Разработка техпроцесса к детали типа "Вал"

Содержание

Аннотация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . .  . .. .3

1.  Технологическая часть.

1.1 Назначение  и описание условий  работы детали, технические 

 требования при изготовлении, материал и его характеристика. . …. 5

1.2 Предварительный выбор  и обоснование  типа производства. . . . .6

1.3 Анализ технологичности конструкции  детали. . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.4 Обоснование и выбор метода  получения заготовки, определение общих припусков на заготовку, её размеров и КИМ……………………………………………………………………..11

1.5   Определение  операционных припусков и операционных размеров……………………………………………………………………..13

1.6 Краткая характеристика разрабатываемого  техпроцесса. . . . . . .19

1.6.1 выбор технологических баз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.6.2 обоснование выбора  и технические характеристики выбранного оборудования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . .23

1.6.3 обоснование выбора станочных приспособлений. . . . . . . . . . ..34

1.6.4 обоснование выбора режущих и вспомогательных инструментов……………………………………………………………………… 35

1.6.5 обоснование выбора измерительных инструментов, приборов,

 приспособлений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.7 Определение режимов резания  и технических норм времени . . .38

 Приложение : управляющая программа . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 44

   Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

                                    Аннотация

       Курсовой проект должен выполняться на основе последних достижений науки и техники, новейших прогрессивных форм организации производства при высоком уровне механизации и автоматизации технологических процессов. Следовательно, в курсовом проекте учтена техника передового производства, но при  строгом соблюдении единой  системы курсовой и технологической документации (ЕСКД и ЕСТД) и соблюдении государственных и отраслевых стандартов (ГОСТов и ОСТов).

   Курсовой проект является   самостоятельной  работой  будущего  техника, направленной на решение  контрольных задач в области  совершенствования технологии, организации  производства и улучшения техноэкономических показателей работы участка соответствующего цеха. Курсовая работа делается  с целью закрепления знаний полученных при изучении специальных дисциплин. Работа  над проектом базировалась преимущественно на конкретном материале предприятия.

Целью курсового проекта является решение вопросов по составлению технологии, использования высокопроизводительного оборудования, инструмента и приспособлений. В основу разработки всех разделов проекта положен принцип единства  решаемых задач:

• рациональный выбор исходной заготовки;
• разработка более прогрессивного технологического процесса с использованием современного оборудования;
• определение режимов и норм времени;
• составление маршрутной карты на спроектированный техпроцесс;
• составление операционных карт.

      Курсовой проект  состоит из пояснительной записки, комплекта технологической документации  изготовления детали (маршрутные  и операционные карты, карты эскизов), графические части.

   Графическая часть включает  в себя  рабочий чертеж и  2 операционные наладки на измененные операции рабочего техпроцесса.

1. Технологическая часть
1. Название и описание условий работы детали

Технические требования при изготовлении

 Материал и его характеристика

Деталь «Вал тихоходный»  широко используют в узлах и механизмах  машин для передачи вращательного движения.

          Технические требования при изготовлении:

Данные технические требования описывают, что твердость равна 42…47 единиц по Роквеллу, торцевое биение диаметра 60 относительно шейки вала диаметром 55 не должно превышать 0,03мм, это служит для того, что бы обеспечивалось плавное движение зубчатого колеса.

Торцевые биения торцев фланца относительно шейки вала диаметром 55, не должны превышать 0,05 мм, это служит для плотного прилегания уплотнителей и подшипников.                           

       Материал и его характеристика

        Сталь 45 углеродистая качественная конструкционная применяется для изготовления различных машин и механизмов. От сталей обычного качества они отличаются меньшим содержанием серы, фосфора и других примесей, более узким пределом содержания углерода в каждой марке и в большинстве случаев более высоким содержанием Si и Мn. Это, а также более тщательная выплавка дают возможность широко применять для изделий из этих сталей различные виды  термической и химико - термической обработки и  следовательно, получать широкий диапазон механических свойств, изготовлять изделия не только ковкой и холодной  механической обработкой, а также холодной штамповкой, высадкой и др.

