Разработать технологический процесс обработки гладкого вала

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Московский государственный  индустриальный университет

(ГОУ МГИУ)

 

Кафедра «ИДО  «Технология машиностроения»

 

Курсовой проект

 

По дисциплине «Технология машиностроения»

 

На тему «Разработать технологический процесс обработки гладкого вала»

 

 

Группа                                        НФ07Э21

 

№ зачетной книжки                   54-03-39

 

№ задания                                  4

 

Студент                                       ______________   

Руководитель проекта,

должность, звание                     ______________      В. В. Клепиков                                          

 

 

ДОПУСКАЕТСЯ К ЗАЩИТЕ

 

Должность,

ученая степень, звание              ______________                                                   

 

Оценка работы                         __________                           

 

Дата        «__»________

 

 

Подписи членов комиссии       ______________                                                   

                                                    ______________                                                   

 

 

 

Москва  2012г

 

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..

1. Служебное назначение  изделия………………………………………………

2. Анализ технологичности  конструкции изделия………………………………

3. Определение типа  и организационной формы производства………………

4. Выбор способа получения  заготовки…………………………………………

5. Выбор маршрута механической  обработки……………………………………

6. Выбор технологических баз……………………………………………………

7. Выбор технологического оборудования, оснастки и средств 

    автоматизации……………………………………………………………………

8. Выбор припусков на механическую  обработку………………………………

9. Расчет режимов резания и норм времени……………………………………

10. Маршрутная технологическая карта…………………………………………

11. Эффективность предлагаемого  технологического процесса……………….

 

Введение 

В настоящее время  важно качественно, дешево и в  заданные плановые сроки с минимальными затратами труда изготовить деталь, машину  в целом,

применив современное  высокопроизводительное оборудование, инструмент,

технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации  производства. От принятой технологии производства во многом зависит долговечность  и надежность работы выпускаемой машины, а также экономичность её эксплуатации.

Совершенствование технологического процесса изготовление детали и машины в целом способствует конструированию  и использованию более совершенных  машин, снижение их себестоимости, уменьшению затрат труда на  их изготовление.

Совершенствование конструкций  машин характеризуется её соответствии современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в  какой то мере учтены возможности  использования наиболее экономичных  и производительных технологических методов  её изготовления, применительно к заданному выпуску и условиям производства.

Совокупность методов и приемов  изготовления машин, выработанных в  течение длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением, литья, сварки,  сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления машинной продукции.

Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную дисциплину, изучающую процессы металлической обработки деталей и сборки машин и попутно затрачивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленными конструкторами перед изготовителями.

Эти обстоятельства  объясняет  развитие “технологии машиностроения“  как научной дисциплиной в  первую очередь в направлении  изучения вопросов технологии металлической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющие на производственную деятельность предприятия.

В данной курсовой работе подробно изложена технология изготовления вала с подборкой оборудования, режущего инструмента. Учтены нормы времени на обработку.

 

 

 

 

 

 

Задание:

 

Марка стали 20, твердость НВ 163, годовая программа выпуска N=2500

L = 190_-0,46 , l₁ = 120_-0,35 , l₂ = 38_-0,25 , l₃ = 9_-0,15 , l₄ = 20_-0,21 ,

d₁ = 66_-0,03 ,  h₁ = 14^+0,18 ,  h₂ = 12^+0,18 , ,

 

1. Служебное назначение  изделия.

 

 По конструктивным и технологическим признакам деталь относится к классу «Валы».

 Служебное назначение гладких валов (не имеющие уступов) – передача вращательных движений и поддерживание вращающихся деталей. С двух сторон вала имеются шпоночные пазы. Деталь не подвергается термической обработке (НВ 178…197). Фаски по поверхностям не предусмотрены, следовательно, острые кромки следует притупить.

 

 

 

2. Анализ технологичности конструкции изделия.

 

         Для приведенного на рис.1.1 вала можно сделать вывод его технологичности на следующих основаниях:

• вал достаточно жесткий (равножесткий) (l/d < 12);
• простая конфигурация детали облегчает выбор исходной заготовки;
• не имеет труднодоступных поверхностей;
• возможно применение стандартного отечественного оборудования, режущего и измерительного инструмента;
• удобные базирующие поверхности при фрезеровании  шпоночных пазов и обточке вала (наружная поверхность и торец, при токарной обработке – центровые отверстия и торец);
• шпоночные пазы открытые, легкодоступные, размеры заданы от торца (базового торца);
• отсутствие термической обработки упрощает технологический процесс обработки;
• могут быть использованы стандартные зажимные приспособления на всех технологических операциях;
• контроль заданных параметров вала может осуществляться стандартными контрольно-измерительными приборами.
 

3. Определение типа и организационной формы производства.

 

Тип производства — классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. Различают типы производства: единичное, серийное, массовое.

Ориентировочно тип  производства можно определить по табл.3.1.

 

Таблица 3.1

Тип производства	Годовой объем выпуска  деталей в штуках
	Тяжелые (масса свыше 500 кг)	Средние (масса от 30 до 500 кг)	Легкие (масса до 30 кг)
Единичное Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное Массовое	До 5 5-100 100-300 300-1000 Свыше 1000	До 10 10-20 200-500 500-5000 Свыше 5000	До 100 100-500 500-5000 5000-50000 Свыше 50000

 

 

Тип производства можно  установить по коэффициенту серийности (К_с)

где t_в – такт выпуска;

      T_{шт ср} – среднее штучное время.

=14.2

Величина такта выпуска (t_в) деталей рассчитывается по формуле:

где F_д – действительный годовой фонд времени работы оборудования (2070 

       час/ смену);

       N – годовая программа выпуска деталей. (2500 шт.)

 

 (мин/шт)

 

Размер партии запуска.

a – периодичность запуска деталей в производство.

N – годовой объем выпуска деталей.

F = 240 – количество рабочих дней в году.

 

Обычно считается, что  коэффициент серийности определяет количество различных операций по обработке  детали, закрепленных за одним станком  в течение года: для массового производства К_с = 1…2, для крупносерийного

К_с = 2…10, для среднесерийного К_с = 10…20, для мелкосерийного и индивидуального К_с > 20.

Т.к  14.2 , наше производство является среднесерийным.

 

4. Выбор способа получения заготовки.

 

   После получения чертежа детали и технических условий на ее изготовление, необходимо привести данные о материале детали по химическому составу и свести их в таблицу.  

Деталь изготавливается из стали 20.

 

Химический состав стали 20:

Содержание элементов в %     Таблица 4.1

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
			не более
0.17…0.24	0.17…0.37	0.35…0.65	0.25	0.04	0.04	0.25	0.25	0.08

 

 

 

Механические свойства стали 20:

Таблица 4.2

σт, кгс/мм	σв, кгс/мм	δ, %	ψ, %	а , н/мм	НВ ( не более )
Не менее					горячекатаный	отожженный
65	80	11	40	60	156	163

 

 

 

В среднесерийном, крупносерийном и массовом производстве заготовки  обычно получают ковкой, штамповкой, электровысадкой  и т.д., приближая форму заготовки к готовой детали.

 

    Выбор метода получения исходной заготовки определяется типом производства, экономическими факторами и техническими возможностями

производства.

    При значительных программах выпуска затраты на получение исходной заготовки возрастают, но при этом уменьшаются затраты на механическую обработку и увеличивается коэффициент использования материала.

    Экономическое обоснование выбора метода получения исходной заготовки может осуществляться по различным методикам. Но в любом случае следует определить величину коэффициента использования материала заготовки по формуле:

где - масса детали;

       - масса заготовки

 

 

     В качестве  метода получения заготовки выбираем  горячую штамповку. Величина коэффициента использования материала заготовки:

 

 

 

 

5. Выбор маршрута  механической обработки.

 

          Процесс изготовления вала состоит из следующих этапов:

- Термообработка исходной заготовки (нормализация);

- Подрезка торцев и зацентровка базовых (технологических) отверстий;

- Предварительная обработка, обтачивание наружных поверхностей, фрезерование шпоночных пазов;

- Термообработка;

- Окончательная обработка (шлифование, полирование).

 

 

 

6. Выбор технологических баз.

 

    В типовом технологическом процессе обработки деталей класса “Валы” (длинной более 120 м) предусмотрено обеспечение принципа постоянства баз за счет обработки вала в центрах. Поэтому первой операцией будет обработка торцов и выполнение центровых отверстий.

Схема базирования заготовки  на фрезерно-центровальной операции                (фрезеровать два торца одновременно и центровать 2 отверстия единовременно на двухстороннем фрезерно-центровальном полуавтомате последовательного действия  МР71) представлена на рис 6.1 а). Схема базирования заготовки на токарном станке 16К20 (точить диаметр d1)

представлена на рис 6.1 б).

 

 

 

 

 

 

 

а)