Технологи обработки блока зубчатых колес



Реферат

Расчетно-пояснительная  записка к курсовому проекту  на тему: разработать автоматизированный технологический процесс изготовления детали «Блок зубчатый» содержит 45 стр., 9 иллюстраций, таблиц, 2 приложения.

Графическая часть включает 4 листа формата А1.

Перечень  ключевых слов: технологический процесс, маршрут обработки, технологическая база, размерный анализ, режимы резания, припуски, нормы времени.

Объект  разработки - технологический процесс  изготовления детали «Блок зубчатый» из стали 45 ГОСТ 1050–88. Проанализирована технологичности детали, выбрана оптимальная по стоимости заготовка, рассчитан тип производства для двух вариантов, разработан маршрут обработки, рассчитаны припуски и межоперационные размеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Реферат                                                                                                                        2

Введение                                                                                                                      5

1 Общая часть                                                                                                            6        

      1.1 Анализ исходных данных               6

         1.1.1 Рабочий чертеж детали                                                                            6

         1.1.2 Производственная программа (годовая) выпуска                                 6  1.2 Оценка технологичности детали и характеристика ее поверхностей       7

         1.2.1 Оценка технологичности детали                                                          7     1.2.2 Характеристика поверхностей детали                                                   7  1.3 Цель проекта и основные задачи, требующие решения                            8

2 Технологическая часть                                                                                           10

      2.1 Расчет типа производства и определение организационной        

      формы выполнения проектируемого технологического процесса                 10

         2.1.1 Расчет типа производства и определение организационной 

         формы выполнения проектируемого технологического процесса             

         для первого варианта                                                                                        10

         2.1.2 Расчет типа производства и определение организационной 

         формы выполнения проектируемого технологического процесса

         для второго варианта                                                                                        14

      2.2 Экономическое обоснование выбора метода получения          

      исходной заготовки                                                                                             18

      2.3 Выбор технологических баз и разработка маршрута обработки

      детали                                                                                                                    20

         2.3.1 Выбор  технологических баз и разработка  маршрута обработки

         детали для первого варианта ТП                                                                     20

         2.3.2 Выбор  технологических баз и разработка  маршрута обработки

         детали для второго варианта ТП                                                                     21

      2.4 Расчет припусков  и межоперационных размеров                                      22

      2.5 Расчет режимов резания и норм времени                                                   32

     2.6 Проектирование операции с применением станка с ЧПУ                         41

3 Конструкторская часть                                                                                           43

      3.1 Выбор и описание  конструкции установочного приспособления            43

      3.2 Определение необходимого усилия зажима                                               44                                                 

      3.3 Анализ точности  обработки деталей в данном  приспособлении             46

4 Заключение                                                                                                              48                                                                                   

Список литературы                                                                                                    49

Приложения                                                                                                               50

Приложение А. Спецификации                                                                               51

Приложение Б. Маршрутно – операционное описание ТП                                  54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Машиностроение, поставляющее новую  технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы нового общества. В связи с этим его развитию всегда придавалось и придается первостепенное значение.

Потребности развивающегося машиностроительного  производства вызвали появление новой технической науки, получившей в дальнейшем название «Технология машиностроения».

Технология машиностроения – это  наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда, т.е. при наименьшей себестоимости.

Очень большое значение для повышения  общего технического уровня промышленных предприятий и развития технологии машиностроения, создание систематизированной  и упорядоченной технологической  документации и повышение качества выпускаемой продукции.

Важнейшие современные направления  развития технологии машиностроения по оптимизации режимов и процессов обработки, автоматизации серийного производства и управления технологическими процессами, применению технологических методов повышения эксплуатационных качеств изготовляемых изделий и других в значительной мере основываются на достижениях математических наук, электронной вычислительной и управляющей техники, кибернетики, робототехники, металлофизики и других современных теоретических и технических наук.

 

 

 

 

 

1 Общая часть

1.1 Анализ исходных данных

Для построения технологического процесса обработки основных поверхностей детали блок зубчатый были использованы ниже перечисленные исходные данные, определившие принятые в проекте методы механической обработки.

1.1.1 Рабочий чертеж детали блок зубчатый

Рабочий чертеж детали блок зубчатый выполнен в соответствии с ЕСКД  
и содержит:

а) достаточное количество проекций видов, разрезов и сечений, позволяющих иметь правильное представление о форме детали;

б) обозначения всех допусков на размеры  детали в форме отклонений от номинальных  размеров;

в) указания о шероховатости поверхности  в виде условного обозначения  для всех поверхностей, подлежащих механической обработке;

г) указание о материале детали, его твердости и термической обработке, что важно для правильного назначения режимов резания;

д) особые требования к обработке (местная  термическая обработка – закалка ТВЧ);

е) все технические условия изготовления, определяющие точность геометрической формы поверхностей, точность их взаимного расположения, а также условия, которые должны быть обеспечены для правильной сборки изделия.

 

1.1.2 Производственная программа (годовая) выпуска

Производственная программа выпуска  задана в двух вариантах для обеспечения возможности разработки двух различных типов производства:

- ;

- .

Тип производства существенно влияет на выбор средств производства и  методов обработки при проектировании технологического процесса.

 

1.2 Оценка технологичности детали и характеристика ее поверхностей

1.2.1 Оценка технологичности детали  ,блок зубчатый

При конструировании деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но и требований наиболее рационального и экономичного изготовления деталей. В этом состоит принцип технологичности конструкции детали.

Конструктивное исполнение разрабатываемой  детали представляет собой двухвенцовое зубчатое колесо с сквозным шлицевым осевым отверстием. В левом торце расположена кольцевая выточка. На цилиндрической поверхности расположено поперечное отверстие. Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента и СОЖ в зону резания и отвод стружки. Деталь имеет надежные установочные базы.

Из выше сказанного можно сделать вывод о том что деталь является технологичной.

 

1.2.2 Характеристика поверхностей  детали блок зубчатыйё

Конструкция детали включает четырнадцать обрабатываемых поверхностей, характеристика и назначение которых представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристика и назначение обрабатываемых поверхностей

                     детали блок зубчатый

    №

   п/п

Характеристика поверхности  детали

Необходимый способ

обработки

    1

2

3

    1

Цилиндрический зубчатый венец. m=3, Z=67. Ширина венца 18 мм. Шероховатость поверхности профиля Ra=1,6 мкм. Шероховатость поверхности окружности Ra=1,6 мкм.

Точение черновое, чистовое. Зубофрезерование, зубошлифование. Закалка ТВЧ. 

    2

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 138 мм выполнена на длине 5 мм. Специальных требований нет.

Точение черновое.

Продолжение таблицы 1

1

2

3

    3

Цилиндрический зубчатый венец. m=3, Z=50. Ширина венца 18 мм. Шероховатость поверхности профиля Ra=1,6 мкм. Шероховатость поверхности окружности Ra=1,6 мкм.

Точение черновое, чистовое. Зубофрезерование, зубошлифование. Закалка ТВЧ. 

    4

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 90 мм выполнена на длине 2 мм. Специальных требований нет.

Точение черновое.

    5

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 80 мм выполнена на длине 16 мм. Специальных требований нет.

Точение черновое.

    6

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 90 мм выполнена на длине 2 мм. Специальных требований нет.

Точение черновое.

    7

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 110 мм выполнена на длине 7 мм.

Точение черновое.

     8

Торцевая поверхность  диаметром 110 мм. Шероховатость поверхности Ra=1,6 мкм.

Точение черновое, чистовое.

     9

Отверстие сквозное шлицевое D-8x36H7x40H9x6H10. Шероховатость поверхности внешнего диаметра Ra=1,6 мкм. Шероховатость поверхности внутреннего Ra=1,6 мкм. Шероховатость боковой поверхности Ra=0,8 мкм.

Сверление, Долбление. Шлицешлифование.

10

Поперечное отверстие  диаметром 6H8, глубиной 22 мм. Шероховатость внутренней поверхности Ra=1,6 мкм.

Сверление, зенкерование, развертывание.

11

Кольцевая канавка глубиной 6 мм. Шириной 8 мм.

Точение черновое

12

Торцевая поверхность  диаметром 207 мм. Шероховатость поверхности Ra=1,6 мкм.

Точение черновое, чистовое.


 

Нумерация поверхностей схематично показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема нумерации  поверхностей детали блок – зубчатый

 

1.3 Цель проекта и основные  задачи проектирования, требующие  решения

Целью курсового проекта является разработка технологического процесса обработки детали блок зубчатый, используя наиболее рациональные и экономичные способы обработки. При этом обработка детали на выбранных металлорежущих станках должна обеспечить выполнение требований, предъявляемых к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей, взаимному расположению осей и поверхностей, правильности контуров и форм и т. д.

Таким образом, спроектированный технологический  процесс механической обработки деталей должен при его осуществлении обеспечить выполнение требований, обуславливающих нормальную работу собранной машины.

Проектирование технологического процесса механической обработки деталей включает решение следующих основных вопросов:

1. Установление вида производства и организационной формы выполнения технологического процесса;

2. Определение величины партии деталей, запускаемых в производство одновременно, для серийного производства и определение величины такта выпуска деталей – для поточного производства;

3. Выбор вида заготовок и определение их размеров;

4. Установление плана и методов механической обработки поверхностей детали с указанием последовательности технологических операций;

5. Выбор типов и определение технических характеристик станочного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, а также определение их количества, потребного для выполнения намеченной обработки;

6. Определение размеров обрабатываемых поверхностей детали;

7. Определение режимов работы на выбранных станках по каждой операции;

8. Определение нормы времени на обработку по каждой операции;

9. Оформление документации технологического процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая часть

2.1 Расчет типа производства  и определение организационной  формы

     выполнения проектируемого технологического процесса.

2.1.1 Расчет типа производства  и определение организационной формы

         выполнения проектируемого технологического процесса для первого

         варианта ( ).

Исходные данные:

    • годовая программа выпуска изделий ;
    • количество деталей данного наименования на изделие ;
    • количество деталей, которые необходимо изготовить дополнительно в качестве запасных частей от годовой программы;
    • масса детали 8,18 кг.

Определение программы выпуска [3, с. 21]

.

Определение штучного времени по операциям.

    Токарно – винторезная операция.

Отрезка заготовки от прутка на токарно  – винторезном станке [3, с. 171]

    ,

где – диаметр прутка;

точение торцев с двух сторон [3, с. 171]

  мин,

сверление сквозного осевого отверстия [3, с. 171]

    ,

где – диаметр отверстия, ;

черновая обточка на проход [3, с. 171]

         ,

где – диаметр обрабатываемой ступени,

      – длина обрабатываемой ступени;

,

обточка поверхности 3 за 10 проходов

,

обточка поверхности 7 в 8 проходов

,

обточка поверхностей 4 и 6 за 4 проходов

,

обточка поверхности 5 в два прохода

,

точение канавки 2 черновое

,

точение кольцевой канавки 11

,

Точение торца 12

 мин,

Точение торца 8

 мин,

Растачивание осевого отверстия

 мин,

Штучно – калькуляционное время на токарную операцию

Круглошлифовальная операция [3, с. 171]

          ,

где - диаметр обрабатываемой детали;

       - длина шлифования;

предварительное шлифование поверхности  1

,

чистовое шлифование поверхности  1

,

предварительное шлифование поверхности  3

,

чистовое шлифование поверхности  3

,

Суммарное штучно – калькуляционное  время на круглошлифовальной операции.

Вертикально – сверлильная [3, c.171]

Сверление поперечного отверстия

,

Развертывание поперечного отверстия [3, с. 172]

            ,

где - диаметр отверстия,

       - глубина отверстия;

развертывание нормальное отверстия 10

,

развертывание точное отверстия 10

,

Штучно – калькуляционное время  на вертикально – сверлильную операцию.

.

Операция строгальная [3, с. 172]

Получение восьмишлицевого отверстия

            ,

,

Штучно – калькуляционное время  на строгальную операцию.

.

Операция зубодолбежная [3, с. 172]

,

,

Штучно – калькуляционное время  на зубодолбежную операцию.

.

Зубошлифовальная операция [3, с. 172]

Шлифование зубьев

            ,

где - ширина зубчатого венца,

      - число зубьев зубчатого венца,

Шлифование зубьев большего венца

,

Шлифование зубьев меньшего венца

,

Штучно – калькуляционное время  на зубошлифовальную операцию

.

Определение необходимого расчетного количества станков [3, с. 117]

,

где - годовая программа выпуска деталей;

      - штучное время по операциям, мин;

      - действительный годовой фонд времени;

     - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Расчет фактического коэффициента загрузки рабочего места [3, с. 117]

,

где - количество принятых рабочих мест.

Расчет количества операций на рабочем месте

,

Произведенные расчеты сводим в  таблицу.

Таблица 2 – Расчет количества операций на рабочем месте

№

Q

Токарно-винторезная

113,2

0,022

1

0,022

35

Круглошлифовальная

2,5

0,0005

1

0,0005

1540

Вертикально-сверлильная

1,3

0,00025

1

0,00025

3080

Продольно-строгальная

1,5

0,0003

1

0,0003

2567

Зубодолбежная

24

0,005

1

0,005

154

Зубошлифовальная

20,35

0,004

1

0,004

192,5

162,85

  

6

  

7568,5


 

Коэффициент закрепления операций

.

Рассчитанный тип производства – единичный.

 

2.1.2 Расчет типа производства и определение организационной формы

        выполнения проектируемого технологического процесса для

         второго варианта ( )

Исходные данные:

годовая программа выпуска изделий  ;

количество деталей данного  наименования на изделие ;

количество деталей, которые необходимо изготовить дополнительно в качестве запасных частей от годовой программы;

масса детали 8,18кг.

Определение программы выпуска 

             .

Определение штучного времени по операциям:

Рассверливание осевого отверстия в два прохода

,

.

Токарно-полуавтоматная

черновая обточка по контуру

,

,

,

,

,

,

,

 мин,

 мин,

 мин,

Штучно – калькуляционное время на токарную операцию

Круглошлифовальная операция [3, с. 171]

          ,

где - диаметр обрабатываемой детали;

       - длина шлифования;

предварительное шлифование поверхности 1

,

чистовое шлифование поверхности 1

,

предварительное шлифование поверхности 3

,

чистовое шлифование поверхности 3

,

Штучно – калькуляционное время на круглошлифовальной операции.

Вертикально – сверлильная [3, c.172]

Сверление поперечного отверстия

,

Развертывание поперечного отверстия [3, с. 172]

            ,

где - диаметр отверстия,

       - глубина отверстия;

развертывание нормальное отверстия 10

,

развертывание точное отверстия 10

,

Штучно – калькуляционное время  на вертикально – сверлильную  операцию.

.

Вертикально – протяжная операция

            ,

где - диаметр отверстия, ,

       - глубина отверстия, .

Штучно – калькуляционное время  на вертикально – протяжную  операцию.

.

Операция зубодолбежная [3, с. 172]

,

,

Штучно – калькуляционное время  на зубодолбежную операцию.

.

Зубошлифовальная операция [3, с. 172]

Шлифование зубьев

            ,

где - ширина зубчатого венца,

      - число зубьев зубчатого венца,

шлифование зубьев большего венца

,

шлифование зубьев меньшего венца

.

Штучно – калькуляционное время на зубошлифовальную операцию

.

Определение необходимого расчетного количества станков 

               ,

где - годовая программа выпуска деталей;

      - штучное время по операциям;

      - действительный годовой фонд времени;

      - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Расчет фактического коэффициента загрузки рабочего места 

                  ,

где - количество рабочих мест.

Расчет количества операций на рабочем  месте

                         .

Произведенные расчеты сводим в  таблицу.

Таблица 3 – Расчет количества операций на рабочем месте

№

Q

Токарно – полуавтоматная

52,44

5,8

6

0,97

0,825

Круглошлифовальная

1,85

0,21

1

0,21

3,81

Вертикально – сверлильная 

0,96

0,11

1

0,11

7,3

Вертикально – протяжная 

1,66

0,18

1

0,18

4,4

Зубодолбежная

18,3

2

2

1

0,8

Зубошлифовальная

15

1,66

2

0,83

0,96

90,2

  

13

  

28,1


Коэффициент закрепления операций

                 .

Рассчитанный тип производства – крупносерийный.

          Величина такта выпуска детали

                 .

           Количество деталей в партии для одновременного запуска

                 ,

где - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей;

      - число рабочих дней в году.

 

2.2 Экономическое обоснование выбора  метода получения исходной 

      заготовки

Общие исходные данные

- материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050-88;

- масса детали - ;

- годовая программа - ;

Эскизы заготовок представлены на рисунке 2.

а) поковка

б) прокат


              Рисунок 2 – Варианты исходных заготовок: а) прокат; б) поковка

Данные для расчета стоимости  заготовок при различных способах получения сводим в таблицу.