  Сталь 45 относится к среднеуглеродистой, повышенной прочности. Из сталей этой подгруппы изготавливают  самые разнообразные

детали, а различные методы термической обработки (изотермический отжиг, нормализация, улучшение, закалка с низким отпуском, поверхностное упрочнение ТВЧ и др.) значительно повышают  эксплуатационные  и прочностные свойства деталей.

Таблица1 -  Механические свойства материала - сталь 45 ГОСТ 1050-88                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

Таблица 2 - Химический состав % сталь 45 ГОСТ1050-88                                                                                                                                   

2. Выбор и обоснование типа производства

     Масса детали определяется  с использованием возможностей  компьютерной программы КОМПАС-3D V14.

Рисунок 1-Модель детали

Таблица 3- Определение типа производства

Масса детали составляет  5,3 кг   (рисунок 1).

Годовая программа выпуска деталей 5000 штук.

  Объём выпуска деталей входит в интервал 300 - 25000 шт., следовательно, тип производства - среднесерийный.

   Серийное производство характеризуется  применением как универсального, так и специализированного оборудования. Так же оправдано применение станков с ЧПУ, которые обеспечивают максимальную производительность.

 Режущий инструмент используют и универсальный и специальный, но в основном оснащённой пластинками твёрдого сплава, позволяющие максимально увеличить режимы резания и сократить время на изготовление детали.

    1.3  Анализ технологичности конструкции детали

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Применительно производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоемкости  и технологической себестоимости, а также по техническим показателям, определение

которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты:

1. КИМ – коэффициент использования материала ;
2. Кш- коэффициент шероховатости поверхности;
3. Кт.п - коэффициент точности поверхности;
4. Кун.- коэффициент унификации;
5. Кмем- коэффициент металлоемкости.

                                              ,                              (1)[3, стр.23]

где                                                  

Мд- масса детали;

Мз- масса заготовки.

КИМ=5,3/6,7=0,79

                                          ,                                       (2)[3,стр.23]

где                              

N- количество поверхностей с низкой шероховатостью;

Nп - количество поверхностей.

                                            ,                              (3)[3,стр.23]

    где                         

Nт.р.- количество точных размеров;

Np- количество размеров.

                                                  ,                                 (4)[3,стр.23]

          где                                

Nу.э. – количество унифицированных элементов;

Nэ. – количество элементов.

                                                      ,                            (5)[3,стр.22]

  где                       

Мз – масса заготовки;

Мд – масса детали.

Таблица 4. Таблица поверхностей детали

Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показаниями: «лучше — хуже»,

«рекомендуется — не рекомендуется», «технологично — нетехнологично» и т.п. 

Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления. В связи с этим проанализируем чертеж детали, например, с точки зрения:

• Конфигурация изделия должна по возможности позволять ее полную черновую и чистовую обработку в одно установе;
• Канавки, выточки и углубления на наружной и на внутренней поверхностях желательно унифицировать, обеспечив возможность образования одним резцом для наружной обработки и одним для внутренней;
• Деталь должна быть образована по возможности из поверхностей конфигурация которых допускает их образование при вращении заготовки относительно оси.
• Каждая из поверхностей должна быть открыта с одной из сторон для подвода инструмента и его перемещения.;
• Обрабатываемые поверхности изделий не должны привышаться выступающими поверхностями которые не могут быть образованы при вращении;
• Минимальное количество конструктивных элементов (шлицев, отверстий, пазов, лысок).

Вывод: данная деталь является технологичной, т.к. она полностью соответствует вышеперечисленным критериям.

   1.4.  Обоснование и выбор  метода получения заготовки. Определение общих припусков на заготовку, её размеров и КИМ.

      В машиностроении  основными видами заготовок для  деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката.

Способ получения заготовок должен быть наиболее экономичен при заданном объеме выпуска деталей.

На выбор формы, размеров и способа получения заготовки большое влияние оказывает конструкция и материал детали. Вид заготовки влияет на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность её обработки.

      При выборе вида  заготовки необходимо учитывать  не только эксплуатационные условия работы детали, её размеры, форму, но и экономичность её про -изводства. Так же необходимо обратить внимание на свойства материала детали: обладает ли литейными свойствами, хорошо деформируется, можно ли сваривать и т.д.

       Так как материал  детали – сталь 45 ГОСТ1050-88 в условиях серийного производства заготовка может быть получена из проката (прутка) или методом штамповки (поковки). В связи с конструктивными особенностями детали “Вал”, а именно то, что она имеет цилиндрическую форму, то так же приемлемы оба способа получения заготовки. Для сравнения обоих методов производится расчет КИМ и принимается  заготовка, где КИМ выше.

 Метод получения заготовки  прутковым прокатом:

  Определяется масса заготовки

                                                              Мз =V·ρ                                                        (6)

V - объем заготовки

ρ - плотность материала – для стали 7.85 кг/см3

      Для получения детали принимается вырубается заготовка размером

72х310мм.

   Определяется объём заготовки

                                  V= πR2H =3,14 · 3,62· 31= 1368.8 см3                                           (7)

Мз = 1368.8 · 7.85=10718гр = 10кг 718гр

КИМ пр = 5,3/10,7 = 0.5

Метод получения заготовки поковкой:

  Определяется масса заготовки-поковки. По ГОСТ 7505-89 назначается расчетный коэффициент для определения предварительной массы заготовки Кр=1.5.

Мш = πR2H= 3,14*32*31 = 6,7кг

КИМ шт = Мд/Мз = 5,3/6,7 = 0,79

     Вывод: КИМ ш > КИМпр  0.79 > 0.49, поэтому  в качестве заготовки выбирается штамповка, так как для получения заготовки из  штамповки  более выгоднее по экономическим  показателям и быстрее по времени.

   1.5 Определение операционных  припусков и операционных размеров

Таблица 5 – Расчет допусков и операционных размеров для  размера Ø55 k6(+0,002+0,021 )

Продолжение таблицы 5

Рисунок 2 – Схема допусков и припусков при расчете табличным методом

     Расчет припусков аналитическим методом на размер Ø50h9 (-0,074)                                         

     Аналитический метод  определения припусков базируется  на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

     Величина промежуточного припуска для поверхности тел вращения (наружных и внутренних)                                         

    2Zmin=2(Rz+h+√Δо2+e у2),                           (8) [3 с.57]

где

  Rz – высота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

h – глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

Δо – суммарное отклонение расположения, возникшие на предыдущем технологическом переходе, мкм;

e у –погрешность установки

Максимальный припуск на обработку поверхности заготовки

       для поверхностей  тел вращения                             

                                                2Z max =2Zmin+δi-1,                  (9) [3 с.57]

где

      δi + δi-1 – допуск на размер на предыдущем выполняемом переходе, мм;  

Суммарное отклонение расположения заготовки определяется

                                                      Δо=√Δсм2+Δэксц2,           (10) [3 с.60]

где

Δсм – погрешность заготовки по смещению = 0,39 м [3 с.49 табл. 24]

Δэксц – погрешность по эксцентричности = 0,39мм   [3 с.49 табл. 23]

Δо = √3902 + 3902 =551 мкм

Остаточное суммарное отклонение размеров после выполнения переходов определяются по формуле

                                                     Δост =Δо · Ку,              (11) [3 с.60]

где

       Ку – коэффициент  уточнения 

Δост.точ.черн. = 551 · 0,06 = 33,6 мм

Δост.точен.чист. = 551 · 0,05 = 27,5 мм

Δост.шлиф. = 551 · 0,04 = 22 мм

     Погрешность установки  определяется по формуле 

                                                  eу  = 0,25δз,                                       (12) [3 с.60]

где

δз- допуск на заготовку.   

                                                  eу  = 0,25*1200=300мкм                                                   

Остаточная погрешность установки определяется

                                       eу.о.  = eу х Ку

Точение черновое             eу.о. = 300 х 0.06 = 18мм

Точение чистовое         eу.о. = 300 х 0.05 = 15мм

Шлифование       eу.о. = 300 х 0.04 = 12мм