Технология изготовления зубчатого колеса

Министерство  образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский  Государственный  университет

Кафедра «Управление качеством и сертификацией» 
 
 

Курсовая  работа по курсу 

«Технология машиностроения»

на  тему: «Технология  изготовления зубчатого колеса» 

Выполнил:

Студент группы ММФ-407

Суханов А.

                                                   Проверил: Высогорец  Я.В. 
 
 
 

Миасс 2010 г.

АННОТАЦИЯ

Суханов А. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса. Миасс; ЮУрГУ, 2010 г.

31 стр. 1 илл. Биография литературы 8 наименований. Лист чертежей ф. А2-1 лист, ф. А3-2 листа, ф. А4-19 листов.  

     В курсовой работе разработан технологический процесс изготовления зубчатого колеса. Разработан маршрут по операциям с приведением операционных эскизов. В работе представлены оборудование и инструмент, используемые при изготовлении зубчатого колеса. Рассмотрены варианты получения исходной заготовки. Произведены расчеты режимов резания при механической обработке для двух операций: токарной и фрезерной.  
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение                                                                     4                                                                                                                                           

2. Анализ исходных данных                                                  5

3. Разработка технологических операций                               11                                         

4. Выбор технологических баз                                              13                       

5. Назначение режимов резания                                             13

6. Нормирование операций технологического процесса               17                                                      

Заключение                                                                    20                                                       

Список  литературы                                                          21                                                                                                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение.

      К технологии машиностроения относятся все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

      Однако  сложившееся понятие  «технология машиностроения» обозначает преимущественно процессы механической обработки заготовок для изготовления деталей и сборки машин. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы детали с требуемой точностью их параметров и необходимым качеством поверхностного слоя достигаются в основном путем механической обработки.

      В процессе механической обработки возникает  наибольшее число  проблем, связанных  с выполнением  требований к качеству машин, заданных конструктором. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой, включающей в себя металлорежущий станок, станочную технологическую оснастку, режущий инструмент и заготовку.

      Разработка  технологического процесса изготовления любой  детали начинается с изучения ее служебного назначения и критического анализа норм точности и других технических требований. Далее в последовательности, определенной соответствующими стандартами, разрабатывается технологический процесс. Это связывает технологию со служебным назначением детали и обеспечивает согласованность решений, принимаемых на различных этапах технической подготовки. 
 
 
 
 
 

2. Анализ исходных  данных 

1. Описание  детали

    Колесо  зубчатое представляет собой деталь среднего сечения из класса втулок, со средними перепадами диаметров  до 110 мм. Изготавливается из стали 45 ГОСТ1050-88 и имеет термообработку 170…200HB, что соответствует закалке и нормализации, химический состав стали и макроструктура должны соответствовать ГОСТ 4543-75, ГОСТ1435-74, ГОСТ 1414-75, ГОСТ5949-75, ГОСТ 20072-74. 

     Таблица 1.1 - Химический состав в % низколегированной углеродистой качественной конструкционной стали марки 45 ГОСТ 1050-88.

       Таблица 1.2- Механические свойства стали 45.

     Масса детали имеет существенное значение при решении  вопросов проектирования технологического процесса т.к. в чертеже  масса неуказанна, то рассчитаем ее согласно чертежа по формуле: 

      ,         (1.1)

     где - плотность материала детали, ;

      - диаметр i-ой цилиндрической  ступени, м;

      - длина i-ой цилиндрической  ступени, м;

      - длина j-ого паза, м;

      - ширина j-ого паза, м;

      - ширина j-ого паза, м;

      - диаметр k-ого  отверстия, м;

      - глубина k-ого  отверстия, м. 

2. Анализ  точности детали

    Анализ  точности детали произведем в виде таблицы 1.3. Обозначения поверхностей смотри на рисунке 1. 
 

    Рисунок 1 – Схема обозначения поверхностей

    Таблица 1.3- Анализ точности детали.

     Количественная  оценка технологичности  детали:

     Для данной оценки надо рассчитать два коэффициента (показатели по признакам обработки):

     - К _{т ч} - коэффициент точности обработки;

     - К _ш - коэффициент шероховатости поверхности.

      ,                                                         (1.2)

     где Т_i - квалитет (точность);

     n _i - число поверхностей детали одинакового квалитета.

      ,         (1.3)

     где m _i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости;

     R _{a i} - параметр шероховатости поверхности детали.

      =0.815

     Значение  первого коэффициента свидетельствует о достаточно высокой точности большинства поверхностей детали, второй коэффициент показывает что деталь имеет более жесткие требования к шероховатости некоторых поверхности. 

1. Определение типа производства

     Исходя  из массы детали 3,512 кг и годовой программы 25000 шт., принимаем среднесерийное производство (см. таблицу 1.4).

     Таблица 1.4- Определение типа производства

    1.4 Выбор заготовки  и метода ее  получения

     Получение заготовки из штамповки  будет дешевле  заготовки, полученной отливкой, так как  не требует при  изготовлении сложной  и дорогой технологической  оснастки.

     Экономическую эффективность использования штампованной заготовки над заготовкой из отливки определим с помощью коэффициента использования и экономии материала в стоимостном выражении.

       у штамповочной  заготовки больше, чем  у заготовки из отливки.

    На  основании полученных данных для производства принимается заготовка, полученная на ГКМ. 

     3. Разработка технологических операций 

    План  операций представим в виде таблицы 3.1

    Таблица 3.1 - План операций.

    4. Выбор технологических  баз 

    Базами  являются ø 214H7 и ø 40Н7 мм, с упорами в соответствующий торец. 

    5. Назначение режимов  резания 

    5.1 Режимы резания при зубофрезеровании 

    Деталь - цилиндрическое прямозубое колесо:

    Модуль m=2.0 мм

    Число зубьев z =105

    Точность 9-С

    Ширина  венца 38 мм 2 заготовки.

    Расчет  по пособию [7].

    Черновой  проход – нарезание на глубину 9 мм.

    Фреза класса С, диаметр 90, длина 80 мм.

    Станок 5М324 группа 3.

    Выбираем  подачу S_O=2.0 мм/об. колеса.

    Поправочные коэффициенты на подачу

    S_O=2.0·0.9·1=1.8 мм/об. колеса.

    Выбираем  скорость резания V=27 м/мин

    Количество  передвижек по W=3 шт.

    С учетом поправок величина передвижек В=17.9

    Стойкость фрезы принимаем  равной табличной  Т=240 мин.

    Поправочные коэффициенты на скорость резания V=27·0.9·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0=24 м/мин

    Определяем  частоту вращения фрезы по формуле:

     об/мин

    Определяем  основное время по формуле:

                                                              (1.4)

     где - ширина зубчатого венца: =76 мм;

      - величина врезания: = 35.5 мм;

      - величина перебега: = 8 мм;

      мин.

     Определяем  мощность резания N=1.3 кВт.

     Поправочные коэффициенты на мощность резания 

     N=1.3·0.8·1·1·1·1.0=1.0 кВт.

     Мощность  станка N_cт.=3.2 кВт. 

    5.3 Режимы резания при точении

                                                    (1.5)

    Скорость  резания рассчитывается по формуле [1.5]:

    где k_mv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

    k_nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

    k_uv - коэффициент, учитывающий материал режущей части;

     - коэффициент, учитывающий  главный угол в  плане резца;

     - коэффициент зависящий  от вида обработки;

     - глубина резания,  мм;

     - стойкость резца,  мин;

     - подача, мм/об.;

    где k_г - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

     - показатель степени.

    Для нашей детали из стали 45:

     =0.727

    Частота вращения шпинделя:

                                                            (1.6)

    где D - диаметр в месте обработки, мм.

    Сила  резания:

     - коэффициент, характеризующий обрабатываемость стали;

    Мощность  резания:

                                                                      (1.7) 

    Таблица 5.1- Расчет режимов  резания.

    6. Нормирование операций  технологического  процесса 

    6.1 Определение штучного  времени

                                                             (1.8)

    Штучное время на обработку [3,5]:

    Основное  время на обработку:

                                                                  (1.8)

    где l_вр - длина врезания;

    l_пер - длина перебега;

    L - длина обрабатываемой поверхности;

     i - количество отверстий.

    Вспомогательное время t_всп[5]:

    на  установку и снятие детали - 2,5 мин.;

    по  управлению станком - 0,9 мин.;

    на  контрольные измерения - 0,3 мин.;

    повернуть делительное приспособление - 0,2 мин.

    Время на обслуживание рабочего места и личные потребности в  процентах от оперативного (8%), оперативное время:

                                                                      (1.9)

    Время штучное калькуляционное:

                                                                   (2.1)

    где t_п.з. - подготовительно-заключительное время;

    n - количество деталей в партии.

    Подготовительно-заключительное время t_п.з.:

    - получить наряд,  чертеж 4 мин.,

    - получить инструмент 5 мин.,

    - ознакомиться с  работой, чертежом, осмотреть заготовки  5 мин.,

    - инструктаж мастера  2 мин.,

    - настроить кулачки  самоцентрирующего  патрона 1,5 мин.,

    - установить инструмент 12 мин.,

    - установить исходные режимы станка 1,5 мин.

    Пронормируем  операции согласно перечисленных  формул и данных, полученные значения сведем в таблицу 6.1

    Таблица 6.1 - Нормы времени.