Разработка технологии изготовления валов (стр. 1 из 4)
Факультет экономики и управления в машиностроении
Кафедра управления качеством и машиноведения
Курсовая работа по дисциплине «Технология машиностроения»
Тема: Разработка технологии изготовления валов
Санкт - Петербург
2007
Содержание
I. Анализ формы, размеров, материала, условий работы детали
II. Технологический маршрут обработки каждой поверхности
III. Определение типа производства
IV. Выбор способа получения заготовки
V. Экономическое сравнение вариантов заготовки
VI. Чертеж поковки
VII. Экономическое сравнение двух вариантов обработки одной поверхности по приведенным затратам
VIII. Оформление операционных и маршрутных карт
IX. Выбор системы технологической оснастки
X. Определение операционных припусков
XI. Схемы обработки
XII. Список литературы
I. Анализ формы, размеров, материала, условий работы детали
Материал детали – легированная конструкционная сталь 20Х. Это сталь, обработанная давлением, она дороже, чем литая, но обладает лучшими свойствами, особенно вязкостью (позволяющая материалу хорошо сопротивляться динамическим нагрузкам) и плотностью (позволяющей сопротивляться переменным нагрузкам длительное время). Эти свойства очень важны для вращающегося червячного вала. Кроме того, у материала, полученного обработкой давлением, отсутствуют пористость и раковины.
Химический состав стали 20Х.
| С | Mn | Si | Cr | S | P | Ni |
| Не более | ||||||
| 0,17-0,23 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,70-1 | 0,025 | 0,035 | 0,30 |
Механические свойства стали 20Х при t = 20°.
| σткгс\мм2 | σвкгс\мм2 | σ5% | ψ% | аккгм\см2 |
| ≥ 65 | ≥ 80 | ≥ 11 | ≥ 40 | ≥ 6 |
II. Технологический маршрут обработки каждой поверхности
Технологический маршрут обработки каждой поверхности вала в зависимости от точности размеров и шероховатости поверхностей.
1. Цилиндрические поверхности диаметром 25к6 с шероховатостью Ra 0,8 мкм (пов. 3,10)требует точение предварительное, точение чистое, шлифование однократное.
2. Цилиндрические поверхности диаметром 20n6 с шероховатостью Ra 0,8 мкм (пов. 12) требует точение предварительное, точение чистое, шлифование однократное.
3. Торцевые плоскости, связанные размером 14 квалитета с шероховатостью Ra 1,6 мкм (пов. 22,9) требуют однократного точения и шлифование.
4. Шпоночный паз (пов. 13) получается фрезерованием.
5. Остальные поверхности связанные размером 14 квалитета с шероховатостью Ra 6,3 мкм будут получены однократным обтачиванием.
III. Определение типа производства
Расчет коэффициента закрепления операций К30 и определение типа производства (потрем операциям обработки).
1. Токарная операция. Обтачивание цилиндра D = 30 мм, l = 46 мм.
2. Нарезание витков.
3. Шлифование.
Штучно калькуляционное время на операции.
; φк по таблице №3Мелкосерийное производство:Крупносерийное производство:
1. Токарная операция
2. Нарезание витков
3. Шлифование
Время штучно калькуляционное время
для мелкосерийного производства 
для крупносерийного произв.Такт выпуска детали
;Фд = действительный фонд времени.
При двухсменной работе Фд = 4015 часовой.
К30кг > 20 => производство мелкосерийное.
Размер партии запуска.
a – Периодичность запуска деталей в производство.
N – годовой объем выпуска деталей.
F = 240 – количество рабочих дней в году.
IV. Выбор способа получения заготовки
Ковка в крупносерийном производстве не эффективна. Заготовки валов часто выгодно получать ротационной ковкой, поперечно-клиновой прокаткой, горячим выдавливанием или штамповкой на ГКМ. Однако, выбор между этими способами требует способности хорошо разбираться в них и наличия методических указаний к разработке технологии по каждому способу.
