Технология изготовления детали "Вал-шестерня"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовой проект

Курсовой проект содержит текстовую и графическую части. Объем пояснительной записки - 18 страниц формата А4 печатного текста, а также чертёж заготовки формата А4. В пояснительную записку входят: общая часть, технологическая часть. К курсовому проекту прилагается чертёж детали формата А3.



Введение

Машиностроение является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Она создает активную часть основных производственных фондов и тем самым в значительной мере определяет возможности развития народного хозяйства страны. Развитию и формированию технологии машиностроения, как прикладной науки предшествовал непрерывный прогресс машиностроения на протяжении двух последний столетий. В наше время машиностроение ? ведущая отрасль производства. Эффективность производства и качество выпускаемой продукции во многом зависит от нового оборудования и от совершенствования технологических процессов. Повышение темпов научно-технического прогресса вызывает частую смену объектов машиностроительного производства, что в свою очередь требует от машиностроения создания новых видов продукции. В условиях рыночной экономики для того, чтобы продукция машиностроения была конкурентоспособной, необходимо обеспечить ее высокое качество. Решение этой задачи невозможно без широкого применения вычислительной техники, станков с ЧПУ, прогрессивной технической оснастки, обеспечивающей высокую точность и качество обрабатываемых деталей, а также необходимо создать безопасные условия труда на производстве.

Цель курсовой работы - закрепление и углубление знаний, полученных при изучении «Основы технологии машиностроения», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении», а также применение этих знаний в самостоятельной работе при решении конкретных конструкторских и технологических задач. Получение заданной детали с наименьшими затратами материалов, минимальной трудоемкостью, а следовательно себестоимостью; повышению качества продукции.

Согласно заданию на курсовой проект, необходимо спроектировать комплексный технологический процесс изготовления детали «Вал».



1. Общая часть

1.1. Служебное назначение и техническая характеристика заданной детали

Данная деталь - «вал-шестерня». Валы предназначены для удержания установленных на них элементов (шкивы, зубчатые колеса и т.д.) и для передачи крутящего момента. В процессе работы вал испытывает изгиб, кручение, а в отдельных случаях- растяжение и сжатие. Используется вал-шестерня в редукторах. В данной детали имеются 2 шпоночных паза В=45ПШ. Шпоночные пазы предназначены для предотвращения проворота зубчатого колеса и для передачи вращающего момента. На валу-шестерне имеются две фаски 4*45?, они используются для упрощения последующего монтажа и для более плавного захода детали. На данной детали установлено косозубое зубчатое колесо с такими данными:

-модуль нормальный mn=12

- число зубьев z=13

-степень точности 8-х

- угол зацепления ?=20?

- угол наклона зубьев: левый

- величина сдвига инструмента x*m=5,76

- постоянная хорда SC=20,4372

- высота до постоянной хорды hC=14,009

Косозубые зубчатые колеса используются для передачи вращения между валами, на которых они располагаются. Они обладают рядом преимуществ: имеют большую нагрузочную способность, плавность зацепления и при работе малошумны. Однако, данные колеса сложны в изготовлении из-за точности и дополнительной осевой силы.

Также, на валу-шестерне установлены галтели. Галтель предназначена для уменьшения концентрации напряжений в месте резкого перехода от меньшего диаметра к большему. Рассмотрим поверхности вала-шестерни:

Общим параметром шероховатости является 12,5. Соответствующие этой шероховатости поверхности не требуют чистового обтачивания, предварительного и чистового шлифования.

Поверхности с шероховатостью 0,8 соответствуют 7 квалитету. Они требуют предварительного обтачивания, чистового обтачивания и однократного шлифования.

- означает

- означает

-длина означает

1.2.Анализ технических требований на изготовление детали

Исходя из технических требований, указанных к данной детали мы видим, что необходимо выбрать твердость 262-268 НВ, т.к. после термообработки улучшение повышается качество стали: твердость и прочность улучшаются, материал становится более однородным.

Перекос оси паза относительно оси вала не более 0,08 мм и смещение оси паза шпонки относительно оси вала не более 0,22 мм. Эти величины нельзя превышать, в противном случае на деталь невозможно будет закрепить зубчатое колесо. Для данной детали мы используем центровые отверстия типа В с предохранительным конусом.



