Проектирование инструментов для детали Вал (стр. 1 из 4)
Введение
В развитии технологии обработки металлов резанием происходят принципиальные изменения. Интенсификация технологических процессов на основе применения инструментов из новых инструментальных материалов с неперетачиваемыми быстросменными пластинками из твердого сплава с различными износостойкими покрытиями, расширение области применения оборудования с ЧПУ, создание роботизированных станочных комплексов и гибких производственных систем с управлением от ЭВМ, повышение размерной и геометрической точности, достигаемой при обработке – таков далеко не полный перечень важнейших направлений развития механической обработки в машиностроении.
Цель курсовой работы – научиться на основе полученных теоретических знаний выполнять задание, связанное с выбором рациональных конструкций инструментов на основе существующих стандартов и технологических условий, а также материалов, оптимальных конструктивных, геометрических и исполнительных параметров режущего инструмента; назначать режимы резания для технологических операций с обоснованием выбора конструкций режущего инструмента.
Описание детали
В качестве индивидуального задания для дальнейшего изучения специальных дисциплин была принята деталь «Вал» №ТЭМ2УМ.85.50.102 (рис. 1).
Деталь «Вал» изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543–71 представляет собой деталь цилиндрической формы с габаритными размерами Ø72х470 мм.
Рис. 1 Чертеж детали
Материал детали и его свойства
Шкив изготавливается из легированной конструкционной стали марки сталь 40Х ГОСТ 4543–71.
Табл. 1. Химический состав
| Химический элемент | % | |
| Кремний (Si) | 0,17–0,34 | |
| Медь (Cu), не более | До 0,3 | |
| Марганец (Mn) | 0,5–0,8 | |
| Никель (Ni), не более | До 0,3 | |
| Фосфор (P), не более | До 0,035 | |
| Хром (Cr), не более | 0,8–1,1 | |
| Сера (S), не более | До 0,035 | |
| Угерод(С) | 0,36–0,44 | |
Табл. 2. Механические свойства при Т=20oС материала 40Х
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
| Диск | Танг. | 570 | 320 | 17 | 35 | 400 | ||
| Пруток | Ж 28 – 55 | Прод. | 940 | 800 | 13 | 55 | 850 | |
| Пруток | Ж 25 | 980 | 785 | 10 | 45 | 590 | Закалка 860oC, масло, Отпуск 500oC, вода, |
| Твердость материала 40Х после отжига | HB 10 -1 = 217 МПа |
Табл. 3. Технологические свойства материала 40Х
| Свариваемость: | трудносвариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Назначение:
Сортовой прокат, в том числе фасонный. Для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы, оси, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности)
Базовый технологический процесс обработки детали «Вал»
| № операции | Наименование операции | Модель оборудования | Содержание операции |
| 005 | Пилоотрезная | Пилоотрезной 8Б67 | Отрезать заготовку l=485+1.0 |
| 010 | Термическая | Печь | Термообработка по технологическому процессу. НВ = 255…302 Н. |
| 015 | Токарно-винторезная | Токарно-винторезный станок 16К20 | Переход 1. Установ А Подрезать торцы, выдержав размер 470±1,0 Переход 2. Центровать отверстие Установ Б Центровать отверстие |
| 020 | Токарно-винторезная | Токарно-винторезный станок 16К20 | Переход 1 Установить заготовку в токарном патроне с поджимом вращающимся центром задней бабки по предварительно зацентрированному отверстию. Обточить поверху Ø72 на l=310 мм. Обточить Ø 60k6 с припском под шлифовку 0,3 мм на сторону, обточить Ø 50-0,1 с припуском под шлифовку обточить конус 1:50 с припуском под шлифовку, Переход 2 Обточить канавку Переход 3 Нарезать резьбу М56х2–6q. |
