Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса

Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса

31

«Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса»

Название: Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса.

Ключевые слова:

- базирование

- выбор заготовки;

- изготовление детали;

- нормы времени;

- режимы резания;

- режущий инструмент;

- станочные приспособления;

- технологический маршрут;

- технологический процесс.

Краткое содержание:

1.Анализируем исходные данные

2.Выбираем тип производства, формы организации технологического процесса изготовления детали

3.Выбираем метод получения заготовки и ее проектирования

4.Разрабатываем технологический маршрут изготовления детали

5.Выбираем средства технологического оснащения

6.Разрабатываем технологические операции

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных

1.1. Анализ служебного назначения детали

1.2. Физико-механические характеристики материала

1.3. Классификация поверхностей детали

1.4. Анализ технологичности детали

1.5. Задачи курсового проекта

2. Выбор типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали

3. Выбор метода получения заготовки и проектирования

3.1Выбор метода получения заготовки

3.2.Проектирование заготовки

4. Разработка технологического маршрута изготовления детали

4.1.Разработка технологического маршрута обработки поверхности

4.2.Разработка технологической схемы базирования

4.3.Расчет припусков

4.4.Разработка технологического маршрута изготовления детали

5. Выбор средств технологического оснащения

6. Разработка технологических операций

6.1.Расчет режимов резания

6.2.Расчет норм времени

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа.

В связи с этим в учебном процессе высших учебных заведениях значительное место отводится самостоятельным работам таким, как курсовое проектирование по технологии машиностроения.

Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических занятий. Курсовое проектирование должно научить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами и расценками, умело сочетая справочные данные с теоретическими знаниями.

При выполнении проекта принятие решений по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, оснастки, методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант.

Защита проекта позволяет оценить умение студента кратко, в установленное время изложить сущность проделанной работы, а также аргументировано объяснить принятые решения при ответах на вопросы по проекту.

I. Анализ исходных данных:

1.1 Анализ служебного назначения детали

Шестерня предназначена для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый посредством шпонки. Данное колесо работает в редукторе крана для привода лебедки.

Нагрузки - неравномерные.

Условия смазки - удовлетворительные.

Условия работы - полевые.

1.2 Физико-механические характеристики материала

Деталь изготовлена из стили 40Х ГОСТ 4543-71 и обладает следующими характеристиками

Химический состав:

Такая сталь обладает следующими механическими свойствами:

- временное сопротивление при растяжении увр=980 МПа,

- предел текучести ут=786 МПа,

- относительное удлинение д=10%,

- ударная вязкость ан=6 Дж/м2,

- среднее значение плотности:

- дельная теплоемкость: 462 Дж/()

- дельная теплопроводность: 46 Вт/()

Сталь 40Х имеет малую чувствительность к отпускной хрупкости и хорошо прокаливается. Детали из такого материала закаливают при температуре 820-850є и охлаждают в масле.

1.3 Классификация поверхностей детали

1.4 Анализ технологичности детали

1.4.1 Качественная оценка технологичности

а) Показатель технологичности заготовки.

Коэффициент обрабатываемости материала резанием Коб=1

б) Простая конструкция детали (отсутствие сложных фасонных поверхностей) позволяет использовать при её производстве унифицированную заготовку.

в) Габаритные размеры детали и ее использование позволяет использовать рациональные методы получения заготовки, такие как: прокат, штамповка, литье.

г) С учётом требований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительной операции невозможно.

д) Обеспечение нужной шероховатости возможно стандартными режимами обработки и унифицированным инструментом.

е) Данная сталь способна легко подвергается ТО.

1.4.2 Показатели технологичности конструкции детали в целом

1. Материал не является дефицитным, стоимость приемлема.

2. Конфигурация детали простая.

а) Конструкционные элементы детали универсальны

б) Размеры и качество поверхности детали имеют оптимальные требования по точности и шероховатости.

в) Конструкция детали обеспечивает возможность использования типовых ТП ее изготовления.

г) Возможность обработки нескольких поверхностей с одного установа имеется:

д) С учётом требований к поверхностям детали (точности, шероховатости), а также их тех назначения окончательное формирование поверхностей детали (ни одной) на заготовительной операции невозможно. Невозможна обработка на проход.

е) Конструкция обеспечивает высокую жесткость детали.

ж) Технические требования не предусматривают особых методов и средств контроля.

1.4.3 Показатели технологичности базирования и закрепления

а) Заготовка устанавливается удобно для обработки

б) Во время механической обработки единство баз соблюдается.

1.4.4 Количественная оценка технологичности

а) Коэффициент точности обработки

КТО=1-,

где -cредний квалитет поверхностей детали.

,

где ni - количество поверхностей с i квалитетом;

JTi - квалитет.

А=.

КТО=1-= 0,91 .

б) Коэффициент средней шероховатости поверхности детали

КТШ=1-, =,

=8,163.

КТШ=1-=0,877.

1.5 Задачи курсовой работы

1. Проанализировать исходные данные детали.

2. Выбрать тип производства, формы организации технологического процесса изготовления детали

3. Выбрать метод получения заготовки

4. Разработать технологический маршрут изготовления детали

4.1 Разработать технологический маршрут обработки поверхности

4.2 Разработать техн. схему базирования

4.3 Рассчитать припуски расчетно-аналитическим методом

4.4 Разработать технологический маршрут изготовления детали

5. Выбрать средства технологического оснащения

- технологическое оборудование

- станочные приспособления

- режущий инструмент

- контрольные средства

- вспомогательный инструмент

6. Разработать технологические операции

-рассчитать режимы резания

-рассчитать нормы времени

II. Выбор типа производства и формы организации технологического процесса изготовления

1. Рассчитаем массу данной детали:

q= ,

V= мм3

V=200733 мм3

m=200,733·7850·10-9=1,576 кг.

2. Анализ исходных данных:

- масса данной детали составляет 1,576 кг.;

- объем выпуска изделий 1100 дет/год;

- режим работы предприятия изготовителя - двухсменный;

- тип производства - среднесерийный.

Основные характеристики типа производства

- объем выпуска изделий - средний;

- номенклатура - средняя;

- оборудование - универсальное;

- оснастка - универсальная, специализированная;

- степень механизации и автоматизации - средняя;

- квалификация рабочих - средняя;

- форма организации технологического процесса - групповая переменно-поточная;

- расстановка оборудования - по типам станков, предметно-замкнутые участки;

- виды технологических процессов - единичные, типовые, групповые, операционные;

- коэффициент закрепления операции

10<KЗ<20 (на одном рабочем месте)

Объем партий, запуск деталей

а - периодичность запуска деталей

254- число ходов

- метод определения операционных размеров - расчетно-аналитический;

- метод обеспечения точности - оборудование, настроенное по пробным деталям.

III. Выбор метода получения заготовки и ее проектирование

3.1 Выбор метода получения заготовки

Установим метод и способ получения заготовки. Для этого изучим конфигурацию и размеры детали, а также физические и технологические свойства материала, из которого она изготовлена.

Изучив конфигурацию детали, можно сделать вывод, что наиболее подходящими методами изготовления заготовок в данном случае являются:

- штамповка;

- прокат.

При расчете предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали.

а) рассчитаем себестоимость заготовок из штамповки:

масса заготовки, кг,

масса готовой детали, кг.

коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок, выбираются по таблицам.

Q=2,05 кг

Сi=16785 р/тонна -базовая стоимость 1 т заготовок.

Кс=0,77

Кв=1,14

Кт=1,0

Км=1,13

Кп=1

Sотх=1017 р/тонна

S шт==33 рубля.

б) рассчитаем себестоимость заготовок из проката:

Sзаг=М+?Со,з.

М - затраты на материал заготовки.

М=QS - (Q - q)*Sотх/1000

Q=1402*3,14*30*10-9*7850/4=3,62 кг.

S=16,785 р/кг,

Sотх= 1017 р/т,

СПЗ=5445 р/ч.- резка заготовок дисковыми пилами,

M==58,68 руб.

С03=,

С03= руб.

Sзаг=58,68+4,596=63,28 руб.

Таким образом, заготовка из штамповки обеспечивает меньшую себестоимость, поэтому выбираем ее.

3.2 Проектирование заготовки

1. Проектирование заготовки проводилось по методичке Михайлов А.В. Методическое указание «Определение операционных размеров механической обработки в условиях серийного производства»

Припуски на обработку назначаем по таблице 2.2.4 исходя из веса и размеров заготовки.

IV. Разработка технологического маршрута изготовления детали

4.1 Разработка технологического маршрута обработки поверхностей

4.2 Разработка технологических схем базирования

На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На токарной черновой операции 020 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На токарной чистовой операции 020 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На сверлильной операции 030 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На протяжной операции 040 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую двойную направляющую базу - ось детали 16. На зубофрезерной операции 050 используем явную опорную базу - торец 2, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На внутришлифовальной операции 080 используем установочную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На зубошлифовальной операции 090 используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На шлифовальной операции 100 используем установочную базу - торец 1, и скрытую направляющую базу - ось детали 16.

4.3 Расчет припусков

Р=0,13;

Т=240 мин.

В=10,29.

Найденные значения подставляем в формулу (6.5):

=м/мин.

n= 1000 /D (6.6)

n= 1000103,4 /40= 850 об/мин.

Внутришлифовальная операция 080: достигнутая шероховатость 1,25.

Переход 1: шлифование отверстия.

N= СN зч DqtxSy (6.7)

СN =0,3

зч =35м/мин

t=0,005

S=0,25*30=7,5

ч=0,35

х=0,4

у=0,4

N= 0,3 350,35 0,0050,47,50,4300,3=0,777 кВт

Переход 2: шлифование торца

N= СN зч txbz (6.7)

N= кВт.

CN=0,59,

b=50,

v3=10 м/мин,

r=0,7

x=0,5

t=0,005 мм,

z=1.

6.2 Расчет норм времени

Для расчета норм времени мы использовали учебное пособие «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» под редакцией А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред, стр. 101 - 103, 197 - 214.

Поскольку тип производства среднесерийное, то для токарной и зубофрезерной операции необходимо определить штучно-калькуляционное время по формуле:

Тш-к=Тп-з/n+То+(Ту.с.+Тз.о.+Туп+Тиз)к+Тоб.от (6.8), где

Тп-з - подготовительно-заключительное время;

N - программа выпуска деталей в год;

То - основное время;

(Ту.с +Тз.о) - время на установку и снятие детали, на ее закрепление и открепление;

Туп - время на приемы управления;

Тиз - время на измерение детали;

К - условия среднесерийного производства;

Тоб.от - время перерывов на отдых и личные надобности.

Для внутришлифовальной операции применяем следующую формулу:

Тш-к=Тп-з/n+То+(Ту.с.+Тз.о.+Туц+Тиз)к+Ттех+Торг.+Тот (6.9), где

Тп-з - подготовительно-заключительное время;

N - программа выпуска деталей в год;

То - основное время;

(Ту.с +Тз.о) - время на установку и снятие детали, на ее закрепление и открепление;

Туц - время на приемы управления;

Тиз - время на измерение детали;

К - условия среднесерийного производства;

Ттех. - время на техническое обслуживание;

Торг - время на организационное обслуживание;

Топ- оперативное время.

1. Токарная операция 020:

Для токарной операции принимаем следующие значения:

Тп-з=8мин;

N=1100дет/год;

То=0,9+4,7=5,6 мин;

(Ту.с +Тз.о)=0,085 мин;

Туп=0,05 мин;

Тиз=0,07мин;

К=1,85;

Тоб.от=6,5 мин.

Полученные значения подставляем в формулу (6.9):

Тш-к=8/1100+5,6+(0,085+0,05+0,07)1,85+6,5=8/1100+12,47=12,486мин.

2. Зубофрезерная операция 050:

Для зубофрезерной операции принимаем следующие значения:

Тп-з=24мин;

N=1100дет/год;

То=1,2 мин;

(Ту.с +Тз.о)=0,136 мин;

Туп=0,15 мин;

Тиз=0,88мин;

К=1,85;

Тоб.от=8 мин.

Полученные значения подставляем в формулу (6.9):

Тш-к=24/1100+1,2+(0,136+0,15+0,88)1,85+8=24/1100+11,3=11,32 мин.

3. Внутришлифовальная операция 100:

Для внутришлифовальной операции принимаем следующие значения:

Тп-з =7мин;

N =1100дет/год;

То =2,4мин;

(Ту.с +Тз.о) = 0,148мин;

Туц =0,26 мин;

Тиз =0,78 мин;

К =1,85;

Ттех. =0,133 мин ;

Торг =0,038 мин;

Тот=5 мин.

Полученные значения подставляем в формулу (6.9):

Тш-к=7/1100+2,4+(0,148+0,26+0,78)1,85+0,133+0,038+5 =

= 7/1100+9,8=9,806 мин.

Заключение

В ходе работы были выполнены все задачи курсового проекта.

Проанализировав исходные данные детали стало возможным определение:

-выбора типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали;

-выбора метода получения заготовки;

- технологического маршрута изготовления детали;

- технологического маршрута обработки поверхности;

- техн. схемы базирования;

- припусков расчетно-аналитическим методом;

- технологического маршрута изготовления детали;

-выбора средств технологического оснащения;

(технологическое оборудование, станочные приспособления, режущий инструмент, контрольные средства измерения, вспомогательный режущий инструмент)

- технологических операций (расчет режима резания, расчет нормы времени).

Литература

1. Справочник технолога машиностроителя/ Под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М .: Машиностроение,1985.- Т.1,2.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения:- 4-е изд., перераб. и доп.- Выш. школа, 1983, ил.

3. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник - М.: Машиностроение, Ленинград, 1983год.

4. Михайлов А.В. Методическое указание «Определение операционных размеров механической обработки в условиях серийного производства»

Тольятти, 1992год.

5. Методические указания Боровкова.

6. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. - М.: Машиностроение, 1984. - Т.1. 324 с.