Проект технологического процесса изготовления детали «Вал»

 

Федеральное агентство  по образованию

ФГОУ САМАРСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине « Технология машиностроения»

специальность: 151001 «Технология машиностроения»

Тема:   « Проект технологического процесса изготовления детали «Вал»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:                                  студент

 

 

Руководитель:

 

 

 

 

 

Самара 2011 г.

 

Содержание

 

Аннотация		3
Введение		3
1	Техническая часть	4
1.1	Описание детали	4
1.2	Материал детали и  его свойство	5
1.3	Служебное назначение, условия  работы детали	5
1.4	Анализ технологичности  детали	6
1.5	Обоснование выбора метода получения заготовки	7
1.6	Определение и расчет припуска аналитическим методом	8
1.7	Разработка технологического расчета и схем базирования	9
1.8	Составление плана обработки	11
1.9	Выбор оборудования	11
1.10	Выбор приспособления	12
1.11	Выбор режущего инструмента	13
1.12	Выбор средств контроля	13
1.13	Расчет режимов резания  аналитическим методом	14
1.14	Расчет норм времени	19
1.15	Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве	21
1.16	Конструкторская часть	27
1.17	Описание средств измерения	33
2.	Литература	34
3	Графическая часть

 

 

 

 

Аннотация

Целью данного курсового  проекта является закрепление знаний по предмету «Технология Машиностроения» и разработка технологического процесса производства детали типа вал с полным обоснованием целесообразности ее производства, процесса производства по предложенным преподавателем плану, описание конструктивных особенностей детали и средств контроля качества.

На основании сформулированной темы работы можно определить задачи, которые необходимо рассмотреть  в ходе обоснования эффективности  реализации предложенного проекта:

• технологическая часть;

• конструкторская часть;

 

Введение

 

В настоящее время  в нашей стране сложилась такая  ситуация, что развитие промышленности является самой приоритетной из всех поставленных задач. Для того чтобы  Россия заняла прочное место среди  ведущих мировых держав,  в  ней должна существовать развитая сфера промышленного производства, которая должна основываться не только на восстановлении основанных в советский период заводов, но и на новых, более современно оборудованных, предприятиях.

Одним из важнейших шагов на пути к экономическому процветанию является подготовка специалистов, которые имели бы не строго ограниченные рамками своей профессии знания, а могли комплексно оценить выполняемую ими работу и ее результат. Такими специалистами являются инженеры-экономисты, разбирающиеся не только во всех тонкостях экономических аспектов функционирования предприятия, но и в сущности производственного процесса, который и обуславливает это функционирование.

Целью данного курсового проекта является ознакомление  непосредственно с процессом производства, а также оценка и сравнение его эффективности с технологической точек зрения.

Сегодня, когда конкурентный рынок  вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым  продуктам, особенно важно оценить  все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Это помогает также в совершенствовании технологических процессов, которые разрабатываются часто, не только исходя из потребностей рынка в изготовлении новый продукции, но и принимая во внимание стремление производителей к более дешевому и быстрому способу получения уже существующей продукции, что сокращает производственный цикл, уменьшает величину связанных в производстве оборотных средств, а, следовательно, стимулирует рост инвестиций в новые проекты.

Итак, проектирование технологического процесса является важнейшим этапом производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и  способен стать определяющим при  принятии решения о производстве того или иного продукта.

 

1 Техническая часть

 

1. Описание детали

 

Вал относится  к механосборочному производству и  может быть использовано при сборке высокоточных соединений с небольшими натягами и по переходным посадкам.

Известен способ сборки соединения деталей типа вал, при котором осуществляют предварительное нанесение на сопрягаемую поверхность одной из соединяемых деталей специального микрорельефа, а затем тепловым способом производят сборку. Недостатком данного способа является увеличение экономических затрат, связанных с введением в технологический процесс дополнительной операции.

 

1.2. Материал  детали и его свойства

 

Сталь 45 ГОСТ 1050-80: столь конструкционная углеродистая качественная

Таблица 1 - Химический состав, % (ГОСТ 1050-80)

C	Si	Mn	Cr	Ni	P	Cu	S
				не более
0,42 – 0,5	0,17 – 0,37	0,50 – 0,80	0,25	0,25	0,04	0,25	0,08

 

Таблица 2 - Механические свойства материала (ГОСТ 1050-80)

Сечение, мм	σ0,2	σв	σТ	ψ	KCU, Дж/м 2	НВ поверхности
	МПа ≤		% ≤
40	780	980	10	45	390	207

 

 

1.3 Служебное назначение, условие работы детали

 

Данная деталь – вал, относится к группе цилиндрических изделий. Основное предназначение вала – передавать крутящий момент.

Валы классифицируют:

- По назначению: валы передач,  коренные валы;

- По форме геометрической оси: прямые, коленчатые, с гибкой осью;

- По конструкции: гладкие (на  протяжении всей диаметр одинаковый), ступенчатые (шейки – цилиндрические, конические).

Материалами, используемыми, для изготовления валов могут быть: сталь, если нет термообработки, то материал Сm5, Cm6; если есть термообработка, то материал Сталь 40, Ст45; для тяжело нагруженных валов используют легированные стали - 40XH, 40 XHMA.

Основными требованиями к данному изделию являются устойчивость цилиндрических поверхностей к деформации, т.к. деталь в будущем должна вращаться с определенной скоростью и цилиндрическая поверхность детали будет соприкасаться с другими частями механизма, данные особенности применения вала, дают основания сказать, что вал будет подвергаться к нагрузкам, ведущим к деформации детали. Данная особенность применения дает основание сделать основной упор при выборе материала на показатели деформации.

Класс чистоты необходимый  для соприкасающихся частей ступенчатого вала – 6 (Ra = 3,2), для поверхности крепления – 8 (Ra = 0,8). Для достижения необходимого класса чистоты поверхности необходимо провести две операции шлифования – предварительную и окончательную.

Технологические свойства. Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

 

1.4 Анализ технологичности  детали

 

Анализ технологичности  конструкции детали производится с  целью повышения производительности труда, снижения затрат и сокращение времени на технологическую подготовку производства. Конструкция изделия  может быть названа технологичной, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление изделия и отвечает следующим основным требованиям:

1. При конструировании изделий используются простые геометрические формы, позволяющие применять высокопроизводительные методы производства. Предусмотрена удобная и надежная технологичная база в процессе обработки
2. Конфигурация деталей и их материалы позволяют применять наиболее прогрессивные заготовки, сокращающие объем механической обработки (точное кокильное литье, литье под давлением, объемная штамповка и вытяжка, холодная штамповка различных видов и т.п.)
3. Обоснованы заданные требования к точности размеров и формы детали
4. Использованы стандартизация и унификация деталей и их элементов
5. Для достижения объема механической обработки предусмотрены допуски только по размерам посадочных поверхностей
6. Предусмотрена возможность удобного подвода жесткого высокопроизводительного инструмента к зоне обработки детали.
7. Обеспечена достаточная жесткость детали

Количественную оценку технологичности конструкции детали производят по следующим показателям:

     По коэффициенту использования материала

= = 0,78

По сделанным расчетам можно сделать вывод, что деталь является достаточно технологичной, состоит из унифицированных элементов, можно применять стандартный режущий и мерительный инструмент, закреплять в стандартные приспособления. Использование материала приемлемо при использовании горячекатаный круглый стальной прокат ГОСТ 2590-88 в качестве заготовки.

 

1.5 Обоснование выбора  метода получения заготовки

 

При выборе метода изготовления заготовки основным требованием  является обеспечить свойства изготавливаемых  деталей в заданных условиях эксплуатации и обеспечения требуемых свойств  заготовки с учетом стоимости заготовки в конкретных производственных условиях.

В качестве технических критериев  при выборе заготовки принимают  материал, конфигурацию детали, размер, массу, требуемую точность изготовления и т. д. В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки. Т. к. материал заготовки сталь (45) , то способом получения заготовки может быть  горячая штамповка или прутки из проката.

Поэтому выбираем в качестве заготовки горячекатаный круглый  стальной прокат ГОСТ 2590-88.

 

 

1.6 Определение и расчет  припусков аналитическим методом 

 

Заготовка- прокат, горячекатаный круглый стальной прокат ГОСТ 2590-88.

 Материал  сталь 45 ГОСТ 1050-88

Диаметр проката определяется, исходя из диаметра наибольшей ступени  вала, прибавляя к нему общий припуск на механическую обработку 2Z₀, в зависимости от отношения всей длины вала L к диаметру его наибольшей ступени D_max (L/D_max):

 

D_з = D_{д. max} + 2Z₀, 

 

где 2Z₀ – припуск на обработку в диаметральном выражении на диаметр наибольшей ступени детали, мм.

D_з = 37мм + 2*2,5мм=42мм

По расчетному диаметру заготовки D_з подбираем ближайший наибольший диаметр круглого стального проката, назначаем точность проката (В) и определяем предельные отклонения диаметра заготовки.

Затем определяем длину заготовки, назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда длина заготовки L_з  составит:

 

                                        L_з  = L_д  +2Z₀,                                               

где 2Z₀ – двусторонний припуск на обработку торцов заготовки, мм.

L_з=260мм  +2*2,5мм=265мм

Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки проката на штучные  заготовки.

 

 

1.7 Разработка  технологического расчета и схем  базирования

 

Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали или сборочной единицы и средств измерения.

При выборе баз обработки  заготовки используется принцип  совмещения баз. Лучшие результаты достигаются  при совмещении измерительной и  конструкторской базы, т.е. поверхностей, с помощью которых определяется положение детали в собранном изделии.