Разработка технологического процесса изготовления детали “Вал ступенчатый

   Реферат

    Курсовой  проект выполнен в соответствии с  заданием и содержит 4 листа формата А1 (чертеж детали, чертеж заготовки, чертеж приспособления (технологическая оснастка), технологические наладки) и расчётно-пояснительную записку, состоящую из   52 листов, 4 рисунков, 6 таблиц. В работе было использовано  8 источников.

    Тема  курсового проекта: “Разработка  технологического процесса изготовления детали “Вал ступенчатый”.

    В процессе работы был спроектирован  маршрутно-операционный технологический  процесс, оформленный в соответствии с ЕСТД. 

 

    Содержание 

   Введение 5

   1 Проектирование  процесса механической обработки  детали 6

       1.1 Служебное назначение детали  и технические требования на  неё 6

       1.2 Технологический контроль чертежа и анализ технологичности

            конструкции 7

      1.3 Определение типа производства 9

       1.4 Обоснование выбора и определение размеров исходной  
                заготовки 14

       1.5 Проектирование маршрутной технологии обработки детали 17

       1.6 Расчет припусков на механическую обработку 19

       1.7 Проектирование операционной технологии 23

             1.7.1 Расчет режимов резания и норм времени 23

         1.7.1.1 Проектирование операции №010 «Токарная  с ЧПУ» 23

         1.7.1.2 Проектирование операции №020 «Фрезерная» 30

         1.7.1.3 Проектирование операции №025 «Болтонарезная» 37

            1.7.2 Расчет точности механической обработки 44

             1.7.3 Выбор оборудования 46

   2 Конструирование  средств технологического оснащения 48

       2.1 Выбор и обоснования установки детали в приспособлении 48

       2.2 Техническое описание конструкции и принципа работы 
               приспособления 48

        2.3 Разработка расчетной схемы закрепления и расчёт механизма  
                зажима 48

   Список  использованной литературы 51

   Приложение 52

 

Введение 

   Валы  весьма различны по служебному назначению, конструктивной форме, размерам и материалу. Несмотря на это, технологу при разработке технологического процесса изготовления валов приходится решать многие однотипные задачи, поэтому целесообразно пользоваться типовыми процессами, которые созданы на основе проведенной классификации.

   В общем  машиностроении встречаются валы бесступенчатые и ступенчатые, цельные и пустотелые, гладкие и шлицевые, валы-шестерни, а также комбинированные валы в разнообразном сочетании из приведенных выше групп. По форме геометрической оси валы могут быть прямыми, коленчатыми, кривошипными и эксцентриковыми (кулачковыми).

   Наибольшее  распространение в машиностроении, в том числе и станкостроении, получили различные ступенчатые  валы средних размеров, среди которых преобладают гладкие валы. По данным ЭНИМСа, свыше 85% от общего количества типоразмеров ступенчатых валов в машиностроении составляют валы длиной 150—1000 мм.

   Шейки валов могут иметь шпоночные  пазы, шлицы или резьбу. Резьбы для  закрепления сопряженных деталей от осевого перемещения часто выгодно заменять канавками для пружинных колец. Это упрощает обработку и сборку. В местах перехода ступеней делают канавки или галтели. Обработка галтели более сложна; поэтому предпочтительно, где это допустимо, предусматривать канавки. Торцы вала имеют фаски. Шлицевые валы могут быть со сквозными и закрытыми шлицами, последние составляют около 65% от общего количества типоразмеров. По конструкции шлицы могут быть прямобочными и эвольвентными. В настоящее время преобладают прямобочные (приблизительно 85—90% от общего количество применяемых в машиностроении типоразмеров шлицевых валов), хотя в отношении технологии эвольвентные шлицы имеют ряд преимуществ.

   Валы  с отношением длины к диаметру менее 15 относят к жестким; при отношении более 15 валы считают нежесткими.

       1. Проектирование процесса  механической обработки  детали 

       1.1 Служебное назначение  и технические  требования на  деталь по чертежу  и условиям эксплуатации 

       Деталь  – ступенчатый вал. В качестве материала применяется сталь 30Х13 ГОСТ 5632-72. Метод формообразования – поковка. После окончательной обработки вал отправляется на сборку.

       Вал имеет пять шеек, выполняемых по 6 квалитету точности с шероховатостью по параметру Ra 1,25 (Ç38js6; Ç40js6; Ç45js6; Ç32,2n6; Ç32n6). На две из этих шеек устанавливаются зубчатые колёса по средствам шпоночного соединения. Крайние шейки вала имеют резьбу М24×1,5-6g для закрепления зубчатых колёс от осевого перемещения гайками.

       Поверхности Ç40js6; Ç45js6 и Ç32,2n6 мм имеют повышенную твердость 37…43 HRC_Э., получаемую в результате термообработки. Для того, чтобы остальные поверхности не подвергались термообработке (25..30 HRC_Э), она производится в индукционной установке (ТВЧ).

       Вал изготовляется из высоколегированной коррозионностойкой хромистой стали. Это обусловлено рабочей средой изделия.

 

        1.2 Анализ технологичности  конструкции детали 

 На  чертеже детали имеются все необходимые  размеры, даны сведения о шероховатости  обрабатываемой поверхности  и точности их изготовления.

       Чертёж  детали содержит необходимые виды, дающие полное представление о детали. По своей конструкции деталь имеет большинство поверхностей открытых и доступных для обработки.

         Качественную оценку поверхностей  производим по коэффициентам:

         1) точности К_тч

                                                  , где

       А_ср – средний квалитет точности

                                                  ; где

       А – соответствующий квалитет точности

       N_i – число поверхностей данного квалитета точности

       А₁= 6            n₁ = 7

       А₂= 7            n₂ = 1

       А₃= 8            n₃ = 2

       А₄= 12          n₄ = 4

       А₅= 14          n₅ = 18

                   

                     

       2) шероховатости К_ш

                    где

       Б_ср – среднее числовое значение параметра шероховатости

                    ;

       где        Б – числовое значение параметров шероховатости на

       n_iш – число поверхностей составляющих шероховатость

       Б₁=1,25         n₁=6

       Б₂=6,3             n₂=26

                   

                      

       3) использования материала

                    

         где

       m_g=5,6 кг – масса детали

       m_з – масса заготовки =7,84 кг

                    

       где

       m_отх – масса отходов

                   

   Таким образом, по всем показателям в соответствии с ГОСТ 14205-83 деталь является технологичной.

 

    1.3 Определение типа производства 

           Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение определенного времени, к числу рабочих мест.

    Кз.о.=SОi/Ря

       где  SОI - суммарное число различных операций;

       Ря - явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операций.

     По  ГОСТ 14004-85 предусматриваются следующие  типы производства:

       - единичное;

       - серийное;

       - массовое.

       В свою очередь серийное производство подразделяется на крупносерийное, среднесерийное, мелкосерийное.

     Расчет  ведется с учетом основных операций механической обработки и типов  металлообрабатывающего  оборудования.

       Исходные  данные:

       Годовая программа выпуска изделий: N=10000 шт.

       Количество  деталей в изделии: m=1.

       Режим работы предприятия: 2 смены в сутки.

       Ориентировочный тип производства – среднесерийное.

     Для расчета коэффициента закрепления  операций определим предварительный маршрут обработки детали. Здесь, основываясь на типовом технологическом процессе обработки детали, выберем основные формообразующие операции механической обработки:

1. Фрезерно-центровальная. Фрезерование торцов заготовки и их зацентровка.
2. Токарная с ЧПУ. Черновое и чистовое точение наружных поверхностей.
3. Фрезерная. Фрезерование шпоночных пазов.
4. Болторезная. Нарезание резьбы М24×1,5-6g – два места.
5. Круглошлифовальная. Шлифование наружных поверхностей.

       При расчете используется формула [1 стр.146-147]

                           Т_ш-к=f_к Т_о

       1) Фрезеровать торцы.

        

        

           Зацентровать торцы

        

        

             

       2) Обточить шейки вала (черновое и чистовое точение)