Примерный порядок выполнения практического занятия

СПбГБПОУ

Санкт-Петербургский Политехнический Колледж

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

По выполнению практического занятия № 21

«Технология изготовления зубчатых колёс»

МДК 02.01

«Разработка технологических процессов, технической и технологической документации»

Для учащихся по специальности

Автомобиле- и тракторостроение»

Разработал Сметанин В.Г.

Санкт-Петербург

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ СОДЕРЖИТ

 

1. Цель практического занятия.

2. Теоретическая часть.

3. Контрольные вопросы.

4. Рекомендуемая литература.

Цель практического занятия

Целью практического занятия является приобретение навыков обучающимися при разработке техпроцесса мехобработки зубчатого колеса.

 

Обучающиеся должны знать:

- конструкторские и технологические базы;

- припуски на мехобработку;

- содержание операций по переходам;

- правила заполнения операционной карты.

 

Обучающиеся должны уметь пользоваться справочной нормативно-технической документацией, заполнять операционную карту.

 

В конце занятия обучающиеся должны ответить на контрольные вопросы по теме.

 

Теоретическая часть

Примерный порядок выполнения практического занятия

Исходные данные и их анализ. 1. Эскиз детали с тех­ническими требованиями, предъявляемыми к ней, позво­ляет установить ее конструкцию (рис. 1).

Рисунок 1.

Деталь — зубчатое колесо (конструкторский код АБВГ.406121.006) представляет собой монолитное коле­со зубчатое цилиндрическое с наружными прямыми зубь­ями, с центральным сквозным отверстием, круглым в по­перечном сечении, без ступицы. Материал — сталь 40Х ГОСТ 4543—71. Масса детали

7,5 кг. Наружный диаметр колеса d= 180 h 11 мм, ширина b = 50 h 12 мм, отверстие D = 80H7 (размер высокой точности и с малой шероховатостью Ra=0,4 мкм). Шероховатость наруж­ной поверхности Ra= 5 мкм, торцов Ra= 1,6 мкм и 3,2 мкм. Технологический код — А35114.2442240В.

Зубья эвольвентные m = 2,5мм, z = 70, шероховатость их рабочих поверхностей Ra=1,6 мкм. Зубья закалены до твердости 51,3…55,2 HRCэ. Степень точности зубьев 8-7-7-8 по ГОСТ 1643-81.

В отверстии имеется шпоночный паз шириной 20Н8.

Имеются допуски, ограничивающие радиальное бие­ние зубьев, торцовое биение торцов и др.

Общая твердость материала 230...285 НВ достигает­ся на исходной заготовке закалкой с высоким отпуском (улучшением), проведенным до механической обработки.

Деталь технологична. Наиболее сложными элемента­ми детали являются зубья высокой точности и точное отверстие, требующее многократной механической обра­ботки.

Рассмотрение фрагмента общего вида сборочной еди­ницы позволяет выяснить конструкторскую базу детали. В нашем случае основной конструкторской базой явля­ются поверхности: отверстие Ø80 Н7, один из торцов и шпоночный паз b =20Н8; а вспомогательной — рабо­чие поверхности зубьев, которыми она входит в зацеп­ление с другим зубчатым колесом.

В качестве исходной заготовки для рассматриваемой детали могут быть: штучная заготовка, порезанная из круглого сортового проката размером d₀= 190 и В₀ = 59 мм (рисунок 2), или поковка штампованная d₀ = 186,6 мм, В₀ =55,6 мм с отверстием D₀ =75 мм (рисунок 3).

 

Рисунок 2.Рисунок 3.

 

По технологическому процессу принята заготовка — поковка штампованная (в работе нужно исследовать оба варианта, для того чтобы выявить оптимальный в техни­ко-экономическом отношении).

Из рассмотрения эскиза заготовки можно установить величины общих припусков на механическую обработку: 2П _{об щ} = 186,6—180 = 6,6 мм; 2П д_общ=80—75=5 мм; 2 П т_общ== 55,6—50=5,6 мм.

