Разработка технологического процесса изготовления детали типа «вал»

НОВОСИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНЫЙ  ИНСТИТУТ

КАФЕДРА  ТЕХНОЛОГИИ  МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по технологии сельскохозяйственного  машиностроения

 

Тема: Разработка технологического процесса изготовления детали типа «вал»

 

ВАРИАНТ 03

 

 

 

Выполнил: студент 3409 группы

Белобородов А.А.

Проверил: Лемешков А.Д.

 

 

НОВОСИБИСРК 2011

Содержание

1. Анализ соответствия требований к изготовлению детали и ее назначению
2. Анализ технологичности конструкции детали
3. Определения вида и способа получения заготовки
4. Проектирование заготовки
1. Выбор вида и метода получения заготовки
2. Выбор проката и определение межоперационных припусков
5. Расчёт межоперационных пропусков и межоперационных размеров на наиболее точную поверхность
6. Определение припусков на остальные поверхности
7. Базы и базирование. Выбор технологических баз
8. Маршрут обработки отдельных поверхностей
9. Технологический маршрут обработки детали
10. Выбор режущего инструмента
11. Определение режимов резания
12. Нормирование технологического процесса
13. Контрольно-мерительные инструменты
14. Описание используемых приспособлений
15. Методы отделочной обработки поверхностей вращения
16. Библиографический список

 

 

1. Анализ соответствия требований к изготовлению детали и ее назначению

 

В нашем случае осуществляется мелкосерийное производство детали типа «вал» изображенной на рисунке 1. Назначение ее заключается в передачи крутящего момента от приводного шкива, посаженного на вал к закрепленной на вале крыльчатке вентилятора. Деталь изготовлена из стали 50, размеры поверхностей выполнены по 9-тому квалитету за исключением одной по 7-мому – это цилиндрическая поверхность Ø60 мм.

Рисунок 1. Эскиз детали типа «вал»

 

 

 

 

Наибольшую точность обработки  требует одна поверхность. Это внешняя  цилиндрическая поверхность с диаметром  60_-0,03.

Заданная шероховатость  всех поверхностей детали соответствует  предъявляемой точности.

 

На операционных эскизах  при необходимости указывают  допуски форм и расположения поверхностей.

Для допусков расположения поверхностей дополнительно указывают  базы, относительно которых задается допуск. При использовании условных обозначений данные о допусках формы  и расположения поверхностей указывают  в прямоугольной рамке, разделенной  на две и более части в следующем  порядке (слева направо): в первом поле приводят знак допуска, во втором – вписывают числовую величину допуска в миллиметрах, в третьем – при необходимости вписывают буквенное значение базы.

Обозначение допусков расположения:

 

Допуск параллельности	⁄ ⁄
Допуск перпендикулярности
Допуск соосности
Допуск симметричности

 

Общий допуск параллельности равен допуску размера между  рассматриваемыми элементами. За базу следует принимать наиболее протяженный  из двух рассматриваемых элементов. Если два элемента имеют одинаковую длину, то в качестве базы может быть принят любой из них.

Общие допуски перпендикулярности должны соответствовать стандартам. За базу следует принимать элемент, образующий более длинную сторону рассматриваемого прямого угла. Если стороны угла имеют одинаковую номинальную длину, то в качестве базы может быть принята любая из них.

Общие допуски симметричности и пересечения осей должны соответствовать  стандартам. За базу следует принимать элемент с большей длиной. Если рассматриваемые элементы имеют одинаковую длину, то в качестве базы может быть принят любой из них.

Контроль взаимного расположения поверхностей. Основными видами измерений  являются: контроль расстояний между  осями отверстий, контроль перпендикулярности осей отверстий и плоскостей, контроль перпендикулярности цилиндрических поверхностен или цилиндрической поверхности  к торцу и контроль соосности  цилиндрических поверхностей.

В единичном и мелкосерийном  производстве взаимное расположение поверхностей проверяется универсальными измерительными инструментами.

Перпендикулярность осей отверстий и плоскостей контролируют при помощи угольников, а взаимную перпендикулярность осей двух отверстий  или неперпендикулярность оси отверстия торцу - специальными калибрами - шаблонами.

Контроль соосности отверстий  обычно осуществляется жесткими, а  при разности диаметров - ступенчатыми скалками.

Контроль отклонений от правильной геометрической формы. В зависимости  от жесткости системы станок - приспособление - инструмент - деталь, степени износа станка и инструмента, режима обработки и других причин, возникают не только отклонения от взаимного расположения поверхностей, но и отклонения от правильной геометрической формы. 

2. Анализ технологичности конструкции детали

В соответствии с ГОСТ 14.205—83 технологичность — это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска  и условиях выполнения работ.

Производственная технологичность  конструкции детали — это степень  её соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем  более технологичной является конструкция  детали.

Оценка технологичности  конструкции бывает качественной и количественной:

• Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщённой и характеризуется показателями : «лучше - хуже» , «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично - не технологично» и т.п.
• Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований технологичности. Согласно ГОСТ 14.202-73 номенклатура показателей технологичности изделия содержит 4 основных и 31 дополнительный показатель. Применительно к производству, количественную оценку технологичности, производят по технологическим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты точности К_т и шероховатости К_ш.

