Вал - шестерня

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология нефтяного аппаратостроения»

 

 

курсовая работа

По дисциплине «Технология машиностроения»

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. МК-07-01 Шорохова А.А.

Проверил: Мубинов Д.М.

 

2011                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Содержание

Задание кафедры 

Введение  ………………………………………………………………………..3

1. Технологический анализ детали …………………………………………….4                                                                       

1.1 Анализ программного задания …………………………………………….5                                                                         

1.2 Технологический контроль  и анализ технологичности конструкции

 Детали……………………………………………………………………………6                                                                                                  

2. Характеристика способа получения заготовки и определения ее

Размеров…………………………………………………………………………..8

3. Маршрут обработки заготовки ……………………………………………...10                                                                           

4. Выбор средств технологического оснащения…………………………........11                                                     4.1 Выбор металлорежущих станков и инструмента …………………………11                                           

4.2 Выбор измерительного инструмента ………………………………….......13                                                               

5. Расчет режимов резания и технологических норм времени……………….13

Приложение 1…………………………………………………………………....28

Приложение 2…………………………………………………………………....31

Приложение 3……………………………………………………………………32

Приложение 4……………………………………………………………………35                          

Список использованных источников ……………………………………….....39                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Темой курсовой работы является разработка технологического процесса детали с применением станков. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа.

При выполнении работ принятие решения по выбору оборудования, оснастки, методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант.

Цель данной работы состоит в том, чтобы научиться правильно применять знания, полученные в процессе учебы на практике.

В процессе выполнения данной работы решаются следующие задачи: расширение, углубление, закрепление и систематизация теоретических знаний и применение этих знаний для проектирования технологических процессов сборки изделия, изготовления деталей; развития навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы; овладение методами теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов механико-сборочного производства.

 

1. Технологический анализ детали

Исходные данные:

Чертеж – вал-шестерня; материал – Сталь 20ХН3А ГОСТ 4543 – 71, способ получения заготовки – отрезка из круглого проката; годовая программа на изделие N = 300 шт.; процент запасных частей Кзп = 1 %; периодичность запуска на механическую обработку а = 12 дней, количество деталей в изделии m = 1.

 

Характеристика механических свойств и химического состава материала детали

Сталь конструкционная легированная 20ХН3А по ГОСТ 4543-71.       

Применяют для изготовления: шестерни, валов, втулок, силовых шпилек, болтов, муфт, и других цементуемых деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.

 

Таблица 1 – Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

С	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
0,17-0,25	0,17-0,37	0,3-0,6	0,6-0,9	до 0,025	до 0,025	до 0,3	2,75-3,15

 

Таблица 2 – Механические свойства сортовой легированной, конструкционной термически обработанной (закалка, отпуск) стали по ГОСТ 4543-71

σв	σт		δв0,1		ψ		Ударная вязкость				Твердость НВ
МПа		%		%		кДж/м2		кгс∙м/см2		МПа		кгс/мм2
не менее										не более
930	735		12		55		1080		11		255		26

 

 

 

Расчёт массы детали

Таблица 1.3- Размеры детали по участкам

№	Диаметр, мм		Длина, мм		Объем, м3
1	65		30		1,5∙
2	50		17		0,667∙
3	39		3		0,092∙
4	40		27		0,848∙
5	39		75		2,3∙
6	40		30		0,942∙
7	38,84	20		0,61∙
8	34	3		0,08∙
9	35	40		1,099∙
10	33	15		0,389∙
11	30	1,6		0,038∙

Плотность материала детали

р = 7850,0 кг/м3

Объём детали

Vд =V1 +V2 +V3 +V4 +V5 + V6+ V7+ V8+ V9+ V10+ V11=(1,5+0,667+0,092+0,848+2,3+0,942+0,61+0,08+1,099+0,389+0,038) ∙ =8,565∙ м3

Масса детали

Мд= Vд∙ р =8,565∙ ∙7850,0=14кг.

 

1.1 Анализ программного задания

 

Наим. Параметра	Обозн.	Ед.изм.	значение
Годовая программа выпуска изделий	N	Штук	300
Периодичность запуска деталей в производство	a	Дней	12
Коэффициент запасных частей	К		1
Месячный фонд рабочего времени	F	Дней	25
Количество деталей в изделии	m	штук	1

 

Годовая программа изготовления деталей  N3 :

N3 = N ∙m ∙ (1+K/100)=  300∙1∙ (1+1/100)=303 деталь,

где N - годовая программа выпуска изделий;

к,п — коэффициент запасных частей;

m – количество деталей в изделии.

Месячная программа:

N = N3 /12 =25 деталей

Количество деталей в партии:

Nn = N3 ∙ a/ FM= 25∙ 12/ 21= 14 деталей ,

где Nn - количество деталей в партии, шт.;

      FM - месячный фонд рабочего времени в днях;

       а – периодичность  запуска деталей в производство  в днях.

Анализ программного задания показывает, что изготовление деталей может быть организовано в условиях серийного производства.

 

1.2 Технологический контроль и  анализ технологичности конструкции детали

Технологичностью называется степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-техническим условиям его изготовления при заданном объеме выпуска. Технологичной можно считать удовлетворяющую эксплуатационным требованиям деталь, освоение и выпуск которой при заданном объеме производства будет протекать с наименьшей трудоемкостью, материалоемкостью и кратчайшим производственным циклом.

Изготовляемая деталь  -  ступенчатый вал -шестерня. Основные образующие поверхности - цилиндрические. Габаритные размеры: L = 260 мм; 

d = 65 мм; L/d = 260/65=4. Жёсткость конструкции не требует дополнительных опор. Вал имеет две посадочные поверхности для подшипников качения Ø 40к6, а также поверхность для посадки зубчатого колеса Ø65h11   со шпоночным пазом P9. Шестерня выполненная заодно с валом - прямозубая, m =2,5, число зубьев z =24.

Степень точности передачи по нормам кинематической точности -седьмая; по нормам плавности работы - восьмая; по нормам контакта зубьев - восьмая. Вид сопряжения G; вид допуска на боковой зазор f. Высокие требования по шероховатости, точности диаметров и к отклонениям формы, предъявляемые к посадочным поверхностям под подшипники и зубчатое колесо, обусловлены условиями работы соединений. Поверхности Ø 40 имеют квалитет 6, поле допуска к6, шероховатость Rа = 0,63 мкм, поверхность Ø 65 имеет квалитет 11 под зубчатое колесо, поле допуска h11, шероховатость Rz = 80 мкм .  Данным    требованиям    удовлетворяет    окончательная    обработка поверхности чистовым шлифованием, которое обеспечивает параметр шероховатости Ra = (3,2...0,2) мкм, квалитет точности 6 или 7.

Перед шлифовкой цилиндрические поверхности обрабатываются чистовым точением по 11 квалитету точности с шероховатостью Rz = 40 мкм.

Перед чистовым точением выполняется черновое точение, совмещенное с обдиркой дефектной корки, поковки по 14 квалитету и шероховатостью поверхности Rz = 80 мкм.

Остальные цилиндрические поверхности имеют требования к точности по одиннадцатому квалитету и могут быть обеспечены точением.

Зубья шестерни выполняются зубофрезерованием червячной фрезой со степенью точности 8 и Ra = 1,25 мкм.

Требования по точности и шероховатости Ra = 1,25 мкм, предъявляемые к шестерне могут быть обеспечены шлифованием зубьев колеса.

Фрезерование шпоночного паза производится шпоночной фрезой по 9 квалитету точности с шероховатостью Ra = 3,2 мкм. Эти требования чертежа обеспечиваются точностью инструмента.

Торцы вала фрезеруются торцевой фрезой по 14 квалитету с шероховатостью

Rz = 40 мкм.

В качестве технологических баз при точении, зубофрезеровании и шлифовании используются центровые отверстия, которые предусмотрены на рабочем чертеже. Подвод и отвод инструмента при обработке удобный, измерения контролируемых поверхностей можно производить непосредственно на станке.

Вывод: вал достаточно технологичен, может быть изготовлен на стандартном оборудовании с нормализованной технологической оснасткой и с применением стандартного режущего инструмента.

 

2.1 Определить вид заготовки и способ его изготовления.

Способ получения заготовки для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, масштабом производства, техническими требованиями на изготовление детали.

Исходные данные: материал сталь 20ХН3А, программа выпуска 300 шт., масса 14 кг.

С учетом материала детали, по табл. 2.3 определяем код группы 6.                                                                                         По табл. 2.4 для деталей с цилиндрической, конической, криволинейной и комбинированными формами поверхностей без центрального отверстия  длиной L>2D код 5. По табл. 2.5 определяем код серийности 1 (мелкосерийное производство). По табл. 2.6 и 2.7 определяем номер диапазона 4. По табл. 2.8 принимаем: отрезка из проката, код 10. В соответствии  табл. 2.9, кодовое обозначение 651410.