Содержание
Введение
1. Анализ исходных данных
1.1 Служебное назначение и условия работы детали
1.2 Систематизация поверхностей
1.3 Анализ технологичности детали
1.3.1 Технологичность заготовки
1.3.2 Технологичность общей конфигурации
1.3.3 Технологичность базирования и закрепления
1.3.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей
1.4 Формулировка задач курсовой работы
2. Выбор стратегии разработки ТП
3. Выбор и проектирование заготовки
3.1 Выбор метода получения заготовки
3.2 Выбор методов обработки поверхностей
3.3 Расчет припусков на обработку
3.4 Проектирование заготовки1
4. Разработка технологического маршрута и схем базирования
4.1 Разработка технологического маршрута
4.2 Выбор баз
5. Выбор средств технологического оснащения
5.1 Выбор оборудования
5.1. Выбор приспособлений
5.2 Выбор режущего инструмента
5.3 Выбор средств контроля
6. Нормирование ТП
6.1 Определение режимов резания
6.2 Расчет норм времени
Используемая литература
Введение
Основу технологической подготовки производства составляет разработка оптимального технологического процесса (ТП), позволяющего обеспечить выпуск заданного количества изделий заданного качества в установленные сроки с наименьшими затратами.
Важной частью разработки ТП обработки детали является разработка технологического маршрута, т.е. определение операций ТП и последовательности их выполнения.
Цель работы – обеспечение заданного выпуска детали “Вал-шестерня” заданного качества с наименьшими затратами путем разработки оптимального технологического маршрута его механической обработки.
1. Анализ исходных данных
Задача раздела – на базе анализа технических требований к детали определить задачи курсовой работы, которые необходимо решить для достижения цели работы, сформулированной во введении.
1.1 Служебное назначение и условия работы детали
Деталь вал-шестерня, чертеж 99.ТМ.06.001, является ведомым валом тихоходной ступени двухступенчатого цилиндрического редуктора и предназначена для передачи крутящего момента. Вал-шестерня установлен в однорядных радиально-упорных роликоподшипниках в корпусе редуктора.
Вал-шестерня работает в условиях действия радиальной знакопеременной сосредоточенной нагрузки, осевой нагрузки и крутящего момента. Зубья зубчатого венца испытывают действие изгибающего усилия, контактного давления и сил трения. Под действием последних происходит нагрев и изнашивание зубьев.
1.2 Систематизация поверхностей
Все поверхности детали на эскизе нумеруем и систематизируем по их назначению.
Исполнительные поверхности (И), выполняющие служебные функции вала-шестерни – передачу крутящего момента – боковые поверхности зубьев (8) и боковые поверхности шпоночного паза (22).
Основные конструкторские базы (ОБ), определяющие положение вала-шестерни в редукторе – цилиндрические подшипниковые шейки (поверхности 2 и 15), и торцовые поверхности 4 и 13.
Вспомогательные конструкторские базы (ВБ), определяющие положение присоединяемых деталей – цилиндрическая поверхность 21, торцевая поверхность 19, шпоночный паз (поверхности 22 и 23).
Свободные поверхности (С), не сопрягающиеся с другими деталями: поверхности 1, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 17, 20.
Таблица 1.1.
Анализ исходных данных
| Поверхность | Размеры | Форма, расположение | Ra, мкм | HRC | ||||||
| № | Тип | Форма | Значение, мм | Допуск, мм | Квалитет | Погрешность | Допуск, мм | Квалитет | ||
| 1 | С | П | 14 | Т. б. | 0,25 | 12 | 12,5 | 46 | ||
| 2 | ОБ | Ц | 70 | 0,019 | 6 | Н.-ц. | 0,005 | 6 | 0,8 | |
| Р. б. | 0,012 | 6 | ||||||||
| 3 | С | Ф | 14 | 12,5 | ||||||
| 4 | ОБ | П | 8 | 1,6 | ||||||
| 5 | С | Ц | 88 | 12 | Н.-ц. | 0,08 | 12 | 6,3 | ||
| Р. б. | 0,2 | 12 | ||||||||
| 6 | С | Ф | 14 | 12,5 | ||||||
| 7 | С | П | 12 | 12 | 6,3 | |||||
| 8 | И | Ф | 11 | 11 | 3,2 | |||||
| 9 | ВБ | П | 180 | 0,25 | 11 | 11 | 6,3 | |||
| 10 | С | П | 12 | 12 | 6,3 | |||||
| 11 | С | Ф | 14 | 12,5 | ||||||
| 12 | С | Ц | 88 | 12 | Н.-ц. Р.-б. | 0,08 0,2 | 12 12 | 6,3 | ||
| 13 | ОБ | П | 8 | 1,6 | ||||||
| 14 | С | Ф | 14 | 12,5 | ||||||
| 15 | ОБ | Ц | 70 | 0,019 | 6 | Н.-ц. Р.-б. | 0.005 0,012 | 6 6 | 0,8 | |
| 16 | С | П | 14 | 12,5 | ||||||
| 17 | С | Ф | 14 | 12,5 | ||||||
| 18 | ВБ | Ц | 60 | 14 | Н.-ц. | 0,16 | 14 | 1,6 | ||
| Р.-б. | 0,4 | 14 | ||||||||
| 19 20 21 22 23 24 25 26 | ВБ С ВБ ВБ ВБ С ОБ ОБ | П Ф Ц П П П Ф Ф | 55 16 6 | 0,046 | 8 14 8 9 12 14 | Н.-ц. Р.-б. Н.-с. Т.-б. | 0,01 0,025 0,02 0,4 | 8 14 8 9 12 14 | 1,6 12,5 1,6 3,2 12,5 | |
В таблице обозначено:
н.-ц. – нецилиндричность;
н.-с. – несимметричность;
р. б. – радиальное биение;
т. б. – торцевое биение.
1.3 Анализ технологичности детали
Анализ технологичности конструкции вала-шестерни будем производить по следующим группам критериев.
* технологичность заготовки
* технологичность общей конфигурации детали
* технологичность базирования и закрепления
* технологичность обрабатываемых поверхностей
1.3.1 Технологичность заготовки
Материал детали – сталь 30ХН3А: углерода %С=0,27 – 0,33%; кремния %Si=0,17– 0,37%; хрома %Cr=0,6 – 0,9%; марганца %Mn=0,5 – 0,8. Твердость в состоянии поставки до 241 HB, после закалки – 34 HRC. Прочность в состоянии поставки до 795 МПа, после закалки 980 МПа. Эти механические характеристики обеспечивают нормальною работу вала-шестерни в редукторе. Материал не является дефицитным. Термообработка выполняется по типовому техпроцессу и не требует специальных условий. Сталь имеет удовлетворительную обрабатываемость резанием, коэффициент обрабатываемости Ко= 0,8 при обработке твердосплавным инструментом, Ко=0,6 при обработке инструментом из быстрорежущей стали.
Заготовку вала можно получить как из проката, так и обработкой давлением – штамповкой или высадкой. В обоих случаях форма заготовки и её элементов достаточно простая.
Свободные поверхности предусматривается обрабатывать по 14 квалитету точности. На заготовительных операциях такой точности не добиться, хотя при изготовлении детали из прутка можно получить заданную точность и шероховатость торцов при отрезке.
Таким образом, с точки зрения получения заготовки, деталь можно считать технологичной.
1.3.2 Технологичность общей конфигурации
Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948–64, форма и размеры канавок – по ГОСТ 8820–69, размеры шпоночного паза – по ГОСТ23360–78. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала-шестерни.
Вал-шестерню можно отнести к типу деталей “Валы”, для которых разработан типовой ТП. Деталь не содержит каких-либо специфических особенностей формы, поэтому может быть обработана непосредственно по типовому ТП.
Форма детали позволяет вести обработку одновременно нескольких поверхностей. Одновременно несколько заготовок удается обработать только на многошпиндельном станке, что вряд ли целесообразно для мелкосерийного производства. В остальных случаях оборудование может быть простым, универсальным. Оснастку можно также применить универсальную. Все поверхности вала-шестерни доступны для контроля.
Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали, её можно считать технологичной.
1.3.3 Технологичность базирования и закрепления
Черновыми базами для установки заготовки на первой операции могут быть цилиндрические шейки и торцовые поверхности заготовки. В дальнейшем за базы могут быть приняты как цилиндрические поверхности, так и специально выполненные центровые отверстия по ГОСТ 14034-74.
Измерительные базы детали можно использовать в качестве технологических баз. Точность и шероховатость этих баз обеспечит требуемую точность обработки. В случае применения гибкого технологического модуля имеется возможность захвата заготовки роботом за поверхность
1.3.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей
Предполагается обработать все поверхности детали, т.к. заданные точность и шероховатость не позволяют получить их на заготовительных операциях. Правда, как было показано в п. 1.3.1., можно исключить из точности и шероховатости при отрезке проката, но целесообразность этого может быть установлена только после детального анализа. Всего обрабатывается 26 поверхностей: 13 цилиндрических; 8 торцовых; 1 боковая поверхность зубьев; 2 поверхности шпоночного паза; 6 канавок. Т.е., даже при полной обработке число обрабатываемых поверхностей относительно невелико.
Протяженность обрабатываемых поверхностей относительно невелика и определяется условиями компоновки редуктора и работы вала-шестерни.
Точность и шероховатость рабочих поверхностей определяются условиями работы вала-шестерни. Уменьшение точности приведет к снижению точности установки вала в редукторе и надежности его работы. Увеличение шероховатости этих поверхностей приведет к снижению надежности сопряжений и интенсивному изнашиванию поверхностей.
Форма детали позволяет обрабатывать поверхность на проход. Обработка поверхностей в упор затруднений не вызывает.
Поверхности различного назначения разделены, что облегчает обработку. Для выхода резца и шлифовального круга при обработке поверхностей 2, 5, 12, 15, 18, 21, предусмотрены канавки 3, 6, 11, 14, 17, 20.
Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей деталь следует считать технологичной.