Проектирования технологических процессов изготовления деталей машиностроения

Раздел 1. Общий

1.1. Описание конструкции  детали и её технологический  анализ

   Деталь ”Вал“ с габаритными размерами  Ø45 мм и L=288 мм представляет

собой тело вращения, массой 4,3 кг, изготовленное из материала сталь 45 ГОСТ 1050-88.

  Валы - детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин. Вал воспринимает силы, действующие на детали, и передает их на опоры. При работе вал испытывает изгиб и кручение.

  Валы классифицируют по следующим признакам:

по назначению:

а) валы передач, несущие  детали передач - муфты, зубчатые колеса, шкивы, звездочки;

б) коренные валы машин;

в) другие специальные  валы, несущие рабочие органы машин  или орудий - колеса или диски  турбин, кривошипы, инструменты и  т.д.

по конструкции :

а) прямые;

б) коленчатые;

в) гибкие.

    Прямые валы  делятся на:

а) гладкие цилиндрические;

б) ступенчатые;

в) валы – шестерни, валы – червяки;

г) фланцевые;

д) карданные.

    По форме  поперечного сечения:

а) гладкие сплошного  сечения;

б) шлицевые. 

 

   Вал состоит  из шести ступеней:

   Первая ступень представляет собой цилиндрическую поверхность  Ø30k7 мм и длиной L=58 мм, шероховатостью R_a 1,6. На ступени на расстоянии 28 мм от канавки профрезерован круглый паз под сегментную шпонку R16, шириной 8N9_-0,036, , глубиной h=10 мм, шероховатостью R_a 6,3. Между  первой и второй ступенями имеется канавка Ø28 мм и шириной В=3 мм, шероховатостью R_a 12,5. На торце выполнена фаска 2,5х45°, шероховатостью R_a 12,5.

   Вторая ступень представляет  собой цилиндрическую поверхность Ø мм и длиной L=70 мм, шероховатостью R_a 0,8, шероховатость торцов ступени R_a 1,6. Между второй и третьей ступенями выполнена канавка Ø 33 мм и шириной В=3 мм, шероховатостью R_a 12,5. Радиальное  биение относительно базы Д не должно превышать 0,03.

   Третья ступень представляет  собой цилиндрическую  поверхность Ø45 мм и длиной L=26 мм, шероховатостью R_a 12,5, шероховатость торцов ступени R_a 1,6.

   Четвертая ступень представляет собой цилиндрическую поверхность Ø мм и длиной 60 мм, шероховатостью R_a 1,6. На расстоянии 10 мм от третьей ступени выполнен паз длиной L=40 мм, шириной B=12N9_-0,043, глубиной h=5^+0,2 мм, шероховатостью R_a 6,3. Между третьей и четвертой ступенями выполнена канавка Ø38 мм и шириной В=3 мм, шероховатостью R_a 12,5.

   Пятая ступень представляет  собой цилиндрическую поверхность  Ø мм и длиной L=52 мм, шероховатостью R_a 0,8. Между четвертой и пятой ступенью выполнена канавка Ø33 мм и шириной В=3 мм, шероховатостью R_a 12,5. На торце выполнена фаска 2,5х45°, шероховатостью R_a 12,5. Радиальное биение относительно базы Д не должно превышать 0,03.

   Шестая ступень представляет  собой резьбовую поверхность М20х1,5 и длиной L=22 мм. Между пятой и шестой ступенью выполнена канавка Ø16,5 мм и шириной В=3 мм, шероховатостью  R_a 12,5. На торце выполнена фаска 2,5х45°, шероховатостью  R_a 12,5.

   Деталь имеет технологические требования:

1. HRC 40…45

     2. Неуказанные предельные отклонения H14; h14; ± Jf16/2.

     3. Маркировать обозначение на бирке.

Таблица №1. Химический состав материала

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	As	N	Cu
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	≤0,04	≤0,035	≤0,025	≤0,30	≤0,08	≤0,008	≤0,30

Таблица №2. Механические свойства при комнатной температуре

Ϭ0,2	Ϭв	δ	KCU
375 Н/мм2	630-780 Н/мм2	17%	15,2 Дж/см2

 

Расчет детали на технологичность

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости
цилиндрические поверхности	2	7	1,6
	2	7	0,8
	1	14	12,5
резьбовые поверхности	1	14	12,5
канавки	5	14	12,5
пазы	2	9	6,3
фаски	3	14	12,5
торцы	2	14	12,5
Итого:	18

 

 

1.2. Характеристика заданного  типа производства

   Под типом производства понимают комплексную характеристику особенностей организации и технического уровня промышленного производства.

   По ГОСТ 14.004-83 принято  различать три основных типа  производства: единичное, серийное, массовое. В серийном производстве  выделяют мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

   В зависимости от массы и количества выпускаемых деталей, по таблице 1.1.2 выбираем тип производства – среднесерийный.

Таблица 1.1.2 Данные для определения типа производства

Тип производства	Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год
	Тяжелых (массой более 100 кг)	Средних(массой от 10 до 100 кг)	Легких(массой до 10 кг)
Единичное	До 5	До 10	До 100
Мелкосерийное	5…100	10…200	100…500
Среднесерийное	100…300	200…500	500…5000
Крупносерийное	300…1000	500…5000	5000…50000
Массовое	Более 1000	Более 5000	Более 50000

 

   Серийное производство характеризуется большим масштабом производимой продукции, ограниченной номенклатурой деталей, более глубокой специализацией и механизацией производства, использованием и универсального и специального оборудования. Однородность конструктивных решений некоторых изделий позволяет закрепить за некоторыми рабочими местами ряд операций для постоянного или периодически повторяющегося их выполнения. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметно-замкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей.                                                          

   Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельно-последовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность. Запуск деталей в производство партиями и изготовление их через определенные повторяющиеся промежутки времени позволяют согласовывать во времени последовательную передачу деталей с одного рабочего места на другое, уменьшать их прослеживание и тем самым сокращать длительность производственного цикла.