Проект технологической подготовки производства детали вал-шестерня ИБГУ 721423. 
001

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Техника и технология машиностроения»

на тему «ПРОЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ РОИЗВОДСТВА ДЕТАЛИ ВАЛ-ШЕСТЕРНЯ ИБГУ 721 423.001»

Ижевск 2011

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

1. СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ

2. ОТРАБОТКА ДЕТАЛИ НА ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ

3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ

4. РАСЧЕТ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И НОРМ ВРЕМЕНИ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В курсовом проектировании решаются следующие задачи необходимые для осуществления технологической подготовки производства:

1. формулируется служебное назначение детали;

2. конструкция детали отрабатывается на технологичность;

3. рассчитывается и проектируется заготовка;

4. разрабатывается маршрутный технологический процесс;

5. определяется тип производства ;

6. проводится расчет режимов резания и норм времени на несколько станочных операций;

7. разрабатываются станочные наладки.

1. СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ Валы — детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин (зубчатых колес, шкивов, звездочек и др.) Валы бывают цельные и полые; гладкие, шлицевые, валы-шестерни; прямые, коленчатые, кривошипные; ступенчатые и бесступенчатые.

2. ОТРАБОТКА ДЕТАЛИ НА ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ Одной из наиболее важных и трудоемких функций технологической подготовки производства является обеспечение технологичности изделия. Практически без дополнительных материальных затрат в производстве на данном этапе решаются задачи снижения трудоемкости, повышения качества и экономичности новых изделий.

Согласно ГОСТ 14.205−83 под технологичностью следует понимать совокупность свойств конструкции изделия, определяющую ее способность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Количественная оценка технологичности

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов:

— число унифицированных конструктивных элементов;

— число конструктивных элементов в детали. Конструктивные элементы: фаски, канавки, пазы, отверстия, зубья, галтели и т. д.

==1

2. Коэффициент стандартизации элементов:

— число стандартизированных конструктивных элементов;

— число конструктивных элементов в детали.

=1

Деталь типовая, все элементы стандартизованы =1.

3. Коэффициент применяемости стандартизированных обрабатываемых поверхностей:

— число поверхностей, обрабатываемых стандартным режущим инструментом;

— число поверхностей, подвергаемых механической обработке.

=1.

4. Коэффициент обработки поверхностей:

— число поверхностей, подвергаемых механической обработке;

— общее число поверхностей детали.

=0,

т.е. все поверхности подвергаются механической обработке.

5. Коэффициент повторяемости поверхности:

— общее число поверхностей детали;

— число наименований поверхностей (плоские (торцы), цилиндрические, конические (фаски), зубчатые, резьбовые, шпоночные, шлицевые, конавочные).

= 1-= 0,74

6. Коэффициент использования материала:

— масса детали;

— масса заготовки.

= 0,7

7. Коэффициент обрабатываемости материала:

— основное время обработки рассматриваемого материала;

— основное время обработки для базового материала.

=1

8. Коэффициент точности обработки:

;

где — средний квалитет точности;

— квалитет обработки;

n — число размеров соответствующего квалитета.

=

=

9. Коэффициент шероховатости поверхности

;

— среднее числовое значение параметра шероховатости;

— числовое значение параметра шероховатости (предпочтительно Ra);

n — число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости.

Определим комплексный показатель технологичности:

— числовое значение балла, соответствующее величине показателя при сопоставлении его с базовым значением этого показателя;

— величина значимости показателя, определяется экспертным путем, иходя из того что

3,11 >3 мер повышения технологичности не требуется, т.к. деталь технологична.

3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ Исходные данные:

Оборудование: кривошипные горячештамповочные прессы, открытая штамповка; Материал заготовки Сталь 40ХГР;

Шероховатость поверхности Rz100;

Плоскость разъема по оси вращения заготовки.

В соответствии с ГОСТ 7505–89 основными признаками классификации штамповочных поковок являются: точность изготовления, группа стали, конфигурация поверхности разъема используемого штампа, степень сложности.

1.По точности изготовления поковки могут быть пяти классов (от 1-го класса точности Т1 до 5-го Т5). Класс точности поковок устанавливают в зависимости от вида оборудования (технологического процесса) ГОСЕ 7505−89.

Класс точности поковки Т4.

2.Группа стали поковок определяется по содержанию углерода и легирующих элементов соответственно: М1- до 0,35% и 2%; М2- 0,35…0,65% и 2…5%; М3- свыше 0,65% и 5%.

Группа стали поковки М2.

3.Степень сложности поковки С=Gn/Gф

Gn — масса (объем) поковки;

Gф — масса (объем_ геометрической фигуры минимального объема, в которую вписывается поговка.

G=рRh

G= 3,14*4,2*77,5*7,8= 33 483 гр = 33,5 кг

G=3,14*2,5*18,7*7,8+3,14*3,25*20,1*7,8+3,14*4,2*9,2*7,8+3,14*3,25* *8,5*7,8+3,14*2,5*20,1*7,8= 17 312,7 гр = 17,3 кг С==0,52

Так как коэффициент находится в пределах 0,31<0,52<063 ему присваивается степень сложности С2.

Степень сложности С2.

4.Исходный индекс Исходный индекс для поковки массой 17,3 кг, группы стали М2, степенью точности С2 и класса точности Т4 равен 16.

Исходный индекс 16.

Основные припуски на механическую обработку поковок находят в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости поверхности детали.

Основные припуски на механическую обработку (на сторону)=2,4мм.

6.Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковок назначают в зависимости от исходного индекса и размеров поковки. Допускаемые отклонения внутренних размеров устанавливаются с обратными знаками.

Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковки = 3,2 (+2,4; -1,2).

7.Далее назначаются штамповочные уклоны. Уклоны служат для облегчения заполнения полости штампа и удаления из нее поковки. Штамповочные уклоны делятся на внешние относящиеся к поверхностям, по которым между поковкой и стенкой штампа образуются зазоры вследствие тепловой усадки при остывании поковки, и внутренние, относящиеся к поверхностям, которые при остывании поковки оказываются плотно посаженными на выступы штампа. Меньшие значения принимают при малом отношении глубины к ширине полости штампа. После назначения штамповочные уклоны корректируют таким образом, чтобы линия разъема в верхнем и нижнем штампах была одинаковой.

Штамповочные уклоны (только наружные) = 3−5

8.Назначаем радиусы закругления

R=5 мм

R= 3* R=3*5=15мм

4. РАСЧЕТ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА Исходные данные:

Годовая программа изделий N=4000шт Количество деталей на изделие m=3шт Запасные части в=5−7%

Режим работы предприятия 2 смены в сутки Годовая программа

N= Nm (1+в/100)=12 600шт Действительный годовой фонд времени работы оборудования F=4029ч Тип производства по ГОСТ 3.1108−74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест.

К=?О/?Р

Где ?О — суммарное число различных операций; Р — число рабочих мест.

Согласно ГОСТ 14.004−74, принимаются следующие коэффициенты закрепления операций: для массового производства К=0,1…1,0; для крупносерийного производства 1? К?10; для среднесерийного К=10…20; для мелкосерийного К=20−40, для единичного К>40.

Технологический процесс необходимо расчленить на технологические операции по обработке поверхностей, определить основное время и штучное или штучно-калькуляционное время для основных операций. На данном этапе проектирования нормирование переходов и операций можно выполнить, пользуясь приближенными формулами.

1) dнаибольший диаметр детали

lдлина детали То=84,05*775*0,17*10=11мин

?к =1,36

Тшт = То * ?к =11*1,36=14,96мин

mp =N* Тшт /(60* F* з з.н.)=12 600*14,96/(60*4029*0,8)=0,97

з з.н.=0,8

Р=1

з з.ф. =mp/Р=0,97

О= з з.н./ з з.ф.=0,8/0,97=0,82~1

2) dнаибольший диаметр детали

lдлина детали То=84,05*775*0,1*10=6,5мин

?к =1,36

Тшт = То * ?к =6,5*1,36=8,84мин

mp =N* Тшт /(60* F* з з.н.)=12 600*8,84/(60*4029*0,8)=0,57

з з.н.=0,8

Р=1

з з.ф. =mp/Р=0,57

О= з з.н./ з з.ф.=0,8/0,57=1,4~2

3)) lдлина шпоночного паза или их сумма,

l = 82+57=139

То=7*139*10=0,973мин

?к =1,51

Тшт = 0,973 *1,51 =1,47мин

mp =1,47* 0,065=0,095

з з.н.=0,8

Р=1

з з.ф. =0,095/1=0,095

О=0,8/ 0,095=8,42~9

4) dнаибольший диаметр детали

lдлина всей детали То=0,15*84,05*775*10=9,77мин

?к =1,55

Тшт = То * ?к =9,77*1,55=15,14мин

mp =N* Тшт /(60* F* з з.н.)=15,4*0,065=0,98

з з.н.=0,8

Р=1

з з.ф. =0,98/1=0,98

О= з з.н./ з з.ф.=0,8/0,0,98=0,82~1

5)Dдиаметр зубчатой поверхности,

lдлина всей детали То=2,2*84,05*92*10=17мин

?к =1,27

Тшт = То * ?к =17*1,27=21,59мин

mp =N* Тшт /(60* F* з з.н.)=21,59*0,065=1,4

з з.н.=0,8

Р=2

з з.ф. =1,4/2=0,7

О= з з.н./ з з.ф.=0,8/0,7=1,14~2

Кзо =?О/?Р=15/6=2,5

Тип производства: крупносерийное

вал шестерня заготовка машина

5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И НОРМ ВРЕМЕНИ ПРИ ТОКАРНОЙ ЧЕРНОВОЙ ОБРАБОТКЕ Исходные данные:

Материал заготовки: Сталь 40ХГР Шероховатость поверхности после обработки: Ra=12,5

Тип производства: крупносерийное Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20

Режущий инструмент: резец проходной упорный правый Материал режущей части: Т15К6

Углы резца: главный угол в плане ц=90, передний угол ?=10, угол наклона главного режущего лезвия л=0−5

1)Определение глубины резания

t=2,4*0,6=1,44 мм (60% от припуска)

2)Определение подачи

S=0,6−1,2 мм/об

3)Корректировка подачи по паспорту станка

S=1 мм/об

4)Назначение периода стойкости резца Т Т=60 мин

5)Определение скорости главного движения резца V

V=м/мин

=1

m=0,20

x=0,15

=340

V=м/мин

6)Определение частоты вращения шпинделя станка n

n= об/мин

n=534,3 об/мин

7)Корректировка частоты вращения шпинделя по паспорту станка

n=500 об/мин

8)Определение скорости резания через паспортную частоту вращения

V= м/мин

V==132 м/мин

9)Определяем главную составляющую силы резания

P=10*C*t

C=300

x=1

y=0,75

n=-0,15

K=1

P=10*300*1,44*1*132*1=2073,6

10)Определение мощности, затрачиваемой на резание N

N= ===4,47кВт

11)Определение достаточности мощности станка для обработки

N_дв*n=10*0,75=7,5

N? N_дв*n

4,47?7,5 > мощности достаточно

12) Определение длины рабочего хода L

L= L+ L+ L=809+2+2=813мм

L=2мм

L=2мм

L=187+201+92+9,5+7,5=497м

13)Определение основного времени T_о

T_о ==0,994 мм

14)Определение вспомогательного времени T_в

T_в=0,23+(0,01+0,15)+(0,18+0,22+0,16)=0,95

15) Определение оперативного времени T_оп

T_оп = T_о +T_в =0,994+0,95=1,944

16)Определение времени технического обслуживания T_тех

T_тех ===0,025

17)Определение суммы времен организационного обслуживания и на перерывы и личные надобности T_орг+ T_пер

T_орг+ T_пер==0,058мин

18)Определение штучного времени T_шт

T_шт =1,944+0.025+0,058=2,027мин

19)Определение подготовительно заключительного времени T_п-з

T_п-з =4+9+2+2+2,5+0,8+6,5+0,3+0,15+0,5=27,75мин

20)Результаты расчета, представленные в таблице:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсовой работы был разработан технологический процесс изготовления вал — шестерни.

Во-первых, проведена отработка детали на технологичность. В данной главе была произведена количественная оценка технологичности и рассчитаны следующие показатели:

— коэффициент унификации конструктивных элементов =1

— коэффициент стандартизации элементов =1, деталь типовая все элементы стандартизованы

— коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей =1

— коэффициент обработки поверхностей =0, т. е. все поверхности подвергаются механической обработке

— коэффициент повторяемости поверхности =0,74

— коэффициент использования материала =0,7

— коэффициент обрабатываемости материала =1

— коэффициент точности обработки =0,92

— коэффициент шероховатости поверхности =0,88

Итогом главы стал стал расчет комплексного показателя технологичности, который составил 3,11, что больше 3, следовательно деталь технологична и мер для повышения технологичности не требуется.

Во вторых произведены расчет и проектирование заготовки, и рассчитаны следующие показатели :

— классточности поковки =Т4

— группа стали поковки =М2

— степень сложности =С2

— исходный индекс =16

— основные припуски на механическую обработку =2,4 мм

— допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковки = 3,2(+2,4;-1,2)

— штамповочные уклоны (только наружные) =3−5

В третьих рассчитан тип производства по следующим исходным данным:

— годовая программа изделий N=4000шт

— количество деталей на изделие m=3шт

— запасные части в=5−7%

— режим работы предприятия 2 смены в сутки

— годовая программа N= Nm (1+в/100)=12 600шт

— действительный годовой фонд времени работы оборудования F=4029ч Тип производства: крупносерийное.

В четвертых произведен расчет режимов резания и норм времени при токарной черновой обработке. Результаты расчета, представленные в таблице:

1.Руденко П. А. и др.: Проектирование и производство заготовок в машиностроении — К.: Высшая школа, 1991. — 247с.

2.Трухачев А. В. Методические указания «Технологичность конструкции деталей, изготовляемых механической обработкой», Ижевск 1990.

3.Учебное пособие под редакцией Горбацевича А. Ф. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения «, Минск 1983., с.256

4.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещеряковой, А. Г. Суслова. — 5-е изд., исправл. — М.: Машиностроение, 2003 г.

5.Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов/ А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. — М.: Машиностроение, 1986;480с.