Технологический процесс изготовления детали "Шатун прицепной"

Ivan Arestov

Технологический процесс изготовления детали "Шатун прицепной"

В первом разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлена разработка технологического процесса изготовления детали «Шатун прицепной»: проанализированы исходные данные, осуществлен выбор метода получения заготовки, произведена разработка технологического процесса обработки детали, выбор оборудования, технологической оснастки, режущего и вспомогательного инструмента, рассчитаны режимы резания для операций, рассчитаны нормы времени для операций и сформирован комплект технологической документации. Во втором разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлены три подраздела: проектирование фасонного дискового резца, проектирование комплекта метчиков и проектирование червячной фрезы для нарезания цилиндрических зубчатых колёс. В третьем разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлен алгоритм проектирования загрузочно-разгрузочного устройства для автоматизации точения фаски на детали «Колпачок»: произведен сравнительный анализ нескольких структурных схем загрузочных устройств, рассчитаны геометрические параметры проектируемого устройства, разработана схема механизма поштучной выдачи и осуществлен выбор привода досылателя и выбран механизм сбора готовых изделий, а также построена циклограмма работы загрузочно-разгрузочного устройства.

Машиностроение

Дипломы

Вуз: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (ФГБОУ ВПО «СПбГПУ»)

ID: 60acd8afe4dde500012eed9f

UUID: 45d64d50-9f76-0139-2fe8-0242ac180005

Язык: Русский

Опубликовано: больше 3 лет назад

Просмотры: 1579

41.58

Ivan Arestov

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (ФГБОУ ВПО «СПбГПУ»)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 5,3 МБ

Поделиться работой

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» Институт металлургии, машиностроения и транспорта Кафедра технологии машиностроения Проект допущен к защите Зав. кафедрой ____________ Любомудров С.А. “__”_________________ 2019 г. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА Тема: Технологический процесс изготовления детали «Шатун прицепной» Направление подготовки бакалавров 15.03.05 «Дисциплина конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (очная форма обучения) Выполнил студент гр. 43321/1 ___________ Арестов И.С. (подпись) Руководитель, к.т.н.: ___________ (подпись) Санкт-Петербург 2019 г. Макарова Т.А.

Реферат Страниц 66 Таблиц 3 Рисунков 13 Литературных источник 10 Ключевые слова: деталь, заготовка, технология, технологический процесс, механическая обработка, режимы резания, нормы времени, проектирование, резец, метчик, червячная фреза, автоматизация, загрузочное устройство, питатель, бункер, отсекатель, циклограмма. В первом разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлена разработка технологического процесса изготовления детали «Шатун прицепной»: проанализированы исходные данные, осуществлен выбор метода получения заготовки, произведена разработка технологического процесса обработки детали, выбор оборудования, технологической оснастки, режущего и вспомогательного инструмента, рассчитаны режимы резания для операций, рассчитаны нормы времени для операций и сформирован комплект технологической документации. Во втором разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлены три подраздела: проектирование фасонного дискового резца, проектирование комплекта метчиков и проектирование червячной фрезы для нарезания цилиндрических зубчатых колёс. В третьем разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлен алгоритм проектирования загрузочно-разгрузочного устройства для автоматизации точения фаски на детали «Колпачок»: произведен сравнительный анализ нескольких структурных схем загрузочных устройств, рассчитаны геометрические параметры проектируемого устройства, разработана схема механизма поштучной выдачи и осуществлен выбор привода досылателя и выбран механизм сбора готовых изделий, а также построена циклограмма работы загрузочно-разгрузочного устройства. Pages 66 Tables 3 Pictures 13 Literature sources 10 Key words: detail, workpiece, technology, technological process, machining, cutting modes, time norms, engineering, cutter, tap, hobbing cutter, automation, boot device, batcher, bunker, chart. The first part of bachelor`s graduation work contains engineering of the technological manufacturing process of detail «Connecting rod»: analyze of initial data, selection of procurement method, engineering of the technological manufacturing process of the detail, selection of equipment and technological rigging, cutting tool, calculation of cutting modes and time norms and full set of technological documentation. The second part of bachelor`s graduation work contains of three parts: engineering of profiled disk cutter, engineering of tap set and engineering of hobbing cutter for manufacturing spur gears. The third part of bachelor`s graduation work contains the algorithm of engineering loading and unloading device for automation turning of a chamfer for detail «Cap»: comparative analyze of a couple schemes of loading device, calculation of some geometry parameters of the device, design of single delivery mechanism scheme, selection of sender drive and mechanism for the collection of finished products and charting. 2

Оглавление Введение ............................................................................................................ 8 1 Разработка технологического процесса изготовления детали «Шатун прицепной» .................................................................................................................. 9 1.1 Техническое задание .......................................................................... 9 1.2 Анализ исходных данных для разработки технологического процесса .................................................................................................................... 9 1.2.1 Определение типа производства, объёма партии, параметров производственного процесса.............................................................................. 9 1.2.2 Анализ чертежа детали ............................................................... 10 1.2.3 Оценка технологичности детали с точки зрения ее производства в условиях среднесерийного типа производства ................... 13 1.2.4 Формулировка содержания основных технологических задач. 16 1.2.4 Определение класса детали и выбор детали прототипа. Выбор типового процесса-аналога. ............................................................................. 18 1.2.6. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления ............. 19 1.3 Проектирование технологического маршрута изготовления детали ................................................................................................................................. 22 1.3.1 Стадии и этапы маршрута ее обработки. Задачи и цели их реализации ......................................................................................................... 22 1.3.2 Выбор комплектов технологических баз на этапах маршрута обработки ........................................................................................................... 22 1.3.3 Разработка структур маршрутов изготовления наиболее точных поверхностей детали ......................................................................................... 24 1.3.4 Проектирование маршрута изготовления детали в целом ........ 24 1.3.5 Разработка карт маршрутного технологического процесса ...... 24 4

1.4 Проектирование содержания технологических операций................ 24 1.4.1 Уточнённый выбор основного технологического оборудования, универсальных и специальных зажимных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, средств метрологического обеспечения для операций маршрутного технологического процесса .............................. 25 1.4.2 Расчёт и назначение по справочникам величин припусков для обработки поверхности заготовки ................................................................... 25 1.4.3 Расчетов режимов резания для технологических переходов разных переделов обработки с оценкой параметра эффективной мощности ............................................................................................................................. 26 1.4.4 Нормирование режимов резания при обработке для остальных операций технологического процесса по нормативным справочникам ..... 31 1.4.5 Расчёт норм времени для операции (переходов) по пункту 1.4.3 ............................................................................................................................. 31 1.4.6 Нормирование норм времени по нормативным справочникам для остальных операций технологического процесса ................................... 33 1.4.7 Выбор метода размерной наладки для одной из операций, расчёт наладочного размера ............................................................................. 33 1.4.8 Разработка содержания операций попереходно. Оформление карт операционных эскизов и текстовых технологических операционных карт. Разработка карты окончательного контроля. ....................................... 35 1.5 Выводы по результатам технологического проектирования ........... 35 2 Проектирование режущих инструментов ................................................. 35 2.1 Техническое задание............................................................................. 35 2.2 Червячная фреза для нарезания цилиндрических зубчатых колес .. 35 2.2.1 Исходные данные ........................................................................... 35 5

2.2.2 Пример расчёта .............................................................................. 36 2.3 Фасонный резец .................................................................................... 39 2.3.1 Исходные данные ........................................................................... 39 2.3.2 Пример расчёта .............................................................................. 40 2.4 Комплект метчиков для нарезания резьбы......................................... 45 2.4.1 Исходные данные ........................................................................... 45 2.4.2 Пример расчёта .............................................................................. 45 2.5 Выводы по проектированию режущего инструмента ....................... 48 3 Автоматизация производственных процессов .......................................... 48 3.1 Техническое задание............................................................................. 48 3.2 Расчет времени обработки заготовки ................................................. 49 3.1.3 Обработка при продольной подаче .............................................. 49 3.2.3 Обработка при поперечной подаче .............................................. 50 3.3 Расчет уровня автоматизации операции (перехода) ......................... 51 3.4 Выбор загрузочного устройства .......................................................... 52 3.4.1 Бункерное загрузочное устройство со змейковым транспортёром ................................................................................................... 52 3.4.2 Дисковый фрикционный механизм ............................................. 53 3.4.3 Дисковый карманчиковый механизм........................................... 54 3.4.4 Вибробункер ................................................................................... 56 3.4.5 Загрузочное устройство с крючковым механизмом .................. 57 3.5 Сводная таблица результатов .............................................................. 57 3.6 Расчёт конструктивных параметров загрузочного устройства ........ 57 3.6.1 Расчёт объёма накопителя ............................................................ 57 6

3.6.2 Расчёт ёмкости накопителя ........................................................... 58 3.6.3 Расчёт ширины лотка загрузочного устройства ......................... 59 3.6.4 Выбор отсекателя ........................................................................... 60 3.6.5 Выбор пневмоцилиндра ................................................................ 63 3.8 Построение циклограммы процесса обработки ................................. 64 3.9 Выводы ................................................................................................... 64 Библиография .................................................................................................. 65 Приложения ..................................................................................................... 66 7

Введение В данной технологический выпускной процесс квалификационной изготовления детали работе проектировался «Шатун прицепной», проектировались 3 вида режущего инструмента и бункерное загрузочное устройство. В первой части выпускной работы проектировался технологический процесс изготовления детали «Шатун прицепной». Исходными данными для работы являлись: производственный чертеж детали, технические требования (точность размеров, взаимного расположения и качества поверхностного слоя детали) а также годовой объём выпуска изделий. При проектировании технологического процесса изготовления пройдены все этапы создания изделия, от проектирования чертежа заготовки до оформления полной технологической документации. Во второй части выпускной работы проектировались три вида режущего инструмента: фасонный дисковый резец, комплект метчиков и червяная фреза для обработки цилиндрических зубчатых колес. Фасонные резцы применяются для обработки поверхностей со сложными образующими на станках токарной группы в условиях серийного и массового типов производства. Метчики предназначены для нарезания различных видов резьб отверстиях. Обработка метчиками является основным способом получения метрических, трубных и конических резьб в отверстиях малого и среднего диаметра (до 50 мм). Червячные фрезы применяются для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес, червячных колес внешнего зацепления. Для повышения уровня производительности фрезы выполняются многозаходными. В третьей части работы проектировалось бункерное загрузочное устройство для автоматизированного станка для обработки детали «Колпачок». 8

1 Разработка технологического процесса изготовления детали «Шатун прицепной» 1.1 Техническое задание Исходными данными для выполнения работы служат чертеж детали «Шатун прицепной», тип производства – среднесерийный. Необходимо разработать технологический процесс изготовления детали «Шатун прицепной», спроектировать чертеж заготовки, определить метод формообразования и оформить все необходимую технологическую документацию. 1.2 Анализ исходных данных для разработки технологического процесса 1.2.1 Определение типа производства, объёма партии, параметров производственного процесса Заданный тип производства – среднесерийный. Согласно [1, с. 53, табл. 1.8]. и массе заготовке 3.2 кг, принимаем годовой объем выпуска данной детали – 4000 штук. Объем партии определяется по формуле (1.1) [1, с. 56]: 𝑛партии = 𝐹∙𝑎 𝑁 (1.1) где: 𝐹 ‒ объем выпуска, 𝑎 ‒ количество дней, на которые должен быть запас деталей (периодичность запуска в днях), 𝑎 = 5 дней, 𝑁 ‒ количество рабочих дней в году, на 2019 год, 𝑁 = 247 дней.) При односменной работе 𝑛партии = 4000 ∙ 5 = 80.97 штук, 𝑛партии ≈ 81 деталь 247 Исходя из программы выпуска, надо учитывать необходимую партию запуска: часть деталей уйдет на размерную наладку (10-20 шт.); часть деталей уйдет на проверку физико-механических свойств заготовки (2 шт.); возможный брак (для серийного производства приблизительно равен 3%). Тем самым программа запуска должна быть больше программы выпуска на соответствующую долю. 9

Партия запуска с учетом брака: 𝑛зап = 𝑛партии ∙ 1,03 + 15 + 2 = 81 ∙ 1,03 + 15 + 2 = 101 шт. 1.2.2 Анализ чертежа детали 1.2.2.1 Функциональное назначение детали в конструкции Деталь Шатун прицепной представляет собой тело сложной геометрической формы. Шатун – звено в кривошипно-шатунном механизме совершающее плоскопараллельное движение в пространстве и необходимое для преобразования возвратно – поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. 1.2.2.2 Функциональное назначение поверхностей детали в ее конструкции Комплект основных конструкторских баз Плоскость симметрии стержня шатуна прицепного – конструкторская основная установочная скрытая база, лишает 3-х степеней свободы: перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг двух других осей Ось внутренней поверхности нижней втулки (запрессованной в отверстие нижней головки шатуна прицепного) — конструкторская основная двойная опорная скрытая база лишает 2-х степеней свободы: перемещений вдоль 2-х координатных осей. Ось верхней головки шатуна прицепного – конструкторская основная опорная явная база, лишает одной степени свободы: поворота вокруг одной координатной оси Комплект вспомогательных конструкторских баз Палец поршневой устанавливается в отверстие верхней втулки поршневой головки шатуна прицепного по посадке с зазором. Данное подвижное соединение оставляет 2 степени свободы — движение вдоль координатной оси и поворот вокруг нее же. Тогда комплект вспомогательных конструкторских баз прицепного шатуна для поршневого пальца: образующая 10

внутренней поверхности верхней головки — конструкторская вспомогательная двойная направляющая явная база лишает 4-х степеней свободы: перемещений вдоль 2 координатных осей и поворотов вокруг этих же осей. Палец прицепного шатуна — устанавливается в отверстие кривошипной головки шатуна прицепного по посадке с зазором (подвижное соединение). Данное подвижное соединение оставляет 2 степени свободы — движение вдоль координатной оси и поворот вокруг нее же. Тогда комплект вспомогательных конструкторских баз прицепного шатуна для пальца прицепного шатуна: образующая внутренней поверхности нижней втулки запрессованной в отверстие кривошипной головки шатуна прицепного конструкторская вспомогательная двойная направляющая явная база лишает 4-х степеней свободы: перемещений вдоль 2 координатных осей и поворотов вокруг этих же осей. 1.2.2.3 Оценка соответствия норм и параметров точности поверхностей детали их функциональному назначению Отверстие нижней головки прицепного шатуна под втулку и палец Ø49H7. Ось отверстия требуется для создания комплекта основных конструкторских баз. На внутренней поверхности отверстия задан допуск овальности и конусообразности 0,009 мм. Заменяем его допуском цилиндричности 7-й степени точности величиной 0,012 мм. Задаем допуск перпендикулярности Шероховатость внутренней поверхности Ra 1.25 мкм, что не соответствует квалитету самого отверстия. Рекомендуемым значением шероховатости при заданных допусках будет Ra 0.8 мкм. Торцы нижней головки прицепного шатуна 44−0.1 −0.2 . Допуск на размер составляет 100 мкм, что соответствует 10 квалитету. На поверхность торцов задан допуск на торцовое биение 0,1 мм на 100 мм длины. Заменим его на рекомендуемый допуск перпендикулярности оси отверстия относительно базы В (торца верхней головки). Так же на поверхность торцов задан допуск симметричности торцов головки 1 мм относительно плоскости симметрии 11

стержня шатуна прицепного (база Б). Шероховатость поверхности торцов Ra 1.25 мкм, заменим на рекомендуемое значение шероховатости Ra 3,2 мкм. Паз шириной 9h14 мм кривошипной головки. На паз назначен допуск симметричности относительно плоскости симметрии нижней головки (база А) и равный 0.2 мм. Отверстие верхней головки прицепного шатуна под палец Ø55H7. На отверстие верхней поршневой головки Ø55 под втулку назначим допуск цилиндричности 15 мкм относительно оси отверстия. На отверстие Ø55H7 назначены допуски параллельности относительно оси отверстия. Заменим его на рекомендуемый допуск перпендикулярности оси отверстия относительно базы В (торца верхней головки). На торцы поршневой головки шириной 59 мм назначим допуск симметричности относительно плоскости симметрии стержня и равный 1 мм 1.2.2.4 Оценка соответствия требований чертежа детали нормам и правилам ЕСКД Оценка соответствия производится на основе ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Основные требования к чертежам (с Изменениями N 1-11). - Допуски овальности и конусообразности поверхностей головок были заменены на допуски цилиндричности соответствующей степени точности, пункты были убраны из раздела технических требований и допуск обозначен на чертеже - Переобозначены допуски формы, расположения и суммарные допуски формы и расположения в соответствии с ГОСТ 2.308-2011. - Пункт «Неуказанные предельные отклонения размеров ± 𝐼𝑇16 2 » заменен на более жесткий «Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m» в соответствии с качеством заготовки 12

-«Шероховатость поверхностей К, Л, М и Н принимать по эталону» заменён на «Шероховатость поверхностей К, Л, М и Н принимать по образцовой детали» - Расстояние до отверстий Ø 7,8H14 переназначено с базы плоскости симметрии на базу торец верхней головки - Шероховатость внутренних поверхностей головок изменена с Ra 1.25 на Ra 0.8 - Шероховатость торцов головок изменена с Ra 1.25 на Ra 3.2 - Допуски параллельности верхней головки относительно оси нижней головки и допуск на торцовое биение нижней головки заменены на допуск перпендикулярности каждой головки относительно торца поршневой головки шатуна прицепного - Диаметральный размер торца поршневой головки заменен на размер плоской части торца - Буквенные обозначения баз, разрезов, поверхностей изменены в соответствии с нормами ЕСКД 1.2.3 Оценка технологичности детали с точки зрения ее производства в условиях среднесерийного типа производства Технологичность — это совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимального использования ресурсов при его производстве, ремонте и утилизации. Под технологичностью детали подразумевается комплексное понятие, включающее в себя соответствие изделия современному уровню техники, экономичность производства и удобство эксплуатации. Существует два вида оценки технологичности по ГОСТ 18831-73 конструкции изделий - качественная и количественная. Данная деталь относится к деталям типа рычаги. Качественная оценка технологичности конструкции детали: — технологический контроль чертежа детали «Шатун прицепной» дает полное 13

представление о конструкции, т.к. на чертеже проставлены размеры с допусками и шероховатостью необходимыми для изготовления детали; — заготовкой для детали служит поковка, получаемая из стали 18Х2Н4МА; — деталь имеет удобные и надежные технологические базы в процессе обработки; — жесткость детали: 𝐿 324 = = 4.63 < 5, 𝐷 70 (1.2) следовательно, деталь жесткая; — все поверхности можно обработать универсальными инструментами, наружная поверхность шатуна представляет собой контур сложной формы, который получается на заготовительной стадии, и обработка не требуется; — конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления; — деталь имеет относительно большую толщину особенно в районе шатунной и поршневой головок, поэтому обработка наружных поверхностей на горизонтально-фрезерном станке предпочтительна. Количественная оценка технологичности  Коэффициент точности 𝐾тч 1 Тср (1.3) ∑ Т𝑖 ∙ 𝑁𝑖 𝑁 (1.4) 𝐾тч = 1 − где 𝑇ср – средняя точность детали. Тср = где 𝑇𝑖– квалитет отдельной поверхности. Тср = 7 ∙ 2 + 10 ∙ 2 + 14 ∙ 28 = 13,3 32 14

1 = 0,92 13,3 𝐾тч = 1 − 2 – количество поверхностей с точностью 7 квалитета 2 – количество поверхностей с точностью 10 квалитета 28 – количество поверхностей с точностью 14 квалитета Коэффициент шероховатости 𝐾ш: 𝐾ш = 1 Шср (1.5) где Шср – средняя шероховатость детали. Шср = ∑ Ш𝑖 ∙ 𝑁𝑖 𝑁 (1.6) где Ш𝑖 – шероховатость отдельной поверхности. Шср = 0.8 ∙ 2 + 3.2 ∙ 4 + 6.3 ∙ 26 = 5.57 мкм 32 1 𝐾ш = = 0,18 5.57 2 – количество поверхностей с шероховатостью поверхности 𝑅𝑎 = 0.8 мкм 4 – количество поверхностей с шероховатостью поверхности 𝑅𝑎 = 3.2 мкм 26 – количество поверхностей с шероховатостью поверхности 𝑅𝑎 = 6,3 мкм Минимальное значение шероховатости – 𝑅𝑎 = 0,8 мкм   Минимальный квалитет точности – 7 Коэффициент применяемости стандартизованных поверхностей 𝐾п.ст 𝐷о.с. 𝐾п.ст = 𝐷м.о. обрабатываемых (1.7) где 𝐷о.с. – число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, 𝐷м.о. – число всех подвергаемых механической обработки поверхностей. 𝐾п.ст =  28 =1 28 Коэффициент обрабатываемости В качестве материала заготовки выступает конструкционная легированная 15

сталь 18Х2Н4МА ГОСТ 4543-71. Коэффициент обрабатываемости для данной стали приведен ниже. 𝐾𝑣 = 𝑉60 = 0.96 𝑉эт60 (1.8) где 𝑉60 – скорость резания, при которой эталонный резец имеет стойкость 60 минут при обработке данного материала, 𝑉эт60 – скорость резания, при которой в тех же условиях резания эталонный резец имеет стойкость 60 минут при обработке материала, принятого за эталон. 𝑉60 = 𝑉эт60 ∙ 𝐾𝑣 = 135 ∙ 0.96 = 129.6 м/мин (1.9) 1.2.4 Формулировка содержания основных технологических задач Рассмотрим технологические задачи, распределив их по следующим пунктам: Точность размеров: Ø49H7+0,025 - диаметр отверстия в кривошипной головке шатуна; Ø55H7+0,03 - диаметр отверстия в поршневой головке шатуна; 256±0,05 - расстояние между осями отверстий в кривошипной и поршневой головках шатуна. Остальные диаметральные, линейные, угловые размеры имеют точность в соответствии с ГОСТ 30893.1-m. Точность формы Для верхней головки: Допуск цилиндричности 0,015 мм. Для нижней головки Допуск цилиндричности 0,012 мм. Допуски формы остальных поверхностей в соответствии с ГОСТ 30893.2. Точность ориентации Допуск перпендикулярности оси отверстия Ø55H7 относительно правого торца верхней головки шатуна прицепного (база В) не должен превышать 0,016 мм, что соответствует 7-й степени точности. 16

Допуск перпендикулярности оси отверстия Ø49H7 относительно правого торца верхней головки шатуна прицепного (база В) не должен превышать 0,016 мм, что соответствует 7-й степени точности. Допуски ориентации остальных поверхностей в соответствии с ГОСТ 30893.2. Точность месторасположения Допуск симметричности торцов верхней головки шириной 59−0,4 мм относительно плоскости симметрии стержня шатуна прицепного (база Б) не должен превышать 1 мм. Допуск симметричности торцов нижней головки шириной 44−0,1 −0,2 мм относительно плоскости симметрии стержня шатуна прицепного (база Б) не должен превышать 1 мм. Допуск симметричности боковых поверхностей паза 9H14 мм нижней головки относительно плоскости симметрии нижней головки шатуна прицепного (база А) не должен превышать 0,2 мм. Допуски месторасположения остальных поверхностей в соответствии с ГОСТ 30893.2. Суммарная точность формы, ориентации и месторасположения: Суммарные допуски формы, ориентации и месторасположения остальных поверхностей в соответствии с ГОСТ 30893.2. Качество поверхностного слоя Шероховатость поверхности отверстия Ø55H7+0,03 Ra 0.8 мкм; Шероховатость поверхности отверстия Ø49H7+0,025 Ra 0.8 мкм; Шероховатость торцов отверстия Ø55H7+0,03 Ra 3.2 мкм; Шероховатость торцов отверстия Ø49H7+0,025 Ra 3.2 мкм; Шероховатость поверхностей И, К, Л, М принимаются по эталону. Остальные поверхности выполнены по Ra 12.5 мкм. Качество поверхностного слоя Деталь изготавливается из Стали 18Х2Н4МА ГОСТ 4543-71. 17

Твердость поверхности 302...363 НВ, но разность показаний твердости для каждой детали должна быть не более 35 единиц НВ (замер твердости производить на кривошипной и поршневой головках). Отсутствие трещин, закатов, заковов, раскатанных загрязнений на поверхности шатуна проверяется методом магнитной дефектоскопии по ГОСТ 21105-87. Раскатанные загрязнения допускаются на стержне шатуна длиной не более 3 мм с расстоянием не менее 25 мм друг от друга не более 3 штук при условии их удаления путем зачистки глубиной не более 0,2 мм и площадью не более 8 мм2 каждое. Обезуглероженный слой на поверхности шатуна не допускается. Исправление дефектов заваркой и чеканкой не допускается.) Травлением маркировать индекс плавки Шрифт 8 — Пр3 по ГОСТ 26.008-85. 1.2.4 Определение класса детали и выбор детали прототипа. Выбор типового процесса-аналога. 1.2.5.1 Формулировка отличий детали прототипа (геометрических, физикомеханических, термических, точностных и т д) Деталь «Шатун прицепной» относится к классу рычагов. Определим типовой технологический процесс обработки шатуна, согласно [1, с. 329] Типовой технологический процесс обработки шатуна 005 Заготовительная Получение заготовки штамповкой в закрытом штампе 010 Фрезерная Фрезеровать торцы головок с одной стороны начерно или начисто с припуском под шлифование. 015 Обработка основных отверстий Сверлить, зенкеровать и развернуть отверстия в головках шатуна с той же стороны последовательно на разных станках. 18

020 Фрезерная Аналогично фрезеровать торцы головок с другой стороны начерно или начисто с припуском под шлифование 025 Обработка шпоночных пазов или шлицевых поверхностей в отверстиях 035 Обработка вспомогательных отверстий 040 Моечная 050 Контрольная 060 Нанесение покрытия 1.2.5.2 Описание соответствующих изменений в структуре типового техпроцесса 1) Добавлена термообработка закалка и высокий отпуск 2) Добавлены контрольные операции после термических операций. 3) Добавлена фрезерная операция для фрезерования скосов на поршневой головке шатуна. 4) Добавлена фрезерная операция для получения паза в шатунной головке. 5) Добавлены сверлильные операции для получения 4-х отверстий для подвода масла 6) Добавлена слесарная операция с целью очистки заготовки от заусенцев и острых кромок. 7) Убрана операция 25 ввиду отсутствия шлицевых поверхностей и шпоночных пазов. 1.2.6. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления 1.2.6.1 Выбор метода формообразования исходной заготовки по параметрам КИМ При выборе заготовки должны учитываться следующие факторы: материал, форма детали, тип производства, коэффициент использования материала, стоимость заготовки. 19

Заготовка для рычагов выбирается в зависимости от размера программы выпуска и, главным образом, от конфигурации рычага. Полученная по заданию деталь изготавливается из стали 18Х2Н4МА, следовательно, есть необходимость брать поковку или штамповку, так как для данной стали заготовки не производятся литьем Штамповка применяется в серийном производстве в связи с ее производительностью и простотой. Учитывая массу и форму заготовки выбираем штамповку в закрытых штампах на кривошипном горяче- штамповочном прессе. Согласно ГОСТ 7505-89 определим расчетную массу поковки, класс точности, группу стали, степень сложности, исходный индекс, основные припуски на обработку и размеры поковки, массу поковки и объем требующегося материала, коэффициент использования материала. Выбор метода получения заготовки будет проводиться по коэффициенту использования материала [2, с.145]: 𝐾= Мдет , Мзаг (1.10) где Мдет - масса детали, Мзаг – масса заготовки. Найдем массу детали с помощью системы «Компас – 3D»: Мдет = 3,2 кг. В приложении 1.1. представлена трёхмерная модель штампованной заготовки. Массу заготовки определим с помощью системы «Компас – 3D»: Мзаг = 3,827 кг Тогда коэффициент использования материала: 𝐾= Мдет 3,2 = ≈ 0,84 Мзаг 3,827 Для серийного производства данный коэффициент должен быть не 20

менее 0,5…0,6. 1.2.6.2 Окончательный выбор метода формообразования исходной заготовки по расчету технологической себестоимости чернового этапа обработки Стоимость заготовки рассчитывается по следующей формуле [1, c.71]: 𝐶𝑀 = 𝑔𝐻 ∙ Ц𝑀 − 𝑔0 ∙ Ц0 + 𝐶ЗЧ ∙ 𝑇 ∙ (1 + 𝐶𝐻 ), 100 (1.11) где 𝐶ЗЧ -средняя часовая заработная плата основных рабочих по тарифу 600 руб/чел.ч.; Ц0 – цена 1 кг отходов материла, принимаем 850 руб/кг; ЦМ – оптовая цена на материал в зависимости от метода получения заготовки, принимаем 1100 руб/кг. 𝑔0 – масса отходов материала, 0,21 кг; 𝑇 – время черновой обработки заготовки, равняется 0,021 ч. 𝐶𝐻 – цеховые накладные расходы, принимаем равными 70%; 𝑔𝐻 – норма расхода материала, кг. СЗЧ = 200 руб/чел. [1,табл.1.14,с.73]; ЦМ = 60 руб/кг[1, табл. 1.17, с. 75]; Ц0 = 0,025 руб/кг [1, табл. 1.15, с. 73]; 𝑔Н = 3,83 кг - согласно расчетам п. 4.1 пояснительной записки; 𝑔0 =3,83 − 2,56 = 1,27 кг. Определим стоимость заготовки: 𝐶𝑀 = 3,38 ∙ 60 − 1,27 ∙ 0,025 + 200 ∙ 0,021 ∙ (1 + 70 ) = 237 руб. 100 Таким образом, для исходной заготовки оставляем метод горячей объемной штамповки. Вывод: Коэффициент использования материала и стоимость заготовки с учетом ее черновой обработки удовлетворяем условиям серийного производства, следовательно, оставляем данный метод получения заготовки 21

1.2.6.3 Оформление чертежа заготовки согласно требованиям ЕСТД и ЕСКД - Допуски на размеры назначены в соответствии с ГОСТ 7505-89 - Указан метод получения заготовки, её термообработка и характеристики согласно ГОСТу на данный тип заготовки. - Указаны механические свойства после окончательной ТО - Указан материал из которого допускается получение заготовки 1.3 Проектирование технологического маршрута изготовления детали 1.3.1 Стадии и этапы маршрута ее обработки. Задачи и цели их реализации Формирование структур операций и определение последовательности переходов: 1. Заготовительный этап – формообразование заготовки; 2. Термический этап – термообработка заготовки и контроль твердости; 3. Черновой этап – восстановление баз, выполнение фрезерование торцов, сверление основных отверстий. 4. Чистовой этап – зенкерование, развертывание и зенковка основных отверстий, 5. Обработка не основных поверхностей – фрезерование паза и сверление 4-х отверстий 6. Контрольный окончательный этап – опилить заусенцы, промыть заготовку и контролировать выполнение технологических требований. 1.3.2 Выбор комплектов технологических баз на этапах маршрута обработки 1.3.2.1 Выбор баз на чистовом этапе обработки 1. Первый комплект - часть торца верхней головки (база В) и торец нижней головки с той же стороны – технологическая установочная явная база; - ось шатуна прицепного – технологическая направляющая скрытая база; - шестой степени свободы заготовка лишается за счет опорной призмы – технологическая установочная явная база. 22

2. Второй комплект - левый торец детали (база В) – технологическая установочная явная база; - ось поршневой головки шатуна прицепного - технологическая двойная опорная скрытая база; - шестой степени свободы заготовка лишается за счет использования срезанного пальца – технологическая опорная явная база. 3. Третий комплект - левый торец детали (база В) – технологическая установочная явная база; - ось кривошипной головки шатуна прицепного – технологическая двойная опорная скрытая база; - шестой степени свободы заготовка лишается за счет использования срезанного пальца – технологическая опорная явная база. 1.3.2.2 Выбор баз на черновом этапе обработки - стержень шатуна прицепного – технологическая установочная явная база; - ось шатуна прицепного – технологическая направляющая скрытая база; - шестой степени свободы заготовка лишается за счет прижима к неподвижной плоской губке тисков – технологическая опорная явная база. 1.3.2.3 Описание последовательности смены комплектов баз от п.1.3.2.1 к 1.3.2.2 Последовательность смены комплектов баз: 1. На первой операции всегда используется комплект черновых технологических баз; 2. На операциях сверления, зенкерования и развертывания используется первый комплект чистовых технологических баз; 3. При фрезеровании паза используется второй комплект чистовых технологических баз; 4. При сверлении 4-х отверстий используется третий комплект чистовых технологических баз; 23

1.3.3 Разработка структур маршрутов изготовления наиболее точных поверхностей детали Эскиз с обозначением поверхностей представлен в приложении 1.2. Самыми точными поверхностями по чертежу являются основные отверстия под пальцы Ø55H7+0,03 с Ra 0.8 мкм и Ø49H7+0,025 с Ra 0.8 мкм. Маршрут изготовления отверстия Ø49H7+0,025 представлен в приложении 1.2. Для отверстия Ø55H7+0,03 маршрут будет иметь аналогичный вид. 1.3.4 Проектирование маршрута изготовления детали в целом Технологический маршрут проектируют на основе выбранного типового технологического маршрута. На первичном, черновом этапе обработке удаляется основная часть припуска (до 70%) и обеспечивается взаимное расположение поверхностей. На этой стадии на заготовку воздействуют большие силы резания, а также выделяется большое количество теплоты. На этапе чистовой обработки ставится цель достижения заданной точности поверхностей детали и точности их взаимного расположения. Целью отделочной обработки является обеспечение требуемой точности и шероховатости особо точных поверхностей. Маршрут изготовления детали «Шатун прицепной» представлен в приложении 1.3. 1.3.4.1 Выбор основного оборудования и средств технологического оснащения Выбор основного оборудования и средств технологического оснащение представлен в приложении 1.4 1.3.5 Разработка карт маршрутного технологического процесса Маршрутные карты представлены в приложении 1.5 1.4 Проектирование содержания технологических операций Структура операций и последовательность переходов представлены в операционных картах и картах эскизов см. приложение 1.6, 1.7 24

1.4.1 Уточнённый выбор основного технологического оборудования, универсальных и специальных зажимных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, средств метрологического обеспечения для операций маршрутного технологического процесса К основному оборудованию и средствам технологического оснащения, представленным в п. 1.3.4.1, в раздел вспомогательного инструмента добавлено: Специальное приспособление с делительным диском 4 шт – необходимы для сверления отверстия для подвода масла. 1.4.2 Расчёт и назначение по справочникам величин припусков для обработки поверхности заготовки Расчёт припусков на механическую обработку будет проводиться для размера Ø 49H7. Маршрут получения отверстия представлен ниже: Сверление Ø 18 → Сверление Ø 40 → Сверление Ø 46 → Зенкерование чистовое → Зенкерование чистовое → Развертывание точное Сверление не требует расчёта припуска, так как это величина напуска. При обработке тел вращения и учитывая малую вероятность совпадения направления погрешностей формы и расположения поверхностей заготовки (например, коробления ρi-1 и отклонения от соосности e i-1) и погрешности установки и закрепления Δу i формула для расчета наименьшего припуска на диаметр приобретает вид [1, с. 181]: 2 2𝑧𝑚𝑖𝑛 𝑖 = 2 ∙ (𝑅𝑧𝑖−1 + 𝑇деф𝑖−1 + √(𝑝𝑖−1 + 𝜀𝑖2 ), (1.12) где: 2zmin i – минимальный припуск на диаметр для рассматриваемой обработки, мкм; 𝑅𝑧𝑖−1 – шероховатость поверхности после предыдущей обработки, мкм; 𝑇деф𝑖−1 – глубина дефектного слоя после предыдущей обработки, мкм; ρi-1 – сумма погрешностей формы и расположения поверхностей заготовки, оставшихся или полученных после предыдущей обработки (с учётом предположения, что направления векторов всех 25

погрешностей совпадают), мкм; εi – погрешность установки и закрепления перед рассматриваемой обработкой (проявляющейся во время рассматриваемой обработки). Карта расчёта припусков для размера Ø 49H7 представлена в приложении 1.7 Припуски для обработки Ø 55H7 аналогичны Ø 49H7. Припуск на механическую обработку торцов головок взяты из ГОСТ 7505-89 с учетом допуска на размер стержня шатуна и составляет 3,4 мм на сторону для каждой головки. 1.4.3 Расчетов режимов резания для технологических переходов разных переделов обработки с оценкой параметра эффективной мощности Произведем расчет режимов резания для двух операций: 040 – горизонтально-фрезерная (черновая); 060 – сверлильная. 1) 040 – горизонтально-фрезерная (черновая): Станок: горизонтально-фрезерный 6Р81; Инструмент: 391830 2240–0562 Фреза дисковая ГОСТ 28527-90 2 шт Ø 200, z = 26, Р6М5 Обработка: фрезерование поверхности 44−0.1 −0.2 ; Скорость резания при фрезеровании рассчитывают по эмпирической формуле [2, стр.281]. 𝑉= 𝐶𝑉 ∙ 𝐷𝑞 𝑦 𝑇 𝑚 ∙ 𝑡 𝑥 ∙ 𝑠𝑧 ∙ 𝐵𝑢 ∙ 𝑧 𝑝 ∙ 𝐾𝑣 , (1.13) где t - глубина резания – 3.4 мм; sz – подача при фрезеровании торца – sz = 0,15 мм/зуб; B – ширина фрезерования – B 3,4 мм; z – число зубьев, z = 26; D – диаметр фрезы – D = 200 Коэффициенты 𝐶𝑉 , x, y, m, q, p, u определяются согласно [2, стр.269]: 26

𝐶𝑉 = 48.5; x = 0,3; y = 0,4; m =0,2; q = 0.25, u=0,1; Т – стойкость инструмента – 180мин. Поправочный коэффициент 𝐾𝑉 рассчитывается по формуле [2, стр.268]. 𝐾𝑉 = 𝐾𝑀𝑉 ∙ 𝐾П𝑉 ∙ 𝐾И𝑉 , (1.14) где: 𝐾𝑀𝑉 – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки; 𝐾П𝑉 = 0,8 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки на скорость резания [2, стр.263, табл.5]; 𝐾И𝑉 = 0,65 – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента на скорость резания, для материала фрезы Р6М5 [2, стр.262, табл.6]. Коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки определяется по формуле для стали [2, стр.261]: 𝐾𝑀𝑉 750 𝑛𝑉 = 𝐾г ∙ ( ) , 𝜎в (1.15) где: 𝜎в = 600МПа – предел прочности Сталь 45 после нормализации согласно ГОСТ 1050-88; 𝑛𝑉 = 1 – показатель степени для фрезы из быстрорежущей стали Р6М5; 𝐾г = 0,8 - коэффициент для инструмента из быстрорежущей стали Р6М5. 𝐾𝑀𝑉 750 1 = 0,8 ∙ ( ) =1; 600 Откуда находим 𝐾𝑉 по формуле (1.14): 𝐾𝑉 = 1 ∙ 0,8 ∙ 0,65 = 0,52; Получаем скорость резания по формуле (1.13): 2 ∙ 48,5 ∙ 0,52 ∙ 2000,25 𝑉= = 80м/мин; 1800,2 ∙ 3,40,3 ∙ 0,150,4 ∙ 3,40,1 ∙ 260,1 Определим частоту вращения шпинделя: 𝑛= 1000 ∙ 𝑉 1000 ∙ 80 = = 127 об/мин; 𝜋∙𝐷 3,14 ∙ 200 (1.16) 27

Округляем до стандартных для станка 125 об/мин. Рассчитаем силу резания и мощность для операции 040, фрезерование поверхности 44−0.1 −0.2 : 𝑉= 𝜋 ∙ 𝑑 ∙ 𝑛 3,14 ∙ 200 ∙ 125 = = 78,5 м/мин; 1000 1000 Сила резания, возникающая при фрезеровании согласно [2, стр.271] равна: 𝑦 10𝐶𝑝 ∙ 𝑡 𝑥 ∙ 𝑠𝑧 ∙ 𝐵𝑢 ∙ 𝑧 𝑃𝑧 = ∙ 𝐾𝑚𝑝 𝐷 𝑞 ∙ 𝑛𝑤 (1.17) Значение коэффициента C p и показателей степени [2, с. 273, табл. 22]: 𝐶𝑝 = 68,2; x = 0,86; y = 0,72; u = 1.0, q = 0.86, w = 0,. 𝐾𝑚𝑝 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости [2, с.264]: 𝐾𝑚𝑝 где 𝜎В 𝑛 =( ) 750 (1.18) n = 0.3 – показатель степени [2, с.264, табл. 9]. Тогда получаем по формуле (1.18): 𝐾𝑀𝑝 980 0.3 =( ) = 1,08 750 Отсюда находим силу резания Pz по формуле (1.17): 2 ∙ 10 ∙ 68,2 ∙ 3,40,86 ∙ 0,150,72 ∙ 3,41 ∙ 26 𝑃𝑧 = ∙ 1,08 = 1000𝐻 2000,86 ∙ 1250 Мощность резания рассчитывается по формуле [2, стр.271]: 𝑁эфф = 𝑃𝑧 ∙ 𝑉 1000 ∙ 78,5 = = 1,28 кВт 1020 ∙ 60 1020 ∙ 60 (1.19) Полученная мощность резания удовлетворяет выбор универсального консольного горизонтально-фрезерного станка 6Р81 с мощностью двигателя в 5,5 кВт. 2) 060 – сверлильная: Станок: вертикально-сверлильный станок 2А150; 28

Инструмент: Сверло спиральное Ø 52 ГОСТ 10903-77 Р6М5; Обработка: сверление отверстия Ø52JS12; Обработка: сверление отверстия Ø52JS12; Скорость резания при рассверливании [2, с. 276]: 𝐶𝑉 ∙ 𝐷 𝑞 𝑉 = 𝑚 𝑥 𝑦 ∙ 𝐾𝑣 , 𝑇 ∙𝑡 ∙𝑠 (1.20) где D = 52 мм – диаметр сверла, 𝑡= 52 − 40 = 6 мм − глубина резания при рассверливании, 2 s = 0,4 мм/об – подача при сверлении Коэффициенты 𝐶𝑉 , x, y, m, q определяются согласно [2, стр.269]: 𝐶𝑉 = 16,2; x = 0,2; y = 0,5; m =0,2; q = 0.4; Т – стойкость инструмента – 40мин. Поправочный коэффициент 𝐾𝑉 рассчитывается по формуле [2, стр.268]. 𝐾𝑉 = 𝐾𝑀𝑉 ∙ 𝐾П𝑉 ∙ 𝐾И𝑉 , (1.21) где: 𝐾𝑀𝑉 – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки; 𝐾П𝑉 = 0,8 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки на скорость резания [2, стр.263, табл.5]; 𝐾И𝑉 = 0,65 – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента на скорость резания, для материала фрезы Р6М5 [2, стр.262, табл.6]. Коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки определяется по формуле для стали [2, стр.261]: 𝐾𝑀𝑉 750 𝑛𝑉 = 𝐾г ∙ ( ) , 𝜎в (1.22) где: 𝜎в = 600МПа – предел прочности Сталь 45 после нормализации согласно ГОСТ 1050-88; 𝑛𝑉 = 1 – показатель степени для фрезы из быстрорежущей стали Р6М5; 𝐾г = 0,8 - коэффициент для инструмента из быстрорежущей стали Р6М5. 29

𝐾𝑀𝑉 750 1 = 0,8 ∙ ( ) =1; 600 Откуда находим 𝐾𝑉 по формуле (1.20): 𝐾𝑉 = 1 ∙ 0,8 ∙ 0,65 = 0,52; Скорость резания на данной операции определяется по формуле (1.20): 16,2 ∙ 520,4 𝑉 = 0,2 0,2 ∙ 0,52 = 21,6 м/мин 40 ∙ 6 ∙ 0,40,5 Крутящий момент при рассверливании определяется по формуле [2, с.277]: 𝑀кр = 10 ∙ 𝐶𝑀 ∙ 𝐷 𝑞 ∙ 𝑡 𝑥 ∙ 𝑠 𝑦 ∙ 𝐾𝑝 , (1.23) где 𝐾𝑝 = 𝐾М𝑝 = 1,08 коэффициент, учитывающий фактические условия обработки Коэффициенты 𝐶𝑀 , x, y, q определяются согласно [2, стр.269]: 𝐶𝑀 = 0,106; x = 0,9; y = 0,8; q = 1,0; Тогда крутящий момент при рассверливании будет равен: 𝑀кр = 10 ∙ 0,106 ∙ 521 ∙ 60,9 ∙ 0,40,8 ∙ 1,08 = 143,46 Н/м Осевая сила резания при рассверливании определяется по формуле [2, с.277]: 𝑃0 = 10 ∙ 𝐶𝑝 ∙ 𝑡 𝑥 ∙ 𝑠 𝑦 ∙ 𝐾𝑝 ; (1.24) Коэффициенты 𝐶𝑝 , x, y определяются согласно [2, стр.269]: 𝐶𝑝 = 140; x = 1.2; y = 0.65. Тогда осевая сила резания при рассверливании будет равна: 𝑃0 = 10 ∙ 140 ∙ 61.2 ∙ 0.40.65 ∙ 1.08 = 7156 Н Частота вращения шпинделя определяется по формуле [2, с.280]: 𝑛= 1000 ∙ 𝑉 1000 ∙ 21.6 об = = 132,2 ; 𝜋∙𝐷 𝜋 ∙ 52 мин (1.25) Принимаем стандартную частоту вращения шпинделя n=132 об/мин. Эффективная мощность при рассверливании определяется по формуле [2, с.280]: 30

𝑁эфф = 𝑀кр ∙ 𝑛 143,5 ∙ 132 = = 1,943 9750 9750 (1.26) Эффективная мощность, требуемая для выполнения операции меньше, чем мощность вертикально-сверлильного станка 2А150 по паспорту 7,5 кВт, и крутящий момент при сверлении так же меньше, следовательно, режимы рассчитаны корректно. 1.4.4 Нормирование режимов резания при обработке для остальных операций технологического процесса по нормативным справочникам Для остальных операций технологического процесса таблица с режимами резания, полученными из справочных данных [3] представлена в приложении 1.10: 1.4.5 Расчёт норм времени для операции (переходов) по пункту 1.4.3 В качестве примера рассмотрим сверлильную операцию (Операция 060). Содержание операции: Сверлить отверстие в размер ∅52Н12 Станок: Вертикально-сверлильный Приспособление: 396131 7200-0205 Тиски с призматическими губками и пневматическим зажимом ГОСТ 16518-96, 7034-0261 Опора постоянная Ø 5 3 шт ГОСТ 13440-68 Режущий инструмент: Сверло ∅52 мм 2301 – 3738 ГОСТ 10903 – 77. Материал инструмента: Р6М5. Норма штучно-калькуляционного времени на операцию рассчитывается по формуле (1.27): Тшт = То + Тв + Тосб + Тотд + Тпз , 𝑁 (1.27) где То – основное (технологическое) время; 𝑇в – вспомогательное время; 𝑇обс – время на организационное и техническое обслуживание рабочего места; 31

𝑇отд – время на отдых и личные потребности рабочего; 𝑇пз – подготовительно-заключительное время; 𝑁 – количество заготовок в партии. Основное время рассчитывается по формуле (1.28) : 𝑛 Т0 = ∑ 𝑖=1 (𝑙 + 𝑙1 + 𝑙2 ) ∙ 𝑖 , 𝑛 ∙ 𝑆0 (1.28) где 𝑙 = 59 мм– длина обрабатываемой поверхности; 𝑙1 = 3 мм– длина врезания и перебега инструмента; 𝑙2 – дополнительная длина на взятие пробной стружки. На настроенном станке 𝑙2 = 0; 𝑖 = 1 – число проходов; n = 132 об/мин – частота вращения шпинделя; 𝑆0 = 0,4 мм/об – подача на оборот Т0 = 59 + 3 ∙ 1 = 1,17 мин 132 ∙ 0,4 Вспомогательное время состоит из следующих слагаемых: 𝑇в = 𝑡уст + 𝑡пер + 𝑡изм , (1.29) где 𝑡уст = 0,20 мин – время на установку и снятие заготовки [3, стр.288] 𝑡пер = 0.14 мин – время, связанное с выполнением перехода [3, стр.294] 𝑡изм = 0.10 мин – время на контрольные измерения [3, стр.302.] 𝑇в = 0.2 + 0.14 + 0.1 = 0.44 мин, Определяем оперативное время как сумму вспомогательного и основного времени: 𝑇оп = 𝑇о + 𝑇в = 1,17 + 0,44 = 1,61 мин. По нормативам, в зависимости от операции и оборудования, устанавливаем время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности рабочего: 𝑇обс = 0,025 ∙ 𝑇оп = 0,04 мин; (1.30) 32

𝑇отд = 0,04 ∙ 𝑇оп = 0,064 мин; (1.31) Вычисляем подготовительно-заключительное время, включающее в себя время установки, выверки и закрепления на станке приспособления, время на установку режущих инструментов и время на установку на станке заданных режимов резания Tпз и штучно-калькуляционное время Tшк. Подготовительно-заключительное время 𝑇пз выбираем по рекомендациям [3, стр. 301]: 𝑇пз = 10 мин. Так как в партии 81 деталей, рассчитаем штучно-калькуляционное время: 𝑇шк = 1,61 + 0,04 + 0,064 + 10 = 2,41 мин 81 1.4.6 Нормирование норм времени по нормативным справочникам для остальных операций технологического процесса Результаты расчетов для других операций представлены в приложении 1.11. 1.4.7 Выбор метода размерной наладки для одной из операций, расчёт наладочного размера Выбор метода размерной наладки производится на основании положительных характеристик, включающих в себя простоту, наглядность, возможность реализации при любых схемах базирования и небольшую величину рассеивания наладки. Методом, соответствующим заявленным выше требованиям является наладка методом пробных стружек и промеров. Произведем размерную наладку оборудования для перехода операции 040 (горизонтально-фрезерная 44−0,1 −0,2 на универсальном консольном горизонтально-фрезерном станке 6Р81). Расчет наладочного размера осуществляется по формуле (1.32): ∆р (1.32) 𝐿н.р = 𝐿𝑚𝑖𝑛 + + ∆0 2 Где 𝐿𝑚𝑖𝑛 – минимальный размер детали, мм; ∆р – полное рассеивание размеров, вызванное случайными погрешностями, мм; ∆0 – возможное 33

превышение в начальный момент работы тепловых деформаций над размерным износом режущего инструмента, мм. Минимальный размер детали 𝐿𝑚𝑖𝑛 = 44 − 0.2 = 43,8 мм. Примем возможное превышение тепловых деформаций над размерным износом режущего инструмента равным нулю ∆0 = 0. Поле рассеивания размеров деталей, обусловленное специфическими особенностями метода наладки, определим по формуле (1.33): ∆р.н. = √∆р.изм 2 + ∆р.рег 2 , (1.33) где ∆р.изм – погрешность измерения при наладке, мм; ∆р.рег – погрешность регулирования положения инструмента, мм. Согласно табл. 25 и 26 [12, с. 71-72] для калибра 44−0,1 −0,2 мм Р-ПР, Р-НЕ погрешность измерения составляет ∆р.изм = 0.003 мм, погрешность регулирования универсальном консольном горизонтально-фрезерном станке 6Р81 с ценой деления лимба продольной подачи 0.05 мм составляет ∆р.рег = 0.02 мм. Таким образом, по формуле: ∆р.н. = √0.0032 + 0.022 = 0.02 мм Подставив численные значения в формулу, получаем значение наладочного размера: 0.02 𝐿н.р = 43,8 + + 0 = 43,81 мм 2 Поле допуска наладочного размера представлено на рис. 1. Рис.1 34

1.4.8 Разработка содержания операций попереходно. Оформление карт операционных эскизов и текстовых технологических операционных карт. Разработка карты окончательного контроля. Маршрутные карты, операционные карты и карты эскизов представлены соответственно в приложениях 1.5, 1.6, 1.7. 1.5 Выводы по результатам технологического проектирования Результатом выполнения технологической части выпускной квалификационной работы стали: спроектированный технологической процесс изготовления детали «Шатун прицепной», чертеж заготовки и вся необходимая для производства технологическая документация. 2 Проектирование режущих инструментов 2.1 Техническое задание В данной части выпускной квалификационной работы необходимо спроектировать режущий инструмент для лезвийной обработки заготовок, а именно: 1. Червячную фрезу для нарезания цилиндрических зубчатых колес 2. Комплект метчиков для нарезания метрической резьбы 3. Фасонного резца Каждый из этих инструментов актуален в использовании на металлообрабатывающих производствах и в тяжелом машиностроении в частности. 2.2 Червячная фреза для нарезания цилиндрических зубчатых колес 2.2.1 Исходные данные Исходные данные для выполнения задания представлены в таблице 2.1 35

мм 9 11 80 β, ° 18 α, ° ℎ𝑎∗ 𝐶∗ R 15 1,0 0,25 ∆𝑆𝑛 , Вид колеса Вар zнаиб Ст. точн mn, зубьев № направ Таблица 2.1 мм Об-ки 8 0 чистовая 2.2.2 Пример расчёта 1) Выбор основных габаритных фрезы Необходимо выбрать основные габаритные размеры фрезы 𝑑𝑎0 , d, d1, l1, l, Z0 из [5, табл. 13.23], ориентируясь на рекомендации для фрез типа 2. Выбранные значения занесём в таблицу 2.2 Таблица 2.2 mo, мм 𝑑𝑎0 d d1 l l1 Z0 11 160 50 75 180 5 9 2) Определение размеров исходной инструментальной рейки Модуль 𝑚0 = 𝑚𝑛 = 11 мм; Шаг зубьев 𝑃0 = 𝜋 ∙ 𝑚0 = 𝜋 ∙ 11 = 34.558 мм; Угол профиля Высота головки зуба 𝛼0 = 𝛼 = 15°; ℎ𝑎0 = (ℎ𝑎∗ + 𝐶 ∗ ) ∙ 𝑚0 = (1 + 0.25) ∙ 11 = 13.75 мм; Высота ножки зуба Высота зуба ℎ𝑓0 = ℎ𝑎0 = 13.75 мм; ℎ0 = ℎ𝑎0 + ℎ𝑓0 = 13.75 + 13.75 = 27.5 мм; Радиус закругления головки зуба 𝑟𝑎0 = 0.25 ∙ 𝑚0 = 0.25 ∙ 11 = 2.75 мм; Радиус закругления ножки зуба Толщина зуба 𝑟𝑎0 = 0.3 ∙ 𝑚0 = 0.3 ∙ 11 = 3.3 мм; 𝑆0 = 𝜋∙𝑚0 2 − ∆𝑆𝑛 = 𝜋∙11 2 − 0 = 17.279 мм; 3) Определение геометрических параметров режущей части фрезы Для чистовой фрезы примем передний угол γa = 0°, задний угол αa = = 10° 36

Падение затылка на шлифованном участке 𝐾= 𝜋 ∙ 𝑑𝑎0 ∙ 𝑡𝑔𝛼𝑎 𝜋 ∙ 160 ∙ 𝑡𝑔10° = = 9,85 ≈ 10 мм; 𝑧0 9 (2.1.1) Падение затылка для нешлифованного участка 𝐾1 = (1.2 − 1.5)𝐾 = 12 мм; (2.1.2) 4) Расчёт глубины стружечной канавки Примем радиус закругления вершины канавочной фрезы равным r = 1.5 мм. Глубина стружечной канавки равна: 𝐻 = ℎ0 + 𝐾 + 𝐾1 10 + 12 + 𝑟 = 27.5 + + 3 = 42.5 мм; 2 2 (2.1.3) 5) Определение диаметра расчётного цилиндра Диаметр расчётного цилиндра равен: 𝑑𝑚0 = 𝑑𝑎0 − 2ℎ𝑎0 − 0.3𝐾 = 160 − 2 ∙ 27.5 − 0.3 ∙ 10 = 102 мм; (2.1.4) 6) Выбор числа заходов и направления нарезки фрезы Число заходов для чистовых фрез n0 = 1. Направление нарезки фрезы – правое. 7) Определение угла подъёма нарезки фрезы Угол подъёма нарезки фрезы на расчётном диаметре равен: 𝑠𝑖𝑛𝛾𝑚0 = 𝑚0 ∙ 𝑛0 11 ∙ 1 = = 0.108; 𝛾𝑚0 = 6.258 = 6°15′ ; (2.1.5) 𝑑𝑚0 102 8) Угол наклона и направление стружечных канавок Угол наклона стружечных канавок равен 𝜆𝑚0 = 𝛾𝑚0 = 6°15′ ; (2.1.6) Направление винтовых стружечных канавок левое. 9) Определение шага винтовых стружечных канавок Шаг винтовых стружечных канавок равен: 𝑃𝑧 = 𝜋 ∙ 𝑑𝑚0 ∙ 𝑐𝑡𝑔𝜆𝑚0 = 𝜋 ∙ 102 ∙ 𝑐𝑡𝑔6°15′ = 2879 мм; (2.1.7) 10) Определение угла профиля стружечных канавок 37

Угол профиля стружечных канавок равен: 𝜃= 90° 90° + 16° = + 16° = 26°; 𝑍0 9 (2.1.8) Значение округлим до 25°. 11) Определение размеров профиля нарезки фрезы в нормальном сечении 12) 𝑚𝑛0 = 𝑚0 = 11 мм; (2.1.9) 𝑃𝑛0 = 𝑃0 = 34.558 мм; (2.1.10) 𝑆𝑛0 = 𝑆0 = 17.279 мм; (2.1.11) ℎ𝑛0 = ℎ0 = 27.5 мм; (2.1.12) 𝑟𝑛𝑎0 = 𝑟𝛼0 = 2.75 мм; (2.1.13) 𝑟𝑛𝑓0 = 𝑟𝑓0 = 3.3 мм; (2.1.14) Расчёт размеров профиля нарезки фрезы в осевом сечении 𝑃𝑛0 34.558 Осевой шаг нарезки фрезы 𝑃𝑥0 = Ход витков нарезки 𝑃𝑧0 = 𝑃𝑥0 ∙ 𝑛0 = 34.765 ∙ 1 = 34.765 мм; (2.1.16) 𝑐𝑜𝑠𝛾𝑚0 = 𝑐𝑜𝑠6°15′ = 34.765 мм; (2.1.15) Расчёт угловых параметров нарезки для архимедовой червячной фрезы: Расчётный профильный угол: 𝑐𝑡𝑔𝛼𝑥0 = 𝑐𝑡𝑔𝛼𝑥0 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝛾𝑚0 = 𝑐𝑡𝑔15° ∙ 𝑐𝑜𝑠6°15′ = 3.71; 𝛼𝑥0 = 15.085° = 15°5′ Угол профиля зубьев червячных фрез с винтовыми стружечными канавками: 𝑐𝑡𝑔𝛼0𝐿 = 𝑐𝑡𝑔𝛼𝑥0 + 13) 𝐾 ∙ 𝑍0 10 ∙ 9 = 𝑐𝑡𝑔15°5′ + = 3.679; 𝛼0𝐿 = 15.206° = 15°12′ ; 𝑃𝑧 2879 Определение угла установки фрезы на станке 𝜓 = 𝛽 − 𝛾𝑚0 = 18° − 6°15′ = 11°45′ ; 14) (2.1.17) Расчёт длины нарезки и общей длины фрезы Длина нарезки равна: 𝑙р = ℎ0 𝑐𝑡𝑔𝛼0 + 2𝑃𝑥0 = 27.5 ∙ 𝑐𝑡𝑔15° + 2 ∙ 34.765 = 172.16 мм; (2.1.18) 38

Выберем длину нарезки согласно таблице 2.1. 𝑙р = 180 мм; Общая длина фрезы равна 𝑙 = 𝑙р + 2𝑙1 = 180 + 2 ∙ 5 = 190 мм; (2.1.19) Возможность осевых перемещений фрезы 17.84 мм. 15) Выбор размеров шпоночного паза Выбор размеров производится в зависимости от принятого диаметра d = 50 мм посадочного отверстия из [5, табл. 6.1]. b = 12 мм (поле допуска Н11); с1 = 53.5 мм (поле допуска Н12); R = 1.5 мм. 16) Допустимые отклонения на основные размеры фрезы и шероховатость поверхностей Таблица с отклонениями представлена в приложении 2.2 17) Выбор материала для изготовления фрезы Материал для изготовления фрезы: Р6М5 с твердостью после термообработки HRC 64…67. 2.3 Фасонный резец 2.3.1 Исходные данные Материал детали – бронза. Направление вращения – левое. Суппорт передний. Тип резца – дисковый. Эскиз детали представлен на рис. 2. 39

Рис.2 2.3.2 Пример расчёта 1. Выбираем величину заднего угла α. Для дисковых резцов α принимают в пределах 10…12°. Примем α = 11°.0 2. Проверка выполняется на всех конических участках (за исключением фасок) по формуле: tg𝜑 = 𝑙 , где 𝑟𝑚𝑎𝑥 − 𝑟𝑚𝑖𝑛 (2.2.1) 𝑟𝑚𝑎𝑥 , 𝑟𝑚𝑖𝑛 - больший и меньший радиусы конического участка соответственно; tg𝜑 = 𝑙 10 10 = = = 0.909; 𝑟𝑚𝑎𝑥 − 𝑟𝑚𝑖𝑛 20 − 9 11 (2.2.2) 𝜑 = 42.271° = 42°; Вычислим нормальный задний угол tg𝛼𝑛 ≈ tg𝛼 ∙ sin𝜑𝑚𝑖𝑛 = tg11° ∙ sin42° = 0.131; 𝛼𝑛 ≈ 7° > 2° - увеличение угла α не требуется. 40

3. Выбираем передний угол γ в соответствии с табл.1 [5. с.4]. Примем γ = 5°. (2.2.3) 4. Наибольшая глубина профиля детали 𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝑑𝑚𝑎𝑥 − 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 11 мм; 2 (2.2.4) 5. Узловые точки профиля детали Координаты узловых точек детали представлены на рис. 3. Рис. 3 18 = 9 − базовая узловая точка; 2 40 𝑟1,2,4 = = 20; 2 30 𝑟3 = = 15 2 𝑟б = (2.2.5) (2.2.6) (2.2.7) 6. Габаритные и присоединительные размеры резца в соотв с табл.2.3 [5, с. 7] представлены в табл.2.4 Таблица 2.4 𝑡𝑚𝑎𝑥 до 11 𝐷𝑎 b 75 15 d (h8) 22 𝑑1 𝑑2 𝐷1 r 34 5 42 2 41

𝐷𝑎 = 37.5 мм − радиус резца; 2 𝑙1 = (0.25 … 0.5𝐿) = 10 мм; 𝑅𝑎 = 𝑙2 = 0.25𝑙 = 9,5 мм. (2.2.8) (2.2.9) (2.2.10) 7. Расчёт установочных и эксплуатационных параметров Смещение оси резца относительно линии центров станка: ℎ = 𝑅𝑎 ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛼 = 37.5 ∙ 𝑠𝑖𝑛11° ≈ 7,16 мм; (2.2.11) Смещение передней грани от оси резца 𝐻 = 𝑅𝑎 ∙ sin(𝛼 + 𝛾) = 37.5 ∙ 𝑠𝑖𝑛16° ≈ 10.34 мм. (2.2.12) 8. Расчёт глубины профиля резца от базовой линии для всех узловых точек - в плоскости передней грани ℎ𝑝𝑖 = 𝑟𝑖 ∙ cos(𝛾 − 𝛿𝑖 ) − 𝑟б , где 𝑐𝑜𝑠𝛾 𝑠𝑖𝑛𝛿𝑖 = 𝑟б ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛾 𝑟𝑖 𝑠𝑖𝑛𝛿1,2,4 = 𝑠𝑖𝑛𝛿3 = ℎ𝑝1,2,4 𝑟б ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛾 9 ∙ 𝑠𝑖𝑛5° = = 0,039 → 𝛿1,2,4 = 2,235 = 2°14′ 𝑟1,2,4 20 (2.2.13) (2.2.14) (2.2.15) 𝑟б ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛾 9 ∙ 𝑠𝑖𝑛5° = = 0,052 → 𝛿3 = 2,980 = 2°58′ 𝑟3 15 𝑟1,2,4 ∙ cos(𝛾 − 𝛿1,2,4 ) − 𝑟б 20 ∙ cos(5° − 2°14′ ) − 9 = = = 𝑐𝑜𝑠𝛾 𝑐𝑜𝑠5° (2.2.16) = 11,019 мм ℎ𝑝3 𝑟3 ∙ cos(𝛾 − 𝛿3 ) − 𝑟б 15 ∙ cos(5° − 2°58′ ) − 9 = = = 6,014 мм 𝑐𝑜𝑠𝛾 𝑐𝑜𝑠5° (2.2.17) -в профильной плоскости, нормальной к задней поверхности 2 ℎ𝑥𝑖 = 𝑅𝑎 − √𝑅𝑎2 + ℎ𝑝𝑖 − 2 ∙ 𝑅𝑎 ∙ ℎ𝑝𝑖 ∙ cos(𝛼 + 𝛾) (2.2.18) 42

(2.2.19) ℎ𝑥1,2,4 = 37,5 − √37,52 + 11,0192 − 2 ∙ 37,5 ∙ 11,019 ∙ cos(11° + 5°) = 10,421 мм ℎ𝑥3 = 37,5 − √37,52 + 6,0142 − 2 ∙ 37,5 ∙ 6,014 ∙ cos(11° + 5°) = (2.2.20) = 5,738 мм 9. Полученные результаты запишем в таблицу 2.5 Таблица 2.5 № узловой 𝑟𝑖 ℎ𝑖 = 𝑟𝑖 − 𝑟б ℎ𝑝𝑖 ℎ𝑥𝑖 1 20 11 11,019 10,421 2 20 11 11,019 10,421 3 15 6 6,014 5,738 4 20 11 11,019 10,421 точки 10. Далее необходимо вычислить отклонение Δf фактической формы конического участка детали (за исключением фасок) от теоретической в средней точке С этого участка, для этого выполнен расчёт следующих величин: - радиус точки С детали 𝑟𝑐 = 𝑟𝑚𝑎𝑥 + 𝑟𝑚𝑖𝑛 20 + 9 = = 14,5 2 2 (2.2.21) -теоретическая глубина профиля соответствующей ей точки СТ резца hхст в профильной плоскости по формулам п.8 𝑠𝑖𝑛𝛿ст = ℎ𝑝ст 9 ∙ 𝑠𝑖𝑛𝛾 = 0,054 → 𝛿ст = 3,095 = 3°6′ 14,5 14,5 ∙ cos(5° − 3°6′ ) − 9 = = 5,513 мм 𝑐𝑜𝑠5° ℎ𝑥ст = 37,5 − √37,52 + 5,5132 − 2 ∙ 37,5 ∙ 5,513 ∙ cos(11° + 5°) = = 5,264 мм (2.2.22) (2.2.23) (2.2.24) 43

-фактическая глубина профиля соответствующей ей точки Сф режущей кромки резца hхсф в профильной плоскости ℎ𝑥сф = ℎ𝑥𝑚𝑎𝑥 + ℎ𝑥𝑚𝑖𝑛 10,421 + 0 = = 5,211 2 2 (2.2.25) -отклонение профиля на коническом участке Δf = hхст- hхсф=5,2645,211=0,053 11) Расчёт корригированного радиуса в профильной плоскости резца для дугового участка детали -вычисление глубины дугового участка в профильной плоскости 𝑓𝑟 = ℎ𝑥Б − ℎ𝑥А = ℎ𝑥𝑚𝑎𝑥 − ℎ𝑥𝑚𝑖𝑛 = 4,683 (2.2.26) -расчёт корригированного радиуса 𝑙𝑟2 + 𝑓𝑟2 52 + 4,6832 𝑟𝑥 = = = 5,011 2 ∙ 𝑓𝑟 2 ∙ 4,683 (2.2.27) 12) Проектирование участка под отрезной резец Примем β= 15°, исходя из формы детали. Расчёт общей ширины резца L: L = 30 + 6 + 2 = 38 мм. Поднутрение или формирование ленточки на резце не требуется, так как участки с профильным углом φ = 0 отсутствуют. Резец в профильной плоскости и со стороны передней бабки представлен в приложении 2.1. 13) Выбор материалов резца Используем инструментальную быстрорежущую сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 [3, табл.4.5, стр.90-92], твердость которой после термообработки составит HRCэ = 63…65. 44

2.4 Комплект метчиков для нарезания резьбы 2.4.1 Исходные данные Вариант 11. Нарезаемая резьба М9-5H. Количество метчиков в комплекте - 2. Обрабатываемый материал – нержавеющая сталь. Номинальный наружный диаметр резьбы в гайке D– 9 мм. Шаг резьбы P– 1.25 2.4.2 Пример расчёта 1) Определение номинального внутреннего D1 и среднего D2 диаметров резьбы 𝐷1 = 𝐷 − 1,08253 ∙ 𝑃 = 9 − 1,08253 ∙ 1,25 = 7,647 мм; (2.3.1) 𝐷2 = 𝐷 − 0,64352 ∙ 𝑃 = 9 − 0,64352 ∙ 1,25 = 8,188 мм. (2.3.2) Примем номинальный наружный d1N и средний d1N диаметры резьбы метчика равными dN = D, d1N = D1, d2N = D2. 2) Выбор предельных отклонений резьбы гайки Выберем из [3] верхние ES и нижние EI предельные отклонения диаметров резьбы гайки от номинального Нижнее предельное отклонение наружного, внутреннего и среднего диаметров для метрических посадок скольжения H равны 𝐸𝐼𝐷 = 𝐸𝐼𝐷2 = 𝐸𝐼𝐷1 = 0 мкм; (2.3.3) Верхнее предельное отклонение среднего диаметра ESD2 = +125 мкм. Верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра ESD1 = +212 мкм. 3) Расчёт предельных размеров резьбы в гайке Максимальный и минимальный внутренние диаметры: 𝐷1𝑚𝑎𝑥 = 𝐷1 + 𝐸𝑆𝐷1 = 7,647 + 0,212 = 7,859 мм; 𝐷1𝑚𝑖𝑛 = 𝐷1 = 7,647 мм; (2.3.4) (2.3.5) 45

Максимальный и минимальный средние диаметры: 𝐷2𝑚𝑎𝑥 = 𝐷2 + 𝐸𝑆𝐷2 = 8,188 + 0,125 = 8,313 мм; (2.3.6) 𝐷2𝑚𝑖𝑛 = 𝐷2 = 8,188 мм; (2.3.7) Минимальный наружный диаметр: (2.3.8) 𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝐷 = 9 мм; 4) Определение класса точности метчика В соответствии с табл. 8 [6], метчик с полем допуска нарезаемой резьбы 5H относится к метчикам 1-го класса. 5) Выбор предельных отклонений наружного dN и среднего d2N диаметров резьбы чистового метчика, допуск на половину угла профиля α/2 и предельных отклонений шага резьбы TP/2 Выбор производится согласно ГОСТ 16925-93 [8]. Нижнее отклонение наружного диаметра чистового метчика eidN = +50 мкм; Нижнее и верхнее отклонения среднего диаметра чистового метчика: eid2N = +13 мкм; esd2N = +38 мкм; Допуск на половину угла профиля α/2 = ± 25´; Предельные отклонения шага резьбы TP/2 = ± 8 мкм. 6) Расчёт предельных размеров наружного dN и среднего d2N диаметров резьбы всех метчиков в комплекте, а также длину lр их режущей части Расчёт производится согласно табл. 9 [6]. Предельные диаметры наружного dN диаметра резьбы чистового метчика: 𝑑𝑁𝑚𝑎𝑥 = 𝑑𝑁 + 𝑒𝑠𝑑𝑁 = 9 мм; (2.3.9) 𝑑𝑁𝑚𝑖𝑛 = 𝑑𝑁 + 𝑒𝑖𝑑𝑁 = 9 + 0,05 = 9,05 мм; (2.3.10) Предельные диаметры среднего d2N диаметра резьбы чистового метчика: 𝑑2𝑁𝑚𝑎𝑥 = 𝑑2𝑁 + 𝑒𝑠𝑑2𝑁 = 8,188 + 0,038 = 8,226 мм; (2.3.12) 𝑑2𝑁𝑚𝑖𝑛 = 𝑑2𝑁 + 𝑒𝑖𝑑2𝑁 = 8,188 + 0,013 = 8,201 мм; (2.3.13) 46

Длина режущей части чистового метчика lр = 2∙P = 2 ∙ 1,25 = 2,5 мм; (2.3.14) Предельные диаметры наружного dN диаметра резьбы чернового метчика: (2.3.15) 𝑑′ = 𝑑 − 0,2 ∙ 𝑃 = 9 − 0,25 = 8,75 мм; 𝑁𝑚𝑎𝑥 𝑁 (2.3.16) 𝑇′𝑑𝑁 = 𝑇11 = 0,08 мм; Предельные диаметры среднего d2N диаметра резьбы чернового метчика: 𝑑′2𝑁𝑚𝑎𝑥 = 𝑑2𝑁 − 0,1 ∙ 𝑃 = 8,188 + 0,1 ∙ 1,25 = 8,063 мм; (2.3.17) 𝑇′𝑑2𝑁 = 0,039 ∙ √𝑃 + 𝑇6 = 0,039 ∙ √1,25 + 0,009 = 0,053 мм; (2.3.18) Длина режущей части чернового метчика: l’р = 6∙P = 6 ∙ 1,25 = 7,5 мм; Наибольший внутренний диаметр для всех метчиков в комплекте одинаков и равен: 𝑑1𝑁𝑚𝑎𝑥 = 𝑑1𝑁 − 0,055𝑃 = 7,647 − 0,055 ∙ 1,25 = 6,96 мм; (2.3.19) 7) Расчёт диаметра dТ метчиков по переднему торцу (2.3.20) 𝑑Т = 𝐷1 − (0,1 … 0,35) = 7,5 мм; 8) Определение углов φ режущей части всех метчиков в комплекте Для чистового метчика: 𝑡𝑔𝜑 = 𝑑𝑁 − 𝑑Т 9 − 7,5 = = 0,3 → 𝜑 = 17,699 ≈ 18° 2 ∙ 𝑙р 2 ∙ 2,5 (2.3.21) Для чернового метчика: 𝑡𝑔𝜑 = 𝑑𝑁 − 𝑑Т 9 − 7,5 = = 0,1 → 𝜑 = 5,711 ≈ 6° 2 ∙ 𝑙р 2 ∙ 7,5 (2.3.22) 9) Выбор переднего γ и заднего α углов Выбор переднего γ и заднего α углов производится в зависимости от обрабатываемого материала по табл. 10 [6]. Так как обрабатываемым материалом является нержавеющая сталь, примем γ = 5°, α= 5°. 10) Выбор числа зубьев z метчика. По ГОСТ 3266-81 для резьб с dN ≤ 17 мм z = 3 47

11) Определение падения затылка K по вершинам витков режущей части 𝐾= 𝜋 ∙ 𝑑𝑁 ∙ 𝑡𝑔𝛼 𝜋 ∙ 9 ∙ 𝑡𝑔5° = = 0,825 ≈ 0,8 𝑧 3 (2.3.23) Для всех метчиков комплекта принимается одно и тоже K Для шлифованных метчиков (1-го и 2-го классов точности) затылование производится и по профилю резьбы (по наружному диаметру обычно не затылуют. Затылование по профилю K1 назначают по ГОСТ 3449-84 в зависимости от dN (табл. 11, [6]). Примем K1 = 0,03 мм. 12) Габаритные размеры метчиков, форма и размеры конструктивных элементов Размеры комплекта метчиков и их конструктивных элементов согласно ГОСТ 3266-81, размеры центровых отверстий согласно ГОСТ 14034-74. 13) Материал метчика Материал режущей части – Р6М5 по ГОСТ 12265-73. Твердость HRCЭ=63-64 2.5 Выводы по проектированию режущего инструмента В ходе работы были спроектированы червячная фреза, дисковый фасонный резец и комплект метчиков. Чертежи червячной фрезы, дискового, фасонного резца и метчика представлены в приложения 2.3, 2.4, 2.5 соответственно. 3 Автоматизация производственных процессов 3.1 Техническое задание 1. Чертёж детали «Колпачок» представлен в приложении 3.1 2. Оборудование: универсальный токарно-винторезный станок 16Б16 48

3.2 Расчет времени обработки заготовки 3.1.3 Обработка при продольной подаче Маршрут движения резца при обработке заготовки продольной подачей представлен в приложении 3.2 Маршрут резца по точкам: 0→1 холостой ход 1→2 холостой ход 2→3 рабочий ход (осевое перемещение) 3→4 рабочий ход (радиальное перемещение) 4→5 холостой ход 5→0 холостой ход Скорость движения инструмента при холостом ходе: м мм 𝑉𝑥𝑥 = 6 = 6000 мин мин (3.1) Длина холостого хода: 𝑆𝑥𝑥 = 𝑆01 + 𝑆12 + 𝑆45 = 5 + 4 + 4 + 7 = 20 мм (3.2) Время холостого хода: 𝑡𝑥𝑥 = 𝑆𝑥𝑥 20 = = 0,003 мин 𝑉𝑥𝑥 6000 Время рабочего хода: 𝑡р𝑥 = 𝐿 𝑛∙𝑆 ,с (3.3) (3.4) где: L – длина рабочего хода, мм, n – частота вращения шпинделя, об/мин, s – подача, мм/об. Длина рабочего хода: 𝐿 = 𝑆23 + 𝑆34 = 3 + 1 = 4 мм 𝑡р𝑥 = 𝐿 4 = = 0.016 мин 𝑛 ∙ 𝑆 850 ∙ 0,3 (3.5) (3.6) Время цикла рассчитывается по формуле 𝑇 = 𝑡р𝑥 + 𝑡𝑥𝑥 = 0.003 + 0.016 = 0.019мин (3.7) 49

Расчет производительности при продольном перемещении инструмента: 𝑄ст = 1 1 = = 52 шт/мин 𝑇 0,019 𝑄ст = 1,25 ∙ 𝑄ст = 1,25 ∙ 52 = 65 шт/мин (3.8) (3.9) 3.2.3 Обработка при поперечной подаче Маршрут движения резца при обработке заготовки поперечной подачей представлен в приложении 3.3 Маршрут резца по точкам: 0 — 1 Холостой ход, 1 — 2 Рабочий ход, 2 — 3 Рабочий ход, 3 — 4 Холостой ход. Для реализации данной схемы точения используем прорезной резец ГОСТ 18874-73 с шириной режущей части a = 3 мм. Эскиз данного резца представлен в приложении 3.4. Параметры резца: Обозначение: 2120-0503; Cечение резца HxB: 8x8; Общая длина резца L: 50 мм Вылет резца l: 8мм Ширина режущей кромки резца a; 3мм. Все данные взяты из [5, табл 1, строка 2]. Скорость движения инструмента при холостом ходе примем: м мм 𝑉𝑥𝑥 = 6 = 6000 (3.10) мин мин (3.11) Длина холостого хода 𝑆𝑥𝑥 = 𝑆01 + 𝑆34 = 4 + 4 = 8 мм Время холостого хода: 𝑡𝑥𝑥 = 𝑆𝑥𝑥 𝑉𝑥𝑥 = 8 6000 = 0,0013 мин (3.12) 50

Время рабочего хода рассчитывается аналогично п. 3.1. 𝐿 , мин 𝑛∙𝑆 𝐿 1 = = = 0.008 𝑛 ∙ 𝑆 420 ∙ 0,3 𝑡р𝑥 = 𝑡р𝑥 (3.13) (3.14) Время цикла рассчитывается по формуле 𝑇 = 𝑡р𝑥 + 𝑡𝑥𝑥 = 0.0013 + 0.008 = 0.0093 мин (3.15) Расчет производительности при продольном перемещении инструмента: 𝑄ст = 1 1 = = 107.5 шт/мин 𝑇 0,0093 𝑄ст = 1,25 ∙ 𝑄ст = 1,25 ∙ 107,5 = 134,4 шт/мин (3.16) (3.17) Примем производительность при продольном перемещении равную 134 шт/мин. 3.3 Расчет уровня автоматизации операции (перехода) Из приведенных расчетов видно, что наиболее производительный способ обработки заготовки – поперечное точение. Оно обеспечивает в 2 раза большую производительность труда, поэтому при дальнейшем проектировании будем принимать расчеты пункта 3.2 как окончательные. Определим штучно-калькуляционное время: 𝑇ш = 𝑇 + 𝑡в (3.18) где 𝑡в − вспомогательное время, определённое по справочнику нормировщика и равное 𝑡в = 1,421 мин (3.19) 𝑇ш = 𝑇 + 𝑡в = 0,0093 + 1,421 = 1,4303 мин (3.20) Тогда: Степень автоматизации данной операции определяется по формуле: 𝑎т = 𝑇 0.0093 = = 0.0065 𝑇ш 1.4303 (3.21) 51

3.4 Выбор загрузочного устройства 3.4.1 Бункерное загрузочное устройство со змейковым транспортёром Данное ЗУ взято из патента RU 31750 U1 и представлено на рис. 4. Бункерное загрузочное устройство содержит корпус 1, змейковый транспортёр 2, эксцентриковый вал 3, шатун 4, планку направляющую 5, отсекатель заготовок 6, неподвижную ось 7. Рис. 4 Бункерное загрузочное устройство Работа бункерного загрузочного устройства заключается в следующем. В корпус бункера 1 слоями укладываются заготовки 11. При вращении эксцентрикового вала 3 кривошипно-шатунного механизма корпус бункера 1 через шатун 4 и ось 13 получает колебательные движения относительно 52

неподвижной оси 7, при этом заготовки нижнего слоя сталкиваются кромками корпуса бункера 14 в щель 8 змейкового транспортёра 2. Заготовки 11, проходя через змейковый транспортер попадают в направляющую планку 5. Нижняя заготовка, находящаяся в транспортере, отсекается и выталкивается отсекателем 6 в рабочую зону 12 между накатными сектором 9 и роликом 10. (+): 1) Отсутствие заклинивания заготовок; 2) Низкий уровень шума; 3) Возможность переналадки (-): 1) Стоимость оборудования. 2) Большие габариты 3.4.2 Дисковый фрикционный механизм Данное ЗУ взято из патента SU 1 521 555 A2 и представлено на рис. 5. Рис. 5 Дисковый фрикционный магазин Данное устройство содержит корпус 1, на котором закреплён ориентирующий диск, состоящий из двух концентричных частей: внутренней и 53

наружной. По касательной к диску установлен приёмный лоток 7. На верхнем ободе шарнирно закреплен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости отсекатель в виде двуплечего рычага 9, на одном плече которого установлен ролик 10, взаимодействующий с кулачком 12, соосно расположенным на внутренней части 4 ориентирующего диска, а на другом – регулируемы Г-образный упор со скосом. Детали, поступая на вращающийся ориентирующий диск, за счёт сил трения и разности угловых скоростей внутренней 4 и наружной 5 частей диска занимают определенное положения, проходят под заслонкой и с помощью Г-образного упора занимают ориентированное положение в зоне входа в приёмный лоток 7. (+): 1) Повышенная надёжность 2) Ремонтопригодность 3) Возможность регулирования производительности (-): 1) Сложность конструкции; 2) Наличие редуктора; 3) Заклинивание диска при задержке заготовок в момент их выпадания в приёмник; 4) Необходимость наличия предохранительной муфты во время заклинивания; 5) Ограниченные технологические возможности; 6) Повышенная шумность 3.4.3 Дисковый карманчиковый механизм Схема данного устройства представлена на рис. 6. В дисковом карманчиковом механизме заготовки ориентируются в два этапа. При этом устройства как для первичной, так и для вторичной ориентации расположены внутри бункера. Первичная ориентация заготовок осуществляется карманами (вырезами), расположенными по хорде вращающегося диска, а вторичная ориентация— карманами на нижней торцовой поверхности этого диска. Заготовки, засыпанные в бункер, западают в вырезы 7 диска (первичная 54

ориентация) - и при вращении диска перемещаются в верхнюю часть бункера, скользя по буртику кольца 5 (торцовому кулачку). Кольцо 5 закреплено в основании 4 бункера. Рис. 6 Схема дискового карманчикового механизма В верхней части бункера, вследствие того, что центр тяжести смещен, заготовка опрокидывается в один из внутренних карманов 8 или 9 диска 2 в необходимом для обработки положении (вторичная ориентация). Для того чтобы заготовка могла поворачиваться, в стенке бункера сделан вырез. При следующем обороте диска ориентированная заготовка через вырез в основании бункера выкатывается в накопитель 6 (см. вид В), из которого и поступает в питатель. Для лучшего заполнения вырезов на поверхности диска установлены лопасти (ворошители) 3. (+): 1) Количество захватов; 2) Высокая производительность; (-): 1) Невозможность переналадки. 2) Стоимость оборудования 55

3.4.4 Вибробункер Схема вибрационного бункера представлена на рис. 7. Бункерная часть вибрационного загрузочного устройства выполнена в виде цилиндрической чаши, на внутренней поверхности которого имеется спиральный лоток. Дно чаши при этом закреплено на цилиндрических наклонных стержнях или на рессорах. В центре дна закреплен якорь электромагнита, установленного на массивном основании. Величина зазора между якорем и электромагнитом влияет на скорость перемещения заготовок по лотку. В качестве амортизаторов в вибрационных загрузочных устройствах используют резиновые ножки небольшой жесткости или амортизаторы, состоящие из нескольких винтовых пружин. Использование таких амортизаторов обеспечивает более низкую частоту собственных колебаний по сравнению с частотой возмущающих сил. Привод вибробункера закрывают кожухом. Рис. 7. Схема вибрационного бункера (+): 1) Регулируемая производительность; 2) Отсутствие ограничений по форме, массе и хрупкости заготовок; 56

3) Возможность быстрой переналадки при небольших затратах; 4) Бесступенчатое регулирование скорости перемещения по лотку; (-) 1) Невозможность установки на станке; 2) Низкое число захватных органов (до 6 шт); 3.4.5 Загрузочное устройство с крючковым механизмом Бункерное загрузочное устройство с крючковым механизмом и лотком выдачи деталей отличающееся тем, что, с целью поштучной выдачи деталей оно снабжено подпружиненными направляющими пластинами, закрепленными на входной части лотка выдачи деталей, причем сам лоток расположен между полюсными наконечниками электромагнита, а крючковый захватный механизм установлен эксцентрично относительно бункера. (+): 1) Надёжность; 2) Работает с разными типами деталей; 3) Возможность переналадки; (-): 1) Сложность конструкции; 2) Наличие нетехнологичных элементов; 3) Сложность производства и монтажа. 3.5 Сводная таблица результатов Сравнение производится на основе таблицы 1 в приложении 2.5. По результатам таблицы и на основе требуемых габаритов был выбран дисковый карманчиковый механизм 3.6 Расчёт конструктивных параметров загрузочного устройства 3.6.1 Расчёт объёма накопителя Определим объем накопителя по формуле 𝑉н = 𝑉з ∙ 𝑇 ∙ 𝑄3 𝐾𝑣 (3.22) где T - время автоматической работы станка, T=30 мин 𝐾𝑣 - коэффициент объёмного заполнения, 𝐾𝑣 = 0,5 𝑄3 - производительность загрузочного устройства, 𝑄3 = 134 шт/мин 57

𝑉з - объём заготовки, мм3 Определим объём заготовки по формуле: 𝜋 ∙ 𝑑2 𝜋 ∙ 162 𝑉з = 𝑙= 24 = 4825 мм3 4 4 4825 ∙ 30 ∙ 134 𝑉н = = 38793000 мм3 0.5 (3.23) (3.24) 3.6.2 Расчёт ёмкости накопителя Ёмкость накопителя определяется по формуле: 𝑊з = 𝑄ст ∙ 𝑇 ∙ 𝑊𝑚𝑖𝑛 , (3.25) где, 𝑊𝑚𝑖𝑛 , − наименьшее необходимое для нормальной работы число заготовок в ЗУ, 𝑊𝑚𝑖𝑛 = (0,15 − 0,3) 𝑊з 𝑊з = (3.26) 𝑊з = 𝑄ст ∙ 𝑇 ∙ 0,2𝑊з , (3.27) 0,8𝑊з = 𝑄ст ∙ 𝑇 (3.28) 𝑄ст ∙ 𝑇 107 ∙ 30 = = 4012 шт 0.8 0.8 (3.29) Масса заготовки рассчитывается по формуле: 𝑀з = 𝑉з ∙ 𝜌з (3.30) где 𝜌з = 7,83 г/см3 – плотность материала заготовки Сталь45. 𝑀з = 𝑉з ∙ 𝜌з (3.31) 𝑀з = 4,83 ∙ 7,83 = 38 г Общая масса заготовок в накопителе рассчитывается по формуле: 𝑀зо = 𝑀з ∙ 𝑊з = 38 ∙ 4012 = 152456 г = 153 кг (3.32) Спроектируем общий вид накопителя загрузочного устройства: Его объем складывается из элементарных тел вращения. Зная общий объем накопителя – можно найти его общую высоту, считая, что весь накопитель цилиндрический. 𝑉н = 𝜋∙𝑑 2 4 ℎ, (3.33) Где d – диаметр цилиндрической части. Примем d=550 мм 58

ℎ= 4 ∙ 𝑉н 4 ∙ 38793000 = = 165 мм 𝑑2 ∙ π 5502 ∙ π (3.34) Примем высоту накопителя равную 165 мм. Обший вид накопителя представлен на рис. 8. Рис 8 – общий вид накопителя. 3.6.3 Расчёт ширины лотка загрузочного устройства На рисунке 9 представлена расчетная схема для нахождения ширины лотка. Рис 9 – расчетная схема для нахождения ширины лотка Ширину лотка найдём по формуле 𝐵= √𝑑2 + 𝑙 2 √1 + μ (3.35) 59

где l = 24 мм – длина заготовки d = 16 мм – диаметр заготовки μ = 0,2 – коэф-т трения Получаем: 𝐵= √162 + 242 √1 + 0,2 = 26,33 (3.36) Примем ширину лотка равную B=27 мм 3.6.4 Выбор отсекателя Отсекатель – механизм, регулирующий число заготовок, поступающих из механизма в питатель. Заготовки из магазина поступают к питателю непрерывным потоком. В конце магазина движение заготовок прерывается отсекателем, который отделяет их от общего потока по одной или несколько заготовок и передает их в питатель. Отсекающие механизмы по характеру совершаемого движения отсекающих звеньев подразделяют на четыре типа: с возвратно-поступательным движением; с колебательным движением; с вращательным движением; со сложным движением. Отсекатели с возвратно-поступательным движением являются наиболее простыми по конструкции, и их функции нередко выполняет инструмент или питатель. Способ отсекания заготовок питателем приведен на рис. 10. Верхняя площадка питателя 1 выполняет функции отсекателя, перекрывая канал магазина при подаче заготовок в рабочую позицию. 60

Рис.10 Отсекатель с возвратно-поступательным движением Отсекатель с вращательным движением отсекающих звеньев представлен на рис. 11. Рис.11 Отсекатель с вращательным движением Барабанные отсекатели (рис. 12) представляют собой диски или барабаны 1 с вырезами для подаваемых заготовок. Диск или барабан вращаются от специального механизма (чаще храпового). При повороте такого диска или барабана на некоторый угол заготовка, запавшая из магазина 2 в вырез, отделяется от остальных заготовок и передается в питатель, в то время как остальные заготовки удерживаются в магазине. Рис. 12 Барабанный отсекатель 61

В штифтовом механизме поштучной выдачи, показанном на рис. 13, отсекатели 3 заходят в отверстие магазина 1 и шарнирно связаны с качающейся на оси планкой 4. Планка 4 получает перемещение от подвижной части питателя или исполнительного органа станка. В зависимости от направления ее поворота один из отсекателей входит в отверстие магазина, в то время как другой отсекатель выходит из магазина Рис. 13 Штифтовый отсекатель Сравнительная характеристика отсекателей представлена в таблице 3.1. Таблица 3.1 № Критерии Отсекатель с Отсекатель с Барабанный Штифтовой п/ возвратнопо вращательны отсекатель отделитель п ступательны м движением простого м действия движением 1 Простота + + - - + - - - 50-80 100-120 До 150 100-120 + - - - конструкции 2 Простота обслуживания 3 Производительность (шт/мин) 4 Ремонтопригодность 62

5 Технологичность + + + - конструкции 6 Компактность + + - + 7 Наличие - - + + оригинальных деталей Исходя из представленных в таблице характеристик, можно сделать вывод, что для данной операции (точить ступень вала) наилучшим образом подойдет отсекатель с возвратно-поступательным движением. 3.6.5 Выбор пневмоцилиндра Во многих загрузочных устройствах применяются пневмоцилиндры, всвязи с простотой конструкции и дешевизной производства. Так же немаловажным фактором является надежность работы, безопасность эксплуатации и высокая скорость срабатывания. Рабочим элементом цилиндра является сжатый под давлением воздух. Пневматические приводы состоят из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и воздухопроводов. В качестве двигателя применяются цилиндр с поршнем. Для проектируемого загрузочного устройства выбираем стационарный пневматический привод с поршневым двигателем двустороннего действия. Для удобства монтажа выбираем цилиндр на лапах ГОСТ 15608-81. В данной конструкции для обеспечения работы питателя будет использован пневмоцилиндр 2011–50×160 ГОСТ 15608-81 Рис 14 - Пневмоцилиндр 2011–50×200 ГОСТ 15608-81 63

Параметры пневмоцилиндра: - диаметр цилиндра: 𝐷 = 50 мм; - диаметр штока: 𝑑 = 12 мм; - наибольший ход поршня: 𝐿 = 200 мм. 3.8 Построение циклограммы процесса обработки Циклограмма представлена в приложении 3.6. 3.9 Выводы В ходе работы было спроектировано загрузочное устройство для деталей типа Колпачок. Чертёж устройства представлен в приложении 3.7. 64

Библиография 1. Технология машиностроения: в 3-х к. / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др. ред. С.Л. Мурашкин. – Москва: Высшая школа, 2003 – 2008 г. 2. Справочник технолога машиностроителя: в 2-х т. / В.Б. Борисов, Е.И. Борисов, В.Н., Васильев и др. ред. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. – Москва: Машиностроение, 1986. –2 т. 3. Справочник нормировщика-машиностроителя: в 4-х т. / Л.М. Винник, Р.Я. Гринберг, Я.А. Каминский и др.; ред. Е.И. Стружестрах. – Москва: Машгиз, 1961. Т.4: Техническое нормирование станочных работ. – 1961. – 893 с. 4. ГОСТ Р 53442-2015 Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Установление геометрических допусков. Допуски формы, ориентации, месторасположения и биения 5. Справочник инструментальщика / Под ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение, 1987. 846 с. 6. Режущие инструменты. Учебное пособие. В.Ф.Истомин, Ю.М. Панкратов. Санкт-Петербург. 1993 7. ГОСТ 16093-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором 8. ГОСТ 16925-71 Метчики. Допуски на резьбу 9. ГОСТ 3266-81. Метчики машинно-ручные. Конструкция и размеры. 10. Малов А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков. Изд. 2-е перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1972, 400 с. 11. Камышный Н.И. Автоматизация загрузки станков. М., «Машиностроение», 1977. 288 с. с ил. 65

Приложения 66

*Приложение 1.1. Модель заготовки На рис. 1 представлена трёхмерная модель штампованной заготовки. Рис.1 Штампованная заготовка Приложение 1.2. Обработка поверхности Ø49H7+0,025 Рис. 2

Таблица 1 – Маршрут изготовления поверхности Ø49H7+0,025 № п/п 005 Наименование операции Заготовительная Содержание операции Оборудование Штамповать заготовку Пресс кривошипный в открытом штампе горячештамповочный КД8040 Контролировать 010 Контрольная размеры и Калибры-пробки, профилометр шероховатость Абрис ПМ7 поковки Править заготовки, 015 Правильная вышедшие из поля допуска Пресс кривошипный горячештамповочный КД8040 Закалка 860 °С в 020 Термическая воздух, отпуск 550 °С Печь СНО 15/12 в воздух 025 Дробеструйная 030 Точильно-шлифовальная Очистить поверхности Дробеструйная камера заготовки от окалины ДКБ3110 Снять дефектный слой Контролировать 035 Контрольная твердость, механические свойства Точильно-шлифовальный станок 3Б634 Твердомер ТШ-2М, испытательная машина ГРМ-1 Фрезеровать торцы 1 и 040 Фрезерная 2 начисто по IT10 с Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Ra 3.2 Фрезеровать торцы 3 и 045 Фрезерная 4 начисто по IT10 с Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Ra 3.2 Фрезеровать торцы 5 и 050 Фрезерная 6 начисто по IT10 с Ra 3.2 Горизонтально—фрезерный станок 6Р81

Сверлить отверстие 7 Сверлильная 055 Ø40 Вертикально—сверлильный станок 2А135 IT12 с Ra 6,3 Сверлить отверстие 7 Сверлильная 060 Ø46 Вертикально—сверлильный станок 2А135 IT12 с Ra 6,3 Зенкеровать отверстие Сверлильная 065 7 начисто Вертикально—сверлильный станок 2А135 IT10 с Ra 3,2 Зенкеровать отверстие Сверлильная 070 7 начисто Вертикально—сверлильный станок 2А135 IT8 с Ra 1,6 Развернуть отверстие 7 Сверлильная 075 точно Вертикально—сверлильный станок 2А135 IT7 с Ra 0,8 Зенковать отверстие 7 Сверлильная 080 0,5х45° Вертикально—сверлильный станок 2А135 Приложение 1.3 Маршрут изготовления детали в целом Таблица 2 Маршрут изготовления детали «Шатун прицепной» № операции 005 Наименование и краткое содержание операции Заготовительная Пресс кривошипный Штамповать заготовку в открытом штампе горячештамповочный КД8040 Контрольная 010 Контролировать размеры и шероховатость поковки Правильная 015 Править заготовки, вышедшие из поля допуска 020 Оборудование Термическая Калибры-пробки, профилометр Абрис ПМ7 Пресс кривошипный горячештамповочный КД8040 Печь СНО 15/12

Закалка 860 °С в воздух, отпуск 550 °С в воздух 025 030 Дробеструйная Очистить поверхности заготовки от окалины Точильно-шлифовальная Точильно-шлифовальный станок Снять дефектный слой 3Б634 Контрольная 035 Дробеструйная камера ДКБ3110 Контролировать твердость, механические свойства Твердомер ТШ-2М, испытательная машина ГРМ-1 Фрезерная 040 Фрезеровать торцы 1 и 2 начисто по IT10 с Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Ra 3.2 Фрезерная 045 Фрезеровать торцы 3 и 4 начисто по IT10 с Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Ra 3.2 Фрезерная 050 Фрезеровать торцы 5 и 6 начисто по IT10 с Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Ra 3.2 Сверлильная 055 Сверлить отверстие 7 Ø46 и 8 Ø40 Вертикально—сверлильный станок 2А150 IT12 с Ra 6,3 Сверлильная 060 Сверлить отверстие 8 Ø52 Вертикально—сверлильный станок 2А150 IT12 с Ra 6,3 065 Сверлильная Вертикально—сверлильный Зенкеровать начисто отверстие 7 Ø47,3 станок 2А150 IT10 с Ra 3,2 070 Сверлильная Вертикально—сверлильный Зенкеровать начисто отверстие 8 Ø53,3 станок 2А150 IT10 с Ra 3,2

075 Сверлильная Вертикально—сверлильный Зенкеровать начисто отверстие 7 Ø48,6 станок 2А150 IT8 с Ra 1,6 080 Сверлильная Зенкеровать начисто отверстие 8 Ø54,6 Вертикально—сверлильный станок 2А150 IT8 с Ra 1,6 085 Сверлильная Развернуть точно отверстие 7 Ø49H7 Вертикально—сверлильный станок 2А150 IT7 с Ra 0,8 090 Сверлильная Развернуть точно отверстие 8 Ø55H7 Вертикально—сверлильный станок 2А150 IT7 с Ra 0,8 095 Сверлильная Зенковать фаску 9 0.5х45° 100 Сверлильная Зенковать фаску 10 0.5х45° 105 Сверлильная Зенковать фаску 11 0.5х45° 110 Сверлильная Зенковать фаску 12 0.5х45° 115 Сверлильная Зенковать фаску 13 0.5х45° 120 Сверлильная Зенковать фаску 14 0.5х45° 125 Фрезерная Фрезеровать паз 15 9h14 130 Сверлильная Сверлить отверстия 7,8H14 17,18 135 Сверлильная Сверлить отверстия 7,8H14 16,19 140 Сверлильная Зенковать отверстия 7,8H14 21,22 145 Сверлильная Вертикально—сверлильный станок 2А150 Вертикально—сверлильный станок 2А150 Вертикально—сверлильный станок 2А150 Вертикально—сверлильный станок 2А150 Вертикально—фрезерный станок 6Р12 Вертикально—фрезерный станок 6Р12 Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 Вертикально—сверлильный станок 2А125 Радиально-сверлильный станок 2А35 Вертикально—сверлильный станок 2А125 Радиально-сверлильный станок 2А35

Зенковать отверстия 7,8H14 20,23 150 Слесарная Обработать радиуса и фаски в пазу Полировальная машинка ЗУБР кривошипной головки, припилить стенку паза, притупить кромки снять заусенцы, обеспечить плавные переходы радиусов 155 Магнитная дефектоскопия Контроль наличия трещин Моечная Моечная машина Приёмочный контроль Стол контролёра 160 165 Горизонтальный магнитный дефектоскоп Приложение 1.4 Список оборудования Перечень станков, необходимых для механической обработки: Горизонтально—фрезерный станок 6Р81 – для обработки торцов шатуна прицепного и фрезерования паза Вертикально—сверлильный станок 2А150 – для обработки основных отверстий в головках и сверления двух отверстий для подвода масла под углом 20° Вертикально – фрезерный станок 6Р12 – для создания фасок под углом 8° Вертикально-сверлильный станок 2А125 - для сверления и зенкования отверстий для под углом 20° Радиально-сверлильный станок 2А35 – для сверления и зенкования отверстий для под углом 60° Перечень инструмента, необходимого для механической обработки: 2240–0562 Фреза дисковая ГОСТ 28527-90 4 шт Ø 200 z = 26 Р6М5– для фрезерования торцов 2240–0562 Фреза фасонная ГОСТ 28527-90 2 шт Ø 200 z = 26 Р6М5– для фрезерования торцов, выдерживая угол 8° 2301-3617 Сверло спиральное Ø 18 ГОСТ 10903-77 Р6М5- первичный инструмент для обработки основных отверстий

2301-3708 Сверло спиральное Ø 40 ГОСТ 10903-77 Р6М5 2301-3725 Сверло спиральное Ø 46 ГОСТ 10903-77 Р6М5 2301-3738 Сверло спиральное Ø 52 ГОСТ 10903-77 Р6М5 2320-2626 Зенкер цельный Ø 47.3 ГОСТ 12489-71 Р6М5 2320-2635 Зенкер цельный Ø 53.3 ГОСТ 12489-71 Р6М5 2320-2628 Зенкер цельный Ø 48.6 ГОСТ 12489-71 Р6М5 2320-2635 Зенкер цельный Ø 54.6 ГОСТ 12489-71 Р6М5 2363-0702 Развертка цельная Ø 49 ГОСТ 1672-80 Р6М5 2320-2641 Развёртка цилиндрическая Ø 55, ГОСТ 1523-81 Р6М5 2353-0128 Зенковка коническая Ø 80 ГОСТ 14953-80 6 шт Р6М5 – конечный инструмент для обработки основных отверстий 2250-0113 Фреза дисковая пазовая Ø 100 ГОСТ 3964-69 Р6М5 – для фрезерования паза 2301-3567 Сверло спиральное Ø 7,8 ГОСТ 10903-77 2 шт Р6М5 – для сверления 4-х отверстий для подвода масла Необходимый вспомогательный инструмент представлен ниже: 396131 7200-0201 Тиски с плоскими губками и пневматическим зажимом ГОСТ 16518-96 3шт 7033-0039 Призма опорная ГОСТ 12195-66 6шт 396131 7200-0205 Тиски с призматическими губками и пневматическим зажимом ГОСТ 16518-96 6 шт, 7034-0261 Опора постоянная Ø 5 18 шт ГОСТ 13440-68 7843-0035 Кернер ГОСТ 7213-72 7051-0120 Кондукторные втулки Ø 20 2 шт. ГОСТ 18429-73 7051-0153 Кондукторные втулки Ø 44 2 шт. ГОСТ 18429-73 7051-0157 Кондукторная втулка Ø 50 3 шт. ГОСТ 18429-73, 7051-0162 Кондукторная втулка Ø 56 3 шт.ГОСТ 18429-73 7034-0261 Опора постоянная Ø 5 27 шт ГОСТ 13440-68, 7034-0451 Пластина опорная 18 шт ГОСТ 4743-68, 7030-0932 Палец установочный

срезанный 7 шт. ГОСТ 12210-66, 7030-0912 Палец установочный цилиндрический 7 шт. ГОСТ 12209-66 7080-0240 Угольник станочный ГОСТ 12951-67 Специальное приспособление с делительным диском 7051-1185 Кондукторная втулка Ø 9 3 шт. ГОСТ 18430-73 Используемые измерительные инструменты представлены ниже: 8113-0135 Калибр-скоба ГОСТ 18360-93 для измерения размера 44−0,1 −0,2 мм Штангенциркуль ШЦ-II-500-0,05 ГОСТ 166-89 для измерения размера +1,4 59−0,04 мм, 50+1,4 −0,8 , 42−0,8 Калибр-пробка специальный для измерения размера Ø49H7+0,025 8136-0002 Калибр-пробка с насадкой ГОСТ 14815-69 для измерения Ø55H7+0,03 мм Калибр комплексный для контроля расположения и размера отверстий Ø7,8H14+0,036 мм. Калибр пазовый специальный 8154-0224 для измерения симметричности паза и размера 9H14+0,36 мм Угломер типа 3-10 ГОСТ 5378-88 для контроля 8° Профилометр Сейтроник ПШ8-1 для контроля шероховатости Фаскомер INSIZE 1180-6 для контроля фасок Радиусный шаблон для контроля радиусов Твердомер ТБ 8…450 HB ГОСТ 23677-79 для контроля твердости заготовки.

Приложение 1.5 Маршрутные карты

Приложение 1.6 Операционные карты

Приложение 1.7 Карты эскизов

Приложение 1.9 Карта расчёта припусков Технологический маршрут обработки детали Сверлени е Табл. 4. Карта расчетов припусков РасПринятые ПолученчетДоп (округленные ные преЭлементы ный Расче уск ) размеры по дельные припуска, ном тный на переходам, припуски, макси мкм иизгомм мкм -мальналь товл ный -ный еразприние мер, 𝑑𝑚𝑎𝑥 𝑑𝑚𝑖𝑛 2𝑧𝑚𝑎𝑥 2𝑧𝑚𝑖𝑛 𝑇 𝑇𝑑, Rz ρi-1 εi пуск мм деф 2𝑧, мкм мкм 80 Чистовое Зенкеро- 30 вание Чистовое Зенкеро- 20 вание Точное разверты- 5 вание 50 300 - - 46,12 5 250 46,125 45,87 5 - - 40 100 0 860 47,35 100 47,35 46,35 1300 860 30 50 0 340 48,61 95 39 48,62 48,23 1300 340 10 25 0 80 49,25 25 49,25 49,0 80 400 Приложение 1.10 Табличные режимы резания Таблица 5 Режимы резания № п/п Наименование операции t, мм s, мм/об V, м/мин n, об/мин 78,5 125 78,5 125 78,5 125 36,9 37,6 34,9 785 300 278 Горизонтально-фрезерная: 040 1. Фрезерование 045 1. Фрезерование 050 1. Фрезерование 055 1. Сверление 2. Сверление 3. Сверление 060 3,4 0,15 Горизонтально-фрезерная: 3,4 0,15 Горизонтально-фрезерная: 3,4 0,15 Вертикально - сверлильная: 9 0,2 20 0,3 23 0,35 Вертикально - сверлильная:

1. Сверление 065 070 075 080 085 090 095 100 105 26 0,4 Вертикально - сверлильная: 1. Зенкерование (чистовое) 1,3 0,8 Вертикально - сверлильная: 1. Зенкерование (чистовое) 1,3 0,85 Вертикально - сверлильная: 21,6 132 14,6 93 14 90 1. Зенкерование (чистовое) 1,3 0,8 Вертикально - сверлильная: 1. Зенкерование (чистовое) 1,3 0,8 Вертикально - сверлильная: 1. Развертывание (точное) 0,2 1 Вертикально - сверлильная: 14,6 93 14 90 9,9 63 1. Развертывание (точное) 0,2 1,2 Вертикально - сверлильная: 1. Зенкование 0,5 0,1 Вертикально - сверлильная: 1. Зенкование 0,5 0,1 Вертикально - сверлильная: 8,6 43 11 70 11 70 9 52 9 52 9 52 9 52 53 600 46,7 1855 46,7 1855 12 250 12 250 1. Зенкование 0,5 0,12 Вертикально - сверлильная: 110 1. Зенкование 0,5 0,12 Вертикально - сверлильная: 115 1. Зенкование 0,5 0,12 Вертикально - сверлильная: 120 1. Зенкование 0,5 0,12 Горизонтально-фрезерная 125 1. Фрезерование паза 4,5 0,1 Вертикально - сверлильная: 130 1. Сверлить 3,9 0,1 Вертикально - сверлильная: 135 1. Сверлить 3,9 0,1 Вертикально - сверлильная: 140 1. Зенковать 1,7 0,08 Вертикально - сверлильная: 145 1. Зенковать 1,7 0,08

Приложение 1.11 Нормирование операций по справочнику Таблица 6 Нормирование технологических операций № п/п 040 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 095 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 Наименование операции Горизонтально-фрезерная Горизонтально-фрезерная Горизонтально-фрезерная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Горизонтально-фрезерная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная Вертикально-сверлильная ТО, мин 0,8 0,4 1,01 4,63 1,17 1,4 1,4 1,4 1,4 1,8 1,8 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 1,03 0,8 0,8 0,2 0,2 ТВ, мин 0,85 0,85 0,85 1,59 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71 1,05 0,81 0,81 0,81 0,81 ТПЗ, мин ТШК, мин 12.7 12.7 12.7 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 5 5 5 5 12.7 5 5 5 5 1,81 1,41 2,02 6,29 1,95 2,18 2,18 2,18 2,18 2,58 2,58 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 2,24 1,67 1,67 1,07 1,07

Приложение 2.1 Резец в профильной плоскости представлен на рис 3 Рис. 3 Резец со стороны передней бабки представлен на рис.4 Рис. 4 Приложение 2.2 Отклонения выбраны по [5, табл. 13.28] и занесены в таблицу 3.3. Класс точности А.

Посадочное отверстие, Ra 0.4 Передняя поверхность, Rz 3.2 Задняя боковая поверхность зуба, Rz 3.2 Задняя поверхность по вершине зуба, 3.2 Rz Цилиндрическая поверхность 3.2 буртика, Rz Торец буртика, Ra 0.4 Диаметр посадочного отверстия fd H5 Радиальное биение буртиков fy 10 мкм Торцевое биение буртиков ft 8 мкм Радиальное биение по вершинам 50 мкм зубьев frda Профиль передней поверхности fγ 50 мкм Разность соседней окружных шагов 50 мкм fuo Накопленная погрешность окружного 100 мкм шага стружечных канавок FPo Направление стружечных канавок fx ±70 мкм Профиль зуба ffo 20 мкм Толщина зуба Tso -63 мкм Осевой шаг фрезы fPxo - Накопленное отклонение шага на - длине любых трех шагов fPx3o Винтовая линия фрезы от зуба к зубу 16 мкм fh10 Винтовая линия фрезы на одном обороте fho 25 мкм

Винтовая линия фрезы на трех 40 мкм оборотах fh3o Погрешность зацепления от зуба к 16 мкм зубу FPb10 Погрешность зацепления FPbo 32 мкм

Приложение 2.3 Червячная фреза

Приложение 2.4 Дисковый фасонный резец

Приложение 2.5 Метчик М9-5Н

Приложение 3.1 Чертеж детали

Приложение 3.2 Резец при продольной подаче Маршрут движения резца при продольной подаче представлен на рис 5. Рис. 5 Маршрут при продольной подаче Приложение 3.3 Резец при поперечной подаче Маршрут движения резца при поперечной подаче представлен на рис 6. Рис. 6 Маршрут при поперечной подаче

Приложение 3.4 Эскиз прорезного резца Эскиз прорезного резца представлен на рис.7. Рис. 7. Эскиз прорезного резца Приложение 3.5. Сравнительная таблица Сравнение загрузочных устройств приведено в таблице 7 Таблица 7 Загрузочное Критерий Простота конструкции Простота обслуживания Бункерное ЗУ с Дисковый Дисковый змейковым фрикционный карманчиков транспортером механизм ый механизм - - - - 1 0,7-0,9 Вибрационный бункер устройство с крючковым механизмом - - - - - 1 20 1-6 6-10 0,7-0,9 0,7-0,9 - 0,8-0,9 Число захватных органов Коэффициент вероятности захвата

Производител ьность 100-150 100-130 100-125 100-125 80-110 + + + - +/- + + + + +/- + - - + + + - + - +/- + - + - - Вверху Вверху Вверху Вверху Вверху Автономно Автономно Автономно От станка Автономно 0,3-0,4 0,3-0,4 0,3-0,4 - 0,2-0,3 (шт./мин) Возможность установки на рабочем месте Надёжность Возможность переналадки Ремонтоприго дность Технологично сть конструкции Расположение накопителя Вид привода Скорость захвата (м/с) Приложение 3.6 Циклограмма Циклограмма представлена на рис. 8

Приложение 3.7

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв