Курсовая работа: Технологический процесс изготовление вала в составе коробки скоростей токарно-револьверного станка модели 16К20П

Курсовая работа: Технологический процесс изготовление вала в составе коробки скоростей токарно-револьверного станка модели 16К20П

Содержание

Введение

Назначение и конструкция детали

Анализ технологичности конструкции детали

Выбор заготовки

Принятый маршрутный технологический процесс

Расчёт припусков на обработку

Расчёт режимов резания

Расчет норм времени

Расчёт требуемого количества станков

Расчет и проектирование станочного приспособления

Заключение

Список использованных источников

Введение

Уровень развития машиностроения является определяющим фактором развития всего хозяйственного комплекса страны. Важнейшими условиями ускорения развития хозяйственного комплекса являются рост производительности труда, повышение эффективности производства и улучшение качества продукции.

Использование более совершенных методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии ее изготовления.

Инженер-технолог стоит последним в цепи создания новой машины и от объема его знаний и опыта во многом зависит ее качество.

Эти основные предпосылки определяют следующие важнейшие направления развития технологии механической обработки в машиностроении.

1 Совершенствование существующих и изыскание новых высокопроизводительных методов и средств выполнения резко возросших по объему отделочных операций с целью повышения точности обработки и сокращения их трудоемкости.

2 Совершенствование существующих и изыскание новых высокопроизводительных процессов выполнения получистовых и чистовых операций металлическим и абразивным режущим инструментом.

3 Комплексная механизация и автоматизация технологических процессов на основе применения автоматических линий, автоматизированных и полу автоматизированных станков, средств активного контроля, быстродействующей технологической оснастки, групповых методов обработки технологически подобных деталей.

4 Развитие процессов формообразования пластическим деформированием и применение методов тонкого пластического деформирования для отделочных операций.

5 Развитие электрофизических и электрохимических методов обработки.

1 Назначение и конструкция детали

Вал 16Б20П.070.507 предназначен для работы в составе коробки скоростей токарно-револьверного станка модели 16К20П.

Коробка скоростей является одним из основных узлов любого станка. Служебное назначение коробки скоростей заключается в получении заданных частот вращения шпинделя станка. Служебное назначение вала заключается в передаче крутящего момента.

Поверхности Ø350,008, Ø150,0056 изготавливаются с высокой точностью, так как являются основными конструкторско- технологическими базами. Эти поверхности предназначены для установки подшипников. Точность размеров поверхностей обеспечивается по 6-му квалитету точности. Для того чтобы избежать перекоса подшипников при запрессовке и повышенного шума и вибрации при работе, поверхность Ø350,008 и прилегающий буртик должен иметь биение не более 0,01 мм.

Шлицы  по ГОСТ 1139-80 предназначены для насадки на них зубчатых блоков и колес, с помощью которых передается крутящий момент. Поэтому к шлицам предъявляются высокие требования: отклонение от параллельности не более 0,03 на 100 мм длины, биение внутреннего диаметра не более 0,02 мм. Для обеспечения надежности и износостойкости шлицы подвергаются термообработке (ТВЧ). Поверхность шлица и внутренний диаметр шлифуются до Ra 1,25 мкм.

Центровое отверстие F М10-7Н в торце вала служит для закрепления ведущего шкива.

Для обеспечения необходимых рабочих параметров в качестве материала для вала выбрана Сталь 45 ГОСТ 1050-74.

Таблица 1.1- Механические свойства стали 45.

Химический состав стали 45 приведем в таблице 2.

Таблица 1.2- Химический состав стали 45,%

Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности является одним из важных этапов в разработке технологического процесса, от которого зависят его основные технико-экономические показатели: металлоемкость, трудоемкость, себестоимость.

Вал 16Б20П.070.507 является цилиндрической деталью, у которого диаметры поверхностей уменьшаются от середины к торцам , благодаря чему можно вести обработку на токарных операциях проходными резцами. Конструкция детали позволяет получить заготовку, форма и размеры которой будут максимально приближены к форме и размерам детали. Для получения заготовки могут быть применены методы, характерные для крупносерийного производства, например прокат.

В большинстве операций вал может быть обработан при базировании на центровые отверстия, что обеспечивает, минимальные значения торцового и радиального биения поверхностей вала.

Вал может быть отнесен к достаточно жестким деталям, так как даже для самой малой шейки вала (Ф14,5) обеспечивается условие 10d>L. Это означает, что вал можно обрабатывать, используя нормативные режимы резания, не уменьшая их.

Нетехнологичными элементами можно считать центровое отверстие F М10 по ГОСТ 14034-74.

В целом деталь можно считать достаточно технологичной.

В соответствии с ГОСТ 14.202-73 рассчитываем показатели технологичности конструкции детали.

Средний квалитет точности обработки детали [3]

                                           (1)

где – номер квалитета точности i - ой поверхности;

- количество размеров деталей, обрабатываемых по - му квалитету.

Для расчета  составляем исходную таблицу точности 3.1

Таблица 2.1 - Точность поверхностей вала

Коэффициент точности обработки [3]

,                                          (2)

Средняя шероховатость поверхностей [3]

,                                         (3)

где - значение шероховатости i-ой поверхности;

-количество поверхностей, имеющих шероховатость .

Для расчета составляем исходную таблицу 3.2 шероховатости детали.

