Дипломная работа: Разработка технологического процесса механической обработки детали Шестерня-501701048А

Kp - поправочный коэффициент, определяемый по формуле

,

- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые характеристики. При обработке легированных сталей определяется по формуле

,

- предел прочности стали 45XН; МПа;

- поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице и учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента. Тогда

Тогда сила резания составит:

Н.

Эффективную мощность резания определяем для поверхности с наибольшей составляющей силы резания:

кВт.

Расчетная мощность резания определяется путем деления эффективной мощности резания Nэф на КПД станка , который примем равным = 0,8. Тогда

кВ

Проверим условие, возможна ли обработка на данной мощности:

- обработка возможна.

Расчет режимов резания на остальные поверхности производим таблично по источнику [2].

Таблица 6.7 - Режимы резания

Определение нормы времени для операций.

Технические нормы времени в условиях массового производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Определяем расчетным методом технические нормы времени для операции 005 Токарная, а для остальных операций по нормативным данным [6].

Штучное время

Тшт. = То + Тв + Тоб + Тот;

где: То - основное время, мин.; То = 3,84 мин.;

Тв - вспомогательное время, мин.;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин.;

Тот - время перерывов на отдых личные надобности.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы

Твм = Тус + Тз.о. + Туп + Тиз;

где: Тус - время на установку и снятие детали, мин.; Тус = 0,09 мин, стр. 197 [6];

Тз.о. - время на закрепление и открепление детали, мин.; Тзо = 0,03 мин, стр. 201 [6];

Туп - время на приемы управления, мин.; Туп = 0,06 мин, стр. 202,205 [6];

Тиз - время на измерение детали, мин.; Тиз = 0,04 мин, стр. 209 [6].

Тв. = (0,09 + 0,03 + 0,06 + 0,04) = 0,22 мин.

Оперативное время

Топ = То + Тв, мин.

Топ = 3,84 + 0,22 = 4,06 мин.

Время на обслуживание рабочего места состоит

Тоб = Торг + Ттех, мин.

где: Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.;

Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин.

Время на техническое обслуживание определяется по формуле:

где tn = 1,0 мин, стр. 210 [6]; Т - стойкость инструмента, Т = 10 мин.

Ттех. = 1,0 ·3,84/10 = 0,38 мин;

где Порг = 7 %, стр. 214 [6];

Торг. = 4,06*0,28/100 = 0,011 мин;

Тоб. = 0,002. + 0,011 = 0,013 мин.;

где Пот. = 8 %, стр. 214 [6];

Тот = 4,06*0,32/100 = 0,012 мин;

Тшт = 3,84 + 0,22 + 0,013 + 0,012 = 4,085 мин.

Таблица 6.8 - Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин.

Определение необходимого количества оборудования и построение графиков загрузки

Необходимое количество оборудования определяется по формуле:

где Nг - годовая программа выпуска,Nг=95 000 шт.;

Fэ - эффективный годовой фонд времени работы единицы оборудования, Fэ=3926 ч.

Коэффициент загрузки станка з, определяем как соотношение расчётного количества станков mр, занятых на данной операции, к принятому mпр:

Коэффициент использования оборудования по основному времени о свидетельствует, о доле машинного времени, в общем, времени работы станка:

Коэффициент о характеризует уровень механизации технологической операции. Низкое значение его указывает на большую долю ручного труда.

Коэффициент использования оборудования по мощности привода м представляет собой отношение необходимой мощности привода станка к фактической мощности установленного на станке привода главного движения:

где Рм - необходимая мощность привода, кВт;

где Ре - эффективная мощность, кВт;

- коэффициент, учитывающий потери мощности за счёт трения в узлах станка, =0,8...0,85 [2].

Рассчитаем коэффициенты оборудования для операции 005:

Остальные расчеты коэффициентов использования оборудования ведём посредством заполнения таблицы 6.9.

Таблица 6.9 - Расчет коэффициентов использования оборудования

1,65

2

0,82

0,94

7,4

11,2

0,66

010 Вертикально - протяжная

10,72

12,99

5,24

6

0,87

0,83

8,4

11,2

0,75

015 Зубодолбежная

20,52

22,56

9,10

10

0,91

0,91

6,3

22

0,29

020 Зубодолбежная

20,52

22,56

9,10

10

0,91

0,91

6,3

11,2

0,56

025 Зубозакругляюшая

9,99

11,39

4,59

5

0,92

0,88

7,5

22

0,34

030 Зубошевинговальная

7,69

39

15,73

16

0,98

0,26

7,5

22

0,34

Итого:

75,58

112,59

-

49

5,42

4,72

-

-

2,94

Для наглядности оценки технико-экономических показателей эффективности разработанного технологического процесса строим следующие диаграммы: загрузки оборудования; использования оборудования по основному времени; использования оборудования по мощности.

