Технологический процесс изготовления червяка (стр. 1 из 22)
Аннотация
УДК 621.91.002(075)
Технологический процесс изготовления червяка. Дипломный проект Головатюк Е.А. – Тольятти, ТГУ, 2007.
В проекте рассмотрены вопросы совершенствования технологического процесса изготовления матрицы нижней черновой.
Предложен способ получения заготовки методом штамповки на КГШП по результатам экономического анализа. Разработан технологический маршрут изготовления детали для среднесерийного производства. Рассчитаны припуски на мех. обработку. На зубофрезерной операции на основе проведенных патентных исследований оптимизирована конструкция фрезы, благодаря чему повысилось качество обрабатываемой поверхности. Показаны наладки на фрезерно-центровальную и токарную операции. Рассчитаны и спроектировано станочное приспособление, контрольное приспособление. Спроектирован участок обработки детали и рассчитаны коэффициенты загрузки применяемого оборудования. Соблюдены безопасность и экологичность проекта. Внедрение предлагаемых мероприятий по совершенствованию техпроцесса позволит получить годовой экономический эффект в размере 122 тыс.руб.
Проект состоит из пояснительной записки, включающей в себя 139с., 18 рис., 28 табл.. Графическая часть содержит 10 листов чертежей формата А1.
Введение
Цель дипломного проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.
Целью данного проекта является снижение трудоемкости изготовления червяка путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения, инструментального производства.
Для достижения цели решаются следующие задачи:
1. Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний, и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения.
2. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы.
3. Овладение методикой теоретических исследований технологических процессов механосборочного производства.
В дипломном проекте должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки.
1.СОТОЯНИЕ ВОПРОСА. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.
1.1 Служебное назначение детали
Данный червяк применяется в подъемно-транспортных машинах, при передачи движения между перекрещивающимися взаимноперпендикулярными валами. Его применение обусловлено необходимостью снижения скорости и дальнейшей передачи движения, посредством цилиндрического зубчатого зацепления на сопряженную шестерню.
Одним из способов избежать поломок является верный выбор материала заготовки и изменения состояния структуры путем термических и химико-термических обработок, которые придадут материалу особенные и необходимые свойства.
Остановим свой выбор на конструкционной легированной улучшаемой стали 40Х, которая применяется для нагруженных деталей, в которых необходимо иметь высокую твердость поверхностного слоя и достаточно прочную сердцевину. В деталях из легированных сталях сердцевина после термообработки прочная в связи с образованием в ней бейнита или низкоуглеродистого мартенсита (HRC 37…42).
Состав стали представим в таблице 1.1 .
Таблица 1.1
Состав стали 40Х
| С | Si | Mg | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | P | S |
| не более | ||||||||||
| 0,4 | - | 0,50-0,70 | 0,80-1,10 | - | - | - | - | - | 0,035 | 0,035 |
На рис. 1.1 представлен эскиз детали, а в таблице 1.2 классификация ее поверхностей.
Эскиз детали
Рис. 1.1
Таблица 1.2
Классификация поверхностей детали
| Вид поверхностей | Номер поверхностей |
| Исполнительные | 9,11,43,44 |
| ОКБ | 6,33,18,35 |
| ВКБ | 2,31,30,29,3,4,5,18,19,20,39,27 |
| Свободные | Остальные |
1.2 Технологичность конструкции детали
Анализ чертежа червяка показал, что все разрезы и выносные элементы, совершенно четко и однозначно объясняют ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки; чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, массе детали; деталь не имеет каких-либо труднодоступных поверхностей, все поверхности доступны для обработки и ремонта; на многих операциях возможно применение широкоуниверсального оборудования, а также универсального инструмента, так как даже с его помощью можно добиться заданных конструктором параметров; возможен свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям; отсутствие глухих отверстий; деталь не является достаточно жесткой, поэтому при обработке необходимо использовать люнет; на чертеже проставлены все необходимые требования для изготовления червяка. Все выше перечисленное позволяет сделать вывод, что деталь является достаточно технологичной.
