Тема 4.3 Обработка зубчатых колес.

Студент должен:

знать:

- технологические требования к механической обработке зубчатых колес

- технологические особенности изготовления каждого вида колес

- этапы технологического процесса изготовления зубчатых колес

- материал, применяемый для изготовления зубчатых колес

уметь:

- составлять технологическую схему изготовления зубчатого колеса класса «вал» с указанием последовательности выполнения операций, выбора основных баз и применяемого оборудования.

Общие сведения обработки зубчатых колес. Факторы, влияющие на выбор технологического процесса обработки зубчатых колес. Материал зубчатых колес. Способ получения заготовки в зависимости от конфигурации колеса, его материала и объема выпуска. Технологические требования, обуславливающие наименьшую трудоемкость обработки. Обработка цилиндрических зубчатых колес. Кинематическая точность зубчатых колес в зависимости от точности станка и инструмента, базирование заготовки. Порядок обработки цилиндрических зубчатых колес. Обработка конических зубчатых колес. Обработка червячных пар. Применяемое оборудование, приспособления, инструмент.

Литература: 8, с.293...298, 341...347, 364...374.

Методические указания

Поскольку современное машиностроение предъявляет к зубчатым поверхностям самые разнообразные требования по точности расположения зубьев, по способности выдерживать большие нагрузки, по обеспечению малошумности. Выбор метода обработки должен отличаться высокой производительностью и точностью.То же касается и процесса резьбонарезания.

При проектировании технологического процесса изготовления зубчатых колес не упустите из виду следующие моменты:

1) Необходимо ввести термическую обработку после заготовительной операции для снятия напряжений и термическую обработку перед операцией шлифования для придания твердости зубчатому колесу.

2) Предварительная подготовка базовых поверхностей под нарезание зубьев. Обычно за такие поверхности в зубчатых колесах принимают торцы и сквозные отверстия. Нарезание зубьев производится на специальной оправке или в приспособлении.

Вопросы для самоконтроля

1. От чего зависит шероховатость поверхности зубьев?

2. Каким способом механической обработки можно достичь шероховатости Ra=0,8 зубьев цилиндрического колеса?

3. Назовите оборудование, инструмент, применяемые при этой обработке.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ 3.1 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Номер темы	Номер и наименование работы	Количество аудиторных часов
1.1	1. Расчет пресс-форм
1.2	2. Расчет поковок, изготавливаемых свободной ковкой на молотах.
1.3	3. Расчет режимов газовой сварки
3.1	4. Расчет и конструирование резцов 5. Расчет режимов резания при точении
3.2	6. Расчет режимов резания при долбле-нии
3.3	7. Расчет режимов резания при сверле-нии, зенкеровании, развертывании. 8. Расчет и конструирование осевых инструментов.
3.4	9. Расчет режимов резания при фрезеро-вании.
3.5	10. Расчет и конструирование ручных метчиков. 11. Настройка токарно-винторезного станка на нарезание резьбы.
ВСЕГО 22

3.2 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Номер темы	Номер и наименование работы	Количество аудиторных часов
3.1	1. Измерение геометрических парамет-ров резцов.
3.3	2. Измерение геометрических парамет-ров сверл, зенкеров, разверток.
3.4	3. Измерение геометрических парамет-ров фрез.
3.5	4. Измерение геометрических парамет-ров плашек.
ВСЕГО:

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Домашняя контрольная работа составлена в 30-ти вариантах. Номер варианта выбирается по двум последним цифрам шифра студента. Если эти цифры представляют число больше тридцати, то из него надо вычитать 30 до тех пор, пока не останется число от 1 до 30. Например, шифр студента 9875. Тогда 75 - 2 х 30 = 15. Выполняется 15-ый вариант.

