Технологический проект изготовления детали (вал)

на тему “Технологический проект изготовления детали (вал)”

Содержание

 

1.Анализ конструкции  детали.	3
2. Анализ технологичности  конструкции детали.	4
3. Определение типа  производства.	5
4. Выбор заготовки.	7
5. Выбор и обоснование  технологических баз.	9
6. Выбор и обоснование  технологического маршрута обработки  детали по минимуму приведенных  затрат.	10
7. Сопоставление и  выбор варианта технологического  процесса при различных способах получения заготовки.	15
8. Выбор оборудования  и технологической оснастки.	18
9. Расчет и назначение  припусков и межоперационных  размеров.	19
10. Расчет и назначение  режимов резания.	23
11. Расчет технологической  нормы времени.	42
12. Подробная разработка  четырех технологических операций (переходов).	42
13. Основные технико-экономические показатели техпроцесса.	44
Литература	47
Приложение	48

 

1. Анализ  конструкции детали.

 

В данном курсовом проекте  производится разработка документации на технологический процесс изготовления детали – вала (рис.1.1)..

 

Рис. 1.1 Вал.

Данная деталь служит для передачи крутящего момента  и выдерживания оси.

Вал ступенчатый, состоит  из 4 ступеней. Ступени 3 и 7 служат для  посадки подшипников. Ступени 1 и 5 служат для посадки зубчатого колеса. Качество и точность обработки ступеней 1,3,5 и 7 имеет важное значение для служебного назначения детали (точность поверхностей, их шероховатость и другие требования указаны на чертеже общего вида). Ступени 1 и 5 содержат шпоночные пазы для посадки зубчатых колес на вал. Данный вал сделан из материала Сталь 45 по ГОСТ 1050-88.

Химический состав материала  приведен в табл.1.1.

Таблица 1.1.

С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			Не  более
0,4-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8	0,045	0,045	0,3	0,3

 

Механические свойства материала приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

σт,Мпа	σвр,МПа	δ,%	Ψ,%	σH,Дж/см2	HB (не  более)
Не  более					Горячекатаной	Отоженной
360	610	16	40	50	241	197

 

Сталь 45 ГОСТ 1050-88 имеет  хорошие механические свойства для  обработки резанием, поддается температурной  обработке, достаточно недорогостоящая. Сталь 45 применяется для изготовления средненагруженных деталей: валов, втулок, кулачков, рычагов и т.п. В данном случае применение этого материала целесообразно.

2. Анализ  технологичности конструкции детали.

 

В данном случае деталь – ступенчатый вал. Он предполагает возможность обработки проходными резцами, а также многоинструментальной обработки. Конфигурация вала достаточно технологична для обработки резанием на токарном станке.

Диаметральные размеры  от середины к концам вала убывают.

Все поверхности детали легкодоступны для инструмента.

Измерение размеров детали производится с использованием следующих  измерительных инструментов:

• на токарных операциях – штангенциркуль;
• на шлифовальных – рычажно-зубчатая скоба;
• контроль отклонений от правильной формы производится с помощью рычажно-зубчатой головки с помещением детали в призме, а также с помощью скобы (овальность).

Технологической базой  при точении является черновая поверхность  заготовки (прутка), а затем (после  переустановки детали) - уже обработанная поверхность вала. На шлифовальных операциях технологической базой является ось детали.

Заготовку для изготовления данной детали можно получить одним  из следующих способов: штамповкой, отливкой или отрезать от прокатного прутка. В данном случае наиболее рациональным и экономичным является последний из указанных выше способов, т. к. деталь является телом вращения и отрезная операция гораздо ниже по стоимости, чем отливка или штамповка. Кроме того, слой снимаемого материала невелик, что не даст экономии на уменьшении расхода материала при изготовлении заготовки отливкой или штамповкой. Отливка в данном случае вообще нежелательна, т.к. для стали 45 это будет дорого. А штамповку применять в единичном производстве нецелесообразно.

Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки, т.к. отношение длины к диаметру l/d = 220/48= 4.58 не превышает 10.

В качестве количественных показателей технологичности рассмотрим коэффициент точности обработки  и коэффициент шероховатости  поверхностей.

 

Таблица 2.1.

Ti	ni
6	4	24
9	2	18
14	5	70

- средняя трудоемкость опреации; - коэффициент точности обработки.

 

Таблица 2.2.