1.3 Анализ технологичности конструкции детали

«Вал-шестерня» имеет сложную конструкцию, он вмещает в себе закрытый шпоночный паз, который является нетехнологичным элементом. Деталь имеет возможность базировки в центрах, для чего в торцевых поверхностях вала предусмотрены центровые отверстия. Они помогают избежать погрешности обработки в радиальном направлении и служат для совмещения баз (размерной и установочной).

Определение действительной жесткости детали:

Длина вала:760мм.

Рассчитаем средний диаметр:

Значит, мы не используем люнеты, так как вал имеет достаточную жесткость.

Конструкция данной детали обеспечивает удобство использования измерительного и режущего инструмента.

1.4 Определение типа и организационной формы производства.

Мы выбираем среднесерийное производство. Среднесерийное производство характеризуется средним объемом выпуска деталей, изготавливаемых в течении определенного времени. Т.к. «вал-шестерня» имеет массу 135 кг., то количество деталей одного наименования, обрабатываемых в год составляет 100-300 штук.

заготовка деталь маршрут конструкция



2. Технологическая часть

2.1 Выбор и обоснование вида заготовки и метода ее получения

Чертежом предусмотрено изготовление детали с конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543-71.

Назначение стали 40Х: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

На первой стадии выбора заготовки для заданной детали следует предварительный выбор 2-х или более приемлемых способов изготовления заготовки для заданных деталей. Для нашей детали «вал-шестерня» мы выбираем 2 способа получения заготовок: штамповка на молотах и периодический продольный прокат.

Рассмотрим 1 способ, штамповка на молотах.

Вычислим коэффициент использования металла:

Объем детали:

V1=6321124,45 мм3

V2=10053172,4 мм3

V3=6321124,45 мм3

Масса заготовки:

значит, коэффициент пребывает в пределах нормы

Рассчитаем себестоимость заготовки:

Где Сi - базовая стоимость 1 т металла, грн;

- коэффициенты, которые зависят от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса детали, кг;

Sотх - стоимость одной тонны стружки, грн.

Рассмотрим второй способ получения заготовки - периодический продольный прокат: Объем детали:

Масса заготовки:

Коэффициент использования металла:

Рассчитаем себестоимость заготовки:

Затраты на материал:

Затраты на механическую обработку:

Полная себестоимость:

Следовательно, мы выбираем способ получения заготовки штамповку на молотах, так как он является более экономичным.

Ниже приведен эскиз заготовки.

Рис. 2.1 Эскиз заготовки



2.2 Выбор методов обработки поверхностей детали

В данном пункте мы назначаем методы обработки с учетом габаритных размеров, характера и точности исходной заготовки, свойств материала и других факторов.

Методы обработки выбираются для всех поверхностей детали, начиная с самой точной и кончая самой неточной.

Табл.2.2 Методы обработки поверхностей

№пп	Наименование или обозначение поверхностей	Квалитет точности	Шероховатость, Ra мкм	номер	Метод получения
1	2	3	4	5	6
1	Поверхность 180Т Ra=0,8	16 12 8 7	50 6,3 1,6 0,8	0 1 2 3	Заготовка Точение предварительное Точение окончательное Шлифование однократное
2	Поверхность 193+0,3 Ra=3,2	16 12 10 8	50 6,3 ,2 1,6	0 1 2 3 4	Заготовка Точение предварительное Зубофрезерование предварительное Зубофрезерование окончательное Зубошлифование однократное
3	Поверхность 180Пр Ra=0,8	16 12 8 7	50 6,3 1,6 0,8	0 1 2 3	Заготовка Точение предварительное Точение окончательное Фрезерование чистовое
4	Шпоночные пазы В=45ПШ	16 10	50 12,5	0 1	Заготовка Фрезерование однократное

2.3 Определение величин припусков на обработку заготовки

В данном разделе мы устанавливаем оптимальные величины припусков на обрабатываемые поверхности заданной детали, исходя из требований чертежа, а также определяем основные размеры заготовки и устанавливаем допускаемые отклонения размеров.

Припуски на механическую обработку определяются табличным методом на все поверхности заданной детали по нормативным данным, приведенным в справочной литературе /1, 2, 5, 12/. Результаты должны представлены в виде сводной таблицы припусков на обработку (табл. 2.4).

Табл.2.3. Сводная таблица припусков на обработку заготовки

№пп	Наименование поверхности и методов обработки	Расчетные величины
		Припуск, мм	Получаемый размер, мм	Отклонение, мм
1	Поверхность Шлифование окончательное Шлифование предварительное Точение окончательное Точение предварительное Заготовка	2*0,24 2*0,4 2*0,8 2*2,66 2*4,1	180 180,48 182,08 188,2 196,4	+0,63 +0,17
2	Поверхность 193 Точение чистовое Точение предварительное Заготовка	2*0,8 2*3,3 2*4,1	193 194,6 201,2	-240 -355
3	Поверхность Шлифование окончательное Шлифование предварительное Точение окончательное Точение предварительное Заготовка	2*0,24 2*0,4 2*0,8 2*2,66 2*4,1	180 180,48 182,08 188,2 196,4	+123 +77

2.4 Разработка технологического маршрута изготовления детали

В данном подразделе представлен технологический маршрут изготовления детали Технологический маршрут изготовления детали показывает содержание и последовательность технологических операций с их обоснованием. В него также включено технологическое оборудование, режущий, вспомогательный инструменты и средства технологического контроля.

Табл.2.4. Технологический маршрут изготовления детали

Операция	Содержание или наименование операции	Станок, оборудование	Приспособления	База
005	Фрезерно-центровальная: 1)Фрезеровать торцы в размер 760 мм 2)Сверлить центровые отверстия тип В, Lсум = 37мм	полуавтомат фрезерно-центровальный 2982	Машинные тиски, торцевые фрезы O200мм, z=13; центровальные сверла, типа В O42,5мм.	Цилиндричиские поверхности O180m7
010	Токарная предварительная: 1)Точить поверхность O196,4 до O188,2 выдержав размер L=224 мм 2) Точить поверхность O201,2 до O194,6 выдержав размер L = 312 мм Переустановить деталь. 3) Точить поверхность O196,4 до O188,2 выдержав размер L = 224 мм	Токарно-винторезный 16 К20Ф3	2-х кулачковый поводковый патрон; центра - плавающий и жёсткий; резец проходной отогнутый правый Т5К10; резец расточной (правый, левый) Т5К10; штангенциркуль, глубиномер, калибр пробка.	Цилиндрические поверхности O180m7.
015	Токарная окончательная: 1) Точить поверхность O188,2 до O182,08 выдержав размер L=224 мм Переустановить деталь. 2) Точить поверхность O194,6 до O193 выдержав размер L = 312 мм 3) Точить поверхность O188,2 до O182,08 выдержав размер L = 224 мм	Токарно-винторезный 16 К20Ф3	2-х кулачковый поводковый патрон; центра - плавающий и жёсткий; резец проходной отогнутый правый Т5К10; штангенциркуль.	Цилиндрические поверхности O180m7
20	Зубофрезерная : Фрезеровать зубья O193 на длину 312 мм	Зубофрезерный горизонтальный станок 5В375Ф2	Фреза червячная, тип 1,, Р6М5;	Цилиндрическая поверхность O180m7
25	Шпоночнофрезерная Фрезеровать шпоночный пазs глубиной h=45мм, выдержав размер L = 125мм		Фреза шпоночная, тип 1, dxL = 10x63, Р6М5; глубиномер;	Цилиндрическая поверхность O193
30	Круглошлифовальная предварительная: 1) Шлифовать поверхность O182,08до O180,48мм выдержав размер L=224 мм 2) Шлифовать поверхность O182,08до O180,48мм выдержав размер L = 88 мм	Круглошлифовальний станок 3М151Ф2	Шлифовальный круг типа ПП, 600х63х305мм.	Центровые отверстия
35	Круглошлифовальная окончательная: 1) Шлифовать поверхность O182,08до O180,48мм выдержав размер L=224 мм 2) Шлифовать поверхность O182,08до O180,48мм выдержав размер L = 88 мм	Круглошлифовальний станок 3М151Ф2	Шлифовальный круг типа ПП, 600х63х305мм,	Центровые отверстия
40	Зубошлифовальная однократная: Шлифовать поверхность O193, выдержав размер L= 312 мм	Зубошлифовальный полуавтомат ВСН-840 CNC25	Червячный абразивный круг 300мм	Центровые отверстия
45	Моечная Промыть деталь	Моечная машина
50	Контрольная Контроль ОТК		Стол О10905-86ТК Гост

2.5 Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности

В данном подразделе выполнен расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку самой точной поверхности, которой является поверхность O180m6.