Вопросы контрольной работы обязательно переписываются полностью, ответ на каждый вопрос начинается с новой страницы. После каждого ответа на вопрос необходимо оставить чистую страницу для замечаний. Работа, выполненная не по своему варианту, проверке не подлежит.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

К ответу на первый вопрос контрольной работы следует приступать после изучения раздела «Технологические методы производства заготовок». Необходимо уяснить, что метод получения заготовок в значительной мере определяется размерами программного задания и техническими возможностями заготовительных цехов предприятия, материалом детали, ее назначением и техническими требованиями на изготовление, формой поверхности и размерами. Следует иметь в виду, что себестоимость изготовления детали определяется суммой затрат на заготовку и механическую обработку, и, в конечном счете, необходимо обеспечить снижение этой суммы. Нужно четко представлять методы получения заготовок литьем, давлением, сваркой и паянием, достоинства и недостатки этих методов.

К ответу на второй вопрос контрольной работы следует приступать после изучения раздела «Методы механической обработки поверхностей деталей машин». Изучите операции предварительной обработки заготовок: рубка, правка, разрезание прутков и т.д. Физические явления, сопровождающие процесс резания необходимо изучить глубже. Слой металла, превращающийся в процессе резания в стружку, претерпевает пластическую деформацию. Мерой деформации снимаемого слоя является усадка и наклеп стружки. Вид образующейся стружки зависит от свойств обрабатываемого материала, геометрии инструмента, элементов режима резания и др. факторов. При определении скорости резания используйте табличный метод и расчетный. Нормирование станочных работ сводится к определению Т_осн, т.е. времени, затрачиваемого на изготовление детали. В зависимости от степени участия рабочего Т_осн. может быть ручным, машинно-ручным или машинным.

К ответу на третий и четвертый вопрос контрольной работы следует приступать после изучения раздела «Виды обработки металлов резанием. Металлорежущие инструменты и станки». После внимательного изучения всех видов обработки металлов резанием, особенностей операций и применяемого оборудования, ответ на третий вопрос не представляется сложным.

Четвертое задание - типовая задача на определение элементов режимов резания.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Вариант 1

1. Виды и способы изготовления заготовок.

2. Охарактеризуйте понятия: усадка стружки, наклеп стружки.

3. Токарная обработка. Начертите схему сил, действующих на резец. Опишите составляющие силы резания.

4. Определите глубину резания t при обтачивании заготовки D=160 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработке заготовка обтачивается до D = 182 мм, а при окончательной - до d=180 мм.

Вариант 2

1. Отливки из черных и цветных металлов. Способы изготовления отливок.

2. Что такое нарост? В чем заключается положительные и отрицательные действия нароста на процесс резания?

3. Процесс шлифования. Характеристика абразивного инструмента. Классификация шлифовальных работ.

4. Определите частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D=120 мм на токарном станке со скоростью главного движения резания V=250 м/мин.

Вариант 3

1. Как получают отливки в металлических формах (кокилях)? Укажите достоинства этого метода.

2. Элементы токарного проходного резца (начертите, укажите поверхности).

3. Процесс протягивания, его особенности. Оборудование.

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход шейки вала от D=60 мм до d=56 мм на длине L=120 мм. Частота вращения шпинделя станка n = 520 об/мин, подача резца s =0,3 мм/ об.

Обработка производится за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =60°.

Вариант 4

1. Перечислите основные виды продукции прокатного производства. Укажите достоинства этого способа перед другими видами обработки давлением.

2. Опишите явление наростообразования, укажите причины возникновения нароста на резце.

3. Процесс фрезерования, особенности процесса. Начертите схему резания при фрезеровании, укажите силы, действующие на фрезу.

4. Определите основное время на продольном обтачивании на проход заготовки D=60 мм до d=56 мм на длине L=200 мм. Частота вращения шпинделя n=12000 об/мин, подача резца S_o=0,5 мм/об.

Резец проходной с главным углом в плане =45°.

Вариант 5

1. Кованные и штампованные заготовки.

2. Опишите тепловые явления при резании металлов.

