Технологические основы постройки, монтажа и испытания СЭУ

 

 

 

 

               Федеральное Бюджетное Образовательное  Учреждение

                         Высшего профессионального образования

                            

 

        «Волжская  Государственная Академия Водного  Транспорта»

                                      (ФБОУ ВПО «ВГАВТ»)

                                       Астраханский Филиал

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: Технологические основы постройки, монтажа и испытания СЭУ.

 

 

 

 

 

 

                                                                           Выполнил:

                                                                                  группы СМ-54

                                                                                 Шарапов Д.В.

 

                                                                                   Преподаватель:

                                                                               Орехво В.А.

 

 

 

                                                 Астрахань 2013

Содержание

          Введение.

1. Анализ технологических требований к конструкции детали.
2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали.
3. Оценка жесткости детали и выбор способа установки ее на технологических операциях.
4. Выбор вида и определение размеров заготовки.
5. Составление укрупнённого маршрута изготовления детали.
6. Разработка операций по формированию контура детали.
1. Расчёт количества переходов обработки резанием для достижения заданной точности каждого конструктивного элемента детали.
2. Расчет точности промежуточных размеров заготовки по каждому                конструктивному элементу.
3. Расчет величины промежуточных размеров заготовки по каждому конструктивному элементу.
7. Составление плана токарной и шлифовальной обработок детали.
8. Выбор и расчет режимов резания с оценкой затрат мощности на самый нагруженный переход токарной и шлифовальной обработок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

          Технологические основы - это научная дисциплина, изучающая процессы механической обработки деталей и сборки машин, затрагивающая вопросы выбора заготовок и методы их изготовления.

          Технологический процесс является частью производственного процесса, связанного с непосредственным изменением состояния предмета производства. Технологический процесс должен обеспечивать рациональную организационную форму с использованием всех возможностей оборудования, инструмента и приспособлений, при оптимальных допускаемых на данном оборудовании режимах, наименьшей затрате времени и наименьшей себестоимости работ. Исходными данными для проектирования технологических процессов обработки являются: производственная программа, рабочие чертежи и технические условия.

          При проектировании технологического процесса обработки деталей решаются следующие основные вопросы: установление вида производства и организационной формы выполнения технологического процесса; выбор вида заготовок и определение их размеров; установление последовательности технологических операций; выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента и определение их потребного количества; определение режимов работы по каждой операции; определение нормы времени на обработку по каждой операции; определение квалификации работы; оценка технико-экономической эффективности технологического процесса; оформление технологической документации.

           Целью контрольной работы является разработка технологического процесса изготовления вала цилиндрического редуктора по следующим исходным данным:

1. тип производства - единичное, (мелкосерийное)
2. частота вращения вала n =700 ;
3. материал Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 а =1000 МПа . Улучшение .-закалка и высокий отпуск σ = 1150 МПа;

В работе необходимо выбрать  вид заготовки, определить размеры, рассчитать точность промежуточных  размеров и их величины, составить  план токарной и шлифовальной операции, рассчитать режимы обработки и затраты  времени, составить эскизы операций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ технологических требований к конструкции детали

          Изготавливаемая деталь - 6-и ступенчатый вал длиной 350 мм (рисунок 1), относится к группе цилиндрических изделий. Основное предназначение вала - передавать вращающий момент на тихоходной ступени редуктора. Материал вала - сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Твердость 190...230 НВ обеспечивается термообработкой - улучшение. Тип производства - единичный.

          Высокие требования точности предъявляются посадочным поверхностям вала под подшипники. Все нагрузки, воспринимаемые валом, передаются через подшипники на корпус, раму или станину машины.

Рисунок 1. Компоновочная  схема узла.

1. 1-ая ступень вала;

2. 2-ая ступень вала;

3. 3-ая ступень вала;

4. 4-ая ступень вала;

5. 5-ая ступень вала;

           Первая ступень длиной 60 мм и диаметром 38 мм имеет фаску 1.6х45°, имеет шпоночный паз 50x12x33.5 обрабатывается с допуском k6 и шероховатостью Ra = мкм, является посадочной поверхностью под подшипник.

           Вторая ступень диаметром 55 мм, длиной 15 мм имеет . Поверхность обрабатывается с допуском рб и шероховатостью Ra = мкм.

          Третья ступень диаметром 50 мм, длиной 212 мм .

           Четвертая ступень длиной 42 мм диаметром 40 мм .Имеет шпоночный паз 30x12x33.5 Поверхность обрабатывается с допуском к6 и шероховатостью Ra = 1.25 мкм.

          Пятая ступень длиной 12 мм, диаметром 36 мм . Обрабатывается с допуском n7 и шероховатостью Ra= 0.8 мкм, имеет фаску 1.6x45°.

           В качестве конструкционных баз выбираем поверхности 3 и 5, так как они являются посадочными поверхностями под подшипник и определяют положение вала в сборочной единице. Поэтому к ним предъявляются повышенные требования.

           Для шпоночных пазов назначаем шероховатость для основания Ra - 6,3 и для боковых поверхностей Ra= 3,2.

Необходимо при изготовлении детали выдерживать допуски формы  и расположения.

           Допуск цилиндричности для поверхностей 1 и 4(Ø70k6), 4 (Ø 70 p6) согласно [1,стр. 394 табл. 22,4] принимаем Т_/о/ = 0,5*t, где t - допуск размера поверхности. Согласно [1,срт 452, табл.24,2] принимаем t = 19 мкм для поверхностей 1, 4, 5.

Т_/о/ = 0,5 * 35 = 17.5мкм.

Принимаем Т_/о/ = 0,01 мм.