 

Дадим кратко качественную оценку.

Деталь имеет удобную базирующую поверхность для обработки всех внешних цилиндрических поверхностей вращения, в качестве токовой выступают центровочные отверстия. Это позволяет совмещать измерительные и технологические базы. Но одно из отверстий удаляется в процессе обработки глухого отверстия и постоянство баз в данном случае уменьшается,

Не для всех поверхностей обеспечивается свободный подвод и  вывод режущего инструмента, поэтому  в конструкцию детали включили канавки  для выхода инструмента, уменьшающие  его усталостную прочность.

Удобство контроля точности параметров детали обеспечивается в  силу того, что она является телом вращения, большинство поверхностей открыты и легкодоступны для распространённых мерительных инструментов.

 

 

 

3. Определения вида и способа получения заготовки

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

Осуществим определение  видов и способов получения заготовок  методом кодирования.

Определяем четыре основных показателя детали:

материал - сталь 50 , код - 4;

серийность производства (масса 3,57кг, программа выпуска - 100), код - 1;

конструктивная форма - 3; масса заготовки – 3,57 кг, код - 3

Выбираем возможные виды и способы получения заготовок  для данной детали, учитывая определённые выше коды четырёх основных показателей  детали:

код материала - 1

код серийности - 2

код конструктивной формы - 3

код массы - 3

По таблице [з, с64] по определённым кодам выписываем рекомендуемые коды.

Предлагаемые способы  получения заготовки имеют код  9, 10.

9 - свободная ковка;

10 - прокат.

Для изготовления детали выбираем тип заготовки — прокат.

 

 

4 Проектирование заготовки

4.1 Выбор вида и метода получения заготовки

В машиностроении основными  видами заготовок для деталей - стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката.

Способ получения заготовки  должен быть наиболее экономичным при  заданном объеме выпуска деталей. На выбор формы, размеров и способов получения заготовки, большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовок оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность при обработке.

На способ получения заготовки  в большей степени оказывает  влияние тип производства. Тип  производства определяется программой выпуска, техническими и экономическими условиями осуществления технологического процесса. При массовом производстве - за большинством рабочих мест закреплена одна операция. При серийном - несколько периодически повторяющихся операций. При единичном, выпускают изделия широкой номенклатуры в малых количествах или индивидуально.

В нашем случае изготовление детали должно вестись в условиях мелкосерийного производства. Оно характеризуется  производством определенных изделий  отдельными, относительно небольшими повторяющимися партиями или сериями. Основными особенностями мелкосерийного производства является: отсутствие заранее  обусловленной повторяемости операций на рабочих местах; универсальность  оборудования; приспособлений и инструмента; высокая квалификация рабочего персонала; относительно разнообразная номенклатура изготовления изделий.

Анализируя чертеж данной детали, материал её изготовления и вид производства, приходим к выводу, что целесообразно получить заготовку из проката.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Выбор проката и определение межоперационных припусков на обработку

 

Размер заготовки определяется с учетом необходимых припусков на обработку поверхностей детали, ограничивающихся габаритными размерами: наибольший диаметр и длину.

Согласно точности и шероховатости  поверхностей обрабатываемой детали, определим промежуточные припуски по таблицам [l]. За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали

60_-0,03 мм.

Устанавливаем предварительный  маршрутный технологический процесс  обработки поверхности детали диаметром  60 h7_-0,03 мм.

Обработка поверхности, диаметром  60 мм производится при зажатии заготовки в центрах и поводковом патроне, на токарном станке; окончательную обработку поверхности детали выполняют на кругло-шлифовальном станке.

Технологический маршрут  обработки данной поверхности:

 Операция 005 Фрезерно-центровальная.

Операция 010 Токарная.

Операция 015 Фрезерная.

Операция 020 Шлифовальная.

Припуск на подрезание торцевых поверхностей и на обработку наружных поверхностей определяют по таблицам.

При черновом точении припуск  на обработку составляет 4,5мм, а при чистовом 1,5 мм, и на шлифовальную однократную обработку 0,4мм.

Определяем промежуточные  размеры обрабатываемых поверхностей, согласно маршрутному технологическому процессу:

на токарную операцию 005

D_{Р 005} = D_H + 2z₀₀₅ = 60+4,5 = 64,5 мм;

на токарную операцию 010

D_{Р 010} = D_{Р 005} + 2z₀₁₀ = 64,5 + 1,5 = 66 мм;

Расчетный размер заготовки

D_Р.З. = D_{Р 010} + 2z_Ш = 66 + 0,4 = 66,4 мм.

 

Припуски на подрезание торцевых поверхностей заготовки выбираются по таблице. Припуск на обработку двух торцевых поверхностей заготовки равен 2мм для чистового точения и 3мм для чернового.

Общая длина заготовки.

L_z = L_д + z_т + z_ч = 240 +3 + 2 = 245 мм

где L_д - номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм.

Общую длину заготовки  определяем до целых единиц. Принимаем  длину заготовки 245 мм.

 

 

 

Определим коэффициент использования  материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем заготовки, полученной прокатом:

 

 

 

   Полученный коэффициент использования материала подтверждает рациональность применения данного метода.