3.Особенности процесса сверления, зенкерования, развертывания. Типы сверления. Применяемое оборудование.

4. Определите глубину резания 1 при обтачивании заготовки D=200 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработке заготовка обтачивается до D_o= 194 мм, а при окончательной - до d=192мм.

Вариант 6

1. Заготовки из круглого проката.

2.Из каких материалов изготавливают режущие инструменты?

3.Опишите особенности процесса строгания, долбления. Разновидности станков.

4.Определите основное время при от резании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=160 мм, внутренний диаметр d=80 мм. Частота вращения шпинделя n=600 об/мин, подача резца S= 0,2 мм/об.

Вариант 7

1. Сварные заготовки.

2. Охлаждение и смазка при резании металлов.

3. Геометрия токарного проходного резца (покажите углы в главной секущей плоскости).

4. Определите глубину резания t при обтачивании заготовки D=60 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработки заготовка обтачивается до D=56 мм, а при окончательной – до d=55 мм.

Вариант 8

1. Заготовки из неметаллических материалов.

2. Скорость резания и влияние на нее различных факторов.

3. Опишите методы нарезания зубчатых поверхностей, инструменты и оборудование.

4. Определите основное время при подрезании сплошного торца заготовки диаметром D=100 мм на токарном станке за 1 рабочий ход. Припуск на обработку (на одну сторону) h=3 мм, частота вращения шпинделя n=1000 об/мин, подача резца S=0,5 мм/об. Резец проходной отогнутый с углом =45º.

Вариант 9

1. Из каких операций состоит процесс получения отливок? Опишите их.

2. Опишите тепловые явления при резании металлов.

3. Сущность электрохимического метода обработки материала. Преимущества данного метода.

4. Определите основное время на продольном обтачивании на проход заготовки D=80 мм до d=72 мм на длине L=170 мм. Частота вращения шпинделя n=600 об/мин, подача резца S=0,47 мм/об. Оттачивание производится на 1 рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =60º.

Вариант 10

1. Для каких отливок применяется центробежный способ литья? Укажите преимущества этого способа.

2. Охарактеризуйте понятия износ и стойкость резцов.

3. Опишите процесс шлифования, особенности процесса, виды шлифования. Дайте характеристику абразивного инструмента.

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход шейки вала от D=140 мм до d=132 мм на длине L=300 мм. Частота вращения шпинделя станка n=350 об/мин, подача резца S=0,32 мм/об. Обработка производиться за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =45º.

Вариант 11

1. В чем сущность холодной листовой штамповки? Укажите применяемое оборудование, основные операции, получаемую продукцию и достоинства этого способа.

2. Опишите процесс образования стружки. Виды стружек.

3. Опешите, какие работы выполняются на токарных станках. Классификация станков. Какие существуют основные направления автоматизации металлорежущих станков?

4. Определите основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=65 мм, внутренний диаметр d=50 мм. Частота вращения шпинделя n=350 об/мин, подача резца S=0,47 мм/об.

Вариант 12

1. Предварительная обработка заготовок. Правка.

2. Силы резания и мощность при точении.

3. Сущность процесса сверления. Части и элементы спирального сверла. Геометрия сверла.

4. Определите скорость главного движения резания при обработке заготовке диаметром D=150 мм на токарном станке с частотой вращения шпинделя n=1000 об/мин.

Вариант 13

1. Предварительная обработка заготовок. Разрезка.

2. Скорость резания и влияния на нее различных факторов.

3. Опишите процесс фрезерования. Типы фрез и оборудование, применяемое при фрезеровании.

4. Определите частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D=200 мм на токарном станке со скоростью главного движения резания V=320 м/мин.

Вариант 14

1. Предварительная обработка заготовок. Центрование заготовок.

2. Опишите процесс образования стружки. Виды стружки.

3. Силы резания и мощность при фрезеровании.