Rai	ni
0,4	2	0,8
0,8	2	1,6
1,6	3	4,8
3,2	2	6,4
6,3	2	12,6

  - коэффициент шероховатости.

 

3. Определение типа производства.

 

Исходные данные:

Годовая производственная программа  с  учетом  запасных   частей

N₁ =10 шт. 

Количество  деталей  на  изделие m = 1 шт.

Режим  работы  предприятия  2  смены  в  сутки.

Годовая  программа   N = N₁×m = 10×1 = 10 шт.

Действительный  годовой  фонд  времени  работы  оборудования

F_д = 4029 ч.

N₂ =100000 шт. 

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операции  К_з.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течении месяца, к числу рабочих мест. Т.к. К_з.о. отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжение рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства, то К_з.о. оценивается применительно к явочному числу рабочих из расчета на одну смену:

где Q – количество всех различных операций;

       P – число рабочих мест.

Для определения К_з.о. необходимо установить соотношение между трудоемкостью выполнения операций и производительностью рабочих мест, предназначенных для проведения данного технологического процесса при условии загрузки этого оборудования в соответствии с нормативными коэффициентами.

Порядок расчета коэффициента закрепления операций следующий. Зная программу выпуска (годовую) и штучно-калькуляционное  время, затраченное на каждую операцию, определяем количество станков:

где N – годовая программа выпуска, шт.,

       T_ШК – штучное или штучно-калькуляционное время, мин.,

       F_д=4029 – действительный годовой фонд времени, при 2-х сменной работе, ч.,

       η_з.н.=0,8 – нормативный коэффициент загрузки.

Данные об обработке  каждой поверхности детали сведем в  табл. 3.1.

 

Таблица 3.1.

№ пов-ти	Квалитет	Ra,мм	Способ  обработки
1,5	6	0,4	1. Обтачивание предварительное 2. Обтачивание чистовое 3. Шлифование однократное
3,7	6	0,8	1. Обтачивание предварительное 2. Обтачивание чистовое 3. Шлифование однократное
2,4,6	14	1,6	Обтачивание однократное
8,11	14	6,3	Отрезание
9,10	9	3,2	1. Фрезерование черновое 2. Фрезерование чистовое

Для определения основного  технологического времени при обработке  каждой поверхности воспользуемся методиками, изложенными в [1,стр. 146].

Рассчитаем  ∙φ_к, мин.:

Отрезание (поверхность 8):

Отрезание (поверхность 11):

Поверхность 1.

Черновая обточка за один проход:

Чистовая обточка по 9-му квалитету:

Шлифование чистовое по 6-му квалитету:

Поверхность 5:

Черновая обточка за один проход:

Чистовая обточка по 9-му квалитету:

Шлифование чистовое по 6-му квалитету:

Поверхность 3:

Черновая обточка за один проход:

Чистовая обточка по 9-му квалитету:

Шлифование чистовое по 6-му квалитету:

Поверхность 7:

Черновая обточка за один проход:

Чистовая обточка по 9-му квалитету:

Шлифование чистовое по 6-му квалитету:

Поверхность 2:

Подрезка торца R_a=1,6:

Поверхность 4:

Подрезка торца R_a=1,6:

Поверхность 6:

Подрезка торца R_a=1,6:

Поверхность 9:

Фрезерование черновое:

Фрезерование чистовое:

Поверхность 10:

Фрезерование черновое:

Фрезерование чистовое:

Составим маршрут обработки  детали:

005 Отрезная

010 Токарная

020 Фрезерная

030 Шлифовальная

Результат расчета для  каждой программы выпуска сведем  в таблицы:

Таблица 3.2.

1. N=10шт.

Операция	ТШТ	mр	Р	nз.ф.	O
005 Отрезная	0,87	0,000045	1	0,000045	17777,78
010 Токарная	9,18	0,00047	1	0,00047	1702,13
020 Фрезерная	1,139	0,000059	1	0,000059	13559,32
030 Шлифовальная	2,78	0,00014	1	0,00014	5714,29

                                                                                   ΣР=4                          ΣО=38753,52

 Вывод: производство единичное.

Таблица 3.3.

2. N=100000шт.

Операция	ТШТ	mр	Р	nз.ф.	O
005 Отрезная	0,87	45	45	45	0,17778
010 Токарная	9,18	4,7	5	4,7	0,01702
020 Фрезерная	1,139	59	59	59	0,13559
030 Шлифовальная	2,78	1,4	2	1,4	0,05714