Быстрый поиск

Курсовая работа: Проектирование технологического процесса механической обработки детали типа вал

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Курсовая работа

Проектирование технологического процесса механической обработки детали типа вал

Выполнил:

Студент группы

Проверил:

Преподаватель

В.А. Штронберг

2009г

Содержание

Задание

Введение

1 Исходная информация для разработки курсового проекта

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Определение типа производства

2 Разработка технологического процесса обработки детали

2.1 Выбор типового технологического процесса

2.2 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

2.3 Экономическое обоснование выбора заготовки

2.4. Выбор технологических баз и методов обработки поверхностей заготовок, разработка технологического маршрута обработки детали

2.5 Выбор средств технологического оснащения

2.6 Разработка одной технологической операции обработки детали

3 Технологические расчеты

3.1 Расчет припусков табличным методом

3.2 Расчет режимов резанья табличным методом

3.3 Расчет технических норм времени

4 Альбом технологической документации

5 Графическая часть

Введение

Данный курсовой проект выполнен по предмету «технология машиностроения». Темой проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Вал ступенчатый». Содержится расчетно-пояснительная записка, комплект технологических и графических документов.

В пояснительной записке изложен анализ данной детали, её материала, обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки, характеристика металлообрабатывающего оборудования.

Выбор режущих, мерительных и вспомогательных инструментов, станочных приспособлений, а так же расчет операционных припусков и режимов резания – все это обосновано в данном курсовом проекте.

Приложение содержит полный маршрут обработки детали и операционное описание с эскизами на каждую операцию.

Цель проекта – получение навыков разработки технологического процесса на изготовление деталей.

1 Исходная информация для разработки курсового проекта

Целью данного курсового проекта является закрепление знаний по предмету «Технология Машиностроения» и разработка технологического процесса производства детали типа вал с полным обоснованием целесообразности ее производства, процесса производства по предложенным преподавателем плану, описание конструктивных особенностей детали и средств контроля качества, а так же обоснование технико-экономических характеристик детали по предложенным данным.

На основании сформулированной темы работы можно определить задачи, которые необходимо рассмотреть в ходе обоснования эффективности реализации предложенного проекта:

технологическая часть;

конструкторская часть;

технико-экономическая часть.

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика детали

Данная деталь – вал , относится к группе цилиндрических изделий . Основное предназначение вала – передавать крутящий момент. Данный вал ступенчато-переменного сечения ( имеет 4 ступени).

Валы классифицируют:

- По назначению: валы передач, коренные валы;

- По форме геометрической оси: прямые, коленчатые , с гибкой осью;

- По конструкции: гладкие (на протяжении всей диаметр одинаковый), ступенчатые (шейки – цилиндрические, конические).

Материалами, используемыми для изготовления валов могут быть: сталь, если нет термообработки, то материал Сm5, Cm6; если есть термообработка, то материал Сталь 40; для тяжело нагруженных валов используют легированные стали - 40XH, 40 XHMA.

Основными требованиями к данному изделию являются устойчивость цилиндрических поверхностей к деформации, т.к. деталь в будущем должна вращаться с определенной скоростью и цилиндрическая поверхность детали будет соприкасаться с другими частями механизма, данные особенности применения вала, дают основания сказать, что вал будет подвергаться к нагрузкам, ведущим к деформации детали. Данная особенность применения дает основание сделать основной упор при выборе материала на показатели деформации. Оптимальным будет применение легированных сталей с добавками хрома, например сталь марки 40Х. Материал является достаточно прочным, так как обеспечивает необходимую жесткость и прочность, вместе с тем, является хорошо обрабатываемым резанием. Немало важна простота получения заготовки (резка сортового проката).

Класс чистоты необходимый для соприкасающихся частей ступенчатого вала – 8 (Ra = 0,4), для поверхности крепления – 7 (Ra = 0,8). Для достижения необходимого класса чистоты поверхности необходимо провести две операции шлифования предварительную и окончательную.

Масса вала рассчитывается по формуле:

Gдет = S ср * L дет * ρ = 694*460* 7,8 / 1000 = 2,5 кг;

D ср = ( 30*50 +30*250+28*5 +28*5+30*90+28*60 / 460 ) = 29,7 мм;

S ср = 3,14 * 29,7 2 / 4 = 694 мм2 ;

L дет = 460 мм;

ρ - плотность стали , ρ =7,8 г/см3 .

Высокие требования по точности предъявляются тем ступеням вала, которые соприкасаются с подшипниками (цапфам). Нагрузки, воспринимаемыми валом, передаются через опорные устройства – подшипники, устанавливаемыми на цапфах вала, на корпуса, рамы или станины машин.