Технологический маршрут обработки отверстия 180m6 мм состоит из следующих технологических операций: предварительного и окончательного точения, предварительного и окончательного шлифования.

Данные по ходу расчёта заносим в таблицу 2.6

Значение Rz и T, характеризующее качество поверхности штампованных заготовок, составляет Rz=300 мкм, Т=300 мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяем по формуле

где - отклонение смещения;

- отклонение эксцентриситета.

где - отклонения в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно. в нашем случае равно 1.

На основании записанных в таблице 2.6 данных производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков по формуле:

Минимальные припуски под точение:

предварительное

окончательное

Таким же способом рассчитываем и на остальные технологические операции. Графа расчётный размер dp заполняется начиная с конечного размера путем последовательного прибавления расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:

Минимальные предельные размеры dmin получаем с учётом округления расчётных размеров dp до такого же количества знаков после запятой, как и в допуске ? (допуск рассматривать в мм).

Максимальные предельные размеры dmax получаем путём прибавления допуска ? к минимальным предельным размерам dmin.

Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения - соответственно разности наименьших предельных размеров.

Тогда для предварительного точения:

Таким же образом выполняем расчеты и для других операций.

Табл.2.5 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам

Технол.переходы поверхности	Элементы припуска	Расчет припус.	Расчет. размер	Допуск	Предельный размер	Пред.знач. припусков
	Т Р
Заготовка	300	300	1820		185,26	2900	185,13	188.16
Обтачивание Предварительное Окончательное	50 30	50 30	109 73	2*2420 2*209	180,82 180,4	1150 460	180,8 180,4	181,97 180,86	4500 400	6190 1110
Шлифование Предварительное Окончательное	10 5	20 15	36	2*133 2*66	180,13 180	115 46	180,2 180	180,23 180,04	200 200	630 190

Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности



Вывод

Данный курсовой проект позволил на практике закрепить и углубить знания, полученные в в процессе обучения на специальности 7.090202 - «Технология машиностроения». В процессе курсового проектирования выполнялась комплексная инженерно-техническая задача, для последовательного и правильного решения которой потребовалось применять на практике сведения из общенаучных, общетехнических и специальных дисциплин, работать с литературой, пользоваться ГОСТами, каталогами и другой справочной литературой.



Список использованной литературы

1. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник.- М.: Машиностроение, 1976. - 288 с.

2. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: /Под ред.А.Ф. Горбацевича. - Минск: Вышэйш. шк., 1983. - 256 с

3. Методические указания к разделу курсового и дипломного проектов по специальности0501 «Перерасчет размеров и допусков при смене технологических баз» /Сост.: Р. О. Шамей, Е.И.Иванов . - Жданов; ПГТУ, 1986. - 12 с.

4. Методические указания к разделу курсового и дипломного проектов по специальности 0501 «Выбор и обоснование метода получения заготовки» /Сост.; Е.И.Иванов, Р. О. Шамей. - Мариуполь: ПГТУ, 1986. - 20 с.

5. Методические указания к выполнению контрольных заданий и практических занятий по курсу «Технология машиностроения (для студентов специальностей 1201,1202) /Сост. И.М.Левин, - Мариуполь: ПГТУ, 1992. - 58 с.

6. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования на металлорежущих станках: В 2 ч. - М.: Машиностроение, 1974. - 425 с.

7. Методические указания к выполнению раздела курсового проекта и практических занятий по курсу «Технология машиностроения» (для студентов специальностей 1201, 1202) Сост.: И.М.Левин, А. А. Андилахай, - Мариуполь; ПГУ, 1990. - 48 с.

8. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением. -М: Экономика, 1980, 208 с.

9. Проектирование технологических процессов механической обработки / Под ред. В.В. Бабука. - Минск: Вышэйш. шк., 1987.- 256 с.

10. Режимы резания металлов: Справочник /Под ред. Ю. В. Барановского. М.: Машиностроение, 1972. - 407 с.

11. Руденко П.А. Проектирование технологических процессов в машиностроении. - Киев: Вища шк., 1985. - 256 с.

12. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. /Под. Ред. А. Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 360 с.

13. Руденко П.А. Проектирование заготовок в машиностроении. - Киев: Вищ. Шк. , 1991. - 247 с.

14. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

Размещено на Allbest.ur