| 025 | Токарно-винторезная | Токарно-винторезный станок 16К20 | Переход 1 Переустановить деталь в патроне с поджимом центра задней бабки Обточить пов. Ø60k6 с припуском под шлифовку 0,3 мм на сторону на длине 163±0,5 Обточить пов. под резьбу М56х2–6q Обточить пов. Ø50-0,1 с припуском под шлиф. 0,3 мм Переход 2 Проточить канавку Переход 3 нарезать резьбу М56х2–6q |
| 026 | Разметочная | ||
| 030 | Радиально-сверлильная | Радиально-сверлильный станок 2А55 | Установ А Сверлить отв. Ø4+0,8 Установ Б Сверлить отв. Ø4+0,8 |
| 035 | Круглошлифовальная | Круглошлифовальный станок 3А161 | Установ А Установить деталь в центрах и закрепить. Шлифовать Ø60k6 (+0,021+0,002), Ø50-0,1, конусность 1:50, выдержав Ø48,4+0,14+0,12 Установ Б Шлифовать Ø60k6 (+0,021+0,002), Ø50-0,1, конусность 1:50, выдержав Ø48,4+0,14+0,12 |
| 040 | Разметочная | Плита разметочная 1000х2000 | Разметить два шпоночных паза |
| 045 | Фрезерно-шпоночная | Фрезерно-шпоночный станок 692Р | Установить деталь в приспособление 01.7207.4001 Фрезеровать 2 шпоночных паза последовательно |
| 050 | Токарно-винторезная | Токарно-винторезный станок 16К20 | Установ А Установить деталь в патроне, закрепить. Установить люнет по обработанной поверхности. Переход 1 Сверлить отв. Ø6+0,3 на глубину 50-1,0 мм Переход 2 Рассверлить отв. Ø17на глубину 30 мм Переход 3 Расточить отв. Ø18,5 под резьбу М20х1,5–6Н на глубину 32±0,5 мм под ﮮ 1200 Переход 4. Рассверлить Ø 21 под ﮮ 600 ﮮ 1200 на длине l = 14±0.3 м. Нарезать резьбу Н6 – 1,5х 20М Проточить канавку R6 с плавным скруглением Установ Б Переход 1 Сверлить отв. Ø6+0,3 на глубину 50-1,0 мм Переход 2 Рассверлить отв. Ø17на глубину 30 мм Переход 3 Расточить отв. Ø18,5 под резьбу М20х1,5–6Н на глубину 32±0,5 мм под ﮮ 1200 Переход 4. Рассверлить Ø 21 под ﮮ 600 ﮮ 1200 на длине l = 14±0.3 м. Нарезать резьбу Н6 – 1,5х 20М Проточить канавку R6 с плавным скруглением |
| 055 | Слесарная | Стол | Зачистить заусенцы, притупить острые кромки, калибровать резьбу М56х2–6q с двух сторон вала |
| 056 | Маркировочная | Маркировать порядковый номер изделия | |
| 060 | Контрольная | Контрольная плита | Контроль изделия согласно чертежу |
Расчет серийности, определение типа производства
Базовый:
Исходные данные:
| Годовая программа выпуска изделий, шт.: | 920 |
| Режим работы предприятия, смен в сутки: | 1 |
| Действительный годовой фонд времени, ч. | 2015 |
Коэффициент серийности рассчитывается по следующей формуле:
,где Тв – такт выпуска, определяемый по следующей зависимости:
,где Fд – действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства изделия в час;
N – годовая программа выпуска изделия.
Тогда:
Данные по существующему заводскому технологическому процессу
| Операция |  |
| 005 Пилоотрезная | 15,8 |
| 010 Термическая | |
| 015 Токарно-винторезная | 100,0 |
| 020 Токарно-винторезная | 117,0 |
| 025 Токарно-винторезная | 137,4 |
| 026 Разметка | 8,15 |
| 030 Радиально-сверлильная | 21,42 |
| 035 Круглошлифовальная | 2,16 |
| 040 Разметка | 5,94 |
| 045 Фрезерно-шпоночная | 15,3 |
| 050 Токарно-винторезная | 19,9 |
| 055 Слесарная | 1,44 |
| 056 Маркировочная | |
| 060 Контрольная |
Tшт.ср. – среднее штучное время на операцию, определяемое по следующей очевидной зависимости:
,где Тшт.i – штучное время необходимое для выполнения i-ой технологической операции;
n – число технологических операций.
Тогда:
Следовательно, коэффициент серийности составит:
По заданию:
Исходные данные:
| Годовая программа выпуска изделий, шт.: | 920 |
| Режим работы предприятия, смен в сутки: | 1 |
| Действительный годовой фонд времени, ч. | 2015 |
Коэффициент серийности рассчитывается по следующей формуле: