Дипломная (вкр): Разработка упаковочного шнекового полуавтомата для производства шлакообразующих смесей

Для левой стороны

: ,

 ,

Размеры профиля по высоте, радиусы закругления у ножки зуба принимаются такие же, как и для исходной инструментальной рейки.

2.5.10 Расчет угла установки фрезы на станке

При нарезании зубчатых колес на станке, угол установки фрезы рассчитывается по формуле [5 c. 44]:

, (2.116)

где β - угол наклона зубьев, β=9°

.

Расчет конструктивных размеров фрезы.

Наименьшая длина нарезки фрезы рассчитывается по формуле [5 c. 272]:

,

 мм.

Принятая длина нарезки L=180 мм удовлетворяет условие L > Lmin.

Выбираем размеры шпоночного паза в зависимости от принятого диаметра: Dотв=50 мм, b= мм, t=3,5+0,3 мм. [16 c. 12 таблица 1,3].

Для изготовления фрезы выбираем сталь Р6М5 по ГОСТ 1955 - 73 с термообработкой ТВЧ до твердости HRC 62…65.

2.5.11 Выбор станка для обработки зубчатого колеса

Для нарезки зубчатого колеса выбираем зубофрезерный станок модель 5А326 [23, с. 17]:

Техническая характеристика станка:

наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм 50;

наибольший модуль зубьев обрабатываемых колес, мм 10;

наибольшая ширина обрабатываемых колес, мм 300;

наибольший угол наклона зуба обрабатываемого колеса, градусы  ± 20;

диаметр стола, мм 50;

наибольший диаметр червячной фрезы, мм 00;

количество ступеней чисел скоростей шпинделя фрезы 7,5;

наименьшее и наибольшее число оборотов шпинделя фрезы, мин 57;

наименьшая и наибольшая вертикальная подача на один оборот, мм 0,5-4;

мощность электродвигателя привода, кВт 7;

вес станка, кг 8300;

габаритные размеры, мм

длина 3195;

ширина 1605;

высота 2235.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разработка технологического процесса изготовления червячной модульной фрезы с применением станков с ЧПУ.

Тема технологической части актуальна. Это подтверждается тем, что червячные фрезы относятся к наиболее производительным инструментам для обработки зубчатых колес. Червячные фрезы являются универсальными инструментами, их конструкция не зависит от количества зубьев нарезаемого колеса. Обработка колеса осуществляется методом обкатывания на зубофрезерных станках. Такая обработка широко применяется как в основном, так и в ремонтном производстве цеха.

Червячные фрезы с модулем m = 8 мм является дефицитным инструментом и поэтому предприятие в состоянии своими силами изготовить данную фрезу.

Техническое задание на проектирование

Разработать технологический процесс изготовления червячной модульной фрезы. Конструкторский чертеж прилагается.

Сведения для проектирования:

-       m = 8 мм;

-        степень точности нарезаемого зубчатого колеса - 7;

         степень точности фрезы - А;

         диаметр оправки - 50 мм;

         количество полных витков - 6;

         двойное затылование;

         стандартный профиль инструментальной рейки с модулем m=8 мм;

         инструментальный материал-быстрорежущая сталь Р6М5.

3.1 Описание конструкции и назначение червячной модульной фрезы

Деталь может быть отнесена к деталям типа насадных червяков, имеет характерный червячный профиль, рассеченный стружечными канавками, имеющими характерный профиль задней поверхности в виде архимедовой спирали.

Посадочное место имеет форму длинного отверстия Ø50H5 с двумя поясками длиной l=54 мм. Для передачи крутящего момента, в конструкции используется шпоночный паз b=12мм, h1=3,5мм.

Основными конструктивными элементами цельных фрез являются: рабочая или режущая часть и корпус с крепежной частью. Рабочая часть осуществляет съем припуска на обработку, направление потоков стружки, формирует обрабатываемую поверхность, обеспечивает требуемое качество обработки.

Червячные фрезы чистовые однозаходные применяют для чистовой обработки прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с эвольентным профилем. Фреза, представленная в данной работе и предназначенная для чистовой обработки зубчатых колес, класса А по ГОСТ 9324-80. Червячная фреза является многолезвийным инструментом с конструктивно обкаточным движением.

3.2 Технологический контроль чертежа детали

Конструкция фрезы соответствует ГОСТ 9324-80 «Фрезы червячные, чистовые, однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем».

Чертеж выполнен в соответствии с ГОСТ 2.316-68 «Правила нанесения на чертеж надписей, технических требований и таблиц».

Размеры, посадки и предельные отклонения размеров обозначены в соответствии с ГОСТ 2.207-68 «Нанесение размеров и предельных отклонений».

Отклонения формы и взаимного расположения поверхностей детали выполнены в соответствии с ГОСТ 2.308-68 «Указание на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей».

Обозначение шероховатости обработки нанесено в соответствии с ГОСТ 2.309-73 «Нанесение на чертежах обозначений шероховатости поверхности».

Все размеры и размерные линии выполнены в соответствии с ГОСТ 2.303-68.

Внешняя рамка, рамка поля чертежа выполнены в соответствии с ГОСТ 2.301-68.

Изображение детали выполнено в двух видах - главный вид и вид сбоку. На главном виде совмещены вид и срез, что делает наиболее полное представление о детали. Эти два вида выполнены в проекционной связи и их достаточно для чтения чертежа.

В правом верхнем углу расположена таблица параметров, в которую занесены все данные о фрезе. В технических условиях дана дополнительная информация для технологического проектирования, не содержащаяся в изображении детали. Это сведения о состоянии материала после термической обработки, неуказанные предельные отклонения, маркировка изделия.

Все элементы конструкции представлены в соответствии с действующими стандартами.

3.3 Анализ технологичности конструкции

Одним из факторов влияющих на характер технологического процесса является технологичность конструкции. Выполним оценку технологичности по элементам конструкции детали и техническим условиям на ее изготовление.

Нетехнологичные элементы конструкции:

         Дорогой и дефицитный материал;

         Деталь имеет сложную форму, предполагающую высокий расход материала: отверстие, профиль, стружечные канавки;

         Специальные методы обработки;

         Необходимость применения специальных инсрументов;

         Очень высокая степень точности изготовления;

         Необходимость последующей слесарной обработки;

         Сложность контроля профиля зуба и инструментальной рейки.

         Технологичные элементы:

         Использование уже известных решений (стандартные элементы профиля инструментальной рейки);

         Материал удовлетворительно обрабатывается лезвийным инструментом в отожженном состоянии и абразивными материалами в закаленном состоянии;

         Многие операции выполняются на типовом оборудовании (токарные, горизонтально - фрезерная, горизонтально - протяжная, круглошлифовальная, внутришлифовальная),

         Применяются универсальные приспособления.

3.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Метод выполнения заготовки для изготовления деталей определяется исходя из назначения и конструкции детали, условиями её работы и представляемыми требованиями к ней. Выбрать заготовку, значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Для рационального изготовления заготовки с минимальной себестоимостью необходимо учитывать все вышеперечисленные данные.

Выбор метода изготовления заготовки зависит от формы и размеров детали, ее материала и назначения, объема производства и т.д. лучшим методом является тот, при котором заготовка получается более дешевой, включая стоимость последующей механической обработки, и имеют требуемое качество. Важнейшим фактором при выборе метода изготовления заготовок является экономия металла.

Для изготовления заготовки будем рассматривать следующие способы:

) прокат;

) штамповка.

Метод выполнения заготовки определяется назначением и конструкцией заданной детали, материалом, техническими требованиями, а так же, что немаловажно, экономичностью изготовления.

Заготовка из проката:

Горячекатаный прокат:

Круг Ø145 ГОСТ 2590-88 / Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73

Цена за тонну 410 000 руб/т.

Рисунок 3.1 Заготовка из проката

Стоимость заготовки, полученной методом проката, с учетом потери металла на подготовительных операциях, будет равна:

, руб., (3.1)

где  - масса заготовки, кг;

 - стоимость 1 тонны заготовок, принятых за базу, руб.

Масса заготовки из проката:

, т, ., (3.2)

где  - габариты заготовки, м;

 - плотность стали, г/см3.

т (23,9 кг)

 руб.

Заготовка поковка:

Поковка по ГОСТ 7505-89. Цена за единицу 432 000 руб/т.

Припуски на размеры поковки примем по справочнику [20]:

Таблица 3.1 Припуски и допуски поковки

Рисунок 3.2 Заготовка поковка

Масса поковки (рассчитана с применением САПР): т (20,9 кг).

При ковке образуется окалина, которая составляет 3% от массы годной заготовки. Она прибавляется к массе ковки. Поэтому масса заготовки будет равна:

т (21,5 кг).

Стоимость заготовки, с учетом потери металла на подготовительных операциях, будет равна:

 руб.

Выбор заготовки:

Стоимость заготовки полученной методом штамповки немного дешевле, чем заготовка из проката. Это объясняется тем, что заготовка полученная методом штамповки более приближена к контурам детали.

Заготовка для изготовления фрезы:

Круг Ø145 ГОСТ 2590-88 / Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

.5 Выбор структуры обработки червячной фрезы

Насадная модульная червячная фреза может быть обработана по типовому плану. Структурная схема представлена на рисунке 3.3

Рисунок 3.3 Структура технологического процесса

Маршрут обработки:

. Отжиг

. Токарная ЧПУ

.1. Точить торец

.2. Точить наружный контур предварительно до Ø141,4 мм

.3. Сверлить центральное отверстие Ø45 мм

.4. Расточить отверстие на длину 92 мм

.5. Точить наружный контур окончательно до Ø140,4 мм

. Токарная ЧПУ

.1. Точить торец

.2. Точить наружный контур предварительно до Ø141,4 мм

.3. Расточить отверстие на длину 92 мм

.4. Расточить выборку Ø52 мм L = 72 мм

.5. Точить наружный контур окончательно до Ø140,4 мм

.Токарно - винторезная ЧПУ (на оправке)

.1.Точить Ø140 окончательно

.2.Нарезать червяк однозаходный с шагом 25,136 мм:

         нарезать червяк первым черновым резцом;

         нарезать червяк вторым черновым резцом;

         нарезать червяк чистовым резцом;

. Горизонтально - протяжная

-        Протянуть шпоночный паз В=12 глубиной 3,5 мм

6. Горизонтально - фрезерная (на оправке в делительной головке)

-        Нарезать 9 стружечных канавок глубиной 34 мм

7. Токарно - затыловочная

-        Затыловать зубья

8. Слесарная

-        Опиловка, маркировка, срезание неполных витков

9. Термическая

-        Закалка, обработка холодом, двукратный отпуск

10. Плоскошлифовальная

-        Шлифовать торцы

11. Круглошлифовальная

-        Шлифовать эвольвенту

12. Внутришлифовальная

-        Шлифовать внутренний Ø50

13. Шлифовально - затыловочная

-        Затыловать спинку зуба

14. Заточная (на оправке в делительной головке)

-        Заточить переднюю кромку

15. Химико - термическая.

-        Азотирование.

16. Контрольная.

3.6 Определение типа производства и формы организации технологических процессов

Основное технологическое время:

Токарная ЧПУ - 7 мин

Токарная ЧПУ - 7 мин

Токарно - винторезная ЧПУ - 7 мин

Горизонтально - протяжная - 3 мин

Горизонтально - фрезерная - 25 мин

Токарно - затыловочная - 20 мин

Плоско - шлифовальная - 2 мин

Кругло - шлифовальная - 5 мин

Внутри - шлифовальная - 20 мин

Шлифовально - затыловочная - 40 мин, Заточная - 10 мин

Определим тип производства по коэффициенту загрузки: