Технологическая карта изготовления валов

1. Назначение и краткое техническое описание детали

2. Конструктивно-технологический анализ детали

3. Выбор типа производства (единичное, серийное, массовое)

4. Выбор и обоснование размеров заготовки и способа их получения

5. Выбор и обоснование баз, способов закрепления для заготовки

6. Проектирование технологических операций обработки детали

7. Расчет припусков на обработку и определение размеров заготовки

8. Расчёт режимов резания и нормирование штучного времени

9. Выбор станков и режущего инструмента, обеспечение точности обработки

10. Выбор контрольно-измерительных инструментов для оценки точности обработки

11. Описание назначения узла и оценка технологичности сборки

12. Выбор типа сборочного процесса

13. Проектирование сборочных операций

1. Назначение и краткое техническое описание детали

Деталь представляет собой ступенчатое тело вращения, что достаточно технологично, так как позволяет обработать множественные поверхности. Отношение длины детали к ее диаметру меньше пяти, следовательно, деталь достаточно технологична. Конструкция детали обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке на металлорежущем оборудовании.

Деталь имеет элементы, удобные для закрепления заготовки при обработке. Формы поверхностей, подлежащих обработке, не представляют сложности (в основном — поверхности вращения); имеется возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.

С точки зрения обеспечения заданной точности и шероховатости поверхностей деталь не представляется сложной.

В конструкции детали имеются 2 глухих отверстия М10; центральный шлицевой паз шириной 30мм, что требует специальной настройки станка и специальных режущих инструментов, что не технологично.

На Ш 80 выполнены шлицы размером 6,0 что не технологично, так как требуется дополнительная настройка станка и дополнительный переход при зубонарезании. На Ш 105f7 также выполнены шлицы размером 6,0 что не технологично, так как требуется дополнительная настройка станка и дополнительный переход при зубонарезании. Фаска на Ш85h6 размером 2Ч45 о технологична.

2. Конструктивно-технологический анализ детали

Одним из важных этапов проектирования является отработка конструкции на технологичность. Отработка конструкции на технологичность — это комплекс мероприятий, предусматривающих взаимосвязанные решения конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества.

Оценка технологичности проводится качественно и количественно, с расчетом показателей технологичности по ГОСТ 14.201-83. При этом качественная характеристика предшествует количественной и характеризует технологичность конструкции обобщенно.

Технологичность детали оценивается сравнением трудоемкости и себестоимости изготовления различных вариантов ее конструкции.

Деталь, подвергаемая обработке резанием, будет технологична в том случае, когда ее конструкция позволяет применять рациональную заготовку, форма и размеры которой максимально приближены к форме и размерам готовой детали, а также использовать высокоэффективные процессы обработки.

Деталь имеет несложную конфигурацию

Деталь не требует создания искусственных технологических баз. Фрезерная обработка не требует применения специальных приспособлений.

Конструкция детали позволяет применять рациональные формы и размеры заготовок.

Коэффициент унификации конструктивных элементов:

где: — число унифицированных элементов детали, шт.

— общее число конструктивных элементов детали, шт.

так как К_уэ >0,6, то деталь по данному показателю технологична.

2. Коэффициент точности обработки:

где А_ср. — средний квалитет точности,

где n_1,2… число поверхностей детали с точностью соответственно с 01 по 19 квалитет.

так как К_тч > 0,5, то изделие не точное и поэтому по данному показателю деталь технологична.

3. Коэффициент шероховатости:

где Бср — средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Ra, мкм

где n1,n2-.-количество поверхностей, имеющих шероховатость соответственно данному числовому значению параметра.

так как К_ш = 0.2 ? 0,16, то деталь сложная, не технологичная.

Вывод: На основании качественного и количественного анализа на технологичность можно сделать следующий вывод: деталь вполне технологична, нет необходимости вносить в ее конструкцию какие-либо изменения.

3. Выбор типа производства (единичное, серийное, массовое)

Объем выпуска характеризует примерное количество машин, сборочных единиц, деталей, заготовок подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, квартал, месяц).

Годовой объем выпуска деталей «Вал» можно определить по формуле:

где N_СЕ = 500 — годовой объём выпуска детали «Вал»,

n = 1 — количество деталей «Вал»;

в = 0% — процент запасных деталей.

Такт выпуска деталей можно определить по формуле:

где F_Д = 2010 ч — действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах,

Приближенно коэффициент закрепления операций можно вычислить по формуле:

где t_ШТ.СР. — среднее штучное время.

По заводскому технологическому процессу для операций механической обработки:

Согласно рекомендациям ГОСТ 3.1108 — 74, К_ЗО = 10…20 соответствует среднесерийному типу производства.

В связи с этим определяем тип производства как среднесерийный, который характеризуется достаточно большим объёмом выпуска с широкой номенклатурой изделий, изготовляемых повторяющимися партиями, что вызывает необходимость применения оборудования с высокой степенью механизации и автоматизации, но обладающего гибкостью, применения специальной технологической оснастки.

Размер партии деталей можно определить по формуле:

n_Д = , аль вал конструкция технологический

где t_З = 21 день — срок, в течение которого должен храниться на складе запас деталей; Ф = 250 дней — число рабочих дней в году.

