Проектирование технологического процесса по изготовлению шлицевого вала

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет

им. Гагарина Ю.А.»

Кафедра «Физическое материаловедение и технология новых материалов»

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка к курсовой работе по дисциплине

 «Технология машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Куртаков И. В. Факультет: МСФ Группа: ВМТ-41 Консультант: Коновалов В. В.

 

Саратов 2013.

 

Аннотация

Данная курсовая работа посвящена проектированию технологического процесса по изготовлению шлицевого вала. На основе анализа служебного назначения и анализа аналога технологического процесса с учетом типа производства разработан технологический процесс обработки детали. Заготовка выбрана в результате сравнения двух вариантов. Для достижения высокой точности обработки приведен выбор технологических баз. В проекте определены: припуски на механическую обработку и операционные размеры, режимы резания и нормы времени, экономическая эффективность вариантов технологического процесса.

 

 

 

 

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………...5

1 Характеристика объекта производства 6

1.1 Служебное  назначение детали и узла, условия  работы детали в сборочной  единице 7

1.4 Анализ  технологичности конструкции детали 9

1.5. Определение типа производства 14

2 Анализ технологического процесса механической обработки, принятого за аналог 18

2.1 Вид исходной  заготовки, метод ее получения,  размеры и масса, расчет коэффициента  использования материала (КИМ). Рассмотрение  альтернативных вариантов 18

2.2 Анализ маршрута технологического процесса механической обработки 22

2.3 Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях 23

2.4 Технологические базы. Способы установки (базирования) и закрепления заготовки. Соблюдение основных принципов базирования при принятой последовательности обработки детали 25

2.5 Анализ принятых средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент) 26

2.6 Определение припусков на механическую обработку на одну из наиболее ответственных поверхностей заготовки 28

2.7 Расчет режимов резания на одну из операций по аналитическим зависимостям 32

2.8 Расчет норм времени на одну из операций 34

2.9 Расчёт  ожидаемой точности выполнения  размеров на технологической  операции 36

2.10 Определение  ожидаемой шероховатости поверхности  на технологической операции. 39

3 Заключение 42

Литература 44

 

 

 

Введение.

 

Машиностроение является важнейшей отраслью народного хозяйства, определяющей уровень и темпы  развития всех других отраслей.

      Крупные  и серьезные задачи стояли  перед машиностроением на ближайшие  годы. Среди них – создание  техники для широкого внедрения  высокопроизводительных энерго- и материалосберегающих технологий во всех отраслях народного хозяйства, повышения технического уровня и качества машиностроительной продукции, выпуск машин и оборудования для исключения ручного-монотонного тяжелого и вредного труда, улучшение качества металлообрабатывающего оборудования, в том числе с ЧПУ, автоматических манипуляторов с ЧПУ, технологической оснастки, средств автоматизации и др.

      На современном  этапе развития технологии трудно  сосредоточить всю совокупность  расширяющих знаний во всех  областях технологии производства  машин в рамках одной специальности.  Поэтому в машиностроении имеют  самостоятельное значение такие  специальности, как технология  литейного производства, технологию  ковки и штамповки, технология  сварки и т.п.

      В данной  работе производится анализ базового  технологического процесса механической обработки ступицы колеса прицепа к легковому автомобилю, анализ оборудования и оснастки применяемой при изготовлении данной детали, а также даются предложения по усовершенствованию технологического процесса.

1 Характеристика  объекта производства

1.1 Служебное назначение детали и узла, условия работы детали в сборочной единице

Рис. 1 - Деталь "Вал"

Служебное назначение детали "Вал" (рис.1) аналогично функциональному назначению деталей типа "вал" Основная же функция таких деталей - это опора (выполнение роли оси), а также передача крутящего момента от одной детали (или узла) к другой.

Рассмотрим более подробно назначение детали, исходя из назначения поверхностей детали. Так как чертеж сборочной единицы отсутствует, то функциональное назначение поверхностей будем определять, исходя из требований, предъявляемый к данным поверхностям. Поверхность диаметром 8 мм. является поверхностью трения, так как  к ней предъявляется высокое требование по качеству поверхности - шероховатость Ra 0.4. Фаска на этой поверхность 0,5х45 служит направляющей поверхностью при сборке с другой деталью. Имеется несколько проточек которые фиксируют детали на валу от осевого перемещения. Шлицевое соединение с восьмью шлицами служит для передачи крутящего момента с возможность осевого перемещения другим деталям или сборочным единицам.

Резьбовое отверстие на торцовой поверхности вала служит для закрепления  или фиксации с вращающимися вместе с валом ответными деталями.

Поверхность имеет две зоны с разными требованиями по точности изготовления: на одной шестой квалитет, на другой 14, что объясняется различным служебным назначением поверхностей. На более точный участок поверхности (6 квалитет) устанавливается подшипник, а другая часть поверхности не является ответственной (14 квалитет).  

 

1.2 Конструкторский контроль чертежа детали, корректировка чертежа детали в соответствии с требованиями ЕСКД

 

      Деталь «Вал» изображена на рабочем чертеже формата А2 в на одном виде главном в масштабе 1:1. Имеются местные виды (Б, В, Г, Е), отображающие проточки на валу и разрез А-А, отображающий шлицы.  На этих видах и разрезе указаны все размеры и предельные отклонения в соответствии с ГОСТ 2.305-68.

Основная надпись и  ее заполнение соответствует ГОСТ 2.104-2006, за исключением незаполненных граф на литеру и массу детали.

Обозначение шлицевых поверхностей соответствует ГОСТ 6033-80.

Обозначение метрической  резьбы на чертеже соответствует ГОСТ 2.311-68.

Обозначения шероховатости  не соответствует ГОСТ 2.305-68: обозначение шероховатости старое (над корнем).

Технические требования на чертеже оформлены в соответствии с ГОСТ 2.305-68, за исключением требований на справочные размеры.

Допуски радиального биения указаны верно в соответствии с 2.305-68, но из-за сложности технологической реализации проверки биения база И была перенесена на диаметральный размер .

В результате анализа чертеж детали был откорректирован в  соответствии с требования норм ЕСКД.

 

1.3 Анализ технических требований на изготовление детали

 

Чертеж детали содержит ряд  технических требований, характеризующих  свойства и особенности детали в  окончательном виде: точности размеров и формы детали и качество поверхности  задаются чертежом строго определенно, т.к. они влияют на взаимозаменяемость деталей в изделии, а также  особенности изготовления деталей  по чертежу.

К конструкции данной детали предъявляются следующие технические  требования:

- неуказанная шероховатость  для всех остальных поверхностей  Rа 6,3.

- ТТ №1 "Размер обеспечивается инструментом". Данное требование относится к обработке шлицевых поверхностей. Оно означает что радиус 35 получается автоматически от фрезы при выводе инструмента из зоны резания.

- ТТ №2 "41...57 HRC". Данное требование относится к термической обработке детали. Исходя из используемого материала оно указано верно, так как деталь испытывает крутящий момент, переменные нагрузки и на шлицах  вала высокое контактное напряжения. Закалка поверхности вала до 57 HRC повышает долговечность вала.

- ТТ №3 "Допуски расположения поверхностей обеспечить технол. процессом". Данное требование относится к допускам биения цилиндрических поверхностей диаметром 44 и 45 мм. Данные поверхности должны обрабатываться с одного установа относительно поверхности И на довольно точном станке. Тебование назначено верно, так как данные поверхности являются ответственными поверхностями и выступают в роли конструкторских баз при сборке сборочной единицы.

- ТТ №4 «Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, h14± » Данное требования относится ко всем размерам без отклонений. Квалитет 14 выбран, исходя из условий сопряжения с другими деталями и функциональным назначением поверхностей.

 

1.4 Анализ технологичности конструкции детали

 

Технологичность конструкции  – совокупность свойств конструкции, изделия, обеспечивающих возможность  оптимальных разовых затрат при  производстве, эксплуатации и ремонте  при заданных показателях качества, условий изготовления и эксплуатации. Для количественного анализа  технологичности конструкции изделия  пронумеруем все его поверхности (см. рисунок 2).

 

 

 

 

Рисунок 2 - Обозначение обрабатываемых поверхностей.

 

Данные конструкторского анализа детали по поверхностям представлены в таблице 1.

 

 

 

Таблица 1 - Данные конструктивного анализа детали

№№ поверхностей	Идентичные поверхности	Квалитет точности	Параметр шероховатости (Ra)	Коэффициент приведения	Примечание
1	-	6	0,4	8	-
2	-	14	6,3	4	-
3	-	14	6,3	4	-
4	-	14	6,3	4	-
5	-	6	0,4	8	-
6	-	14	6,3	4	-
7	-	7	0,4	8	-
8	-	14	6,3	4	-
9	-	12	3,2	5	-
10	-	14	6,3	4	-
11	-	14	6,3	4	-
12	-	6	0,4	8	-
13	-	14	6,3	4	-
14	-	14	6,3	4	-
15	-	8	1.6	6	-
16	-	7	6,3	4	(унифиц.)
17	-	14	6,3	4	-
18	-	14	6,3	4	2 фаски
19	-	12	6,3	4	-
20	-	14	6,3	4	-
21	-	14	6,3	4	-
22	-	14	6,3	4	-
23	-	14	6,3	4	-
24	-	12	6,3	4	-
25	-	14	6,3	4	-
26	-	8	3,2	5	-
27	-	14	6,3	4	-
28	-	14	-	-	-
29	-	14	6,3	4	фаска
30	-	14	6,3	4	-
31	-	14	6,3	4	-
32	-	14	-	-	-
33	-	14	6,3	4	проточка
34	-	14	6,3	4	проточка
35	-	14	3,2	5	-
36	-	14	6,3	4	-
37	-	14	6,3	4	-
38	-	14	6,3	4	проточка
39	-	14	6,3	4	-
40	-	14	6,3	4	проточка
41	-	14	3,2	5	-

 

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов:

      По ЕСТПП 

      Поэтому  показателю деталь не технологична.

 

2. Коэффициент использования материала:

где  - масса детали, кг, ;

- масса заготовки, ;

               По ЕСТПП

Для исходной заготовки этого  типа такой показатель свидетельствует  о нерациональном использовании  материала.

3. Коэффициент точности обработки.

где - средний квалитет точности

      В формуле  - число поверхностей детали точностью соответственно по    1…19-му квалитету

      Согласно,

      Т.к. К_тч > 0,5, то деталь по этому показателю технологична.

      4. Коэффициент шероховатости

где Б_ср – средний коэффициент приведения,

где n₁; n₂, … n₁₄ – количество поверхностей имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению коэффициента привидения.

      Согласно,

      Поскольку К_ш<0,16, то по этому показателю деталь не технологична.

      Полученные данные сводим в таблицу 2 и таблицу 3.

Таблица 2 - Показатели точности

Номер пункта	Наименование коэффициента	Формула расчета	Показатели
			Расчетные	Нормальные
1	Коэффициент унификации элементов		0,195	0,65
2	Коэффициент использования  материала		0,47	0,64
3	Коэффициент точности обработки		0,921	,5
4	Коэффициент шероховатости  поверхности		0,219	0,16