Рис. 6.3. Диаграмма загрузки оборудования

Рис. 6.4. Диаграмма использования оборудования по основному времени

Рис. 6.5. Диаграмма использования оборудования по мощности

Рис. 6.6. Диаграмма стойкости инструментов

7. Проектирование станочного приспособления

нитроцементизация станочный зажимной

Станочные приспособления применяют для установки заготовок на металлорежущие станки. Обоснованное применение станочных приспособлений позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства можно уменьшить за счет применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоемкость, сроки и затраты на проектирование и изготовление станочных приспособлений. При применении станочных приспособлений значительно возрастает производительность труда.

На зубозакругляющей операции 070 в технологическом процессе используется зубозакругляющее приспособление для закругления торцев зубьев.

Заготовка устанавливается на шлицами внутри поверхности цилиндра втулка 13 . Затем производится ориентация шестерня при помощи фиксатора путем введение его в межзубной впадины. Затем сверх устанавливается шайба быстросъемная 15 для зажима заготовки штоком пневмоцилинра по средсвам резьбы крепится к тягу 1.При подачи воздуха в пенвмоцилиндра тяга 1 и тяга 2 прижимают быстосъемную шайбу 15 к торцу заготовки и производит его зажим .

Расчет ведем согласно литературе [9].

Величина сил зажима рассчитывается по формуле:

W=;

где к - коэффициент запаса; к=2,5;

f - коэффициент сцепления между рабочими поверхностями ; f=0,45;

МКР - крутящий момент от сил резания, Н·м; МКР=680 Н·м;

d - обрабатываемый диаметр детали d=0,97 м;

РО - осевая передаваемая сила, Н; РО=0;

Рассчитываем значение силы для обеспечения требуемого усилия зажима.

где ic- передаточное отношение;

Рассчитываем требуемый диаметр поршня:

где р - давление воздуха, р=0,5МПа;

з- механический КПД пневмоцилиндра, .

Для приспособления принимаем поршень диаметром D=270мм.

Производим точностной расчет.

Точность обработки на станках в значительной мере зависит от точности установки заготовок в приспособлениях. Необходимо что бы соблюдалось условие:

Е < Т,

где Е - суммарная погрешность;

Т - допуск на выполняемый размер.

Е= ЕУ + Еобр + Епр;

где ЕУ -погрешность установки детали в приспособлении;

Еобр - погрешность обработки;

Епр - погрешность приспособления.

Одной из основных причин вызывающих погрешности обработки является погрешность установки Еу:

;

где Еб - погрешность базирования;

Ез - погрешность закрепления;

Епр - погрешность положения заготовки в приспособлении.

Из трех составляющих определяющей является погрешность базирования, поэтому в некоторых случаях при определении погрешности установки достаточно бывает определить лишь погрешность базирования.

Погрешность базирования - отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого.

Погрешность закрепления ЕЗ = 0 мм

Погрешность положения ЕП детали в приспособлении состоит из погрешностей: изготовления деталей приспособления по выбранному параметру ЕПР', установки приспособления на станке ЕУ и положения детали из-за износа элементов приспособления.

ЕПР'= 0 мм, ЕУ = 0,025 мм, ЕИ = 0,02 мм.

Тогда погрешность положения детали в приспособлении составит:

мм

Теперь зная все составляющие формулы можем определить погрешность установки:

ЕОБР = 0,025 мм - из паспорта станка; ЕПР = 0,01 мм;

Суммарная погрешность составит по формуле:

Е = 0,045 + 0,025 + 0,01 = 0,08 мм

т.к. 2Е< Т (0,16 < 0,54), то можно сделать вывод о пригодности данного вида приспособления.

8. Проектирование режущего инструмента

Дисковый долбяк представляет собой совокупность большого количества элементарных зубчатых колес бесконечно малой шириной обода, имеющих соответственно положительную, нулевую и отрицательную коррекцию, закрепленных на одной оси и имеющих передние и задние углы. Каждое из этих элементарных колес образовано огибающим движением рейки с профильным углом б, и поэтому любое сечение долбяка, перпендикулярное к его оси, имеет один и тот же эвольвентный профиль. По мере переточки долбяка по передней поверхности в работу резания и в зацепление с нарезаемым колесом вступает одно из этих бесконечно тонких зубчатых колес с нарезаемым колес вступает одно из этих бесконечно тонких зубчатых колес с соответствующей величиной смещения контура. Поэтому колеса, сформированные различными сечениями долбяка, будут иметь один и тот же эвольвентный профиль.