Масса исходной заготовкиМ₀= 9,887 кг и К _им = 7,5/9,887=0,76, что отвечает нормам и свидетельству­ет о правильном подходе к выбору заготовки (см. Прак­тические занятия № 1,2).

Исходная заготовка будет подвергнута термообработ­ке (улучшению) до твердости НВ= (2256...2795) МПа [(230...285 кгс/мм²)], после чего она должна быть под­вергнута очистке от окалины.

2. Анализ технологического процесса по МК. Из рас­смотрения МК технологического процесса установим план технологического процесса и его основные черты.

Рассматриваемый технологический процесс — единич­ный (охватывает одну конкретную деталь), по назначе­нию — рабочий; по документации и степени детализации описания он маршрутно-операционный.

Общее число операций — 14, в том числе: станочных — 9, электротермических — 1, электрохимических—1, сле­сарных—1, моечных—1, контрольных—1.

Показатели трудоемкости детали устанавливаются путем сложения данных в двух последних графах МК. Сумма — штучно-калькуляционное время (таблица1).

Рассматривая наименование и содержание операций, можно установить^ цель операций и правильность приня­той последовательности операций, какому принципу (концентрации или дифференциации) отвечает большин­ство операций.

3. В заключение работы проверяют, на каком блан­ке оформлена МК и соответствует ли он ГОСТ 3.1118— 82. Так как это форма 1, то бланк в соответствии с видом технологического процесса — единичный техпро­цесс—выбран правильно (рисунок 4). Все графы МК за­полнены правильно. В номерах технологических докумен­тов кодом АБВГ условно показан код организации-раз­работчика. Коэффициенты использования материала указаны дважды: К _им для поковки штампованной, К _им.общ—для исходного материала, используемого куз­нечным цехом для изготовления поковки и соответству­ющего норме расхода материала.

Т _пз показано для одной операции. Т _пз.шт = 45/100 = 0,45 мин. При количестве одновременно изготовляе­мых деталей КОИД=1; Т _пз.шт = Т _пз.шт.

 

 

Таблица 1.

Последовательность и содержание операций, приве­денные в таблице 1, изложены подробно с учебной целью.

4. Рассмотрев все операционные эскизы, можно уста­новить:

поверхности, принятые за черновую технологическую базу, и проверить, правильно ли они выбраны;

поверхности, принятые за чистовые базы, и проверить, правильно ли они выбраны и соблюдаются ли принцип постоянства (единства) баз и принцип совмещения их с конструкторской базой;

распределение общего припуска на механическую об­работку на операционные припуски по операционным эс­кизам (это пояснит появление межоперационных размеров, а также покажет, правильно ли установлена глубина резания t для каждого перехода).

 

Рисунок 4.

Проанализируем наружную поверхность, которая у исходной заготовки равна 186,6^+1,0_-0,6, а у детали — 180 h 11_(-0,25). Допуск размера исходной заготовки

Т₀= 1,6 мм соответствует примерно 15-му квалитету, а допуск размера детали 11-го квалитета. Перепад квалитетов — 15—11=4. При таком перепаде достаточно выпол­нить 2 перехода: с 15-го до 13-го и с 13-го до 11-го ква­литета, или с 15-го до 12-го и с 12-го до 11-го. Как видно из операционного эскиза, на операцию № 005 припуск на диаметр на второй переход окончательного точения оставляет 2 П ₂=1,2 мм. Это соответствует нормативам. Следовательно, 2П₁=2П_общ—2П₂ =6,6— 1,2 = 5,4 мм, а глубины резания t₁ =2,7 и t ₂= 0,6 мм уста­новлены правильно. При этом промежуточный межопера­ционный размер после предварительного точения 186,6 - 5,4 = 181,2 h 12_(-0,46) также установлен правильно,

5. Анализ станочной операции производят по техно­логическим документам ОК и КЭ.

Операция 005 —это первая станочная операция, вы­полняемая после доставки исходной заготовки — поковки штампованной — на участок механического цеха. На­именование операции — «Токарно-револьверная» — соот­ветствует типу применяемого станка — токарно-револьверного модели 1В340 по ГОСТ 17420—72.

Целью операции является: предварительная обработ­ка наружной поверхности вращения до мест, занятых ку­лачками, подрезка торца и последовательная обработка двумя цилиндрическими зенкерами, одним коническим зенкером и двумя развертками точного отверстия 08ОН7 с шероховатостью Ra= 0,4 мкм и фаски 2X45°. Обра­ботка с одного установа одного торца и отверстия обес­печит их перпендикулярность и легко позволит выпол­нить это техническое требование, предъявляемое к дета­ли, как это указано в ОК (рисунок 5).

Технологической базой при выполнении этой опера­ции являются две поверхности исходной заготовки: на­ружная поверхность диаметром 186,6 мм и один из ее торцов. Эта технологическая база — черновая, и поэтому правильно, что используют ее в технологическом про­цессе только один раз. Для использования этой базы правильно выбрано приспособление — трехкулачковый патрон с пневматическим приводом и с кулачками, име­ющими две установочные поверхности с канавками.

 

Применение токарно-револьверного станка соответст­вует серийному типу производства и позволяет последо­вательно использовать пять шпиндельных инструментов. Эта операция —типичный пример операции с концентра­цией переходов.

Правильного положения второго торца можно достичь в плоскошлифовальной операции, в которой первый то­рец используется в качестве технологической базы.

Структура операции: установов—1; переходов—10 (технологических —6, вспомогательных—4); позиций — 6 (по числу используемых граней револьверной головки).

 

Рисунок 5.

Содержание технологической операции по переходам выполнено правильно, с точки зрения технологической последовательности и записи содержания переходов на­ходится в соответствии с ГОСТ 3.1702—79 «Правила за­писи операций и переходов. Обработка резанием».

Анализ ОК. ОК оформлена на бланках согласно ГОСТ 3.1404—86, ф. 3 и 2а. Основная надпись первого листа — по ГОСТ 3.1103—82—заполнена правильно и со­держит все необходимые сведения: номера документов, данные об операции, детали, заготовке, приспособле­нии.

Операционный эскиз и схема наладки представлены двумя технологическими документами, оформленными на бланках КЭ по

ГОСТ 3.1105—84, ф. 7.

Нумерация всех карт и оформление их основных над­писей выполнены правильно.

Правильно заполнены табличная часть заглавного листа ОК (ф. 3) и продолжение ОК (ф. 2а).

В табличной части правильно вписаны номера пере­ходов и их содержание. Содержание переходов соответ­ствует указаниям ГОСТ 3.1702—79. В соответствующих строках вписаны коды и наименования инструментов — вспомогательных, режущих и измерительных. Следует отметить, что широкое использование режущих инстру­ментов, оснащенных твердым сплавом, создает условия достижения высокой производительности труда. Благо­даря этому, кроме того, в этой операции не применяется охлаждение смазывающе-охлаждающей жидкостью (СОЖ).

В качестве измерительных инструментов правильно применены предельные калибры (пробки, скобы), шаб­лоны, образцы шероховатости, а не универсальные ин­струменты.

Размеры в графе «Диаметр» соответствуют у переходов 2 и 3 диаметру обрабатываемой поверхности (Ø ~187), а у переходов 3 — 6 размерам режущего ин­струмента (зенкеров и разверток), т.е. размерам обра­ботанной поверхности.

Размеры расчетных длин правильно указаны в соот­ветствии с длиной обрабатываемых поверхностей с уче­том врезания и перебега (L_pacч = ℓ+ℓ₁+ℓ₂).

Указанные в соответствующих графах S_пасп и n_пасп приняты по паспортным данным станка.

Вписанные в графу скорости резания υ рассчитаны правильно. Так, например, для второго перехода: d_расч = 187 мм; n_пасп =180об/мин = 3 об/с;

υ₂= π d_расч n_пасп /1000 = π 187·180/1000 = 105,74 м/мин=1,7 м/с.

Основное время (Т₀) рассчитано правильно. Так, для того же 2-го перехода

L _2pacч =60 мм; S_пасп =0,45 мм/об; n_пасп =180 об/мин;

Т_о = L _2pacч/ S_пасп n_пасп = 60/ 0,45 ·180 = 0,74 мин.

