Разработка технологического процесса изготовления «Вал - шестерня»

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Технология машиностроения – это наука, занимающаяся изучением  закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования  этих закономерностей для обеспечения  выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших затратах.

Постоянное развитие машиностроительного производства требует подготовки квалифицированных  специалистов, не только обладающих глубокими  теоретическими знаниями, но и способных  практически их использовать в своей деятельности.

Выполнение курсовой работы – это одна из форм проверки навыков применения полученных теоретических  знаний для решения практических задач.

Цель данной курсовой работы:  Разработка технологического процесса обработки детали «Вал - шестерня». Для того чтобы достичь поставленной цели, необходимо выделить и решить следующие задачи:

• изучить конструкцию, назначение и условия работы детали;
• выбрать способ получения заготовки;
• осуществить выбор технологических баз;
• рассчитать припуски на обработку;
• выбрать средства технологического оснащения.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. КОНСТРУКЦИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ, УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

 

Деталь «Вал-шестерня» является ведущим звеном редуктора или коробки передач. Данная деталь изготовлена из конструкционной легированной стали 38ХС            ГОСТ 4543-71.

Вал-шестерня представляет собой ступенчатый вал. Концы  вала предназначены для посадки  на них подшипников качения, поэтому  к этим поверхностям предъявляются  высокие требования по точности (6 квалитет) и чистоте поверхности (0,63 мкм). 

Деталь имеет цилиндрический зубчатый венец, степень точности 8-В  по ГОСТ 1643-81.

С левого торца деталь имеет глухое резьбовое отверстие. Также вал-шестерня имеет центровочные отверстия.

 Для обработки детали  достаточно использовать токарную, круглошлифовальную, зубофрезерную операции. Имеется свободный отвод и подвод режущего и мерительного инструмента к обрабатываемым поверхностям.

 

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ [6, стр.197]

 

 

Сталь 38ХС

Заменитель: сталь 40ХС.

Назначение: валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, к которым предъявляются требования высокой прочности, упругости и износостойкости.

 

Химический состав,  %   (ГОСТ 4543—71)

С	Mn	Si	Cr	As	P	S	Cu	Ni
				не более
0,34 – 0,42	0,30—0,60	1—1,4	1,3-1,6	0,08	0,035	0,035	0,3	0,3

 

Механические свойства прутка

Источник	Режимы термообработки	Сечение, мм					KCU, Дж/см2	HB (HRCэ), не более
			МПа		%
			не менее
ГОСТ 4543-71	Закалка 900°С, вода или масло. Отпуск 630°С вода или масло	25	730	930	12	50	69	-
ГОСТ 8479-70	Поковки. Закалка. Отпуск	до 100	540 590	685 735	15 14	45 45	59 59	223-262 235-277

 

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм – в яме.

Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС – необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС – необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием: при = 780-880 МПа, НВ 250-300, К_{v тв.спл.} = 0,8, К_{v б.ст.} =0,72.

Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Флокеночувствительность: не чувствительна.

 

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

 

Тип производства - комплексная характеристика особенностей организации и технического уровня производства. На тип производства оказывают влияние следующие факторы:

• масштабность производства;
• уровень спецификации;
• сложность и устойчивость изготовления номенклатуры изделий, обусловленной размерами и повторяемостью выпуска.

В зависимости от размеров годовой программы, характеристики продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразие производства делится на три типа:

• единичное производство;
• серийное производство;
• массовое производство.

 

Таблица 1

Таблица для определения  типа производства[16,  стр.182, таблица 5.8]

Тип производства	Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования, типа, размера и исполнения, шт.
	Крупных тяжелых, большой трудоемкости, m >30 кг.	Средних размеров, средней трудоемкости, m = 8..30 кг.	Легких, малой трудоемкости, m < 8  кг.
Единичное	Менее 5	Менее 10	Менее 100
Мелкосерийное	5…100	10…200	100…500
Среднесерийное	100…300	200…500	500…5000
Крупносерийное	300…1000	500…5000	5000…50000
Массовое	Свыше 1000	Свыше 5000	Свыше 50000

 

Годовая программа выпуска 6000 штук, т.е. N =6000, масса детали 0,015 кг - тип производства крупносерийный.

Заводы серийного типа производства осуществляют промышленный выпуск машин (изделий) полностью конструктивно и технологически отработанных в опытном производстве, номенклатура ограничена, и выпуск чередуется через определенный интервал времени.

В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, то есть, разделен на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками. Серийное производство  более экономично, так как при нем обеспечивается лучшее использование оборудования, обеспечивается специализация рабочих, следовательно, повышается производительность труда, что означает возможность снижения себестоимости продукции. 

 

ГОСТ 31108-82 предусматривает  коэффициент закрепления операции за каждым станком. Коэффициентом закрепления – это отношение числа всех различных технологических операций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест [16,  стр.183, таблица 5.9].

К_зо = 1 – массовое производство;

К_зо – свыше 1 до 10 - крупносерийное производство;

К_зо - свыше 10 до 20 - среднесерийное производство;

К_зо – свыше 20 до 40 - мелкосерийное производство;

К_зо -  свыше 40 – единичное производство.

Таким образом, К_зо = 5.

 

При групповой форме  организации производства запуск изделий  производится партиями с определенной периодичностью, что является признаком  серийного производства. В этом случае определяется количество деталей в партии для одновременного запуска, шт.: [16,  стр.184]

n = ,

где N  - годовая программа выпуска деталей (изделий), шт;

Кз - коэффициент запаса, (число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе для обеспечения бесперебойной работы сборочного цеха);

Fэ - эффективный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в днях,

Fэ = 253 дня.

Величина коэффициента запаса определяется типом производства и указана в табл. 2.

Таблица 2

Коэффициент запаса

Тип производства	Коэффициент запаса, дней
Мелкосерийное	6…10
Среднесерийное	4…6
Крупносерийное	3…5

 

 По таблице определяем коэффициент запаса Кз = 4.

n = .

 

Поточная форма организации  технологических процессов подразделяется на однономенклатурную и многономенклатурную  поточные линии. В этом случае определяется тип линии и такт выпуска деталей.

Для поточного производства главной характеристикой является производственный такт Тв — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типов, размеров и исполнения.

Такт выпуска определяется в минутах по соотношению:

Тв = ,

где Fд - действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в часах;

m - число рабочих смен в сутки;

N - годовая программа выпуска деталей (изделий), шт.

Действительный годовой  фонд времени работы технологического оборудования Fд при двухсменной работе (m=2) и с учетом потерь на ремонт для различных групп оборудования приведен в таблице 3.

 

 

Таблица 3

Действительный годовой  фонд времени работы технологического оборудования, m=2

Группы станков	Fд, час.
Металлорежущие станки 1-30-ой категории ремонтной сложности	4015
Металлорежущие станки свыше 30-ой категории ремонтной сложности	3890
Автоматические линии	3725
Поточные линии	3975
Рабочие места без  оборудования	4140

 

Определяем такт выпуска для поточного производства:

Тв = .

 

 

 

4. ВЫБОР СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА

 

 

Заготовка – предмет  производства, из которого путем изменения формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь.

Оптимальный метод получения  заготовки выбирают, анализируя ряд  факторов: материал детали, технические  требования на ее изготовление, объем  и серийность выпуска, форму поверхностей и размеры деталей. Метод получения  заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость, считается оптимальным.