Курсовая работа по машиностроению на тему Ступенчатый вал редуктора

Минимальный припуск рассчитывают по формулам (см. ниже) с использованием расчётной карты для каждой обрабатываемой поверхности. В расчётной карте указывают размер, определяющий положение обрабатываемой поверхности, и технологические переходы в порядке их выполнения при обработке; для каждого перехода записывают значения Rz, h , . Параметры качества поверхности на конечном технологическом переходе принимают по чертежу детали.
Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск):
(5.1)

Минимальный припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):
. (5.2)

где
– высота неровностей профиля на предшествующем переходе [3, стр. 333, табл. 12];

– глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе [3, стр. 333, табл. 12;];

– суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности) и отклонения формы поверхности (коробление, смещение) на предшествующем переходе [3, стр. 334, табл. 16,];

– погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, определяется по данным.

Рассчитаем припуски
Таблица 5 – Расчетная карта межоперационных припусков поверхности 16
Технологи-ческие операции и переходы обработки элементар-ных поверхно-стей
Элементы
припуска, мкм Расчетный припуск 2Zmin, мкм Расчетный минимальный размер, мм Допуск Td, мкм Принятые размеры по переходам, мм Предель-ное значение припусков мкм
Rz h Δ  d max dmin 2zmax 2zmin
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Штамповка 200 250 120 - - 73,921 2000 75,921 73,921 - -
Точение черновое 50 50 25 - 3400 70,521 740 71,261 70,521 4660 3400
Точение чистовое 25 25 - - 350 70,171 300 70,471 70,171 790 350
Шлифование
предвари-тельное 10 15 - - 100 70,071 46 70,117 70,071 354 100
Шлифование
чистовое 5 5 - - 60 70,011 19 70,03 70,011 87 60

Проверка расчета: Tdз – Tdд = 2zo max - 2zo min = 1981 = 5891 – 3910 = 1981 мкм.

Таблица 6 – Расчетная карта межоперационных припусков поверхности 10





Технологи-ческие операции и переходы обработки элементар-ных поверхно-стей
Элементы
припуска, мкм Расчетный припуск 2Zmin, мкм Расчетный минимальный размер, мм Допуск Td, мкм Принятые размеры по переходам, мм Предель-ное значение припусков мкм
Rz h Δ  d max dmin 2zmax 2zmin
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Штамповка 200 250 120 - - 78,942 2000 80,942 78,942 - -
Точение черновое 50 50 25 - 3400 75,542 740 76,282 75,542 4660 3400
Точение чистовое 25 25 - - 350 75,192 300 75,492 75,192 790 350
Шлифование
предвари-тельное 10 15 - - 100 75,092 46 75,138 75,092 354 100
Шлифование
чистовое 5 5 - - 60 75,032 19 75,051 75,032 87 60

Проверка расчета: Tdз – Tdд = 2zo max - 2zo min = 1981 = 5891 – 3910 = 1981 мкм.

Для поверхности 4: Ø62〖а11(〗_(-0,53)^(-0,34)) назначим припуски по справочникам.
Точение чистовое: припуск 0,35 мм.
Точение черновое: припуск 3,4 мм, полученный размер после чернового точения: Ø62,35.
Следовательно, должен получиться размер заготовки: Ø65,75, примем Ø〖66〗_(-0,7)^(+1,3) мм.

Для поверхности 12 диаметром Ø87h14 мм припуск назначаем 4,3 мм, принимаем Ø〖91〗_(-0,7)^(+1,3).

6 Определение режимов резания

Аналитический расчёт режимов резания выполняется только для нескольких операций с целью показать сущность методики расчёта. Данные для других операций берутся из справочников. В качестве примера рассматриваются токарно-копировальная и шпоночно-фрезерная операции.

Операция 010 токарно-копировальная.
Обработка поверхности 16: .
На данном переходе операции производится черновое точение поверхности 16 диаметром от Ø75 мм до Ø71,26 мм. Длина точения составляет l = 26 мм. Материал резца определяется материалом обрабатываемой заготовки, а также типом и видом обработки. В рассматриваемом случае деталь изготовлена из стали 40Х. Наиболее распространённым инструментальным материалом для обработки конструкционных легированных хромистых сталей является твердый сплав марки Т15К6 (Т14К8) ГОСТ 9391-80 (титановольфрамовый).
Обработка происходит на токарно-копировальном полуавтомате модели 1Н713П.
Глубина резания t составляет (75-71,26)/2 = 1,87 мм, l = 26 мм, подача на оборот S в соответствии с данными справочника [4, табл. 11, стр. 365] находится в диапазоне 0,6-1,2 мм/об, принимаем S = 1,0 мм/об.
Для расчёта скорости резания согласно [4, стр. 363] используется следующая зависимость:
(6.1)
где – коэффициент [4, табл. 17, стр. 368];
– стойкость резца, мин [4, стр. 363];

– глубина резания, мм;

– подача на оборот, мм/об;


– поправочный коэффициент, равный:

где
– коэффициент, учитывающий качество материала,
[4, табл. 4 стр. 360];

– коэффициент, учитывающий состояние поверхности, [4, табл. 5, стр. 361];

– коэффициент, учитывающий материал инструмента, [4, табл. 6, стр. 361].
(6.2)

Показатели степеней определяются по [4, табл. 17, стр. 368].
=280
=0,2
=0,15
=0,45

=60 мин

Тогда: м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:
(6.3)
Подставим числовые значения:
об/мин.
По паспорту n = 315 об/мин.

Для расчёта мощности резания (эффективной) согласно [4, стр. 371] используется следующая зависимость:
, (6.4)
в которой на основании [4, стр. 371]
(6.5)
где
– коэффициент [4, табл. 22, стр. 372];

– глубина резания, мм;

– подача на оборот, мм/об;

– скорость резания, м/мин;
где
– поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [4, табл. 9, стр. 363].
(6.6)
(6.7)

Показатели степеней определяются по [4, табл. 22, стр. 373].
=300
=1,0
=0,75
= - 0,15

Тогда


Выбранный станок имеет номинальную мощность двигателя 18 кВт. Мощность резания меньше мощности станка.

Рассмотрим чистовой переход точения.
Глубина резания t составляет (71,26-70,47)/2 = 0,395 мм, диаметр обтачиваемого диаметра равен 70,47 мм, а подача на оборот S в соответствии с данными справочника [4, табл. 14, стр. 366] при радиусе при вершине резца r = 0,4 мм S = 0,144·1,25=0,18 мм/об.

Показатели степеней определяются по [4, табл. 17, стр. 367].
=350
=0,2
=0,15
=0,2

=60 мин

Тогда:
м/мин
Подставим числовые значения:
об/мин.
По паспорту n = 800 об/мин.

Показатели степеней определяются по [4, табл. 22, стр. 373].
=300
=1,0
=0,75
=-0,15

Тогда

кВт
Выбранный станок имеет номинальную мощность двигателя 18 кВт. Мощность резания меньше мощности станка.

Рассмотрим переход из операции 045– чистовое шлифование, которое производится после предварительного шлифования.
На данном переходе выполняется чистовое шлифование с Ø70,07до Ø70,01 мм, длина обработки lдет1 составляет 25 мм и чистовое шлифование с Ø75,092 до Ø75,032 мм, длина обработки lдет2 составляет 80 мм.
Выбираем шлифовальный круг ПП (1) – L - 600х80х305, материал зерна 15А, твердостью средней или среднетвердой С2 или СМ2, зернистостью 40 или 32 на керамической связке К2.
Скорость круга:
Скорость заготовки: .
Глубина шлифования: t = 0,03 мм.
Продольная подача: s = (0,2-0,4)В=(0,2-0,4)80 = 16-32м/мин.
Эффективная мощность, кВт, при врезном шлифовании периферией круга:
(6.8)
Показатели степеней определяются по [3, табл. 131, стр. 441]. .
Мощность резания меньше мощности станка модели 3М151 10 кВт.



Операция 020. Шпоночно-фрезерная.

Выбираем шпоночно-фрезерный станок модели 692Д можно выбрать вертикально-фрезерный станок. Применяем шпоночную фрезу, оснащенную твердосплавными пластинами по ГОСТ 6396 -78 диаметром 20 мм, L = 121