Штамповку валов, имеющих отношение длины поперечнику более 2,5 – 3 приходится во избежание продольного изгиба штамповать поперек оси заготовки (деформирующие силы перпендикулярны оси заготовки). При большой разнице поперечных сечений требуется применение протяжного или подкатного ручьев, при штамповке на прессах они обычно не применяется. Вместо них применяется предварительная подготовка заготовки на ГКМ, электровысадочных машинах и др., дающих заготовку с большой разницей сечений, после чего заготовка штампуется на прессах. Чтобы не усложнять студентам жизнь применение ГКМ и др., штамповку заготовок рекомендуется производить на паровоздушных штамповочных молотах (ПШМ), штампы которых могут иметь протяжные и подкатные ручьи.
Поэтому, условно считая, что на «нашем» заводе из штамповочного оборудования имеется только ПШМ, применим их для получения заготовки данного вала. В качестве вариантов заготовки рассмотрим I вариант – паковка на ПШМ класса точности Т4; II вариант – паковка на ПШМ класса точности Т5. Окончательно будет выбран тот вариант заготовки, при котором деталь будет дешевле. Точнее, будет выбран тот вариант, при котором приведенные затраты на производство детали будут меньше.
Таким образом, штамповка будет производиться на ПШМ поперек оси заготовки, т.к. большинство валов имеют длину, в несколько раз превышающую диаметр, что не позволяет производить штамповку вдоль оси, т.к. не соблюдается условие устойчивости.
Затем необходимо по ГОСТ 7505 – 89 (далее - просто ГОСТ) определить размеры и массу заготовок по двум отобранным вариантам: штамповая поковка четвертого класса точности (I вариант) и то же пятого класса точности (II вариант).
Для входа в таблицы ГОСТ необходимо предварительно оценить массу поковки:
Мп (масса поковки) = 1,25 ∙ Мд (масса детали)
Мп = 1,25 ∙ 1,25 = 1,5625 кг
где Мф – масса описанной фигуры.
Lц (длина цилиндра) = Lд (длина)+ 5мм
Дц (диаметр цилиндра) = Дд (диаметр)+ 5мм
Lц = 218 + 5 = 223мм
Дц = 45мм
Мф = 0,25π ∙ 4,52 ∙ 22,3 ∙ 7,86 = 2,786 кг
Т.К. 0,63 > 0,56 > 0,32, степень сложности С2
По пункту 4 табл.1 ГОСТ разъем плоский П – по плоскости, проходящей через ось вращения поковки.
Индексы для вариантов поковки:
Для Т4 – 11
Для Т5 – 13
Таблицы размеров поковки
Для Т4.
| Размер детали | Припуски | Размер поковки с идеальными отклонениями | ||
| ОСН | Смещение | Не пр.Не плоск. | ||
| Ǿ40 | 1,6 | 0,2 | 0,3 |  |
| Ǿ30 | 1,6 | 0,2 | 0,3 |  |
| Ǿ25к6 | 1,5 | 0,2 | 0,3 |  |
| Ǿ20n6 | 1,5 | 0,2 | 0,3 |  |
| 0 | 1,5 | 0,2 | 0,3 | (2,0) |
| 52 | 1,6 | 0,2 | 0,3 |  |
| 92 | 1,6 | 0,2 | 0,3 |  |
| 108 | 1,7 | 0,2 | 0,4 |  |
| 80 | 1,6 | 0,2 | 0,3 |  |
| 110 | 1,7 | 0,2 | 0,4 |  |
Для Т5.
| Размер детали | Припуски | Размер поковки с идеальными отклонениями | ||
| ОСН | Смещение | Не пр.Не плоск. | ||
| Ǿ40 | 1,8 | 0,4 | 0,4 |  |
| Ǿ30 | 1,8 | 0,4 | 0,4 |  |
| Ǿ25к6 | 1,7 | 0,4 | 0,4 |  |
| Ǿ20n6 | 1,7 | 0,4 | 0,4 |  |
| 0 | 1,7 | 0,4 | 0,4 | (2,5) |
| 52 | 1,8 | 0,4 | 0,4 |  |
| 92 | 1,8 | 0,4 | 0,4 |  |
| 108 | 2,0 | 0,4 | 0,5 |  |
| 80 | 1,8 | 0,4 | 0,4 |  |
| 110 | 2,0 | 0,4 | 0,5 |  |
V. Экономическое сравнение вариантов заготовки