Проектирование технологического процесса механической обработки детали типа вал

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Курсовая работа

Проектирование технологического процесса механической обработки детали типа вал

Выполнил:

Студент группы

Проверил:

Преподаватель

В.А. Штронберг

2009г

Содержание

Задание

Введение

1 Исходная информация для разработки курсового проекта

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Определение типа производства

2 Разработка технологического процесса обработки детали

2.1 Выбор типового технологического процесса

2.2 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

2.3 Экономическое обоснование выбора заготовки

2.4. Выбор технологических баз и методов обработки поверхностей заготовок, разработка технологического маршрута обработки детали

2.5 Выбор средств технологического оснащения

2.6 Разработка одной технологической операции обработки детали

3 Технологические расчеты

3.1 Расчет припусков табличным методом

3.2 Расчет режимов резанья табличным методом

3.3 Расчет технических норм времени

4 Альбом технологической документации

5 Графическая часть

Введение

Данный курсовой проект выполнен по предмету «технология машиностроения». Темой проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Вал ступенчатый». Содержится расчетно-пояснительная записка, комплект технологических и графических документов.

В пояснительной записке изложен анализ данной детали, её материала, обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки, характеристика металлообрабатывающего оборудования.

Выбор режущих, мерительных и вспомогательных инструментов, станочных приспособлений, а так же расчет операционных припусков и режимов резания – все это обосновано в данном курсовом проекте.

Приложение содержит полный маршрут обработки детали и операционное описание с эскизами на каждую операцию.

Цель проекта – получение навыков разработки технологического процесса на изготовление деталей.

1 Исходная информация для разработки курсового проекта

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, а так же обоснование технико-экономических характеристик детали по предложенным данным.

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

• технологическая часть;

• конструкторская часть;

• технико-экономическая часть.

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика детали

Данная деталь – вал , относится к группе цилиндрических изделий . Основное предназначение вала – передавать крутящий момент. Данный вал ступенчато-переменного сечения ( имеет 4 ступени).

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; 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. Оптимальным будет применение легированных сталей с добавками хрома, например сталь марки 40Х. Материал является достаточно прочным, так как обеспечивает необходимую жесткость и прочность, вместе с тем, является хорошо обрабатываемым резанием. Немало важна простота получения заготовки (резка сортового проката).

Класс чистоты необходимый для соприкасающихся частей ступенчатого вала – 8 (Ra = 0,4), для поверхности крепления – 7 (Ra = 0,8). Для достижения необходимого класса чистоты поверхности необходимо провести две операции шлифования – предварительную и окончательную.

Масса вала рассчитывается по формуле:

G_дет= S ср * L дет * ρ = 694*460* 7,8 / 1000 = 2,5 кг;

D _ср = ( 30*50 +30*250+28*5 +28*5+30*90+28*60 / 460 ) = 29,7 мм;

S _ср = 3,14 * 29,7 ² / 4 = 694 мм² ;

L _дет = 460 мм;

ρ - плотность стали , ρ =7,8 г/см³ .

Высокие требования по точности предъявляются тем ступеням вала, которые соприкасаются с подшипниками (цапфам). Нагрузки, воспринимаемыми валом, передаются через опорные устройства – подшипники, устанавливаемыми на цапфах вала, на корпуса, рамы или станины машин.

Таблица 1 - Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

C	Si	Mn	Cr	Ni	P	Cu	S
				не более
0,36 – 0,44	0,17 – 0,37	0,50 – 0,80	0,860 – 1,10	0,30	0,035	0,30	0,035

Таблица 2 - Механические свойства материала (ГОСТ 1133-71)

Сечение, мм	σ0,2	σв	σТ	ψ	KCU, Дж/см 2	НВ поверхности
	МПа ≤		% ≤
25	780	980	10	45	59	288

Технологические свойства. Температура ковки, °С: начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. Свариваемость - трудносвариваемая. Способ сварки: РДС и ЭШС. Необходимы прогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием в горячепрокатном состоянии при НВ 163-168 МПа и Кυтв.спл.=0,20; Кuб.ст.= 0,95.

1.2 Анализ технологичности конструкции 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:

1     По коэффициенту использования материала

 =  = 0,93

2     Коэффициенту точности обработки детали

 =

3 Коэффициенту шероховатости поверхности детали

=

4 По жесткости детали

D _ср = ( 30*50 +30*250+28*5 +28*5+30*90+28*60 / 460 ) = 29,7 мм

<12

5 По оптимальной степени точности

K_mч =  = = 1

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 сортового проката в качестве заготовки.