Технологический анализ рабочего чертежа детали зубчатое колесо

Содержание:

Введение.....................................................................................................................2

1. Технологический анализ рабочего  чертежа детали зубчатое колесо................4

2. Определение и выбор типа производства...........................................................8

3. Технико-экономическое обоснование  выбора заготовки.................................10

4. Разработка технологического маршрута  изготовления детали.......................12

5. Расчет припусков.................................................................................................14

6. Разработка технологического маршрута  изготовления детали.......................15

7. Выбор средств технологического  оснащения...................................................16

8. Расчет режимов резания......................................................................................18

Заключение...............................................................................................................23

Список  использованной литературы.....................................................................24

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа.

Актуальность  темы заключается в том, что машиностроение – важнейшая отрасль промышленности. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин и потребностью потребителей в постоянном совершенствовании продукции. Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

В связи с этим в  учебном процессе высших учебных заведениях значительное место отводится самостоятельным работам таким, как курсовое проектирование по технологии машиностроения.

Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время  лекционных и практических занятий. Курсовое проектирование должно научить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами и расценками, умело сочетая справочные данные с теоретическими знаниями.

При выполнении проекта  принятие решений по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, оснастки, методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант.

Защита проекта позволяет  оценить умение студента кратко, в установленное время изложить сущность проделанной работы, а также аргументировано объяснить принятые решения при ответах на вопросы по проекту.

Заданием на курсовой проект служит чертеж детали зубчатое колесо. Необходимо произвести технологический анализ детали, материала детали, твердости поверхности. Затем необходимо рассчитать припуски на обработку, выбрать заготовку, произвести размерный анализ технологических цепей размеров. Затем необходимо произвести расчет режимов резания по операциям технологического процесса, затем необходимо назначить нормы времени на каждую операцию. Затем необходимо разработать и вычертить приспособление для одной из операций технологического процесса.

1. Технологический  анализ рабочего чертежа детали  зубчатое колесо

Колесо зубчатое представляет собой деталь среднего сечения из класса втулок, со средними перепадами диаметров до 110 мм. Изготавливается из стали 40Х ГОСТ4543-71 и имеет термообработку HRC32..38, что соответствует закалке и высокому отпуску с охлаждением на воздухе, химический состав стали и макроструктура должны соответствовать ГОСТ 4543-75, ГОСТ1435-74, ГОСТ 1414-75, ГОСТ5949-75, ГОСТ 20072-74¹.

Таблица 1. - Химический состав в % низколегированной углеродистой качественной конструкционной стали  марки 40Х ГОСТ 4543-75.

Марка материала	С	Si	Mn	Cr	S	P	Ni
				не более
Ст. 40Х ГОСТ 4543-75	0,36 – 0,44	0,17 –0,37	0,5 – 0,8	0.8 –1.1	0,035	0,035	0,3

 

Таблица 2. - Механические свойства стали 40Х.

Твердость поверхности	Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Термообработка
НВ 217-552	980	785	Нормализация

 

Масса детали имеет существенное значение при решении вопросов проектирования технологического процесса т.к. в чертеже  масса неуказанна, то рассчитаем ее согласно чертежа по формуле:

 

, (1.1)

где - плотность материала детали, ;

- диаметр i-ой цилиндрической  ступени, м;

 - длина i-ой цилиндрической ступени, м;

- длина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- диаметр k-ого отверстия, м;

- глубина k-ого отверстия, м.

 

 

 

Анализ точности детали произведем в виде таблицы 3.

Таблица 3.- Анализ точности детали.

Данные о  поверхности					Метод обработки  поверхности по базовому варианту
Номер поверхности	Наименование, форма	Основной размер	Поле допуска  и квалитет	Ra, мкм
1	2	3	4	5	6
1, 12	Торец крайний, плоский, кольцо	L=55 D=273.15	h12 0.00 -0.2	2.5	Точение черновое, чиcтовое,
2,4,10,11, 16,17,18,19	Фаска коническая	1.6x450	h14 -0.25	12.5	Точение чистовое
3	Поверхность зубчатая	m=4	7-с	1.25	Точение черновое, чиcтовое, зубонарезание, шевингование, шлифование
5	Ступень цилиндрическая	D=95	h14 -0.62	12.5	Точение черновое, чиcтовое,
6	Торец плоский, кольцо	L=40 D=273.15 d=95	h14 -0.62	12.5	Точение черновое, чиcтовое,
7,8	Боковая поверхность  паза	b=18	Js9 -0.021 +0.021	3.2	Протягивание
9	Дно паза	t=66.4	H10 +0.12	12.5	Протягивание
13,15	Отверстие цилиндрическое	D=20 L=12	H14 +0.21	12.5	Штамповка
14	Отверстие цилиндрическое	D=60 L=55	H7 +0.03	1.25	Штамповка, растачивание, протягивание

 

Количественная оценка технологичности детали:

Для данной оценки надо рассчитать два коэффициента (показатели по признакам  обработки):

- К _{т ч} - коэффициент точности обработки;

- К _ш - коэффициент шероховатости поверхности.

 

, (1.2)

 

где Т_i - квалитет (точность);

n _i - число поверхностей детали одинакового квалитета.

 

,          (1.3)

где m _i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости;

R _{a i} - параметр шероховатости поверхности детали.

 

=0.915

 

 

Значение первого  коэффициента близко к единице, что  свидетельствует о невысокой точности большинства поверхностей детали второй коэффициент показывает что деталь имеет более жесткие требования к шероховатости некоторых поверхности.

2. Определение  и выбор типа производства

Исходя из массы детали 4,512 кг и годовой программы 25000 шт., принимаем среднесерийное производство (см. таблицу 4).

Таблица 4. - Определение типа производства

Масса	Величина годовой программы, шт.
детали, кг	Единич-ное (до)	Мелкосерий-ное	Средне-серийное	Крупно-серийное	Масссовое (свыше)
до 1,0	10	10...1500	1500...75000	75000...200000	200000
1,0...2,5	10	10...1000	1000...50000	50000...100000	100000
2,5...5,0	10	10...500	500...35000	35000...75000	75000
5,0...10,0	10	10...300	300...25000	25000...50000	50000
10 и более	10	10...200	200...10000	10000...25000	25000

 

Для среднесерийного  производства определяем партию запускаемых  деталей по формуле:

,  (1.4)

 

где n _{запуска} - партия запускаемых деталей;

N - годовая программа;

253 - число рабочих дней  в году;

q - число дней запаса, в течение которых должны быть  заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5...8 дней.

n _{запуска} =494 шт., при q =5 дням.

Такт выпуска определим  по формуле:

 

tв = (1.5)

 

где FД=2030 ч/см - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

 

tв = = 4,87 мин./шт.

3. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Стоимость заготовки  – отливки:

 

 

 

где k_t – коэффициент точности отливки, k_t=1;

k_c – коэффициент сложности изготовления формы, k_c=2

k_в –коэффициент, зависящий от массы отливки, k_в=2;

k_м –коэффициент, учитывающий марку материала, k_м=1;

k_п –коэффициент, учитывающий годовую программу выпуска, k_п =1;

Принимаем цену стружки 500 руб./тонна, цену отливки 50000 руб./тонна, массу отливки принимаем 7 кг:

 

 руб.

 

Принимаем цену штамповки 40000 руб./тонна, массу штамповки  принимаем 6 кг:

k_t – коэффициент точности штамповки, k_t=1;

k_c – коэффициент сложности изготовления штампа, k_c=1

k_в –коэффициент, зависящий от массы штамповки, k_в=1;

k_м –коэффициент, учитывающий марку материала, k_м=1;

k_п –коэффициент, учитывающий годовую программу выпуска, k_п =1.

 

 руб.

 

Получение заготовки  из штамповки будет дешевле заготовки, полученной отливкой, так как не требует при изготовлении сложной  и дорогой технологической оснастки.

Экономическую эффективность использования штампованной заготовки над заготовкой из отливки определим с помощью коэффициента использования и экономии материала в стоимостном выражении.

 

 

 у штамповочной заготовки больше, чем у заготовки из отливки.

На основании полученных данных для производства принимается заготовка, полученная на ГКМ².

4. Разработка  технологического маршрута изготовления  детали

Таблица 5. - Разработка технологического маршрута обработки поверхностей

На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На токарной черновой операции 020 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. На токарной чистовой операции 030 (установ А) используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На токарной чистовой операции 030 (установ Б) используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. На операции 035 точение тонкое используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На сверлильной операции 040 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На протяжной операции 050 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. На зубофрезерной операции 060 используем явную опорную базу – торец 2, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На зубошевинговальнойой операции 065 используем явную опорную базу – торец 2, и скрытую направляющую базу – ось детали 16. На торцекруглошлифовальной операции 070 (установ А и Б) используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 16. На шлифовальной операции 080 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу – ось детали 16³.