Технологический процесс вала дипломная работа

Разработка технологического процесса изготовления детали «Вал»

Технологический контроль чертежа детали. Инженерный анализ напряжённо-деформированного состояния детали «Вал». Выбор способа изготовления заготовки. Расчет припуска на обработку, ремённой передачи, режимов резания. Разработка каталога шпиндельного узла.

Подобные документы

Служебное назначение и конструкция детали «Корпус 1445-27.004». Анализ технических условий изготовления детали. Выбор метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута обработки детали. Расчет припусков на обработку и режимов резания.

дипломная работа, добавлен 02.10.2014

Общая характеристика детали «втулка». Анализ технологичности конструкции, определение служебного назначения детали. Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа. Разработка технологического процесса изготовления детали. Расчет режимов резания.

курсовая работа, добавлен 04.05.2012

Служебное назначение детали, качественный и количественный анализ её технологичности. Выбор типа производства. Разработка технологического процесса изготовления детали с расчетом припусков на обработку, режимов резания и норм времени на каждую операцию.

дипломная работа, добавлен 02.02.2016

Разработка технологического процесса изготовления корпуса. Выбор заготовки и способа её получения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка структуры и маршрута обработки детали. Выбор режимов резания, средств измерения и контроля.

дипломная работа, добавлен 09.12.2016

Мелкосерийное производство детали фланец на универсальном оборудовании. Разработка технологического чертежа. Выбор способа получения заготовки и метода обработки отдельных поверхностей, оборудования, инструментов и оснастки. Назначение режимов резания.

курсовая работа, добавлен 31.10.2014

Описание машины и узла, служебное назначение детали «валик правый». Выбор вида и метода получения заготовки, технико-экономическое обоснование выбора заготовки. Разработка маршрута изготовления детали. Расчет припусков, режимов резания и норм времени.

курсовая работа, добавлен 28.10.2011

Разработка технологического процесса изготовления детали «крышка». Технико-экономические показатели для выбора оптимального варианта заготовки, припусков на обработку поверхностей, режимов резания и основного времени. Выбор оборудования и инструмента.

курсовая работа, добавлен 12.11.2011

Служебное назначение и технические требования детали. Технологический контроль чертежа и анализ технологичности конструкции. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрутной технологии обработки детали. Расчет режимов резания и норм времени.

курсовая работа, добавлен 06.12.2010

Назначение и конструкция детали, определение типа производства. Анализ технологичности конструкции детали, технологического процесса, выбор заготовки. Расчет припусков на обработку, режимов резания и технических норм времени, металлорежущего инструмента.

курсовая работа, добавлен 20.08.2010

Анализ рабочего чертежа детали «Шестерня» и технических требований к ней. Характеристика материала детали и выбор способа её заготовки. Подбор станочного оборудования и разработка маршрутно-операционного технологического процесса по изготовлению детали.

курсовая работа, добавлен 18.12.2014

Дипломная работа: Технологический процесс обработки детали Вал-червяк

Министерство образования Российской Федерации

Министерство Российской Федерации по атомной энергии

Московского инженерно-физического института

(г. Лесной Свердловской области)

Заведующий кафедрой Руковод. курсового проекта

Технология машиностроения Старший преподаватель

Процесс технологический обработки детали типа червяк

Курсового проекта по дисциплине

г. Лесной

В данном проекте рассмотрен один из возможных технологических процессов обработки детали типа червяк.

При его разработке были учтены: тип производства, свойства и особенности обрабатываемого материала, точность размеров, чистота поверхности, действующие стандарты и нормативы.

Проект состоит из пояснительной записки, альбома технологиче­ских карт и чертежей.

Для выполнения графической части курсового проекта использова­лась система КОМПАС–3DV9.

В расчетах использована прикладная программа пакета Mathcad Professional.

При оформлении пояснительной записки — программа MicrosoftWord.

Графическая часть проекта содержит: чертеж детали, заготовки, размер­ного анализа, чертежи технологического процесса обработки с указанием технологических размеров и режущего инструмента, чертёж размерного ана­лиза.

В данной работе были развиты навыки к самостоятельному реше­нию инженерных задач в области проектирования технологических процессов, в выборе оборудования и режущего инструмента для полу­чения годной детали механической обработкой.

При оформлении графической части проекта и альбома технологи­ческих карт учитывались требования ЕСКД и ЕСТПП.

1. Анализ технологичности детали

2. Выбор метода получения заготовки

3. Расчет припусков и допусков на заготовку по ГОСТ 7505-89

4. Расчет припусков на диаметральные размеры расчетно-аналитическим методом

5. Выбор технологического процесса изготовления детали

6. Выбор технологических баз

7. Выбор и характеристика оборудования, режущего инструмента

8. Расчет припусков на линейные размеры размерным анализом

10. Нормирование режимов резания и времени обработки

Курсовой проект по технологии машиностроения является самостоятель­ной работой в области основной специальности и наиболее полно отражает знания, полученные при изучении режущего инструмента, технологии маши­ностроения, металлорежущих станков и станочных приспособлений.

Основная цель курсового проекта:

— развить навыки к решению инженерных задач в области проектирования технологических процессов механической обработки деталей машин;

— освоить методику проектирования технологических процессов по всем её этапам с анализа задания до технико-экономического обоснования;

— закрепить методику расчёта и конструирования заготовок;

— закрепить методику построения размерных схем и расчёта технологиче­ских размеров;

— развить навыки правильного выбора и использования оборудования с установлением рациональных режимов резания и технологически обосно­ванных норм времени;

— освоить методику составления маршрутных и операционных карт.

1. Анализ технологичности детали.

Разработка ТП производится для изделий, конструкции которых отрабо­таны на технологичность. Конструкция детали напрямую влияет на раз­ра­ботку тех. процесса, выбор станков, приспособлений и может быть признана технологичной, если обеспечивает простое и экономичное изготовление этого изделия. От точности размеров детали зависит выбор рабочих той или иной квалификации. В зависимости от материала выбирается способ получения заготовки, её вид, режимы обработки, инструмент.

Проанализируем чертеж конструкции исходной детали и дадим качествен­ную оценку ее технологичности.

Тип детали – ступенчатый вал — червяк с небольшими габаритами.

Материал детали Сталь 40Х обычно применяется при изготовлении чер­вяков быстроходных высоконагруженных передач. Он недорогой, ши­роко распространенный и применяемый в машиностроении; хорошо обрабатывается резанием, что способствует сокращению времени обработки.

В качестве технологических баз используют центровочные отверстия, ко­торые позволяют обработать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах. Они совпадают с конструкторскими, что не повлечет за собой погрешности базирования. Но конструкторские размеры могут не совпадать с технологическими, что вызовет ужесточение допусков на некоторые размеры.

Данный червяк имеет небольшие перепады диаметров ступеней, что позво­ляет вести обработку одновременно несколькими резцами и говорит о тех­но­логичности.

Требования к шероховатости червяка средние – есть поверхности с высокими требованиями (поверхности Ø25мм – места под подшипники; рабочий профиль червяка), обработка кото­рых усложняет техпроцесс, увеличи­вает номенклатуру обрабатывающего ин­струмента, но есть и с достаточно низкими, обработка ко­торых не требует больших затрат времени и высокой трудо­емкости.

Наружные поверхности детали имеют открытую форму, что обеспечивает обработку на проход и свобод­ный доступ инструмента к обрабатывае­мым поверхностям. Неудобными в обработке могут оказаться выточки размером в 3мм , но они необходимы при шлифовании шеек вала червяка для выхода шлифовального круга. В конструкции детали нет наклонного расположения об­рабатываемых поверхностей (за исключением зубьев самого червяка), что удобно для обработки.

Все выше изложенное позволяет сделать вывод, что представленная деталь является среднетехнологичной.

2. Выбор метода получения заготовки

Материал детали – Сталь 40Х. В условиях крупносерийного производства предпочтительным способом получения заготовок для детали типа “червяк” является штамповка. Горячая штамповка имеет существенные пре­имущества перед ковкой и литьем:

1) более высокая производительность по сравнению с ковкой;

2) получение без напусков поковок более сложной конфигурации, чем при ковке;

4) штампованные поковки имеют значительно меньшие допуски, чем при ковке;

Горячая штамповка в закрытых штампах является более точной, чем в от­крытых.

В закрытых штампах в основном штампуют на горизонтально ковочных машинах и на кривошипных горячештамповочных прессах.

ГКМ предназначена для штамповки из пруткового материала высадкой и прошивкой поковок, форма которых близка форме тел вращения.

Преимущества штамповки на ГКМ:

1) легкость штамповки таких деталей, которые на другом оборудовании ра­ционально изготовить нельзя.

2) экономия металла за счет штамповки преимущественно в закрытых штампах и отсутствия в отдельных случаях штамповочных уклонов;

3) получение поковок высокого качества; возможность применения вста­вок для ручьев, в результате чего экономится штамповая сталь;

4) безударная, спокойная, безопасная работа;

5) легкость автоматизации (автоматические ГКМ с горизонтальным разъе­мом матриц).

Недостатки штамповки на ГКМ:

1) меньшая универсальность по сравнению с молотами и прессами; резко ограниченная номенклатура поковок; относительно небольшие размеры и масса поковок (до 150кг );

2) необходимость применения в качестве исходного материала проката по­вышенной точности;

3) низкая стойкость штампов – в закрытых возникают прегрузки в по­лости ручья;

4) необходимость очистки нагретого прутка от окалины, так как деформи­рование происходит за 1 ход и вся окалина может быть заштампована в его поверхность;

5) высокая стоимость (примерно в 1,5 раза выше стоимости КГШП той же мощности).

КГШП предназначены для относительно точной штамповки различных поковок. Отличаются быстроходностью (50-60 ход/мин), что позволяет сократить время деформации заготовки, снизить разогрев штампов и увеличить их стойкость. При штамповке на прессе металл течёт одинаково в верхний и нижний штампы, вследствие того что верхние и нижние контактные поверх­ности заготовки охлаждаются приблизительно одинаково. Конструкция пресса обеспечивает высокую точность размеров, вследствие точного совпадения частей штампа благодаря надёжному закреплению ползуна в направ­ляющих станины и наличию направляющих колонок и втулок в штампе.

Преимущества штамповки на КГШП:

1) Наличие выталкивателей в ползуне и столе пресса позволяет уменьшить штамповочные уклоны до 1-3 0 , а в некоторых случаях отказаться от них, что уменьшает напуски на уклоны;

2) Постоянство хода пресса обеспечивает одинаковую степень обжатия за­готовок;

3) Высокая стойкость штампов объясняется очень незначительным време­нем пребывания горячего металла в ручье штампа, безударным характером деформации, применение выталкивателей, исключающих застревание поко­вок.

Если сравнивать штамповку на ГКМ и КГШП, то получим следующие ре­зультаты:

1) Направляющие обоих ползунов ГКМ конструктивно выполнены также, как и у КГШП, и являются столь же надежными.

2) Но открытая свеху станина не обеспечивает машине такой жесткости, ка­кую имеют вертикальные КГШП. Поэтому поковки, изготовляемые на ГКМ, по величине припусков и допусков ближе к молотовым поковкам.

3) Число ходов в минуту у ГКМ на 40-50% меньше, чем у КГШП. Но вспо­могательное время, затрачиваемое на ручные приемы, при штамповке на ГКМ меньше, соответственно, ГКМ не является менее производительной.

Таким образом, проанализировав все плюсы и минусы штамповки в закрытых штампах на ГКМ и КГШП делаем свой выбор в пользу КГШП.

Там, где разница между диаметрами заготовки мала ( до 5 мм ) делаем заготовку бесступенчатой, чтобы не усложнять штампы. Там же, где перепад значительный ( более 5 мм ) мы вынуждены применить ступень, так как производство детали крупносерийное и мы можем себе позволить усложнить штамп в целях экономии металла и уменьшения объёма механической обработки.

3. Расчет припусков и допусков на заготовку по ГОСТ 7505-89

Штамповочное оборудование – горячештамповочный пресс.

6.1 Расчетная масса детали:

6.2 Класс точности поковки:

Размер	Шероховатость			Z	T	Размер заготовки
	Rz 40	1.4	0.5	1.9

Размер	Шероховатость			Z	T	Размер заготовки
	Rz 40	1.4	0.5	1.9

4. Расчёт припусков на заготовку расчетно-аналитическим

7.1 Расчет линейного размера

Схема получения размеров заготовки:

285-0,34

7.2 Расчет диаметрального размера

5. Выбор технологического процесса изготовления детали

Для данной детали в условиях крупносерийного производства составим два варианта обработки детали.

Оп.10 Токарно-копировальная черновая

Оп.15 Токарно-копировальная черновая

Оп.30 Токарно-копировальная чистовая

Оп.35 Токарно-копировальная чистовая

Оп.40 Зубонарезная (нарезание дисковой модульной фрезой)

Оп.60 Зубошлифовальная (двустороннее модульным дисковым кругом)

Оп.35 Зубонарезная (нарезание долбяком)

Оп.55 Зубошлифовальная (двустороннее чашечными кругами)

Из двух рассмотренных технологий обработки предпочтительной является первая так как производится меньшее количество операций, требуется меньшее число переустановов, фрезерование дисковой модульной фрезой является более дешевым и распространенным методом нарезания витков червяка.

6. Выбор технологических баз

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирова­ния технологических процессов механической обработки и сборки является на­значение технологических баз. От правильности решения вопроса о техно­ло­гических базах в значительной степени зависят: фактическая точность вы­полнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного рас­положения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдерживать рабочий при выполнении запроектированной техноло­гической операции; степень сложности и конструкция необходимых приспо­соблений, режущих и измерительных инструментов; общая производитель­ность обработки детали.

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в тече­нии всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо лишить заготовку детали шести степеней свободы.

В основе выбора технологических баз лежат следующие общие прин­ципы:

– при обработке заготовок, полученных литьем или штамповкой, необра­ботанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;

– при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологиче­ских баз для первой операции целесообразно использовать поверхности, которые будут подготавливать базы, используемые при дальнейшей обработке на большинстве операций;

–наибольшая точность обработки достига­ется при использовании на всех операциях одних и тех же баз, т. е. при со­блюдении принципа единства баз;

– желательно совмещать технологические базы с конструкторскими.

– располагать базы на поверхности желательно на большем расстоянии друг от друга.

Основными базами большинства валов являются поверхности его опор­ных шеек. Однако использовать их в качестве технологических баз для обра­ботки наружных поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения принципа единства баз, что очень важно при автомати­зированном технологическом процессе. Поэтому, при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий (31, 32) и торцов заготовки (поверхности 1, 10, 30), что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой его в центрах, за исключением операций: фре­зерно – центровальная, центрошлифовальная. При выполнении данных операций в качестве баз используются чаще наружные цилиндрические поверхности (поверхности 15, 24).

7. Выбор и характеристики оборудования, режущего инструмента

Оп.05 Фрезерно – центровальная

Данная операция имеет большое значение, т.к. на ней мы подготавливаем базы для последующей обработки детали. В соответствии с условиями (крупно-серийное производство) имеет смысл выбрать специальное оборудование, предназначенное конкретно для выполнения подобных операций. Исходя из данных предпосылок выбираем двусторонний фрезерно-центровальный полуавтомат последователь­ного действия МР-71М.

Мощность электродвигателя, кВт:

-торцовая насадная фреза 2214-0153 со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 24359-80 (2 штуки), технические требования по ГОСТ 24360-80;

-центровочные комбинированные сверла типа В4 2317-0122 по ГОСТ 14952-75 с цилиндрическим хвостовиком.

Оп.10;15 Токарно- копировальная черновая

Оп.30;35 Токарно- копировальная чистовая

В крупносерийном производстве для обработки ступенчатых валов широкое распространение получили многорезцовые и токарно-копировальные станки, которые на 50-100% производительнее универсальных токарных. Поскольку снимаемый припуск на ступенях различный, для увеличения производительности необходимо менять подачу и число оборотов шпинделя во время обработки не останавливая процесс. Исходя из этого выбираем полуавтомат токарный многорезцово- копировальный специальный модели НТ 502М

Предназначен для высокопроизводительной черновой и чистовой токарной обработки однорезцово- копировальным или многорезцово- копировальным способом валов, колец подшипников, фланцев и прочих деталей в центрах, патроне или на оправке в условиях серийного и массового производства.

При работе станка обработка может производиться одновременно двумя суппортами или в любой последовательности со сменой частот вращения шпинделя и подач суппортов в любом кадре программы. Параметр	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм	250
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	710
Расстояние от низа основания станка до оси центров, мм	1060
Пределы частоты вращения шпинделя, мин -1	40-1600
Количество сменных копиров	2
Пределы подач продольного суппорта, мм/мин	3.5-2600
Наибольшая длина обработки 1 резцом с продольного суппорта,мм	550
Скорость быстрого перемещения продольного суппорта	3000
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н/м	650
Пределы подач поперечного суппорта, мм/мин	3.5-1500
Наибольшее рабочее перемещение поперечного суппорта,мм	140
Скорость быстрого перемещения поперечного суппорта	1500
Мощность электродвигателя, кВт	7.5
Габариты станка, мм	3000x1700x2120
Масса станка, кг	4200

-резец токарный проходной упорный отогнутый 2101-0004 с углом в плане 900 с пластинами из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 18879-73.

-резец токарный проходной отогнутый 2100-0025 с пластинами из твердого сплава Т5К6 по ГОСТ 18878-73;

-резец канавочный 2142-0585 Т15К6 по ГОСТ 9795-84.

На данной операции исправляется возможный увод баз после термообработки, поскольку производство крупносерийное выбираем оборудование, не требующее высокой квалификации станочника, т.е. специальное, не универсальное:

Станок центрошлифовальный 3922.

Размеры обрабатываемой заготовки, мм

— головка шлифовальная коническая EW 20х25 24А 25-Н СТ 1 6 К А 30м/с ГОСТ 2447-82.

Винтовая поверхность цилиндрических червяков может быть нарезана с помощью дисковых фрез на универсально-фрезерных или резьбофрезерных станках. Поскольку обработка на универсально- фрезерном станке требует более долгой наладки станка, более квалифицированного станочника выбираем более специализированное оборудование: станок резьбофрезерный 5Б64.

вертикальная или продольная

-фреза дисковая модульная по ГОСТ 10996-78.

Шпоночные канавки обрабатывают либо на обычных фрезерных станках, либо на специальных, работающих по маятниковому методу. В последнем случае шпоночные канавки получаются боле высокого качества, в связи с чем выбираем станок шпоночно-фрезерный 692А.

Параметр	Значение
Ширина фрезеруемого паза, мм	3-20
Наибольшая длина фрезеруемого паза, мм	300
Размер стола, мм	900-250
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	385-3600
Число шпинделей	1
Расположение шпинделей	вертикальное
Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Габариты станка, мм	400х900
Категория ремонтной сложности	8

-фреза шпоночная из БРС с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 9140-78 2234-0355.

Станок круглошлифовальный 3М153А.

Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм

— круг шлифовальный Э5 40 С2.

Оп.60 Червячно – шлифовальная

Станок полуавтомат червячно – шлифовальный 5К881. Предназначен для шлифования витков червяка степени точности 5 – для однозаходных червяков и степени точности 6 – для многозаходных.

Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм

Модуль шлифуемых червяков1-6Число заходов шлифуемых червяков1-6Наибольший ход винтовой линии шлифуемых червяков

35

Наибольший диаметр шлифовального круга, мм400Ширина однониточного шлифовального круга, мм10; 16; 20Частота вращения шлифовального круга, об/мин1657; 2340

Частота вращения шпинделя заготовки, об/мин:

82

-шлифовальный круг Э912С1К5.

8. Расчет припусков на линейные размеры размерным анализом

Для определения оптимального соотношения размеров одной или не­скольких деталей, входящих в сборочный узел, проводят размерный анализ, предварительно построив размерные цепи.

Существует несколько методов решения задач размерного анализа в усло­виях полной и неполной взаимозаменяемости. В приведенных ниже расчетах использован такой распространенный метод, как расчет на максимум — ми­нимум ( он обеспечивает полную взаимозаменяемость ). Для того, чтобы по­грешность узла была минимальной, при проектировании и изготовлении де­талей надо стремиться к минимальному числу звеньев, т. е. соблюдать прин­цип кратчайшей цепи.

Данный метод решения достаточно трудоемок, но точен при нахождении неиз­вестных звеньев цепей.

При нахождении припусков из операционных цепочек используются сразу два метода решения поставленной задачи: расчетно-аналитический и расчет на максимум – минимум, что дает более точные результаты, чем при использовании лишь одного метода – расчетно-аналитического.

К₁ =В–В

К₂ =В

К₄ =В

К₇ = В–В

К₈ = В

К₉ = В–В

К₁₀ =20,2

К₁₂ =20,2

К₁₅ =10,2

🎥 Видео