Таблица 2.2-Шероховатость поверхностей детали

Коэффициент шероховатости детали

                                                  (4)

В целом конструкция вала является достаточно технологичной и позволяет сравнительно легко и гарантированно обеспечивать заданные требования известными технологическими способами. При этом на всех операциях обеспечивается соблюдение принципа единства и постоянства баз.

Выбор заготовки

Деталь представляет собой вал, размеры которого увеличиваются от середины к торцам. Поэтому заготовка вала может быть получена из проката.

При отсутствии сведений о методе получения заготовки по базовому варианту стоимость заготовки рассматривается по двум возможным методам ее получения (прокат или штамповка на ГКМ) и делается их сравнение.

Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле

,                                        (5)

где - затраты на материалы заготовки, руб.;

- технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, р.

Затраты на материалы

,                             (6)

где - масса заготовки, ;

- цена 1 кг материала заготовки, руб.;

 - масса детали, 2,23 кг;

- цена 1 кг отходов, 100руб.

3,99*873-(3,99-2,23)*100=3308,068руб.

Технологическая себестоимость

,                                (7)

где - приведенные затраты на рабочем месте, 3900руб/ч;

 - штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции.

Штучное или штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле

,                                   (8)

где - длина резания при резании проката на штучные заготовки, 45мм;

- величина врезания и перебега,  8мм;

- минутная подача при разрезании, 60мм/мин;

      - коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном, 1,5

86,14руб.

3308+86,14=3394руб.

Расчет стоимости заготовок полученных штамповкой выполняется по формуле [3]

                 (9)

где  - базовая стоимость одной тонны заготовок, =826000 руб.;

- масса заготовки, =3,345 кг;

- масса детали, =1,3 кг;

- стоимость одной тонны отходов, =100 руб.;

- коэффициент, зависящий от класса точности , =1;

- коэффициент, зависящий от степени сложности , =0,75;

- коэффициент, зависящий от массы заготовки , =1;

- коэффициент, зависящий от марки материала,  =1;

- коэффициент, зависящий от объема выпуска, =1 .

Годовой экономический эффект рассчитываем по формуле [3]

,                                       (10)

где - объём выпуска, шт.

=(7150,495-3394)*10000=37564950 руб.

Принятый маршрутный технологический процесс

В принятом технологическом процессе для получения базовых поверхностей, заданных на чертеже, используем центровые отверстия. При этом технологические и конструкторские базы совпадают. Далее для получения точных поверхностей с помощью шлифования (шлицешлифование, зубошлифование и др.) в качестве базовых поверхностей выбираем чертежные базовые поверхности.

Таблица 4.1 - Принятый технологический процесс

Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности ф40 js6 (.0.008).

Допуск заготовки согласно ГОСТ 7505-89 составляет 2.5 мм, т.е.

= 1100 мкм.

Допуск детали = 0,016 мм = 16 мкм.

Необходимую величину уточнения определим по формуле [15]

                                       (11)

С другой стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса:

,                                   (12)

где - величина уточнения, полученного на i-ой операции (переходе);

n количество принятых в техпроцессе операций (переходов).

Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:

1.Черновое точение

2.Чистовое точение

3. Предварительное шлифование

4. Окончательное шлифование.

Промежуточные значения рассчитываются по формулам [15]

                              (13)

где    - допуски размеров, полученные при обработке детали на первой, второй и т.д. операциях.

1) Черновое точение

340мкм;

2) Чистовое точение

50мкм;

3) Предварительное шлифование

50мкм;

4) Чистовое шлифование

16мкм.

Тогда

3,24;  6,8; 1; 3,125

Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:

3,24*6,8*1*3,125=68,85

Полученное значение  показывает, что при принятом маршруте точность обработки поверхности ф40js6 обеспечивается, т.к., т.е.

68,75 < 68,85.

Расчёт припусков на обработку

Расчёт припусков на обработку поверхности  Ф40js6

Заготовка вала из проката. Маршрут обработки включает следующие операции (переходы):

1.Черновое точение

2.Чистовое точение

 3. Предварительное шлифование

 4. Окончательное шлифование

На всех операциях обработка рассчитываемой поверхности ведется в центрах, из чего следует, что погрешность установки детали в радиальном направлении равна нулю, т.е. e=0.

Погрешность заготовки определяем по формуле [3].

,                                         (14)

где погрешность заготовки по смещению, мм;

– погрешность заготовки по короблению, мм;

- погрешность зацентровки, мм.

Согласно ГОСТ 7505-89

= 0 мм.

,                          

где – удельная кривизна заготовки, мкм/мм;

l расстояние от торца до середины заготовки, мм.

Согласно таблице 4.8 [3]

DК = 2 мкм/мм.

= 2*158,25 = 316,5мм

Погрешность зацентровки определяем по формуле [3]

,                                             (15)

где - допуск на размер поковки, 2,5 мм.

= 0,604мм

Тогда = 0,682 мм

Величина остаточных пространственных отклонений [3]

1)     после чернового точения

=0,06*682=41 мкм

2) после чистового точения

=0,04*682 =27 мкм;

3) после предварительного шлифования

=0,02*682=14 мкм.

Выписываем параметры шероховатости  и глубины дефектного слоя Т для всех операций:

1) заготовка

=150 мкм; Т=250 мкм;

2) точение черновое