавливается на центрирующей оправке, для протяжки шпоночного паза.В качестве чистовой базы возьмем отверстие 048 Н7. На т^а^оС

т, а-ио-го& icu БЧд^с-¹-* ^ tTixKaSA^Uti. ф ^ }

Ко. . .

Шлифование осуществляется шлифовальным кругом .Деталь устанавливается на цанговой оправке .Для осевой ориентации заготовки возьмем крайний торец ролика обработанный на первой операции.

Постоянство технологической

базы повысит точность обработки ролика.

2.4 Разработка маршрута механической обработки деталей с выбором оборудования и станочных приспособлений

Операция 010 Токарно-револьверная. Токарно-револьверный станок 1Е365. Закрепление заготовки в З^ех кулачковом патроне.

Подрезеть торец,выдерживая размер 61Щ,обработать отверстие диаметром 048Н7 (в три перехода-расточка,зенкование,развертывание.),снять фаску 2x45.

Операция 020 Протяжная. Горизонтально протяжной станок 7Б55 Установка заготовки на центрирующей оправке. Протянуть шпоночный паз.

Операция 030 Токарно автоматная. Токарный многорезцовый полуавтомат 1Н713.

Установить заготовку отверстием 048Н7 на оправку и закрепление в З^ех кулачково патроне.

Подрезать торцы ,выдерживая размеры 65hl4,45hl4,проточить 018O,5hl2. Операция 040 Сверлильная.

Вертикально сверлильный станок 2Н125 с 4^ех шпиндельной сверльной головкой.

Закрепление заготовки в сверлильном кондукторе. Сверлить одновременно 4 отвепстие 06,8Н12.

Операция 050 Резьбонарезная. Настольно сверлильный станок НС-10. Установка заготовки на специальной подставке. Нарезать резьбу М8-7Н.

Операция 060 Круглошлифовальная. Круглошлифовальный станок 3M131. Закрепление заготовки на цанговой оправке. Шлифовать 0180h9.

Величина Rz и Т характеризующие качество поверхности отливки определим по табл. 20, стр.191 ,а для растачивания и развертывания по таблице 24,стр. 195.

Суммарное значение пространственных отклонений для отливки определим по формуле р = Jр²кор + р¹ см, (стр. 192) Коробление отливки

ркор = Дк*1 = (1...2) * 150 = 150 -300 MKM примем ркор = 200.и/см = 0.2мм Смещение стержня

рем = 0.6 мм

р = л/0.2² + 0.6² = 0.63мм = вЗОмкм

Остаточная  пространственная погрешность: -после  чернового растачивания

рчерн = Ку* р = 0.06 * 630 - 40мкм

-после  чистового растачивания

рчист = Ку* рчерн = 0,05 * 40 = 2мкм

Погрешность закрепления заготовки  в З^ех кулачковом патроне (табл. 19,стр.66) 8=300 мкм

Для чистового растачивания и развертывания s=0 т.к. обработку отверстия

ведем без переустановки  заготовки.

Расчетный припуск:

-для  чернового растачивания

min = l[Rzi -1 + 77 -1 + jp²i- 1 + е²Т)= 2(б00 + V630² +300² )= 2 * 1300л*™ -для чистового растачивания 2zmin = 2(50 + 50 + л/40² +о)= 2 * 140.м?си -для развертывания 2 z min = 2(30 + 40 + ^^¥~+0 )= 2 • 72 мкм

Расчетный размер

для чистового растачивания

48,025- 0,144=47,881 мм.

для чернового растачивания 47,6-0,28=47,6 мм

для заготовки (отливки) 47,6- 2,6=45 мм.

Дальнейшие  расчеты ведутся  прямо в таблице.

2.6 Выбор режущего, вспомогательного  и измерительного  инструмента на  операции технологического  процесса.

Операция 010: Токарно-револьверная.

Режущий инструмент: Переход1

Резец с пластинами твердого сплава ВК4 ГОСТ 18868-73. Переход2

Державный резец с пластинами твердого сплава ВК4 ГОСТ 9795-73. ПереходЗ

Зенкер  с пластинами твердого сплава ВК4 ГОСТ 3231-70. Переход4

Развертка с пластинами твердого сплава ВК4 ГОСТ 3231-70 Измерительный контрольный инструмент: Переход 1,2,3

Штангель  Циркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-80.

Переход 4

Калибр-пробка.

Операция 020 Протяжная.

Режущий инструмент:

Шпоночная протяжка Р6М5 ГОСТ 18217-80

Измерительный инструмент калибр.

Операция 030 Токарно-автоматная .

Режущий инструмент: Резцы  ВК4 ГОСТ 18878-7,18880-73 Измерительный  инструмент: ШЦ 250-0,1 ГОСТ 166-80.

Операция 040 Сверлильная:

Режущий инструмент:

Сверло 06.8 из быстрорежущей  стали Р6М5 ГОСТ 10902-73.

Измерительный инструмент:

Штангель Циркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-80.

 

Операция 050 Резьбонарезная.

Режущий инструмент: Метчик М8х 1,25 ГОСТ 3266-80 Контрольный  инструмент: Резьбовой  калибр.

Операция 060 Круглошлифовальная. Режущий инструмент:

Шлифовальный  круг ПВДК48 40 СТ 1 5К 35 м/с

Измерительный инструмент:

Калибр-скоба. 

2.7 Расчет(назначение) режимов резания на четыре разнохарактерные операции ( на 1-2 поверхностей рассматриваемых операциях рассчитать режимы резания аналитически, на остальные назначить табличные).

Операция 010 Токарно-револьверная Переход 1 - подрезать торец [3] стр. 13-14.

