Реферат: Процедура изготовления конического зубчатого колеса

Процедура изготовления конического зубчатого колеса

Размеры, мм

Операция

Содержание или наименование операции

Станок, оборудование

Оснастка

005

Отрезать заготовку

Абразивно-отрезной 8Б262

Тиски

010

Кузнечная

015

Термическая обработка

020

Подрезать торцы Æ60 Æ32 Н 7 и Æ87.66/ Æ66 предварительно. Точить поверхность Æ60 предварительно. Сверлить, зенкеровать, развернуть отверстие Æ32 Н 7 предварительно. Расточить и точить фаски.

Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141

Трех кулачковый патрон

025

Подрезать торец Æ87,66/ Æ32 Н 7. Точить поверхность Æ87,66 предварительно.

Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141

Трех кулачковы й патрон

030

Протянуть шпоночный паз В= 10 j s 9 окончательно.

Горизонтально-протяжной 7512

Жесткая опора

035

Опилить заусенцы на шпоночном пазе

Вибробункер

040

Подрезать торец Æ60/ Æ32 Н 7 предварительно, торец Æ87,66/ Æ60 и точить поверхность Æ60, Æ87,66 окончательно.

Токарный полуавтомат с ЧПУ КТ141

Трёхкулачковый патрон

045

Подрезать торец Æ87,66/ Æ32 Н 7 предварительно

Токарный с ПУ КТ141

Трёхкулачковый патрон.

050

Контроль

055

Строгать 35 зубьев (m= 2,5) под шлифование

Зубострогальный 5Т23В

Оправка

060

Зачистить заусеницы на зубьях

Вибробункер

065

Шлифовать торец Æ60/ Æ32 Н 7 окончательно и отверстие Æ32 Н 7 окончательно

Внутришлифовальный

Трёхкулачковый патрон

070

Шлифовать торец Æ87,66/ Æ32 Н 7 окончательно

Плоскошлифовальный 3Б740

Магнитный стол

075

Шлифовать 35 зубьев (m =2,5) окончательно

Зубошлифовальный 58П70В

Оправка

080

Промыть деталь

Моечная машина

--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

Сталь

0,5

1 — 2

То для максимально нагруженного размера получаем:

Æ 86,66 + 1,4 + 1,0 = Æ 89,06 мм;

По ГОСТ 7417 — 75 находим ближайшую большую Æ 90 мм; следовательно для изготовления детали используем припуск:

круг />

Для изготовления детали используем сталь 45 со следующими технологическими свойствами:

температура ковки, С 0: начала 1250, конца 700

свариваемость — трудно свариваемая.

способы сварки — ручная дуговая.

Необходим подогрев с последующей термообработкой.

К отпускной хрупкости не склонна.

Химический состав

Не более

0,42 ¸ 0,50

0,17 ¸ 0,37

0,50 ¸ 0,80

0,25

0,04

0,035

0,25

0,08

Назначение — изготовление вал — шестерён, коленчатых и распределительных валов, шестерён, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулаков, и других нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, от которых требуется поверхностная прочность.

Оборудование и инструмент для механической обработки заготовки

Заданием предусмотрены для расчёта следующие операции:

токарная — Æ 90 до Æ 60 мм

сверлильная — Æ 32 мм

протягивание шпоночного глаза B = 10j r 9;

Согласно рекомендаций разработки “Методика расчётов режимов резания при механической обработке металлов“ (к. т. н. Моисеев В.В.) выбираем следующее оборудование:

1) Для токарной обработки токарно-винторезный станок 1М61 со следующими параметрами:

Наибольший диаметр обрабатываемой детали — 320 мм

Расстояние между центрами 1000 мм

Число ступеней частот вращения шпинделя 24

Частота вращения шпинделя 12,5 — 1600 об/мин

Число ступеней подач суппорта 24 подача суппорта:

продольная — 0,08 — 1,9 мм/об

поперечная — 0,04 -0,95 мм/об

Мощность главного электро двигателя — 4 квт

КПД станка — 0,75

Наибольшая сила подачи механизма подачи — 150 кг-с.

В качестве режущего инструмента для токарной обработки используем токарный проходной резец, прямой, правый.