Допуск соосности:

• для поверхности 1 и 4 (Ø 55 k6) согласно [1,стр. 394 табл. 22,4] принимаем

Т_□ — 0,1*B₁*T_табл

где В₁ - длина посадочной поверхности,

Т_табл = 4 мкм - допуск соосности для радиального подшипника с короткими цилиндрическими роликами.

Для поверхности 1: Т_□ = 0,1*48*1 = 4.8 мкм. Принимаем T_□ = 0,02 мм. Для поверхности 4: T_□ = 0,1*48*1 = 4.8 мкм. Принимаем T_□ = 0,02 мм.

• для посадочной поверхности 3 (Ø80p6) согласно [1 ,стр. 394 табл. 22,4] при 7 степени точности для зубчатого колеса с делительным диаметром

d = z * m - 90 * 4.5 = 405 мм принимаем  согласно [1,етр. 398 табл. 22,7] 7 степень  точности допуска соосности, назначаем согласно [1,стр. 398 табл. 22,6] Т_□ =0,04 мм.

• для поверхности 5 (Ø55n6) нет необходимости задавать допуск соосности, так как частота вращения вала не превышает 1000 мин1. Допуск перпендикулярности поверхности, в которую упирается

подшипник, установленный  на ступени 1, задаем согласно рекомендациям  книги [1,стр. 394 табл. 22,4]. Степень точности допуска при базировании шариковых  подшипников принимаем равной 7. На диаметре d₂ = 90 мм принимаем

T_┴ = 0,025 мм. согласно [1,стр. 399 табл. 22,8]

         Допуски параллельности и симметричности шпоночных пазов определяем в соответствии с рекомендациями книги [1,стр. 394 табл. 22,4]

Т_// =0,5 * t_шп , Т=2 * t_шп ,

где t_шп - допуск ширины шпоночного паза.

Для шпоночного паза 22Р9 t_шп =0.044 мм. согласно [1,стр. 452 табл.

24,2]:

          Тогда для шпоночного паза 1-ой (22Р9)

Т_// = 0,5*0,044 = 0,022,

Т_≡= 2 *0,043 = 0,088.

          Принимаем Т_// = 0,025 и Т~ = 0,08 соответственно.

          Для шпоночного паза 16Р9 t_шп = 0,04 мм.

          Тогда для шпоночного паза 5-ой (16Р9)

Т_// = 0,5 * 0,04 = 0,02,

Т_≡ = 2 *0,04 = 0,08.

Принимаем T_// = 0,02 и T_≡ = 0,08 соответственно.

 

 

2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали

         1-я ступень: ступень под МУВГТ, Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем фаску 1.6x45° резцом Т15к6 с углом в плане 45°.Фрезеруем концевой фрезой шпоночный паз длиной 80 мм. Радиус закругления резца с углом в плане 90° при получистовом обтачивании обеспечивает галтель радиусом 1.6 мм.

         2-я ступень; посадочное место под войлочное уплотнение. Из требований к шероховатости Ra0.8, согласно [1], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование.

         3-я ступень: посадочное место под подшипник. Из требований к

шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2],  и получения

точности размера по квалитету 7-для подшипника, применяется окончательное шлифование.

         4-я ступень: посадочное место под зубчатое колесо. Из требований к шероховатости , согласно [1, стр. 386, табл. 22,2], и получения точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем скос 28x5° резцом Т15к6 с углом в плане 45°. Фрезеруем концевой фрезой шпоночный паз длиной 80 мм.

         5-я ступень; поверхность Ø90 с квалитетом hl 4 не будет использоваться в качестве технологической базы, так как она не является рабочей. Rz = 80, метод обработки - токарная (черновое обтачивание).

        6-я ступень: посадочное место под подшипник. Из требований к

шероховатости Ra1.25, согласно [1,стр. 386, табл. 22,2], и получении

точности размера по квалитету 7, применяется окончательное шлифование. Снимаем фаску 1.6x45° резцом Т15к6 с  углом в плане 45°.

        Шпоночные пазы на рассматриваемом валу получают фрезерованием. Галтели и фаски получаем точением на токарном станке. Торцы вала подрезаются «начисто». Обработка нерабочих поверхностей вала - обтачивание черновое.

        1-ая ступень: Ø55n7, , финишная обработка - окончательное

шлифование;

       2-ая ступень: Ø70hl0, √Ra0.8, финишная обработка - окончательное шлифование;

       3-ая ступень: Ø7Ok6, Ral.25 , финишная обработка - окончательное шлифование;

       4-ая ступень: Ø8Ор6, , финишная обработка - окончательное шлифование;

       5-ая ступень:, финишная обработка - черновое обтачивание; 

 

 

3. Выбор способа установки детали на технологических операциях.

         Определим средний диаметр детали  по формуле:

 

        где n- число конструктивных элементов,

d_i , l_i; - диаметр и длина конструктивного элемента,

L - длина детали.

 

        Определим коэффициент жёсткости заготовки:

 

        Так  как 4<К_ж<12, то применяем установку в центрах.

        Для обработки детали в центрах необходимо выбрать вид и типоразмер центровых отверстий.

       В соответствии с [2] принимаем центровые отверстия типа В ГОСТ 14034-74 (рисунок 2). Такие центровые отверстия являются базой для многократного использования и сохраняются в готовых изделиях.

 

Рисунок 2. Центровое отверстие.

 

         Исходя из максимального диаметра вала 110 мм, выбираем центровые отверстия с защитной фаской В 10 ГОСТ 14034-74 размерами L = 12,8 мм и d = 10 мм. С углами фасок 60° (для рабочей) и 120° (для защитной).