Принимаем размер партии деталей n_Д = 42 шт.

Число запусков деталей в месяц:

Принимаем число запусков изделий в месяц i = 1.

4. Выбор и обоснование размеров заготовки и способа их получения

Для современных требований, предъявляемых к изготовлению заготовок деталей изделий, характерны следующие технологические тенденции: максимальное приближение заготовок по формам и размерам к деталям, требующимся по чертежу; экономия материала; применение прогрессивных способов получения заготовок.

Для изготовления детали большую роль играет выбор рационального вида исходной заготовки и способа её получения. Способ получения заготовки должен быть обусловлен ее стоимостью и дальнейшей обработкой. Наиболее широко для получения заготовок применяют следующие методы: литьё, обработка металлов давлением и сварка, а также их комбинации.

Каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок. Так, например отливки можно получать в песчано-глинистых формах, кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением и т.д.; поковки и штамповки — ковкой на молотах, гидравлических прессах; штамповкой на штамповочных машинах, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах и т.д. Способ получения заготовки определяется типом производства, материалом, формой и размерами детали.

В данном проекте деталью, для которой необходимо выбрать метод получения заготовки, является вал. Учитывая, что тип производства — среднесерийный, качество материала должно быть равномерным, наиболее рациональна поковка, полученная в закрытом штампе методом прямого выдавливания. При этом структура материала заготовки получается более однородной, её размеры стабильны, а конфигурация — близка к конфигурации изделия. Оборудование — кривошипный горячештамповочный пресс.

При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей. Определение припусков на механическую обработку проведём опытно-статистическим методом. Назначим припуски на механическую обработку по ГОСТ7505-74. Для этого необходимо определить массу заготовки, класс точности, группу стали, степень сложности заготовки.

Материал: сталь 40Х ГОСТ4543-71.

где М_д -масса детали, К_р -расчётный коэффициент, К_р =1,5;

Конфигурация поверхности штампа П (плоская);

Назначим припуски и кузнечные напуски.

Основные припуски на размеры:

Дополнительные припуски учитывающие:

смещение по поверхности разъёма штампа — 0,3 мм,

отклонение от плоскостности — 0,3 мм.

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

Ш105+(2,3+0,3)*2=110,2 принимаем Ш111,0;

519+(3,0+0,3)*2=525,6 принимаем 526,0;

Ш80+(1,8+0,3)*2=84,2 принимаем Ш85,0;

Ш85+(1,8+0,3)*2=89,2 принимаем Ш90,0;

Ш90+(2,2+0,3)*2=95,0 принимаем Ш 95,0.

Допускаемые отклонения размеров:

Неуказанные предельные отклонения размеров мм. Допускаемое смещение по поверхности штампа 0.7мм.

Таким образом, в проектном варианте в качестве способа получения заготовки из материала 40Х выберем штамповку на кривошипном прессе. Данный способ, в отличие от базового варианта (штамповка на молотах), более производителен. При получении заготовок на кривошипных прессах по сравнению со штамповкой на молотах припуски и допуски уменьшаются на 15-20%, расход металла снижается на 10-15%, что повышает коэффициент использования материала, снижает себестоимость самой заготовки и стоимость её обработки.

5. Выбор и обоснование баз, способов закрепления для заготовки

Перед разработкой ТП необходимо получить и изучить информацию, которая делится на базовую, руководящую и справочную.

Базовая — сведения, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, объем выпуска, сроки подготовки производства. Рабочий чертеж детали содержит все размеры, технические требования к качеству и шероховатости, марку и твердость материала.

Руководящая — сведения, по развитию отрасли, план выпуска материала, средств технологического оснащения стандарты на ТП.

Справочная — сведения, о прогрессивных методах обработки, каталоги, номенклатурные справочники оборудования и оснастки. Материалы по выбору технологических нормативов (режимы обработки, припуски, расход материала и др.) и др. справочные материалы.

Всю механическую обработку разбивают по операциям и таким образом выявляют последовательность выполнения операций, их число для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособлений.

Задачей каждого предыдущего перехода является подготовка поверхности заготовки под последующую обработку и каждый последующий метод (операция или переход) должен быть точнее предыдущего т. е. обеспечивать более высокое значение показателей качества детали. Поэтому механическая обработка делится на:

— черновую обработку, когда удаляется большая часть припуска, что позволяет обнаружить возможные дефекты заготовки; на первых одной-двух операциях. При базировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы;

— чистовую обработку, когда в основном обеспечивается требуемая точность:

далее идут операции местной обработки, по ранее обработанным поверхностям, отделочные операции, когда достигается требуемая шероховатость поверхности и окончательно обеспечивается точность детали.

Контроль в ТП предусмотрен с целью технологического обеспечения заданных параметров качества, обработанной детали.

Читайте также: Эскиз червячного вала редуктора в сборе

Разработанный ТП должен содержать общий план обработки детали и описание содержания операций ТП и выбор типа оборудования. Он должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически безопасным. Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования.

При среденесерийном производстве применяют универсальные станки с ЧПУ, автоматы, полуавтоматы, агрегатные специализированы и специальные станки. Перспективным в серийном производстве является применение гибких производственных систем (линий, участков, цехов), особенно при наличии условий для групповой организации производства.

Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей необходимой конфигурации и размеров, обеспечения качества ее поверхности, производительности оборудования, а также экономическими параметрами.

6. Проектирование технологических операций обработки детали

При проектировании проектного технологического процесса необходимо соблюдать принцип совпадения конструкторских, технологических, и измерительных баз. Только при его соблюдении, возможно говорить о правильности составления техпроцесса. Для деталей типа «Вал» с внутренним отверстием рекомендуется изначально базировать по наружней поверхности с последующем базированием на центровые отверстия.

Последовательность технологических переходов должна обеспечивать заданные чертежом детали параметры точности.

Для рассмотрения данного вопроса воспользуемся чертежом детали, изображенным на рис. 4. Для наглядности сведем результат в таблицу.

Выбор технологических баз и последовательности переходов

Видео:Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать

Курсовая работа: Технологический процесс изготовления детали вала

1. Определение типа производства и выбор вида его организации

2. Разработка технологического процесса сборки узла

2.1 Служебное назначение узла и принцип его работы в изделии

2.2 Анализ чертежа, технических требований на узел и технологичности его конструкции

2.3 Выбор метода достижения заданной точности узла

2.4 Выбор формы организации сборки конического редуктора

3. Разработка технологического процесса изготовления детали

3.1 Служебное назначение детали

3.2 Анализ технических требований на деталь и ее технологичности

3.3 Выбор вида и способа получения заготовки. Назначение припусков на заготовку

3.4 Выбор технологических баз

3.5 Выбор методов обработки поверхностей заготовки и определение количества переходов. Выбор режущего инструмента. Определение припусков, межпереходных размеров и их допусков. Определение размеров исходной заготовки

3.6 Разработка маршрутного технологического процесса. Выбор технологического оборудования и оснастки

3.7 Назначение режимов резания

3.9 Контроль точности изготовления вала

3.10 Технологическая документация:

· операционная карта и карта эскизов

Задание: разработать технологический процесс сборки конического редуктора и технологический процесс изготовления детали вала. При этом технологический процесс должен обеспечить выпуск продукции в заданном количестве (800 штук в год) и в установленные сроки, а также при наименьшей себестоимости и наиболее высокой производительности труда.

· Применить на практике знания, полученные от практического курса лекций по дисциплине «Основы технологии машиностроения»;

· Разработать технологический процесс сборки узла (конический редуктор);

· Технологический процесс изготовления детали (вала).

Также необходимо составить и оформить следующую технологическую документацию:

· Маршрутную карту технологического процесса изготовления вала;

· Операционную карту и карту эскизов на одну операцию технологического процесса изготовления вала.

1. Определение типа производства и выбор вида его организации

1) Номинальный фонд времени в зависимости от принятого режима работы:

Видео:Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

Фном = (365 — 110) • 2 • 8 = 4080 час.

110 – количество выходных и праздничных дней;

2 – количество смен; 8 – продолжительность смены.

2) Действительный фонд времени:

Фд = Фном • 0,95 = 3876 час.

0,95 – коэффициент, учитывающий простой оборудования.

3) Число лет выпуска валов:

n = Е / N = 4000 / 800 = 5 лет.

Е = 4000 штук – количество валов выпускаемых по неизменным

чертежам; N = 800 штук – годовая программа выпуска валов.

4) Квартальная программа выпуска:

n_кв = N / 4 = 800 / 4 = 200 шт / мес

5) Месячная программа выпуска:

n_мес = 800 / 12 = 66 шт / мес.

6) Количество рабочих дней в году:

Т = Фд / N = (3876 • 60) / 800 = 290,7 мин.

Вывод: на основании заданной программы выпуска валов (N=800 штук в год) и рассчитанной величины такта (Т=290,7 мин), тип производства будет мелкосерийный. В общем случае этот тип производства характеризуется периодическим изготовлением разнообразных изделий ограниченной номенклатуры и малых объемов выпуска, одновременно запускаемых в производство партиями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. По виду организации производственных процессов, производство не поточное.

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ УЗЛА

2.1 Служебное назначение узла и принцип его работы в изделии

Изучение и описание служебного назначения отдельной сборочной единицы, а в данном случае это редуктор, сопряжено с выявлением ее функций в машине и показателей, уточняющих его.

На сборке представлен одноступенчатый редуктор, применяемый в сельскохозяйственных машинах, используемых в полевых условиях при влажности 90% и температуре от – 40 ̊ С до + 50 ̊ С.

Данный редуктор предназначен для передачи движения и вращающего момента с пересечением осей ведущего и ведомого вала под углом 90°, служит для изменения величины давления, а также изменения скорости в пневматической системе.

Корпус редуктора является базовой деталью, он обеспечивает требуемую точность относительного положение ведущего и ведомого валов. На валах установлены конические зубчатые колеса, передающие крутящий момент с одного вала на другой. Базирование валов осуществляется по главным отверстиям, при этом используют опоры с радиально-упорными подшипниками. Поверхности главных отверстий корпуса совместно с поверхностями торцов образуют комплекты вспомогательных баз корпуса.

В унифицированном редукторе вал – шестерня, вращаясь в роликоподшипниках с частотой n, передаёт крутящий момент М_кр на вал через шестерню и шпонку. С вала крутящий момент через шпонку передается далее.

Боковой зазор в подшипниках регулируется прокладками.

2.2 Анализ чертежа, технических требований на узел и технологичности его конструкции

Схема сборки конического редуктора

Технические требования на узел:

1. Обеспечить совпадение вершин делительных конусов шестерни и колеса в вертикальном направлении в пределах от +0.02мм до +0.08мм (А_D =мм).

Превышение верхнего отклонения приведет к понижению КПД передачи. Если нижнее отклонение будет меньше заданного, то возникнет заедание зубьев, усилится износ, увеличится уровень звукового давления.

2. Обеспечить угол скрещивания осей делительных конусов в пределах

Если угол превысит 91°, то это приведёт к возникновению недопустимого бокового зазора, повышенному износу зубьев передачи и нарушению плавности работы. Если угол будет меньше 89°, то возникнет заедание зубьев, усилится износ, усилится уровень звукового давления.

3. Обеспечить натяги в подшипниках качения с осевой игрой в пределах от -0.01мм до +0.07мм (Б_D =0 -0.01мм).

Несоблюдение ведет к недопустимому осевому биению, что влечет за собой изменение бокового зазора в зацеплении конических колес, следовательно, уменьшается срок службы. Так же повысится уровень звукового давления.

4. Обеспечить межосевое расстояние между осями конических зубчатых колес в пределах от +0,01 до +0,04 (В_D =0).

Если превысить верхнее отклонение, то появится перекос осей конических колес. Если нижнее отклонение будет меньше заданного, то возникнет заедание зубьев, усилится износ, усилится уровень звукового давления.

5. Боковой зазор в пределах от +0,02 до +0,07 (Г_D =0).

Если превысить верхнее отклонение, то ухудшится качество зацепления зубчатых колёс, КПД понизится. Если нижнее отклонение будет меньше заданного, то усилится уровень звукового давления, усилится износ.

Оценка технологичности конструкции узла

Под технологичностью понимается свойство конструкции, позволяющее в полной мере использовать при изготовлении наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий полное качество при надлежащем количественном выпуске.

Конструкция редуктора является технологичной с точки зрения удобства сборки, обслуживания во время эксплуатации и необходимого ремонта.

Проанализировав качественные характеристики конструкции конического редуктора, можно заключить, что в целом конструкция проста и удобна для обслуживания, а также является ремонтопригодной.

2.3 Выбор метода достижения заданной точности узла

А_D – совпадение вершин делительных конусов в вертикальном направлении в пределах от +0.02 мм до +0.08 мм;

А1 – соосность оси делительного конуса вала-шестерни и оси посадочной шейки вала-шестерни;

А2 – соосность оси посадочной шейки вала и оси внутреннего кольца подшипника;

А3 – соосность оси внутреннего кольца подшипника и оси наружного кольца подшипника;

А4 – соосность оси наружного кольца подшипника и оси отверстия в стакане;

А5 – соосность оси отверстия стакана и наружного диаметра стакана;

А6 – соосность оси наружного диаметра стакана и оси отверстия корпуса;

А7 – соосность оси отверстии корпуса и оси наружного диаметра корпуса;

А8 – расстояние от оси отверстия корпуса до торцевой поверхности под крышку;

А10 – толщина крышки до подшипника;

А13 – расстояние от базового торца колеса до вершины делительного конуса колеса (точность конического колеса).

Обеспечить совпадение вершин делительных конусов шестерни и колеса в вертикальном направлении в пределах от +0.02мм до +0.08мм (А_D =мм).

Исходные данные: А_D =0, Т_АD ,

где

А_D — номинальный размер на замыкающее звено,

Т_АD — допуск на замыкающее звено,

— верхнее отклонение замыкающего звена,

— нижнее отклонение замыкающего звена,

— середина поля допуска замыкающего звена.

Составим уравнение номиналов:

номинальные размеры на составляющие звенья определены правильно.

Таблица параметров составляющих звеньев размерной цепи А.

,

,

,

Читайте также: Стандартные валы для станков

1. Метод полной взаимозаменяемости:

Тср = ТАΔ / (m-1) = 0,06 / (14 — 1) = 0,06 / 13 = 0,005 мм,

Где m – общее количество звеньев, включая замыкающее.

Вывод: данный метод не целесообразно применять, т. к. допуски на составляющие звенья получатся достаточно жесткие, что повлечет за собой более точную обработку деталей.

2. Метод неполной взаимозаменяемости:

Тср =

при Р=1% — процент брака, для которого:

λ 2 =1/3 – коэффициент относительного рассеивания для мелкосерийного производства (закон Симпсона).

Вывод: Переход на метод неполной взаимозаменяемости позволил расширить средний допуск на составляющие звенья, однако он по-прежнему является «жестким».

3. Метод регулировки с неподвижным компенсатором:

Расширенный допуск замыкающего звена

0.35 мм

0.29 мм

Предельные отклонения замыкающего звена без учета звена компенсатора.

Предельное отклонение компенсатора

Определяем величину ступени компенсации, определяющую разность между размерами компенсаторов каждой последующей ступени.

Р = (Δ в’ _Δ – Δ н’ _Δ )/N = (0,445+0,065)/7 = 0,07 мм.

Таблица предельных отклонений групп компенсаторов.

,

,

Вывод: таким образом, требуемая точность замыкающего звена в размерной цепи достигается путем подбора из семи групп необходимой прокладки-компенсатора. Данная задача решается методом регулировки, так как этот метод экономически оправдан.

2.4 Выбор формы организации процесса сборки конического редуктора

При разработке технологического процесса сборки изделия необходимо стремиться достичь экономичным путем соответствие собранного изделия его служебному назначению. Для этого технологический процесс должен обеспечивать, прежде всего, соблюдение технических требований к изделию при минимальных затратах на сборку и при высокой производительности производственного процесса.

Ранее принятое решение о виде организации производственного процесса сборки изделия должно быть дополнено выбором формы организации. И поточное и непоточное производство может быть как стационарным, так и подвижным.

На основании заданной программы выпуска валов (N=800 штук в год) и рассчитанной величины такта (Т=290,7 мин), тип производства будет мелкосерийный. В общем случае этот тип производства характеризуется периодическим изготовлением разнообразных изделий ограниченной номенклатуры и малых объемов выпуска, одновременно запускаемых в производство партиями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени.

Выбираем непоточную стационарную сборку. Непоточная стационарная сборка характеризуется тем, что собираемый объект от начала и до конца сборки остается на одном рабочем месте. Сборку ведут рабочий или бригада рабочих. Все необходимые детали и сборочные единицы доставляются на рабочее место. Выполнение сборочных работ распределяется между рабочими и бригадами бригадиром и мастером участка. Для облегчения труда рабочих рабочие места или стенды оснащаются универсальными приспособлениями и подъемно-транспортными средствами. Оборудование (станки, прессы и др.), используемое при сборке, размещают так, чтобы оно было доступно для рабочих с разных рабочих мест.Выбор вида и формы организации сборки на данном этапе разработки технологического процесса следует считать предварительным. Уточнение выбора последует после того, как будут выбраны оборудование и технологическая оснастка для сборочного цеха и проведено нормирование сборочных работ.

3.Разработка технологического процесса изготовления детали

3.1 Служебное назначение детали

Вал предназначен для передачи крутящего момента или в качестве опор.

В процессе эксплуатации вал подвергается воздействию нагрузок, работает при больших скоростях и средних давлениях. Цементируемая деталь с высокой твёрдостью и невысокой прочностью сердцевины. Поэтому можно сделать вывод, о том, что материал и термообработка должны обеспечить высокую прочность детали, износостойкость рабочих поверхностей. Поэтому в качестве материала принята сталь 20Х ГОСТ 4543-71.

3.2 Анализ технических требований на деталь и ее технологичности

Проанализировав чертеж детали, можно сделать вывод о том, что деталь является технологичной. Конструкция имеет поверхности, удобные для базирования и закрепления при установке на станках. Доступность всех поверхностей для обработки на станках и непосредственного измерения. Конструкция детали обеспечивает нормальный вход и выход режущего инструмента.

Технические требования на деталь:

· обеспечить радиальное биение поверхностей Æ 28h9, Æ 30k6 относительно базы Д, в пределах 0,05 мкм;

· обеспечить радиальное биение поверхности Æ30k6 относительно базы Е, в пределах 0,03 мкм;

· обеспечить симметричность боковых поверхностей шпоночных пазов относительно оси вала, в пределах 0,1 мкм;

· шероховатость наружной цилиндрической поверхности 0,8 мкм;

· шероховатость торцев 1,25 мкм.

3.3 Выбор вида и способа получения заготовки. Назначение припусков на обработку

Рассмотрим два метода получения заготовки вала:

Припуски и допуски на поковку из углеродистых и легированных сталей при ковке на молотах устанавливают по ГОСТ 7829-70. Припуски на деталь принимаем 2 мм на сторону. Припуск на длину поковки составляет 5 мм (по 2,5 мм с каждой стороны).

Коэффициент использования материала: К_ИМ =

Выбираем пруток Ø40 мм из горячекатаной стали круглого профиля ГОСТ 2590-71.

Коэффициент использования материала: К_ИМ =

Несмотря на то, что коэффициент использования материала у поковки выше, выбираем заготовку из проката, так как себестоимость проката ниже, чем у поковок, которые требуют изготовления специального штампа.

Окончательно размеры заготовки будут уточнены после расчета припусков на обработку поверхностей заготовки.

Следовательно, метод получения заготовки – горячекатаный прокат.

3.4 Выбор технологических баз

Обоснование последовательности обработки поверхностей детали и выбор технологических баз между собой тесно взаимосвязаны и поэтому решаются комплексно. Выбрав комплект технологических баз для большинства операций технологического процесса, необходимо выбрать технологические базы для обработки детали на первой или первых операциях, на которых создаются технологические базы для последующих операций. Эта задача решается несколькими способами. Поэтому, путем анализа различных вариантов базирования детали, выбирается наиболее предпочтительный с точки зрения обеспечения точности детали при обработке от выбранных баз.

1 Вариант : Погрешность базирования при установке вала с помощью одной подвижной и одной неподвижной призм

ω I = ωсхемы базирования + ωтехн. системы = 0,05+0,4+ 1,5 = 1,65 мм

2 Вариант : Погрешность базирования при установке вала в тиски с самоцентрирующими губками

ω II = ω_{схема базирования} +ω_{Техн. системы} = h +0,8 =0,05+0.8=0,85мм

Выбираем вариант базирования в тисках с самоцентрирующими губками, так как он точнее.

Наиболее часто используемыми чистовыми технологическими базами для деталей типа вал являются центровые отверстия, так как основным размером на вал является, как правило, его диаметр. Установка по центровым отверстиям позволяет «поймать» ось детали и при этом погрешность базирования на диаметр будет нулевой.

Заготовка, приходящая на производство не имеет центровых отверстий. Ввиду этого на первой операции деталь зажимается в тиски с самоцентрирующими губками, фрезеруются торцы и после этого засверливаются центровые отверстия, которые и используются почти на всех операция, так как позволяют легко, быстро и надежно закрепить деталь и при этом не мешают обработке.

3.5 Выбор методов обработки поверхностей заготовки и определение количества переходов. Выбор режущего инструмента . Определение припусков, межпереходных размеров и их допусков. Определение размеров исходной заготовки

Рассмотрим участок вала Æ38 мм и шероховатостью Ra=6.3.

Конечную точность участка обеспечивает шлифование.

Шлифованию должно предшествовать чистовое точение.

Чистовому точению должно предшествовать черновое точение.

Таким образом определяемое количество переходов : 3.

На выбор режущего инструмента влияют следующие параметры:

· требования к качеству детали;

· свойства материала обрабатываемой заготовки;

· выполняемая операция или переход;

· возможности и состояние используемого технологического оборудования;

Двусторонний минимальный припуск на обработку нужных поверхностей определяется по формуле:

2z_{i min} = 2 ∙ [(Rz + h) _i-1 + ]

Где ;

hz_i-1 – высота поверхностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 – глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;

ε_i — погрешность установки заготовки, мкм;

— суммарное отклонение расположения поверхностей, мкм;

— суммарное отклонение оси детали от прямолинейности (кривизны), мкм;

— отклонение оси детали от прямолинейности (удельная кривизна), мкм;

— погрешность центрования заготовки, мкм;

Td_i-1 – допуск на диаметральный размер базы, используемый при центровании, мкм.

Величина параметров качества поверхности проката, обычной точности прокатки:

=160 мкм, h₀ =250 мкм;

=0.5 мкм/мм;

=0.5*214=0,107 (мм);

=0.25*Td_з =0.25*1600=0,400 (мм);

=0,4141 (мм).

Остаточное отклонение расположения заготовки (кривизны):

— коэф-т уточнения.

=0.06 – для чернового точения;

=0.04 – для чистового точения;

=0.02 – для шлифования.

=414.1*0.06=0,024864 (мм)

=24.864*0.04=0,001 (мм)

Удельная кривизна профиля проката после термической обработки

Остаточное отклонение после цементации (=0.9)

= 0.9 *214=0,1926 (мм)

Погрешность установки заготовки в трёхкулачковом патроне на черновой и чистовой токарных операциях

=400*0.06=0,320 (мм);

=0.06*320=0,0192 (мм);

=0 (для шлифовальной операции).

Расчёт величины минимального припуска:

2z_{i min} =(мм);

2z_{i min} =(мм);

2z_{i min} =(мм).

Определение размеров исходной заготовки:

Минимальный размер детали:

Расчётный минимальный размер:

38+0,0542=38,0542 (мм) – для чистового точения;

38,0542+0,3078=38,362 (мм) – для чернового точения;

38,362+1,4916=39,8536 (мм) – для заготовки.

d_max =38+0,19=38,19 (мм) – для шлифования;

d_max =38,19+0,39=38,58 (мм) – для чистового точения;

d_max =38,58+0,9=39,48 (мм) – для чернового точения;

d_max =39,48+2,11=41,59 (мм) – для заготовки.

Расчётный номинальный размер проката:

Полученный размер округляется в большую сторону до ближайшего по размеру прутка Dз_min =40 мм.

где 2zo_mаx и 2zo_min, — полученные суммы предельных допусков,

Тd_з — допуск на изготовление заготовки,

Тd_д – допуск на изготовление детали.

Таким образом, в процессе обработки нашей заготовки целесообразно применить следующие инструменты:

· Сверло центровочное Т15К6

Читайте также: Валы для драга в

3.6 Разработка маршрутного технологического процесса. Выбор технологического оборудования и оснастки

Обоснование последовательности обработки поверхностей заготовки ведут с учетом конструктивных особенностей детали и требований к ее качеству, состава переходов по обработке поверхностей заготовки и ее базирования в технологическом процессе, необходимости термической обработки, условий организации производственного процесса и других.

В начале технологического процесса с заготовки удаляем наибольшие припуски, что способствует перераспределению остаточных напряжений в материале заготовки.

На последовательность и количество этапов обработки поверхностей заготовки влияет термическая обработка, которая неизбежно приводит к деформации заготовки, поэтому операцию «шлифование» выполняем после термической обработки. Так незакаленные поверхности не шлифуют. В конце технологического процесса выполняем промывку и контроль.

Намеченная последовательность обработки поверхностей заготовки позволяет составить маршрут технологического процесса изготовления детали в виде списка переходов с соблюдением последовательности их выполнения.

Маршрутный технологический процесс данной детали представлен в маршрутной карте технологического процесса изготовления детали.

На выбор оборудования влияют следующие параметры:

ü состав технологического процесса изготовления изделия;

ü свойства материала обрабатываемой заготовки;

ü себестоимость изготавливаемого изделия;

ü требования к качеству детали.

В связи с этим целесообразно применить в процессе обработки нашей заготовки следующее оборудование:

· Отрезной станок UE – 100S(CE);

· Токарно – винторезный станок 16К20;

· Фрезерно – центровальный станок МР78;

· Вертикально – фрезерный станок 6Р11;

· Кругошлифовальный станок 3М153;

— Центра с поводком для установки детали на станках;

— Призматические тиски самоцентрирующиеся.

3.7 Назначение режимов резания

Расчёт режимов резания при черновом точении поверхности вала Æ 38,2 мм;

Оборудование: Токарно – винторезный станок 16К20;

Точить поверхность Æ 40 до Æ39 по длине 214 мм;

Инструмент: резец проходной с механическим креплением трёхгранной пластины твердого сплава Т5К10, размер державки резца 25×25, главный угол в плане φ=93 0 , вспомогательный угол в плане φ₁ =15 0 , передний угол γ=12 0 ;

Скорость резания рассчитывается по формуле:

, где

согласно табличным значениям, для подачи не более 0.7 и с учетом материала режущей части резца Т5К10:

, где:

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки на скорость резания, где для ст. 20Х: = 800 МПа, =1, =1.

= 0.94;

— коэффициент, учитывающий влияние поверхности заготовки;

— коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

— коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане;

— коэффициент, учитывающий влияние вспомогательного угла в плане.

Для выбранного резца (φ=93 0 , φ₁ =15 0 ):

= 0,7;

= 0,87.

Следовательно: =

частота вращения шпинделя:

При наружном продольном точении тангенциальная сила резания будет:

,

где ,

для принятых условий обработки:

= 300;

Где — поправочный к-т, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

— поправочные к-ты, учитывающие влияние геометрических параметров резца из твёрдого сплава при обработке Ст.

=0,89;

=1,25;

=1,0

(Н).

Т.к по паспорту станка Nд=10 кВт, то при n=0,75 на шпинделе N_ШП =10×0,75=7,5 кВт

Следовательно 2,3£7,5 кВт, т.е обработка возможна.

Режимы резания для остальных переходов определяем по справочникам:

Операция 010 фрезерно-центровальная

Операция 015 токарно-винторезная

Операция 020 вертикально-фрезерная

Операция 030 круглошлифовальная

Операция 010 фрезерно-центровальная

Общее основное время на операцию:

Штучное время на операцию определяется:

Т_В = 0,33мин – вспомогательное время

Время технического – Т_Т.об организационного – Т_орг.об обслуживания и отдых Т_отд составляет 15% от оперативного времени – Т_оп = Т_о + Т_В

Т_шт = 0,24+ 0,33 + 0,9 ( 1 + 15/100) = 1,6 мин

В условиях серийного производства определяется штучно-калькуляционное время:

Т_шт.к = Т_шт + , мин

Подготовительно-заключительное время Т_п.з = 20 мин.

Размер партии деталей определяем укрупненно, исходя из годовой программы выпуска изделий:

n = шт

F₃ = число дней запаса на складе для обеспечения непрерывности производства;

253 – среднее количество рабочих дней в году.

Штучно-калькуляционное время: T_шт.к = 1,6 + = 2,28 мин

Общее основное время на операцию:

Штучное время на операцию определяется:

Т_В = 0,33мин – вспомогательное время

Время технического – Т_Т.об организационного – Т_орг.об обслуживания и отдых Т_отд составляет 15% от оперативного времени – Т_оп = Т_о + Т_В

Т_шт = 5,3+ 0,33 + 0,9 ( 1 + 15/100) = 6,6 мин

В условиях серийного производства определяется штучно-калькуляционное время:

Т_шт.к = Т_шт + , мин

Подготовительно-заключительное время Т_п.з = 20 мин.

Размер партии деталей определяем укрупненно, исходя из годовой программы выпуска изделий:

n = шт

F₃ = число дней запаса на складе для обеспечения непрерывности производства;

253 – среднее количество рабочих дней в году.

Штучно-калькуляционное время: T_шт.к = 6,6 + =7,2 мин

Операция 025 шпоночно-фрезерная

Общее основное время на операцию:

Штучное время на операцию определяется:

Т_В = 0,33мин – вспомогательное время

Время технического – Т_Т.об организационного – Т_орг.об обслуживания и отдых Т_отд составляет 15% от оперативного времени – Т_оп = Т_о + Т_В

Т_шт = 2,55+ 0,33 + 0,9 ( 1 + 15/100) = 3,9 мин

В условиях серийного производства определяется штучно-калькуляционное время:

Т_шт.к = Т_шт + , мин

Подготовительно-заключительное время Т_п.з = 20 мин.