В заключение работы с ОК приведены расчеты по определению нормы времени на операцию. Так, с уче­том перекрываемого времени 0,26 мин 3-го перехода ∑ Т₀ = 3,63 мин; ∑ Т_В = 1,8 мин; оперативное время

Т_оп = ∑ Т₀ +∑ Т_В = 3,63 + 1,8=5,43 мин.

Время на обслуживание рабочего места по нормати­вам для серийного производства принято 5 % от Т_оп; Т_обс =0,05·5,43=0,27 мин. Время перерывов на отдых и личные потребности при механической подаче состав­ляет 4 % от Т_оп. Т_олп =0,04·5,43=0,22 мин. Время штуч­ное Т_шт = Т_оп + Т_обс + Т_олп = =5,43+0,27+0,22=5,92 мин.

Время подготовительно-заключительное Т_пз по тем же нормативам составляет 28+8+9=45 мин и при раз­мере партии в 100 деталей Гпз на одну деталь соответ­ственно Т_пз = 45/100=0,45 мин. При КОИД=1 Т _пз.шт = Т _{пз.опер}

Эти данные правильно перенесены из ОК рассматри­ваемой операции в последние графы МК, дополняя све­дения об операции № 005.

Анализ КЭ с операционным эскизом. Операционный эскиз выполнен правильно и соответст­вует требованиям стандартов. Заготовка изображена в правильном положении, как при обработке. Опорные и установочные элементы и зажимы показаны правиль­но в соответствии с

ГОСТ 3.1107—81 (рисунок 6).

Обрабатываемые поверхности обозначены номерами, выделены более толстыми линиями и имеют все необхо­димые для обработки и технологических расчетов раз­меры и параметры шероховатости.

Анализ КЭ с изображением схемы на­ладки. На схеме наладки токарно-револьверного стан­ка для операции № 005 хорошо виден способ базирова­ния заготовки и используемый в качестве приспособления трех- кулачковый патрон с пневмати­ческим приводом. Правильно изображены кулачки патрона, позволяющие придать заготовке нужное положение, надежно за­крепить ее и обработать полови­ну длины наружной поверхности.

Условно, но достаточно ясно, изображены вспомогательные ин­струменты, которые надежно и правильно закрепляют режу­щие инструменты. Так, например, для закрепления разверток ис­пользованы качающиеся (плава­ющие) оправки, что способствует повышению точности формы об­рабатываемого отверстия Ø80 Н7. На рисунке не отра­жен правый переход, так как он вспомогательный.

Правильно в соответствии с содержанием операции расставлены режущие инструменты. Чтобы отверстие получилось без заусенцев, снятие фаски предшествует окончательному развертыванию, а не наоборот, как это иногда делают. Режущие инструменты занимают отно­сительно заготовки правильное положение.

Рисунок 6.

Выводы и предложения. Хотя для операции правиль­но выбран токарно-револьверный станок, однако, стре­мясь к интенсификации обработки и ее эффективности, можно предложить применение токарно-револьверного автомата (чтобы избавить рабочего от сложной и моно­тонной работы по управлению станком), перевод дета­ли для обработки на многошпиндельный полуавтомат или на токарный патронный станок с числовым про­граммным управлением, а для загрузки станков-полу­автоматов использовать робот.

 

 

3 Контрольные вопросы

 

1. В чем содержание токарно-револьверной операции?

2. В чем содержание плоскошлифовальной операции?

3. В чем содержание слесарной операции?

4. В чем содержание шевинговальной операции?

5. В чем содержание закалочной операции?

6. В чем содержание хонинговальной операции?

 

4 Рекомендуемая литература 1 Колесов И.М. Основы технологии машиностроения. М.: Высшая школа. 2 Данилевский В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа. 3 Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. Технология машиностроения. М.: Высшая школа. 4 Силантьева Н.Л., Малиновский В.Р. Техническое нормирование труда в машиностроении. М.: Машиностроение. 5 Данилевский В.В., Гельфгат Ю.Н. Лабораторные работы и практические задания по технологии машиностроения. М.: Высшая школа.