Материал рабочей части — твердый сплав Т5К10, материал корпуса резца — сталь 45, сечение корпуса резца (державки):

B ´H = 16 ´25мм

длинна резца — 150 мм

Геометрические параметры:

j = 60 0 g 1 = — 5 0 a = 12 0 ¦ = 0,6мм R = 6 мм

j 1 = 15 0 g = 15 0 t = 0 0 B = 2,5мм r = 1мм

Форма передней поверхности — радиусная с фаской

В качестве дополнительной оснастки для токарной обработки выбираем:

а) патрон самоцентрирующийся трех кулачковый по

ГОСТ 2675 — 80; 7100 — 0005;

б) оправку с разрезными цангами по

ГОСТ 31. 1066.02 — 85; 7112 — 1458;

2). Для сверления — вертикальносверильный станок 2Н135 со следующими параметрами:

наибольший условный диаметр сверления — 35 мм

вертикальное перемещение сверлильной головки — 250 мм

число ступеней частоты вращения шпинделя — 12

частота вращения шпинделя — 31,5 — 1400 об/мин число ступеней подач — 9

подача шпинделя — 0,1 ¸ 1,6 мм/об

крутящий момент на шпинделе — 40 кг-с/м

наибольшая допустимая сила подачи — 1500 кг-с

мощность электродвигателя — 4 квт

КПД станка — 0,8;

В качестве режущего инструмента используем сверло спиральное из быстро режущей стали Р18: по ГОСТ 2092 — 77 2301 — 4157;

В качестве дополнительной оснастки используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14904 — 80 7200 — 0213;

3) Для протягивания: выбираем горизонтально — протяжной станок модели 7Б510 со следующими характеристиками:

номинальное тяговое усилие — 10000 кг-с

длинна рабочего хода ползуна — 1250 мм

диаметр отверстия под планшайбу в опорной плите — 150 мм

продолжение
--PAGE_BREAK--

размер передней опорной плиты — 420 мм

пределы рабочей скорости протягивания — 1 ¸ 9 м/мин

мощность главного электродвигателя — 17 кВт

КПД станка — 0,9;

В качестве режущего инструмента используем протяжку: по ГОСТ 24820 — 81;

В качестве дополнительного оборудования (оснастки) используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14.904 — 80 7200 — 0213;

4) Выбор измерительного инструмента:

Измерительный инструмент — это техническое устройство, используемое при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. При выборе измерительного инструмента учитываются формы контроля (сплошной или выборочный масштаб производства, конструктивные характеристики детали, точность её изготовления).

В соответствии с линейными размерами нашей детали:

максимальный измеряемый диаметр — D 1 max = 90 мм

минимальный измеряемый диаметр — D min = 32 мм

максимальный линейный размер — L max = 38,0 мм

минимальный линейный размер — L min = 10 мм

и классом точности размеров (смотри выше) — 5

В качестве основного измерительного инструмента выбираем: Штангенциркуль.

Штангенциркуль Ш Ц — 1 по ГОСТ 166 — 80 с ценой делений 0,1 мм.

Для измерения диаметра отверстий шпоночного паза выбираем нутромеры индикаторные:

тип

параметры

НИ — 50 М

НИ — 18

диапазон измерений

цена деления

допускаемая погрешность

глубина измерения

18 ¸50 мм

0,01мм

± 0,012 мм

150мм

10 ¸18 мм

0,01мм

± 0,012мм

130мм

Для измерения параметров зубчатого колеса выбираем универсальный прибор для измерения зубчатых колёс по ТУ — 2 — 034 — 544 — 81 типа ЗИП — 1 со следующими характеристиками:

Модуль 1 — 8;

Диаметр делительной окружности 20 — 320 мм;

Степень точности 6

Цена деления 0,001 мм;

Допускаемая погрешность 0,0035 мм

1. Расчет режимов резания.

Расчет режима резания при токарной обработке.

Деталь — коническое зубчатое колесо. Материал сталь 45;

s в = 61 кг-с/ мм 2;

Режущий инструмент — токарный проходной резец из быстрорежущей стали Т5К10, правый, стойкость резца — 90 мин.

Оборудование — токарно — винторезный станок 1М 61

Необходимо рассчитать режим резания при токарной обработке цилиндрической поверхности с диаметра Æ 87,66 мм; до диаметра Æ 60 мм; по 5 классу, на длине 12 мм.

1).Определяем припуск на механическую обработку и глубину резания:

/>мм

Учитывается что припуск до 2мм срезается за один проход, принимаем i = 7, где i — число проходов, то;

/>мм

2. Назначаем подачу для первого точения: — 0,4 мм/об проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка 1М 61:

S ст = 0,08 ¸ 1,9 мм / об

Z = 24 (число ступеней подач)

S max = S min ´ j z — 1;

/>;

Рассчитаем значение подач по ступеням:

S 10 = S 1 ´j 9 = 0,08 ´ 1,15 9 = 0,28 мм / об

S 11 = S 10 ´ j = 0,28 ´ 1,15 = 0,32 мм / об

S 12 = S 11 ´j = 0,32 ´ 1,15 = 0,368 мм / об

S 13 = S 12 ´j = 0,368 ´ 1,15 = 0,423 мм / об

В качестве расчетной принимаем ближайшую меньшую:

S p = S 12 = 0,368 мм / об

3). Определяем расчётную скорость резания:

/>, где

K v — поправочный кооэфициент, учитывающий реальные условия резания

/>; где

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала.

/>— поправочный коэффициент на материал режущей части инструмента.

Для Т5К10 />= 0.65; (таб. 2)

/>= поправочный коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца:

Для Т = 90 мин. />= 0.92 (таб. 3)

продолжение
--PAGE_BREAK--

/>= поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок

(таб. 4) />= 1.0

Находим:

/>= />/>

/>— коэффициент зависящий от качества обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента;

Т — принятый период стойкости резца (Т = 90 мин)

Значения /> — находим по таблице 5, для стали при S > 0.3; />

то

/>;

Определяем расчётную частоту вращения />

/>,

где D — диаметр детали.

/>;

По паспорту станка 1М61

/>= 12.5 об/мин;

/>= 1600 об/мин

Z = 24 (число ступеней вращения)

/>= />´/>;

Определяем частоту вращения по ступеням.

В качестве расчётной принимаем ближайшее меньшее значение

Определяем фактическую скорость резанья:

/>;

Основные режимы резания при точении:

t = 1.98 мин.

Sp = S 12 = 0.368 мм/об

/>= 116 м/мин

/>= />= 422 об/мин

Проверяем выбранный режим по мощности, потребляемой на резание:

/>, где

Кр — поправочный коэффициент />, где

/>— поправочный коэффицент на обрабатываемый материал, по таб. 6 находим

/>= 0.89 (s в = 61 кг-с/мм 2)

/>— поправочный коэффициент на главный угол в плане резца (таб. 7)

/>= 1.0; (j = 45 0);

То Кр = />´/>= 0.89 ´1.0 = 0.89;

Значения />находим по таблице 8

/>То

/>кг-с;

Определяем осевую составляющую силы резания />;

/>кг-с, =17.14 кг-с

По паспорту станка />кг-с />следовательно расчёт произведён верно.

Определяем эффективную мощность на резании Nэ;

/>квт

Определяем мощность потребляемую на резание.

/>КПД станка = 0.75

/>квт.

определяем коэффициент использования станка

/>,

продолжение
--PAGE_BREAK--

где /> — мощность главного электродвигателя станка; N =4 квт (по паспорту)

Определяем технологическое (машинное) время

где L — расчётная длина обрабатываемой поверхности.

L = l + l 1 + l 2, где

l — действительная длина обрабатываемой поверхности; l = 12 мм;

l 1 — величина врезания

l 1 = t ´ ctg j = 1.98 ´ ctg45 0 = 1.98 мм;

l 2 — выход инструмента;

l 2 = (2 ¸ 3) S ст = 2 ´ 0.37 = 0.74 мм;

i = 7 (количество проходов)

L = l + l 1 + l 2 = 12 + 1.98 + 0.74 = 14.72 мм;

/>минут.

(Приложение) Операционная карта механической обработки: 010 ТОКАРНАЯ

Расчёт режима резания при сверлении

Деталь — заготовка конического зубчатого колеса. Материал — сталь 45: s в = 61 кг-с/мм 2;

Станок вертикально сверлильный модели 2Н135; Сверло — спиральное из быстрорежущей стали Р18; Æ 30

Определяем глубину резания при сверлении:

/>15 мм

Подача при сверлении: S = 0.02 ´ />= 0.02 ´ 30 = 0.6 мм/об;

Корректируем подачу по паспорту станка 2Н135;

S пас = 0.1 ¸ 1.6 мм/об; Z =9;

S = 0.6, т.е. 0.1 < S < 1.6

Выбираем подачу по ступеням:

S max = j z-1 ´ S min;

S 2 = 0.1 ´ 1.42 = 0.142 мм/об

S 3 = 0.142 ´ 1.42 = 0.202 мм/об

S 4 = 0.202 ´ 1.42 = 0.286 мм/об

S 5 = 0.286 ´ 1.42 = 0.406 мм/об

S 6 = 0.406 ´ 1.42 = 0.577 мм/об

S 7 = 0.577 ´ 1.42 = 0.820 мм/об

В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую

S p = S 6 = 0.577 мм/об

3. Определяем расчётную скорость резанья при сверлении

/>где />

К v = K Lv ´K Mv ´K Hv — поправочный коэффициент.

K Lv — коэффициент, учитывающий глубину отверстия в зависимости от диаметра сверла. По таблице 9 находим K Lv = 1.0;

K Mv — коэффициент учитывающий влияние материала.

Для стали />; где a = 0.9 (таб. 10)

s в = 61; />;

K Mv — коэффициент учитывающий материал сверла.

Для сверла из быстрорежущей стали K Mv = 1.0;

то К v = K Lv ´K Mv ´K Mv = 1.0 ´1.14 ´1.0 = 1.14;

продолжение
--PAGE_BREAK--

По табл. 11 находим для S > 0.2;

C v = 9.8; b v = 0.4; X v = 0; Y v = 0.7; m = 0.2;

/>м/мин;

Определяем расчётную частоту вращения шпинделя

По паспорту станка

n min = 31.5 об/мин;

n max = 1400 об/мин;

Z = 12; число ступеней вращения

n max = n min ´j z-1

Частота вращения по ступеням:

n 2 = n 1 ´j = 31.5 ´1.41 = 44.42 об/мин;

n 3 = n 2 ´j = 44.4 ´1.41 = 62.62 об/мин;

n 4 = n 3 ´j = 62.6 ´1.41 = 88.3 об/мин;

n 5 = n 4 ´j = 88.3 ´1.41 = 124.5 об/мин;

n 6 = n 5 ´j = 124.5 ´1.41 = 175.6 об/мин;

n 7 = n 6 ´j = 175.6 ´1.41 = 247.5 об/мин;

n 8 = n 7 ´j = 247.5 ´1.41 = 349.0 об/мин;

В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую частоту вращения

n p = n 7 = 247.5 об/мин

Определяем фактическую скорость резания.

Основные режимы резанья при сверлении:

S = 0.6 мм/об;

V = 23.31 м/мин;

n = 247.5 об/мин;

Определяем осевую силу резания:

Р 0 = С р ´D Zp ´S yp ´K Mp

по таблице 6 К Mp = 0.89: по табл. 12 находим:

С р = 51; Z p = 1.4; Y p = 0.8, то

Р 0 = 51 ´30 1.4 ´0.6 0.8 ´0.89 = 51 ´116.9 ´0.665 ´0.89 = 352.8 кг-с;

Р доп = 1500 кг-с; то

продолжение
--PAGE_BREAK--

Р 0 < Р 0 доп;

Определяем крутящий момент

где />;

то табл. 12 находим для стали С М = 40; В М = 2.0; Y м = 0.8;

М кр = 40 ´30 2.0 ´0.6 0.8 ´0.89 = 8.54 кг-с ´м;

по паспорту станка М кр п = 40 кг-с ´м;

Определяем мощность на шпинделе станка.

h = 0.8 (КПД станка по паспорту)

Коэффициент использования станка по мощности

где /> — мощность главного электродвигателя станка по паспорту.

Определяем основное техническое время

где L — расчётная длинна обрабатываемой поверхности.

/>;

l — действительная длина (чертёжный размер) l = 33 мм;

l 1 — величина врезания;

l 2 — выход инструмента;

l 1 + l 2 = 0.4 ´D = 0.4 ´30 = 12 мм

(Приложение) Операционаая карта механической обработки (сверлильная)

Расчёт режима резания при протягивании

По таблице 15 выбираем подачу на зуб />;

/>= 0.1 мм

Определяем расчётную скорость резания:

/>;

где Т = стойкость протяжки; назначаем Т = 300 мин,

по таблице 16 находим />

/>;

По паспорту станка

1 < />< 9, то расчёт верен.

Определяем силу резания:

/>/>

по таблице 17 находим

/>=177; />= 0.85;

/>= 0.1 мм; b = 10; n = 1

/>— коэффициенты, характеризующие влияние соответственно износа, смазочно охлаждающей жидкости заднего и переднего углов.

/>=1.0; />=1; />=1.0

/>= 1.13 (охлаждение эмульсолам)

По паспорту станка />=10000 кг-с, то расчёт верен.

Определяем эффективную мощность.

/>;

Потребляемая мощность

/>;

где h = 0.9 — КПД станка по паспорту.

Коэффициент использования по мощности главного электродвигателя.

/>/>

В связи с низким коэффициентом использования электродвигателя в качестве протяжного станка можно выбрать менее мощный, например 7Б505 с мощностью 7 квт.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Определяем основное технологическое время Т;

/>; где

/>= l + /> — длина рабочего хода инструмента;

l — действительное определение (чертёжная) длина протягиваемой детали. l = 33;

/>— длина режущей части протяжки

/>мм;

/>— длина калибрующей части

/>мм; l = 10 мм — длина перебегов протяжки.