4. Определите основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=180 мм, внутренний диаметр d=100 мм. Частота вращения шпинделя n=600 об/мин, подача резца S=0,2 мм/об.

Вариант 15

1. Предварительная обработка литых и кованых заготовок.

2. Из каких материалов изготавливают режущие инструменты?

3. Основные направления автоматизации металлорежущих станков.

4. Определите глубину резания t при оттачивании заготовки D=130 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработке заготовка обтачивается до D=124 мм, а при окончательной – до d=122 мм.

Вариант 16

1. В чем сущность обработки корпусных деталей.

2. Части и элементы спирального сверла.

3. Опишите процесс шлифования, основные виды и способы шлифованием. Оборудование.

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход шейки вала от D=180 мм до d=175 мм на длине L=230 мм. Частота вращения шпинделя станки n=400 об/мин, подача резца S=0,25 мм/об. Обработка производиться за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =60º.

Вариант 17

1. Механическая обработка корпусных деталей.

2. Опишите процесс охлаждения и смазки при резании металлов.

3. Техника безопасности при работе на металлорежущих станках.

4. Определите основное время при подрезании сплошного торца заготовки диаметром D=180 мм на токарном станке за один проход. Припуск на обработку (на одну сторону) h=3,5 мм, частота вращения шпинделя n=500 об/мин, подача резца S= 0,47 мм/об. Резец проходной отогнутый с углом = 45º.

Вариант 18

1. Обработка корпуса редуктора.

2. Образование нароста на резцах. Опишите это явление.

3. Работы, выполняемые на токарных станках. Виды станков.

4. Определите основное время при подрезании сплошного торца заготовки диаметром D=50 мм на токарном станке за один проход. Припуск на обработку (на одну сторону) h=2,5 мм, частота вращения шпинделя n=1000 об/мин, подача резца S=0,52 мм/об. Резец проходной отогнутый с углом = 60º.

Вариант 19

1. Обработка валов.

2. Опишите резцы, применяемые при точении. Укажите, для какой обработки применяется каждый резец.

3. Нарисйте схему шлифования и укажите, от каких факторов зависит производительность для шлифовании.

4. Определите основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=185 мм, внутренний диаметр d=120 мм. Частота вращения шпинделя n=1250 об/мин, подача резца S=0,5 мм/об.

Вариант 20

1. Механическая обработка шпинделей.

2. Геометрия спирального сверла.

3. Фрезерование и основные виды фрез.

4. Определите скорость главного движения резания при обработке заготовке диаметром D=45 мм на токарном станке с частотой вращения шпинделя n=1000 об/мин.

Вариант 21

1. Обработка зубчатых колес.

2. Скорость резания и влияние на неё различных факторов.

3. Методы нарезания зубьев колёс.

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход шейки вала от D=245 мм до d=240 мм на длине L=120 мм. Частота вращения шпинделя станки n=600 об/мин, подача резца S=0,3 мм/об. Обработка производиться за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =30º.

Вариант 22

1. Материал зубчатых колес.

2. Тепловые явления при резании металлов.

3. Опишите процесс сверления, применяемый инструмент, оборудование

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход от D=153 мм до d=150 мм на длине L=130 мм. Частота вращения шпинделя станки n=500 об/мин, подача резца S=0,23 мм/об. Обработка производиться за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане =30º.

Вариант 23

1. Заготовки зубчатых колес.

2. Охарактеризуйте понятия усадка стружки, наклепки стружки.

3. Опишите особенности процесса строгания, долбления. Разновидности станков.

4. Определите глубину резания t при обтачивании заготовки D=255 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработка заготовка обтачивается до D۪۪ =248 мм, а при окончательной – до d=245 мм.

Вариант 24

1. Обработка цилиндрических зубчатых колес.

2. Охарактеризуйте понятия: износ и стойкость резцов.

3. Токарная обработка. Начертите схему сил, действующих на резец. Опишите составляющие силы резания.

