Разработка технологических процессов механической изготовления вала

Министерство образования и науки РФ

 

 

 

Кафедра «Технология машиностроения станки и инструменты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине:

«Технология машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент гр.

Шифр з/к:

Преподаватель:

 

Дата защиты:____________

Оценка:_____________

 

 

 

 

 

Содержание:

Задание

Введение…………………………………………………………………….3

1. Определение типа производства ……………………………………………..4
2. Служебное назначение детали и анализ ее технологичности………………5
3. Разработка заготовки вала.…………………..………………………………..7
4. Проектирование маршрутного технологического процесса изготовления вала ………………………………………………………………………..…..11
5. Определение припусков на механическую обработку…………….………13
1. Проектирование технологической операции фрезерования шпоночных пазов …………………………………..…………………………………........23
2. Проектирование альтернативной технологической операции

фрезерования шпоночных  пазов…………………………………………….29

3. Технико-экономическое обоснование проектируемого

 технологического процесса…………………………………………………….35

4. Проектирование токарной обработки………………………………………36

 

5. Расчет станочного приспособления ……………………………………...42

Заключение...……………………………………………………………...47 Список литературы……………………………………………………….48

Приложение 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

В данном курсовом проекте разработан  технологический процесс обработки детали типа фланец на основе базовой технологии с учетом достижений современного машиностроительного производства.

   Современные машины характеризуются  повышением их производительности, быстроходности, удельной мощности  и надежности, при снижении весовых  и габаритных показателей. Это влечет за собой использование новых высокопрочных, имеющих специальные свойства, конструкционных материалов, которые в большинстве случаев являются труднообрабатываемыми. Однако технический прогресс определяется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Разработка технологических процессов изготовления деталей представляет  собой один из ответственных этапов подготовки производства. Технологические процессы должны обеспечивать высокое качество изделий в соответствии с техническими условиями эксплуатации при минимальных затратах времени и средств.

   Успешному решению актуальных  проблем технологии производства  машин способствуют следующие  основные направления:

• гибкая ресурсосберегающая технология машиностроительного производства;
• управление качеством конкурентоспособных машиностроительных изделий;
• программируемая автоматизация производственных процессов
• экономика внедрения новых технологий и др.

   

 

 

 

 

1. Определение типа производства

 

Тип  производства  по  ГОСТ 3.1121-84  характеризуется  коэффициентом  закрепления  операций  ( Кз.о ):

       1 < Kз.o < 10 - массовое  и  крупносерийное  производство;

              10 < Kз.o < 20 - среднесерийное  производство;

             20 < Kз.o < 40 - мелкосерийное  производство;

              40 < Kз.o - единичное производство.

Определяем тип производства, исходя из массы детали.

Таблица 1.1

Тип производства

Масса   детали, кг	Тип производства
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
	Объем выпуска деталей (N), шт.
<1 кг	>50	50-500	500-5000	5000-50000	> 50000
1,0…2,5	>40	40-400	400-4000	4000-40000	>40000
2,5…5,0	>30	30-300	300-3000	3000-30000	> 30000
5,0…10,0	>20	20-200	200-2000	2000-20000	> 20000
>10	>10	10-100	100-1000	1000-10000	> 1000

 

Исходя из того что масса детали Мд=3.41 кг выбираем объём годового выпуска N =1500 шт. что соответствует среднесерийному типу производства. В серийном производстве используют высокопроизводительное оборудование, где наряду с универсальным применяют специализированное и даже специальное оборудование. При этом широко используют переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий и измерительный инструмент, увеличивающие производительность. Оборудование, предназначенное для обработки заготовок, выпускаемых в большом количестве, располагают по ходу технологического процесса; часть оборудования располагают по типам станков.

 

2. Служебное назначение детали  и анализ ее технологичности

      Одним из важных этапов проектирования является отработка конструкции  детали на технологичность. Целью данного этапа является выявление возможности снижения себестоимости и трудоемкости изготовления без ущерба для служебного назначения детали, за счет незначительных изменений в ее конструкции.

В результате качественной оценки детали на технологичность, можно сделать следующие выводы:

1. Деталь изготовлена из стали 40Х, что полностью соответствует условиям эксплуатации и требованиям по прочности, износостойкости, поверхностным деформациям и т.п.
2. Конструкция детали обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке на металлорежущем оборудовании.
3. Деталь имеет элементы, удобные для закрепления заготовки при обработке.
4. Формы поверхностей, подлежащих обработке не представляют сложности (в основном – поверхности вращения); имеется возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.
5. С точки зрения обеспечения заданной точности и шероховатости поверхностей деталь не представляется сложной.

 

 Рис.1. Анализ технологичности

 

Количественную оценку технологичности проведем по следующим показателям: коэффициенты использования материала (Ки.м.), точности обработки (Кт.ч.), шероховатости поверхности (Кш).

Коэффициент использования материала:

Ки.м. = Мд / Мз

Здесь   Мд и Мз - соответственно массы детали и заготовки в кг.

Ки.м.=Мд/Мз=3,41/ 4,55   = 0,75.

Согласно / 1 / для среднесерийного производства ориентировочные значения Ки.м. Поэтому в данном случае можно говорить о технологичном  использовании материала.

Коэффициент точности:

Кт.ч. = 1 - 1 / Аср

где Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Согласно чертежу детали ориентировочно можно определить

Аср = 10.1. Тогда Кт.ч. = 0.901. Так как Кт.ч. > 0.8 , то деталь можно считать по этому параметру технологичной.

Коэффициент шероховатости:

Кш = 1 / Бср

 

Здесь Бср – среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали. Ориентировочно Бср = 5.4 мкм.

Тогда  Кш =1 / Бср = 1 / 5.4 = 0.19. Так как Кш < 0.32, то деталь можно считать и по этому показателю технологичной.

На основании качественного и количественного анализа на технологичность можно сделать следующий вывод: деталь вполне технологична, нет необходимости вносить в ее конструкцию какие-либо изменения. 

 

 

 

 

3. Разработка заготовки вала

На выбор метода получения заготовки большое влияние оказывает материал детали, ее служебное назначение, объем годового выпуска, форма поверхностей и размеры детали.

Основным направлением заготовительного производства является получение точных заготовок, близких по форме к готовым изделиям, что соответствует экономии металла, уменьшению объема механической обработки и снижению себестоимости продукции в целом.

Для выбора заготовки используем методику, изложенную в [6].Т.к max Ø58,а min Ø 38,выбираем способ получения заготовки - штамповку ГКМ.

Для деталей типа тел вращения, с последующей обработкой на станках с ЧПУ выбираем горячую штамповку, выполненную на горизонтальных ковочных машинах.

Штамповка – это процесс деформации металла на кузнечнопрессовом оборудовании при помощи специального инструмента – штампа, рабочая полость которого определяет конфигурацию и размеры будущей заготовки. Штамповку на ГКМ выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна – перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая – вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. Благодаря осевому разъему матриц уклон в участках зажатия заготовки не требуется.

 

Масса детали –3,41 кг;

расчетный коэффициент: Кр=1,5  (стр. 48/15/);

Масса поковки: Мп = Кр∙Мд                                                                                     

                            Мп = 1.5∙3,41=5,12 кг

Принимаем:

класс точности Т4 (табл. 15/15/);

группа стали – М1 (табл. 14/15/);

Для поковок, штампуемых на ГКМ, допускается определять степень сложности формы в зависимости от числа переходов. Принимаем степень сложности C2.

Конфигурация поверхности разъема штампа – П - плоская (табл. 14/15/).

Исходный индекс - 12 (табл. 16/15/).         

Определяем основные припуски на размеры (табл. 17/15/).

Составляем сводную расчетную таблицу припусков заготовки (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Расчетная таблица припусков заготовки

Размер детали по чертежу, мм.	Припуск, мм.	Шероховатость
Ø45	1,9	Rz150
Ø58	1,4	Rz150
Ø50	1,7	Rz150
Ø38	1,8	Rz150
260	1,9	Rz150
23	1,3	Rz150
56	1,4	Rz150

 

Дополнительные припуски:

смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм (табл. 18/15/)

отклонение от плоскостности и прямолинейности – 0,6 мм (табл. 19/15/)

Размеры поковки, мм :

Ø45 + (1,9+0,3+0,6)∙2 = 50,6 мм, принимается Ø51 мм;

Ø58 + (1,4+0,3+0,6)∙2 = 62,6 мм, принимается Ø63 мм;

Ø50 + (1,7+0,3+0,6)∙2 = 55,2 мм, принимается Ø56 мм;

Ø38 + (1,8+0,3+0,6)∙2 = 43,4 мм, принимается Ø44 мм;

длина 23 - (1,3+0,3+0,6) = 20,8 мм, принимается 20 мм;

длина 56 - (1,4+0,3+0,6) = 53,7 мм, принимается 53 мм;

длина 260+(1,9+0,3+0,6) ∙2 = 265,6 мм, принимается 266 мм.

Допускаемые отклонения размеров (табл. 22/15/), мм:

Ø     Ø      Ø      Ø      

Радиус внешних закруглений – 3,6 мм (табл. 21/15/).

Штамповочные уклоны на наружной поверхности – не более 5°(табл. 24/15/).

Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа – 0,7 мм (табл. 23/15/);

Чертеж заготовки в приложении.

     Масса заготовки: Мз = 4,55 кг.

Коэффициент использования материала:

Ки.м.= Мд/Мз = 3,41/4,55 = 0,75, что соответствует хорошим показателям для среднесерийного производства.