Технология изготовления детали «Вал-шестерня»

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 случаяхрастяжение 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=6 321 124,45 мм³.

V2=10 053 172,4 мм³.

V3=6 321 124,45 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.

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.

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.

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.

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 7.90 202 — «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.

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.

.ur.