Проектирование технологического процесса изготовления детали «конической вал-шестерни»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ    _________________________________________________________________________________________

 

 

 

Кафедра ТАМП

 

 

 

 

Проектирование технологического

процесса изготовления детали «конической вал-шестерни»

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по  дисциплине «Технология машиностроения»

КП  ТМ 151001 ПЗ

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы з-4361/02_____________________________________________Козлова Е.Ф.

 

Руководитель__________________________________________________________________Михаевич Е.П.

 

 

 

 

 

 

Томск, 2012

 

Содержание

Задание…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3

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

1 Назначение и  конструкция детали……………………………………………………………………………………………………………………………………..6

2 Анализ технологичности конструкции детали и технологический контроль чертежа………………………7

3 Определение типа, форм и методов организации производства………………………………………………………………………..8

4 Анализ базового техпроцесса……………………………………………………………………………………………………………………………………………..11

5 Выбор заготовки…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………15

6 Принятый маршрутный и операционный технологический процесс………………………………………………………………..17

7 Расчет припусков на обработку, операционных и исходных размеров заготовки…………………….…………..22

8 Расчет точности операции…………………………………………………………………………………………………………………………………………………25

9 Размерный анализ технологического процесса………………………………………………………………………………………………..………26

10 Расчет режимов  резания……………………………………………………………………………………………………………………….…………………………….33

11 Выбор оборудования и технологической оснастки………………………………………………………………………………………………..37

12 Расчет норм времени операций техпроцесса……………………………………………………………….………………………………………….38

13 Экономическое  обоснование принятого варианта  техпроцесса и технико-экономические показатели………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...41

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………….43

Литература………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………44

Приложения………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………45

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 

 

 

 

Кафедра ТАМП  

 

 

 

З А  Д А Н И Е №11

 

на  курсовой проект по дисциплине «Технология  машиностроения»

студенту________________________

группы__________________________

 

 

 

 

Технологическая часть:

1. Разработать технологический процесс изготовления детали и оформить технологическую документацию

 

2. Разработать  и начертить карты наладок  на операции:

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

3. Разработать  и начертить чертежи и схемы:

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

 

Объем графических работ (чертежи, эскизы, схемы, технологическая документация)______листов формата А1

 

Срок  выполнения проекта

___________________________________________________________________________

 

Дата  выдачи задания _______________________________________________________

Руководитель_______________________________________________________________

Задание к выполнению принял_________________________________________________

 

 

Задание

Спроектировать  технологический процесс изготовления детали.

Деталь – коническая вал-шестерня.

Количество  изготовления – 7450 шт/год.

Материал  детали – Сталь 40Х, ГОСТ 4543-73.

 

 

Введение

 

Особенностью  современного этапа развития машиностроения является острая конкурентная борьба на мировом рынке между предприятиями (фирмами) за продвижение своей продукции. Для коммерческого успеха фирмы ее продукция должна соответствовать по своим потребительским свойствам существующему спросу на рынке и при этом иметь наименьшую стоимость и минимальный производственный цикл изготовления. Выпуск такой конкурентоспособной продукции в условиях ее непрерывного изменения является сложной системной задачей, охватывающей все этапы цикла производства изделий, начиная от получения заказа на изготовление и заканчивая их отгрузкой потребителю.

К мероприятиям по разработке новых прогрессивных  технологических процессов относится  и автоматизация, на ее основе проектируется высокопроизводительное технологическое оборудование, осуществляющее рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека.

В соответствии с этим решаются следующие задачи: расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы. Овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов механосборочного производства.

Оправданное применение прогрессивного оборудования и инструмента способно привести к значительному снижению себестоимости продукции и трудоёмкости её производства. К таким же результатам может привести и использование совершенных методов получения заготовок с минимальными припусками под механическую обработку. В некоторых случаях целесообразно снижать технологичность изделия для повышения качества продукции, что может значительно повысить конкурентоспособность продукции и компенсировать дополнительные затраты. Стремление к технологичности в любом случае не должно приводить к ухудшению свойств изделия ниже конструктивно заданных.