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

C	Si	Mn	Cr	Ni	P	Cu	S
C	Si	Mn	Cr	не более
0,36 – 0,44	0,17 – 0,37	0,50 – 0,80	0,860 – 1,10	0,30	0,035	0,30	0,035

Таблица 2 - Механические свойства материала (ГОСТ 1133-71)

Сечение,

мм

σ0,2

σв

σТ

KCU,

Дж/см 2

НВ

поверхности

МПа ≤

% ≤

780

980

288

Технологические свойства. Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. Свариваемость - трудносвариваемая. Способ сварки: РДС и ЭШС. Необходимы прогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием в горячепрокатном состоянии при НВ 163-168 МПа и Кυтв.спл.=0,20; Кuб.ст.= 0,95.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности конструкции детали производится с целью повышения производительности труда, снижения затрат и сокращение времени на технологическую подготовку производства. Конструкция изделия может быть названа технологичной, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление изделия и отвечает следующим основным требованиям:

1. При конструировании изделий используются простые геометрические формы, позволяющие применять высокопроизводительные методы производства. Предусмотрена удобная и надежная технологичная база в процессе обработки

2. Конфигурация деталей и их материалы позволяют применять наиболее прогрессивные заготовки, сокращающие объем механической обработки (точное кокильное литье, литье под давлением, объемная штамповка и вытяжка, холодная штамповка различных видов и т.п.)

3. Обоснованы заданные требования к точности размеров и формы детали

4. Использованы стандартизация и унификация деталей и их элементов

5. Для достижения объема механической обработки предусмотрены допуски только по размерам посадочных поверхностей

6. Предусмотрена возможность удобного подвода жесткого высокопроизводительного инструмента к зоне обработки детали.

7. Обеспечена достаточная жесткость детали

Количественную оценку технологичности конструкции детали производят по следующим показателям:

1 По коэффициенту использования материала

= = 0,93

2 Коэффициенту точности обработки детали

3 Коэффициенту шероховатости поверхности детали

4 По жесткости детали

D ср = ( 30*50 +30*250+28*5 +28*5+30*90+28*60 / 460 ) = 29,7 мм

<12

5 По оптимальной степени точности

K mч = = = 1

По сделанным расчетам можно сделать вывод, что деталь является достаточно технологичной, состоит из унифицированных элементов, можно применять стандартный режущий и мерительный инструмент, закреплять в стандартные приспособления. Использование материала приемлемо при использовании сортового проката в качестве заготовки.

1.3 Определение типа производства

Тип производства – это категория производства, определяемая по таким критериям как регулярность и объемы выпуска изделий, широта номенклатуры. Всего проводят деление на три типа производства:

- единичное;

- серийное;

- массовое.

Единичное производство характеризуется небольшим объемом выпуска однотипных изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается.

Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимся партиями (сериями). Серийное производство является основным типом производства в машиностроении и условно подразделяется на:

- крупносерийное

- среднесерийное

- мелкосерийное

Массовое производство характеризуется большим объемом выпускаемых изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени; на большинстве рабочих мест при этом выполняется одна рабочая операция.

Так как масса заданной детали равна 2,5 кг при годовом объеме выпуска деталей 500 штук, можно сделать вывод, что данный тип производства относится к мелкосерийному.

2 Разработка технологического процесса обработки детали

2.1 Выбор типового технологического процесса

Рис. 1

Таблица 3 – План обработки

Номер операции	Название и переходы операции
Номер операции	Типовой технологический процесс	Принятый технологический процесс
Заготовка	Прокат	Прокат
005	Заготовительная Резка заготовки на отрезном станке	Заготовительная Резка заготовки на станке круглопильном 8А631
010	Фрезерно - центровальная. Фрезеровать два торца 1,2. Оборудование - на фрезерно - центровальном полуавтомате последовательного действия МР-71М.	Фрезерно - центровальная. Фрезеровать два торца 1,2. Оборудование - на фрезерно - центровальном полуавтомате последовательного действия МР-71М.
015	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхности 3,5,7 с припуском под чистовое точение. Установ В: точить поверхность 4,6,8 с припуском под чистовое точение.	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхности 3,5,7 с припуском под чистовое точение. Установ В: точить поверхность 4,6,8 с припуском под чистовое точение.
020	Токарная чистовая Токарная (чистовая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхность 3,5,7 с припуском под шлифование. Установ В: точить поверхность 4,6,8 с припуском под шлифование.	Токарная чистовая Токарная (чистовая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхность 3,5,7 с припуском под шлифование. Установ В: точить поверхность 4,6,8 с припуском под шлифование.
025	Разметочная	Разметочная Разметить согласно чертежу
030	Фрезерная 1. Фрезерование шпоночного паза на шпоночно-фрезеровальном станке 6Р13.	Фрезерная 1. Фрезерование шпоночного паза на шпоночно-фрезеровальном станке 6Р13.
035	Тертмообработка Закалка объемная до достижения заданной прочности	Тертмообработка Закалка объемная до достижения заданной прочности
040	Шлифовальная Шлифование поверхностей 3,5,7 на круглошлифовальном станке 3Е12	Шлифовальная Шлифование поверхностей 3,5,7 на круглошлифовальном станке 3Е12
045	Контрольная Контрольный стенд	Контрольная Контрольный стенд

2.2 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

При выборе метода изготовления заготовки основным требованием является обеспечить свойства изготавливаемых деталей в заданных условиях эксплуатации и обеспечения требуемых свойств заготовки с учетом стоимости заготовки в конкретных производственных условиях.

В качестве технических критериев при выборе заготовки принимают материал, конфигурацию детали, размер , массу, требуемую точность изготовления и т. д. В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки. Т. к. материал заготовки сталь (45Х) , то способом получения заготовки может быть горячая штамповка или прутки из проката .

Страницы: 1, 2