1.3 Задачи проекта
Основной задачей проекта является получение экономического эффекта от модернизации технологического процесса изготовления детали.
В данном проекте для достижения экономического эффекта предлагается применить следующие меры:
1. Спроектировать заготовку с максимальным коэффициентом использования материала и с минимальной себестоимостью.
2. Разработать технологический процесс изготовления червяка с использованием новейших достижений науки и техники, отвечающий требованиям технологичности (экономичности, точности, качества и т.д.).
2. ВЫБОР СТРАТЕГИИ И ВЫБОР ПРОИЗВОДСТВА
В соответствии с заданной программой выпуска 1000 деталей в год и массой детали 9,1 кг выбираем серийный тип производства [1].
Для серийного типа производства характерны следующие показатели технологического процесса:
· Форма организации технологического процесса – переменно-постоянная;
· Повторяемость выпуска – периодическое повторение партии;
· Вид технологического процесса – единичный;
· Заготовка – отливка, штамповка, прокат;
· Оборудование – универсальное, частично-специализированное;
· Загрузка оборудования – периодическая смена деталей на станках;
· Расстановка оборудования на участке – по ходу технологического процесса;
· Оснастка – универсальная и специальная;
Исходя из вышеперечисленного, стратегией проекта будем считать получение экономического эффекта путем уменьшения штучного времени, предположительно на заготовительной операции, введением нового способа получения заготовки; применением модернизированного оборудования.
3. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ
3.1 Выбор вида и методов получения заготовки [2]
3.1.1.Заготовку в базовом варианте техпроцесса получали из пруткового проката Æ85 мм.
Размеры заготовки d x L : Æ85 х 600
Масса заготовки из пруткового проката:
,кг (3.1)где r - плотность материала;
V – объем прутка;
,мм3 (3.2)где R – радиус прутка;
L – длина заготовки;
mз = 7,86 × 10-6 × 3,14 × 42,52 × 600= 26,76 кг
коэффициент полезного использования материала:
(3.3)где,
- масса детали; 
- масса заготовки; 
3.1.2 Заготовку в проектном варианте техпроцесса предложено изготовить методом пластического деформирования – штамповка на прессе с выталкивателем.
Для обоснования проведем ряд расчетов.
а) параметры облойной канавки:
- толщина полека для облоя:
,мм (3.4)где
- коэффициент равный 0,015; 
- площадь поковки в плане. 
=48,8×222,4+67,4×81,2+88,2×117,4+64,4×54,6+83,4×31,2+67,4×26,2+48,8×63,6=37668,56 мм 
- другие значения облойной канавки
б) припуски на обработку
, действительные размеры на заготовку с назначенными допусками по ГОСТ 75.05-89.Таблица 3.1
Припуски и отклонения на обработку
| Номинальный размер детали | Припуск | Размер заготовки | Верхнее отклонение | Нижнее отклонение |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Æ41 | 3,9 | Æ48,8 | 1,7 | -0,8 |
| 222 | 3,9 | 222,4 | 2,0 | -1,2 |
| Æ60 | 3,7 | Æ67,4 | 1,8 | -1,0 |
| Æ80 | 4,1 | Æ88,2 | 1,8 | -1,0 |
| 110 | 3,7 | 117,4 | 1,8 | -1,0 |
| Æ57 | 3,7 | Æ64,4 | 1,8 | -1,0 |
| 62 | 3,7 | 54,6 | 1,8 | -1,0 |
| Æ76 | 3,7 | Æ83,4 | 1,8 | -1,0 |
| 24 | 3,5 | 31,2 | 1,7 | -0,8 |
| Æ60 | 3,7 | Æ67,4 | 1,8 | -1,0 |
| 26 | 3,7 | 26,2 | 1,7 | -0,8 |
| Æ41 | 3,9 | Æ48,8 | 1,7 | -0,8 |
| 63 | 3,7 | 63,6 | 1,8 | -1,0 |
| 588 | 4,3 | 596,6 | 2,5 | -2,0 |
в) Определение размеров исходной заготовки.