/>мин;

(Приложение) Операционная карта механической обработки при протягивании.

Расчёт и конструирование сверла

Расчёт и конструирование сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия Æ30, глубиной L = 33 мм. В заготовке из стали 45 с пределом прочности s = 610 Мпа;

Определяем диаметр сверла по ГОСТ 2092-77 находим необходимый диаметр сверла Æ30 мм: сверло 2301-4157.

Определяем осевую составляющую силы резания

/>D Хp />;

/>;

где по таблице />;

/>— по расчётам режима резания;

/>;

Момент силы сопротивления резания

/>D Zм />, где

/>/>

Определяем № конуса Морзе хвостовика;

осевую составляющую силу резания />можно разложить на две силы:

Q — действующую нормально к образующей конуса />, где q угол конусности хвостовика, и силу R действующую в радиальном направлении и уравновешивающую реакцию на противоположной точке поверхности конуса.

Сила Q создаёт касательную составляющую T силы резания; с учётом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки m имеем:

/>;

Момент трения между хвостовиком и втулкой:

Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию, т.е. к моменту, создающемуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до трёх раз по сравнению с моментом, принятым для нормативной работы сверла

средний диаметр конуса хвостовика:

/>или />;

/>=9.225 кг-с ´м;

/>= 654 кг-с

m = 0.096 — коэффициент трения стали по стали;

Ðq = />

/>— отклонение угла конуса

/>мм

По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус т.е. конус Морзе №3:

5.5 Определяем длину сверла по ГОСТу находим

L = 395 мм

l = 275 мм

5.6 Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла;

Форма заточки — ДП (двойная с подточкой перемычки),

Угол наклона винтовой канавки />

/>— угол между режущими кромками

/>— задний угол

/>— угол наклона поперечной кромки.

Шаг винтовой канавки

/>мм;

Толщина /> — сердцевина сверла выбирается в зависимости от диаметра сверла;

/>мм;

Утолщение сердцевины по направлению хвоставику 0.5 — 0.8 мм на 100 мм длины рабочей части:

продолжение
--PAGE_BREAK--

/>мм;

ширина ленточки (вспомогательная задняя поверхность лезвия />, выбираем по таблице в зависимости от диаметра сверла />мм;

5.7 Предварительное отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаем по ГОСТ 2848-75. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0.15 мм; Углы />;

Угол наклона винтовой канавки />; Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла + 0.5 мм;

Твёрдость рабочей части сверла />;

(Приложение) Операционная карта сверлильная, Маршрутная карта.

Выбор станочного приспособления для зубофрезерования

Станочные приспособления — это положительные устройства к станкам, позволяющие достаточно точно устанавливать и закреплять заготовки деталей при их обработке.

При необходимости станочные приспособления обеспечивают направления режущего инструмента и периодический поворот заготовки в процессе обработки.

Станочные приспособления обеспечивают правильное взаимное расположение заготовки, стола и инструмента, расширяют технологические возможности станков. Они повышают точность обработки, производительность и экономическую эффективность, облегчают условия труда рабочих. По группам оснащаемых станков, приспособления подразделяются на токарные, фрезерные, сверлильные (кондукторы), шлифовальные и т.д…

По количеству устанавливаемых деталей: одноместные и многоместные.

По степени универсальности (специализации) приспособления подразделяются на:

— универсальные безналадочные (УБП) и универсально наладочные приспособления (УНП);

— специализированные безналадочные (СБН) и наладочные приспособления (СНП);

— специализированные приспособления: универсальные сборные (УСП); сборноразборные (СРП) и необратимые специальные (НСП).

Для установки и закрепления установок, обрабатываемых на зубофрезерных, зубодолбёжных, зубошевенговых и зубошлифовальных станках, применяются разнообразные оправки, обеспечивающие высокую степень базирования. Для точного центрирования применяют оправку с упругой оболочкой — с гидропластом, жесткие для посадки заготовок с небольшим зазором. Заготовку закрепляют ручным зажимом или используют приспособление с пневматическим, гидравлическим приводом.

На точность зубообработки непосредственно влияет точность центрований приспособлений, ось которых должны совпадать с осью вращения стола.

В качестве приспособления для зубофрезирования выбираем оправку зубчатую центровую по ГОСТ 18438-73; обозначение 7150-0421

Расчёт усиления зажима

Для винтового зажима

/>;

где F = 200 Н на усилие на ключе;

l — длина плеча ключа; l = 150 мм;

/>— средний диаметр резьбы; />= 10.98 мм;

a — угол подвига резьбы; />;

/>— угол трения резьбовой пары; />;

/>— половина угла профиля резьбы

/>кг-с;