4. Определите основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=300 мм, внутренний диаметр d=250 мм. Частота вращения шпинделя n=520 об/мин, подача резца S۪۪ = 0,2 мм/об.

Вариант 25

1. Обработка конических зубчатых колес.

2. Силы резания и мощность при точении.

3. Геометрия сверла. Методы нарезания зубьев колес.

4. Определите основное время при продольном обтачивании на проход шейки вала от D=100 мм до d=92 мм на длине L=400 мм. Частота вращения шпинделя станка n=450 об/мин, подача резца S۪ = 0,32 мм/об. Обработка производится за один рабочий ход. Резец проходной с главным углом в плане φ=30º.

Вариант 26

1. Обработка червячных пар.

2. Геометрия спирального сверла.

3. Опишите, какие работы выполняются на токарных станках. Классификация станков. Какие существуют основные направления автоматизации металлорежущих станков?

4. Определите частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D=95 мм на токарном станке со скоростью главного движения резания V=320 м/мин.

Вариант 27

1. Как получают отливки в металлических формах (кокилях)? Укажите достоинство этого метода.

2. Охлаждение и смазка при резании металлов.

3. Процесс подтягивания, его особенности. Оборудование.

4. Определите скорость главного движения резания при обработке заготовки диаметром D=65 мм на токарном станке с частотой вращения шпинделя n=650 об/мин.

Вариант 28

1. Какие виды брака могут быть при сварке? Укажите меры их предупреждения.

2. Из каких материалов изготавливают режущие инструменты?

3. Сущность электрохимического метода обработки материала. Преимущества данного метода.

4. Определите основное время при отрезании кольца от заготовки, имеющей форму трубы, на токарном станке резцом с пластиной из твердого сплава. Наружный диаметр заготовки D=130 мм, внутренний диаметр d=60 мм. Частота вращения шпинделя n=600 об/мин, подача резца S۪ = 0,23 мм/об.

5. Выбор заготовок для корпусных деталей. Какие технические требования предъявляются к корпусным деталям.

Вариант 29

1. Кратко опишите технологию газовой сварки. Укажите область применения этого метода.

2. Тепловые явления при резании металлов.

3. Геометрия токарного проходного резца (показать углы в главной секущей плоскости).

4. Определите глубину резания t при обтачивании заготовки D=83 мм на токарном станке в 2 перехода. При предварительной обработке заготовка обтачивалась до D۪ =80 мм, а при окончательной – до d=78 мм.

Вариант 30

1. Перечислите основные виды продукции прокатного производства. Укажите достоинства этого способа.

2. Элементы токарного проходного резца (начертите, укажите поверхности).

3. Сущность процесса сверления. Части и элементы спирального сверла.

4. Определите частоту вращения шпинделя станка при обтачивании заготовки диаметром D=170 мм на токарном станке со скоростью главного движения резания V=320 м/мин.

5 ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя – т. 2. - М.: Маши-ностроение, 2015.

2. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 2014.

3. Веселовский С.И. Разрезка материалов – М.: Высшая школа, 2010.

4. Воронин Ю.Н., Поздняков Н.В. Методы профилактики и ремонта промышленного оборудования. – М.: Академия, 2011.

5. Глазов Г.А. Технология металлов и других конструкционных материалов. – М.: Машиностроение, 2016.

6. Данилевский В.А. Технология машиностроения. – М.: Высшая школа, 2011.

7. Ермаков Ю.М., Фролов Б.А. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 2013.

8. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя – т.2, М.: Машиностроение, 2015.

9. Кузьмин Б.А. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Машиностроение, 2012.

10. Кухтаров В.И. Холодная штамповка. – М.: Машиностроение, 2013

11. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение , 2012.

12. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Машиностроение , 2011

13. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 2015.

14. Челноков Н.М. Технология горячей обработки материалов – М.: Высшая школа, 2011