Размер партии деталей определяем укрупненно, исходя из годовой программы выпуска изделий:

Штучно-калькуляционное время: T_шт.к = 3,9 + = 4,58 мин

Операция 030 круглошлифовальная

Общее основное время на операцию:

Штучное время на операцию определяется:

Т_В = 0,33мин – вспомогательное время

Время технического – Т_Т.об организационного – Т_орг.об обслуживания и отдых Т_отд составляет 15% от оперативного времени – Т_оп = Т_о + Т_В

Т_шт = 1,45+ 0,33 + 0,9 ( 1 + 15/100) = 2,8 мин

Подготовительно-заключительное время Т_п.з = 20 мин.

Штучно-калькуляционное время: T_шт.к = 2,8 + = 3,48 мин

3.9. Контроль точности изготовления вала

Точность изготовления вала проверяют в определенной последовательности: сначала определяют правильность формы поверхностей, затем их геометрические размеры и потом их положения. Такая последовательность необходима для того, чтобы можно было путем исключения погрешностей измерять с наибольшей точностью тот параметр, который необходимо проверить.

Измерительными базами при проверке вала обычно являются поверхности его опорных шеек, которые будучи его основными базами определяют положение всех остальных поверхностей при работе вала в редукторе. Поэтому при проверке вал устанавливают опорными шейками с упором в один торец на призмы контрольной плиты или специальных контрольных устройств. Одна из призм обычно регулируемая по высоте.

Правильность геометрической формы проверяют в нескольких сечениях, перпендикулярных к оси вала: овальность и конусообразность – с помощью скоб с отсчетным устройством (типа СР по ГОСТ 11098-75), а круглость – с помощью кругломера (по ГОСТ 17353-80).

Диаметральные размеры в зависимости от степени точности и их значения проверяют скобами с отсчетным устройством СР (по ГОСТ 11098-75), а также микрометром (цена деления 0,01).

Затем контролируют правильность положения поверхностей относительно оси вращения вала. Отклонение от соосности контролируемой поверхности с осью вращения вала проверяют индикаторами, вращая вал вокруг оси.

Схема измерения соосности двух поверхностей шеек валов относительно общей оси. Величина соосности составляет 0,05 мм.

Данная курсовая работа закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные во время лекционных и практических занятий по курсу «Технология машиностроения». В процессе курсовой работы выполняется комплексная задача, в решении которой помогло использование справочной литературы, ГОСТов и таблиц.

В данной работе были разработаны:

· Технологический процесс сборки узла;

· Технологический процесс изготовления детали.

Была составлена и оформлена технологическая документация:

· Маршрутная карта технологического процесса изготовления детали;

· Операционная карта и карта эскизов на одну операцию технологического процесса изготовления детали.

1. Балакшин Б.С. «Основы технологии машиностроения»

2. Колесов И.М. «Служебное назначение и основы создания машин».

3. Колесов И.М. «Основы технологии машиностроения».

4. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. «Технология машиностроения».

5. Баранчукова И.М., Гусев А.А., Крамаренко Ю.Б. «Проектирование технологии».

6. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. «Справочник технолога-машиностроителя».

7. Семенов Е.И. «Ковка и штамповка. – М.: Машиностроение, 1986. – 592с.

8. Сторожев М.В. «Ковка и объемная штамповка стали».

9. Панов А.А. «Обработка металлов резанием».

10. Мягков В.Д. «Допуски и посадки, справочник».

11. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Расчет допусков размеров».

12. Долматовский Г.А. «Справочник технолога по обработке металлов резанием».

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  Механика © 2023
  Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/tehnologicheskaya-karta-izgotovleniya-valov

  📹 Видео

  Изготовление валаСкачать

  

  Что такое технологический процесс? Введение.Скачать

  

  Конструкторские , технологические и измерительные базы. Базирование деталиСкачать

  

  Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать

  

  Чертеж. Технологический процесс и операционные эскизы изготовления деталиСкачать

  

  Изготовление валаСкачать

  

  Изготовление точного щлицевого вала. Чертеж с техническим требованием полного радиального биенияСкачать

  

  Изготовление вала на токарном станкеСкачать

  

  А вы знали как делают коленвал ? Изготовление коленвала в ГерманииСкачать

  

  Как сделать вал (токарная операция)Скачать

  

  Технологический процесс на Втулку в СПРУТ-ТП (маршрутная карта, нормирование труда)Скачать

  

  Технологический процесс изготовления детали ➤Из чего он состоит ➤ Простыми и понятными словамиСкачать

  

  Как проводится дефектовка коленчатых валовСкачать

  

  Вал - полумуфта ➤ Тонкости изготовления детали по чертежуСкачать

  

  Изготовление формовочных валов для М&М'sСкачать

  

  Производство опорных валов для прокатного стана, мини экскурсия по производству в КитаеСкачать

  

  Изготовление приводного вала.Скачать

  

  Сборка технологического процессаСкачать