1 .Длина рабочего хода

, , ^ 80-42

Lp x = Ьрез + у = -—  Ь 3 = 22мм

Подача  по нормативам So=0,4 мм/об. по паспорту станка возьмем So=0,4 мм/об.

Стойкость резца Т= 150 мин.

Скорость  резания

и = Uтаб. -К\- К2 ■ Кз = 80 • 0,8 • 0,9-1,35 = 77,8м / мин.

Число оборотов шпинделя

1000С/ 1000-77,8

п = =   - 309об/ мин.

nd 3,14-80

по  паспорту станка 1Е365 возьмем пд-315 об/мин.

Действительная скорость резания

_ТТ nd-nd 3,14-75-315 _пл ,

ид     = 74л* / мин.

1000 1000

7 Основное время

То = ^^Р'^х = ——— = ОД 8 мин. So-no 0,4-315

Переход 2 Расточить отверстие 047Н13 и снять фаску 2х45[1]стр.13-14.

1 .Длина  рабочего хода

Lp.x. = Ьрез + j = 67 + 3 = 70 мм

Подача по нормативам So=0,3mm/o6. По паспарту станка возьмем So=0,5mm/o6.

Стойкость резца ТМ50мин.

Скорость резания

и = Unme ■ К\ • K'i' Кз = 84 • 0,9 • 0,8 • 1 = 60,5л* / мин. 5.Число оборотов шпинделя

1000/7 1000-60,5

п = = — = 370оо /мин.

nd 3,14-47

по  паспорту станка возьмем  m=315 об/мин

 

б.Действительная скорость резания

1000 1000

1000

7.Основное  время

Lp.i. 90 плс 1 о- = = 0А5мин.

Som 1,6-125 Основное время на операцию 010 То=0,18+0,7+0,24+0,45=1,57мин

Операция 020 Протяжная[1] стр. 129-130, протянуть шпоночный паз.

Скорость резания по нормативам и=11таб=7м/мИН.

По  паспорту станка 7Б55 возьмем и=7м/мин

Сила резания

P=F-b-z=32,1 • 10-8=2500 кг < Р=10000кг.

Мощность резания при и=7м/мин и Р=2500кг. Npe3=2,3KBa < Nct=1 7кВа

Основное  время

Го = • К = 0,19 мин.

Длина рабочего хода протяжки

20

L_Px. = lu + ln + Id = 68_f7 + 850 + (30...50) = 1000лш

U

K=l + —= 1 + —= 1,35

Uox, 20

То = ¹⁰⁰⁰ -1,35 = 0,19мин. 1000-7 

Операция 040 Сверлильная, Сверлить 4 отверстия 06,8Н12

1 .Длина  рабочего хода

L_Px. = Ьрез + у = 20 + 3 = 23мм

Подача по нормативам

So=0,31-0,35 мм/об. (табл 25, стр.277 [4]) По паспорту станка возьмем So=0,28 мм/об.

Стойкость сверла Т=60 мин (табл. 30 стр.280)

Скорость  резания

и.^ ■к.

T"-S о"

Cv=14,7 g=0,25 m=0,125 у=0,55 (табл.28,стр 276) Kv=Kmv -KuvKiv=0,78-1-1=0,78

1,3

= 0,78 (табл. 1-2 стр.261-262)

Kuv =1(табл.6,стр.263.) Kiv= 1 (табл.3 ,стр280)

 

U = ■

п =

0,25

14,7-6,80

•0,78 = 25м/мин

60°'²-0,28°⁵⁵ 5.Число оборотов шпинделя 1000J7 1000-25

= 1170 об! мин.

nd 3,14-6,8 по паспорту станка возьмем пд=1000 об/мин. 6. Действительная скорость резания Tvdnd 3,14-6,8-1000

= 21,3 м! мин.

Uo =

1000 1000 7. Основное время

Lpx. 23

I о = Л =

= 0,08 мин.

So-n* 0,28-1000 8. Крутящий момент

Mkp=10-G*-Z)^s -So-Kp

См=0,021 g=2 у=0,8 (табл.32 стр.281)

190

190

.. . М_кр-п _ 4-1000 Npei. = 2 = 2 •

.0,75

НВХ [220

= 1,15 (табл. 9 стр. 264)

\1?\J J

Мкр = 10- 0,021 • 6,8² • 0,28^0,8 • 1,15 = 4нм 9. Мощность резания

9750

9750

= 0,82 < 1,2 • М, • р = 1,2 • 2,8 • 0,8 = 2.69кВт

К,

 

j Лист. 

Операция 060 Кругло шлифовальная [•( ]стр.186-189. Шлифовать 0 180h9

Выбираем характеристику шлифовального круга КЧ8 4ост15к 35 м/с Dk=600mm Вк=40мм

По паспорту станка 3M131 для нового круга Dk=600mm и Uk=35 м/с пк=1112 об/мин.

Скорость вращения детали по нормативам и=итаб=25 м/мин.

Число оборотов детали

1000i/ 1000-25 ...

п = = = 44,2оо / мин.

nd 3.14180

по паспорту станка возьмем пд=45 об/мин.

Минутная поперечная подача

при предварительном шлифовании

So=Sm пр(табл)-К i -К2-Кз= 1,9-1,3-1-1,1 =2,7мм/мин.

при окончательном шлифовании

So=Sm пр(табл)К1-К2-Кз=0,5-1,3'1'1Д⁼07 мм/мин.

Время выхаживания tebix=0,08 мм

Основное время

_ 1,3 • Qnp а_0ч, 1,3-0,2 0,05 „„