Известно, что одной из форм принципиально  новой организации машиностроительного  производства, позволяющей решить проблему выпуска конкурентоспособной продукции, является разработка и внедрение гибких производственных систем. В рамках этого направления в последние годы появились новые системные идеи, к числу которых можно отнести CAD/CAM (интегрированная компьютерная система конструкторской и технологической подготовки производства, интегрированные производственные и технологические системы.)

В курсовом проекте решается задача по созданию эффективного технологического процесса изготовления детали. Технологический процесс разрабатывается для условий серийного производства.

 

 

1 Назначение и конструкция детали

 

В современных машинах широко применяют зубчатые передачи. Различают силовые зубчатые передачи, предназначенные для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов, и кинематические передачи, служащие для передачи вращательного движения между валами при относительно небольших крутящих моментах.

Зубчатые  передачи, используемые в различных  механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, червячные, смешанные и  гиперболоидные. Наибольшее распространение получили цилиндрические, конические и червячные передачи.

Данная  деталь “Вал-шестерня” представляет собой тело вращения и относится к классу валов и предназначена для передачи крутящих моментов посредством шестерни и зубчатого колеса в редукторе

Обработка зубчатых колес разделяется на два  этапа: обработку до нарезания зубьев и обработку зубчатого венца. Задачи первого этапа соответствуют в основном аналогичным задачам, решаемым при обработке деталей класса: валов (вал-шестерня). Операции второго этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки конической шестерни.

Проанализируем  некоторые требования чертежа:

1. Степень  точности зацепления 9-В.

Это техническое требование носит эксплуатационный характер, так как определяет точность зацепления, а также определяет норму бокового зазора. Не обеспечение этого требования не обеспечит плавность зацепления и вызовет шум в передаче во время ее работы, а также повышенный износ передачи. Оно необходимо.

2. Точность  размеров.

Самым точным элементом вал-шестерни является опорная шейка со шпоночным пазом диаметром 40 мм, которая выполняется по 6-му квалитету, опорная шейка диаметром 44 мм и ширина шпоночного паза, которые выполняются по 9 квалитету, остальные по 12-му. Это требование необходимо, так как определяется точность, с какой они должны собираться в узле для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик. Требования назначены правильно.

3. Точность взаимного расположения ограничена величиной торцового биения поверхностей относительно поверхности опорной шейки диаметром 44 мм  не более 0,025 мм и биение окружности вершин зубьев относительно той не базовой поверхности не более 0,058 мм.

Достигается правильным базированием, правильно  выбранным зажимным усилием при  обработке, а также отсутствием  неучтенных погрешностей на станке и  инструменте.

Точность формы не задается.

4. НRC 28…32

Это техническое требование, обосновано, так как определяет, что после  предварительной обработки детали необходимо выполнить термическую  обработку – улучшение, для снятия возможных напряжений.

Изготовлена из легированной стали 40Х, ГОСТ 4543-73, которая является наиболее простой и дешевой конструкционной легированной маркой стали. В соответствии с условиями работы и особенностями нагружения вал-шестерня из стали 40Х имеет высокую прочность, запас пластичности, вязкости, необходимый для работы без разрушения, высокую прочность при длительных циклических или знакопеременных нагрузках. После закалки с 860⁰С и отпуска при 500⁰С она имеет σ_в=1000МПа; σ_0,2=800МПа; =10%; KCU=500 КДж/м².

Усталостная прочность, контактная выносливость, износостойкость зависят от состояния поверхности детали, поэтому часто решающими являются поверхностное упрочнение химико-термической обработкой. Такой обработкой можно достигнуть высокой твердости поверхностных слоев материала и создать в них напряжения обратного знака при сохранении вязкой сердцевины. Поверхностную закалку в основном применяют с нагревом ТВЧ.

 В связи с тем, что нагреваются поверхностные слои, деформации при закалке невелики, и можно обойтись без последующего шлифования зубьев.

                                                                                                              Таблица 1

Характеристика  материала. Сталь 40ХН.

Марка	сталь 40Х
Заменитель:	45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР
Классификация	Сталь конструкционная легированная.
Применение	оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.