          Таблица 4 - Данные  для расчета стоимости типов заготовки

Наименование показателей

1-й способ

2-й способ

Вид заготовки

штамп

прокат

Класс точности

Т2

обычная

Группа сложности

С4

-

Масса заготовки Q, кг

13

19

Стоимость 1 т заготовок, принятых за базу Сi, руб

35000

20000

Стоимость 1 т стружки Sотх, руб

4000

4000


Стоимость заготовки полученной первым способом [3, с. 33]

            ,

где - коэффициент, учитывающий точность штамповки по  
          ГОСТ 7505-55 [3, с. 39];

          - коэффициент, учитывающий группу сложности штамповки из    

          материала сталь 45 [2, с. 40];

          - коэффициент, учитывающий вес штамповки из материала

          сталь 45 [2, с. 40];

          - коэффициент, учитывающий марку материала штамповки,

          сталь 45 [3, с. 39];

          - коэффициент, учитывающий объем производства.

Стоимость заготовки полученной вторым способом [3, с. 31]

            ,

где - масса заготовки;

      - цена 1 кг материала заготовки;

.

Из расчетов видно что первый тип заготовки почти в 1,2 раза дешевле чем второй. Следовательно для крупносерийного типа производства целесообразнее выбрать в качестве заготовки штамповку.

Для единичного типа производства целесообразнее выбрать в качестве заготовки горячекатаный прокат.

 

 

2.3 Выбор технологических баз  и разработка маршрута обработки  детали 

      блок зубчатый

 2.3.1 Разработка маршрута обработки детали для первого варианта

         технологического процесса (N=10 шт.)

Предварительный маршрут обработки  детали вал представлен в таблице 5.

Таблица 5 – Предварительный маршрут обработки детали блок зубчатый

                     при N=10 шт

№

п/п

Содержание операции
Базирование

Оборудование и инструмент

1

2

3

4

005

Заготовительная

-отрезать заготовку  от прутка

Цилиндрическая поверхность прутка

Токарно-винторезный  станок 16Б16. Резец 2130-0255 ГОСТ 18884-73

010

Токарно-винторезная:

- точить торец 8;

- сверлить сквозное осевое отверстие 9;

- точить заготовку  на проход;

- точить поверхность  1;

- точить поверхность 3;

- точить поверхность 7;

- точить поверхность 4;

- точить поверхность 6;

- точить поверхность 5;

- точить поверхность 2;

- точить поверхность 7;

- расточить осевое  отверстие 9;

- отрезать заготовку;

- точить торец 12

- точить канавку 11;

Цилиндрическая поверхность заготовки, торец

Токарно-винторезный  станок16Б16. Резец 2112-0101 ГОСТ 18880-73; Сверло 2300-2622, 2300-2684 ГОСТ 10902-77;

Резец 2100-0559 ГОСТ 18869-73; Резец 2101-0561 ГОСТ 18870-73; Резец 2146-1179 ГОСТ 25416-72;

015

Круглошлифовальная:

- шлифовать поверхность 1;

- шлифовать поверхность 3;

Внутренняя цилиндрическая поверхность, торец

Круглошлифо-вальный станок 3А110; Шлифовальный круг 1А1-1 32х12х10х5

ГОСТ 17123-79.

020

Вертикально-сверлильная:

- сверлить поперечное  отверстие;

- развернуть отверстие.

Цилиндрическая поверхность, торец

Вертикально-сверлильный  станок 2Н118.

025

Ппоеречно-строгальная:

- нарезать шлицы

Цилиндрическая поверхность, торец

Поперечно-строгальный  станок 7303

030

Зубодолбежная

- нарезать 2 цилиндрических  зубчатых венца

Внутренняя цилиндрическая поверхность, торец.

Вертикальный зубодолбежный полуавтомат 5111, долбяк 2530-0174 ГОСТ ГОСТ 9323-79

Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

035

Зубозакругляющая

- закруглить зубья зубчатого венца

Осевое отверстие, торец

Зубозакругляющий станок 5Е580

040

Термическая:

- закалка ТВЧ зубчатых  венцов

  

Печь ТВЧ

045

Зубошлифовальная

- шлифовать зубья цилиндрических  зубчатых венцов

Осевое отверсти, торец

Зубошлифовальный станок 5841

045

Контроль:

- твердость согласно  чертежу;

-

Стол контролера

050

Мойка:

- промыть деталь;

- обдуть сжатым воздухом;

-

Ручные работы

055

Контроль:

- качество покрытия

- размеры детали согласно чертежу

-

Стол контролера