Технологичный процесс изготовления зубчатого колеса

Курсовая работа

Содержание расчётно-пояснительной записки.

1. Формулировка задачи курсовой работы.
2. Определение типа производства
3. Анализ служебного назначения детали.
4. Выбор метода получения и определение размеров заготовки.
5. Расчёт межоперационных припусков и допусков.
6. Разработка маршрута технологического процесса изготовления детали и обоснование выбора оборудования.
7. Расчёт элементов режима резания.
8. Литература.
9. Оглавление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Формулировка задачи курсовой работы.

1. Разрабатываем технологический процесс изготовления зубчатого колеса.

Исходные данные:

Масса = 3,14кг

D_отв. = 40Н7 мм

D_отв+t = 43,8Н8

B_венца = 40 мм

L_колеса = 75 мм

B_шпонки = 10D9

D_{ступины} = 65 мм

Степень точности = 7Н

Число зубьев, Z = 40

Модуль, m = 3

Рабочий чертеж детали с  техническими требованиями для её изготовления.

2)Годовая программа 6000 штук.

2. Определение  типа производства.

Тип производства - среднесерийное

Количество 6000 штук, масса  3,14 кг

3.Анализ технических требований и норм точностей заданных на чертеже.

Цилиндрические зубчатые колеса служат для передачи вращательного движения между валами с паралельлными осями.Более других распространены цилиндрические зубчатые колеса 6-9 степени точности. Всего по ГОСТу 12 степеней точностей. Основные показатели точности зубчатых колес: кинематическая точность, плавность работы, норма контакта.

Регламентируются также  виды сопряжения зубьев передачи, за основу которых принимают разряд бокового зазора: нулевой(Н), весьма малый (Е),малый (Д),уменьшенный (С), нормальный (В), увеличенный (А).

Проектируется технический  процесс изготовления одновенцового  колеса со ступицей.

С прямыми зубьями из стали 40Х, твёрдость НВ 190-240,  смодулем      m = 3 и числом зубьев z=35, степень точности=7Н в условиях серийного производства.

В колесе имеется центральное  сквозное отверстие со шпоночным пазлом. Это отверстие является конструктивной базой.

Материал детали - сталь 40Х обладает хорошей обрабатываемостью давлением и резаньем. Заданная твёрдость достигается нормализацией. Нарезание зубьев 7 степени точности должно производиться методом обкатки на зубофрезерной и зубодолбёжных станках. Заданая твердость достигается нормализацией (нагрев и охлаждение на воздухе).

Рабочая поверхность зубьев имеет твердость HRC 45-50, полученная поверхностной закалкой ТВЧ.

Нарезанье зубьев 7 степени  точности должно производиться методом  обкатки на зубофрезерных и зубодробильных станках.

4.Выбор метода  получения и определение размеров  заготовки.

Делительный диаметр 

Наружный диаметр 

Выбор метода получения заготовки устанавливается на основании чертежа детали в зависимости от ее конструктивной формы и размеров, материала, программы выпуска и количества заготовок, изготовляемых по неизменным чертежам. При выборе заготовок следует стремиться к такому технологическому процессу ее получения , чтобы обеспечить наибольший коэффициент  использования материала(К), т.е. максимально приблизить форму или размеры заготовки к параметрам готовой детали, тем самым максимально сокращая расход материала, при наименьшей себестоимости изготовления в целом.

В условиях серийного производства

 

 

5.Определение  размеров заготовки.

Учитывая, что зубчатое колесо изготовлено из стали 40Х, а программа-6000 штук, а так же конструктивную форму  и размеры детали применяем метод получения заготовки - штамповка в открытом штампе.

На кривошипном горячем штамповочном открытом прессе.

 

Масса поковки, кг	Размер поковки,мм
	До 50	50-120	120-180	180-260	260-360
2,5 – 4,0	1,7	1,8	2,0	2,1	2,2

 

D_н.з.=Dн.д.+2Zобщ=111+2 1,8+1=115,5мм.

d=65+2 1,8+1=69,5мм.

L=75+2 1,8+1=79,5мм.

b_венца=40+2 1,7+1=49,5мм.

D_отв=40-2 1,7-1=35,5мм.

 

Допуски на штампованные поковки.

Масса поковки, кг	Размеры поковки, мм
	До 50	50-120	120-180	180-260	260-360
2,5 – 4,0	+1,3 -0,7	+1,5 -0,7	+1,6 -0,8	+1,7 -0,9	+1,9 -0,9

 

 

 

 

 

 

Определение массы  заготовки.

Q=7,85 г/см³

 

Расчёт межоперационных  размеров припусков и допусков.

Требуется определить табличным  методом операционные припуски при  обработке наружной поверхности  колеса.

Ra=1,25, Квалитет h8, Дн=111мм.

 

План обрабатываемой поверхости:

1. Предварительное точение

Квалитет (h 12)

Шероховатость 6,3

2.Чистовое точение

Квалитет (h 10)

Шероховатость 2,5

3.Шлифование

Квалитет(h 8)

Шероховатость 1,25

Общий припуск  на обработку на диаметр составляет:

2Z_о=Д_н.з.-Д_н.д. =111,5-111=4,5 мм.

Припуск на шлифование с  учётом термообработки.

2Z_шл.=0,4 мм

Припуск на чистовое точение.

2Z_{чист.точ.}=1 мм

Общий припуск равен сумме  операционных припусков.

2Z_{предв.точ}.=2Z_о-(2Z_шл.+Z_чист.)=4,5-1,4=3,1 мм

5. Расчёт промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам .Таблица 10.

 

 

Номер перехода	Содержание перехода	Расчёт величины номинальных  промежуточнх размеров, мм	Шероховатость обработанной поверхности,Ra, мкм	Квалитет	Допуск
3	шлифование	D3 =111	1,25	h8	-0,054
2	Чистовая токарная	D2= D3+2Z3=111,4	2,5	h10	-0,14
1	Предварительная токарная	D1= D2+2Z2=112,4	6,3	h12	-0,35
0	Заготовка	Dзаг= D1+2Z1=115,5	12,5	h13

 

6. Разработка маршрута технологического процесса изготовления детали и обоснование выбора оборудования.

Содержание	Операционный эскиз	Оборудование
Токарная – черновая		16К20 Т1
Токарная – предварительная		16К20 Т1
Протягивание шпоночного паза		Вертикальный протяжный станок 7Б64
Токарно – чистовая		Токарный полуавтомат 1А425
Зубофрезование черновое		53А20
Зубофрезование чистовое		53А20
Термическая обработка зубьев		Закалка ТВ4
Шлифование по наружным углам		3М161Б
Шлифование отверстий		Внутришлифовальный полуавтомат 3К225
Зубошлифование		5891С
Оконочательный контроль		Контрольный прибор

 

 

7.Расчёт элементов  режима резания.

 

Расчёт режима резанья  при предварительном (черновом) точении.

На токарно-винторезном  станке производится обточка дна  венца до кулачков R_a= 6,3,

Заготовка-штамповка,

Материал Сталь40Х,

Прочность на разрыв=720Мпа

Способ крепления заготовки-в  трехкулачковом патроне.

7.1 Выбор резца.

Геометрические элементы резца: передний угол , главный задний угол , угол наклона главног лезвия , главный угол в плане , вспомогательный угол в плане , радиус закругления при вершине r=1мм.

7.2 Глубина резанья.

Необходимо стремиться к  уменьшению числа подходов. При черновой (грубой) обработке припуск на обработку  целесообразно удалять за 1  проход. В этом случае глубина резанья  t равна величине припуска Z = 3мм.

7.3 Подача

При грубой обработке максимальную величину подачи могут  ограничивать прочность и жесткость инструмента, заготовки и деталей механизма  станка.

Параметр поверхности  Ra ,мкм	Радиус при вершине  резца r, мм
	0,4	0,8	1,2	1,6	2,0
6,3	0,35	0,51	0,63	0,72	0,80

 

Принимем среднее значение S = 0,57 мм/об.

 

 

7.4 Скорость резанья

  [м/мин],

Для наружного точения  твердого сплава Т15К6 и S = 0,6 мм/об, =350, х=0,15 , =0,15 , m=0,2.

Учитываются поправочные  коэффициенты :

   ( )

Общий поправочный коэффициент  на скорость главного движения резанья :

К = 1,04 х 0,8 х 1 х 0,9 х 1 = 0,749;

В единицах СИ : 117,17/60 = 1,95 м/с.

Определяем частоту резанья:

об/мин

Корректируем частоту  вращения шпинделя по паспортным данным станка 16К20 (приложение 6).

Действиетльное значение частоты вращения :

 об/мин

м/мин

В единицах СИ : м/с.

 

7.5 Мощность электродвигателя  станка

Окончательные выбранные  элементы режима резанья (t, S, V) проверяют по мощности привода станка. Для этого подсчитывают силу резанья:

где

Для наружного продольного  точения твердосплавным резцом конструкционной  стали  по таблице 16 находят значения коэффициентов:

Учитывают поправочные коэффициенты:

;

(табл. 17)

Определяем общий поправочный  коэффициент и силу резанья:

;

кгс.

В единицах СИ : Н.

Мощность, затрачиваемая  на резанье:

КВт;

В единицах СИ: КВт.

Необходимая (расчетная) мощность электродвигателя станка

КВт

Эта мощность меньше действительной мощности электродвигателя станка. . - условие выполняется..

 

7.6 Основное (технологическое)  время

Длина рабочего хода: