Вал быстроходный

курсовая.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине:
«Технология машиностроения»
на тему «Разработка технологии механической
обработки вала быстроходного»
Служебное назначение детали и анализ его технических требований 5
Определение типа производства детали ..6
Выбор вида и метода изготовления исходной заготовки 8
План обработки поверхностей детали ..9
Расчёт припусков на обработку и предельных размеров заготовки .. .11
Составление технологического маршрута обработки детали ..13
Выбор оборудования режущего и измерительного инструмента 16
Разработка технологических операций 18
1 Расчёт погрешностибазирования . 18
2 Расчёт и назначениережимоврезания 20
3 Расчёт основного машинного времени 25
К технологии машиностроения относятся все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.
В машиностроении заданные формы детали с требуемой точностью их параметров и необходимым качеством поверхностного слоя достигаются в основном путём механической обработки. В процессе механической обработки возникает наибольшее число проблем связанных с выполнением требований к качеству машин заданных конструктором. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой включающей в себя металлорежущий станок станочную технологическую оснастку режущий инструмент и заготовку.
Разработка технологического процесса изготовления любой детали начинается с изучения её служебного назначения и анализа норм точности и других технических требований. Далее разрабатывается технологический процесс.
СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ И АНАЛИЗ ЕГО ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
Вал-червяк применяется в подъёмно-транспортных машинах при передачи движения между перекрещивающимися взаимно перпендикулярными валами. Работоспособность детали обеспечивается правильным выбором материала заготовки и изменения состояния структуры путём термических и химико-термических обработок которые придадут материалу особенные и необходимые свойства.
В данной детали рекомендуется применять конструкционную углеродистую Сталь 40 улучшаемой с помощью закалки и высокого отпуска которая применяется для нагруженных деталей в которых необходимо иметь высокую твёрдость поверхностного слоя и достаточно прочную сердцевину.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛИ
Для определения типа производства детали нужно определить его массу.
Объём детали определим по рисунку 1.
Рисунок 1 – Вал быстроходный
Определим объём детали по формуле
где объём i-ой части вала
Определим массу детали кг по формуле
где плотность стали по [1]
По заданию годовая программа выпуска
По данным таблицы 1 определяем тип производства.
Таблица 1 – Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали
По данным таблицы 1 тип производства – мелкосерийное.
ВЫБОР ВИДА И МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ
Т.к. производство детали мелкосерийное то целесообразно выбрать метод получения детали штамповкой на молотах и прессах [1].
Определим объём заготовки по рисунку 2.
Рисунок 2 – Схема заготовки
Определим объём заготовки по формуле (1)
Определим массу заготовки кг по формуле (2)
Определим коэффициент использования материала по формуле
Значение коэффициента показывает что материал расходуется рационально.
ПЛАН ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ
Исполнительные поверхности – это поверхности которыми деталь выполняет свое служебное назначение.
Основные поверхности – это поверхности которые определяют положение детали в машине.
Вспомогательные поверхности – это поверхности которые определяют положение детали присоединенной к данной.
Свободные поверхности – это поверхности завершающие конструктивные формы детали упрощающие изготовление и сборку.
Схема обозначения поверхностей представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема обозначения поверхностей
2223 – исполнительные поверхности;
1517 – основные поверхности;
20222324 – вспомогательные поверхности;
3578910121314161819212526 – свободные поверхности.
План обработки поверхностей деталей приведён в таблице 2.
Таблица 2 – План обработки поверхностей детали
Обозначение поверхности
Шероховатость Ra мкм
Торцы вала 1 26 L = 329-14
Фрезерование однократное
Наружные поверхн. 41720 45k6() L=26-052
Получистовое точение
Наружные поверхн. 714
Шлифование(однократное)
Шпоночный паз 222324
b = 12P9() L = 36+062
Фрезерование однократное
РАСЧЁТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ И ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ
Для каждой операции назначаем межоперационный припуск – избыточный слой металла оставляемый при выполнении предшествующей операции и снимаемый на данной операции.
Величина межоперационного припуска зависит от:
– конечного геометрического размера и точности обрабатываемой в данной операции поверхности детали .
Схема расчета припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Схема расчёта припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности
Межоперационные размеры припуски допуски для других поверхностей сведем в таблицу 3.
Таблица 3 – Припуски допуски межоперационные размеры детали
Наименование поверхности
Межоперационный размер
Наружная поверхность
Точение получистовое
СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ
Таблица 4 – Маршрут обработки вала
Наименование операции и ее содержание
Термическая обработка
Фрезерно – центровальная
Фрезерно – центровальный
Точить начерно с до на
Токарно – винторезный
Продолжение таблицы 4
Точить начерно с до на L = 95 мм
Нарезание зубьев червяка
Фрезерование шпоночной канавки B = 12 мм
Вертикально- фрезерный
Кругло - шлифовальный
Червячно – шлифовальная
Червячно –шлифовальный
ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО И ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
Основные характеристики используемого оборудования приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Сводная ведомость по оборудованию
Пределы частоты вращения шпинделя мин-1
обрабатываемого изделия мм
Вертикально-фрезерный
Червячно – шлифовальный
Основные характеристики используемого режущего инструмента приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Сводная ведомость по режущему инструменту
Наименование режущего инструмента
Марка материала режущей части
Сверло центровочное комбинированное
Дисковая модульная фреза
Продолжение таблицы 6
Основные характеристики используемого измерительного инструмента приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Сводная ведомость измерительного инструмента
Наименование инструмента
Штангенциркуль ЩЦ–III–350–01 ГОСТ 160-80
Штангенциркуль ЩЦ–I–250–005 ГОСТ 160-80
Штангенциркуль ЩЦ–I–125–005 по ГОСТ 160-80
Зубомер ГОСТ 4446-81
Калибр 45 k6 ГОСТ 18363–73
Калибр 38 n6 ГОСТ 18363–73
Микрометр первого класса точности ГОСТ 6507-78
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
1 Расчёт погрешности базирования
Расчет погрешности базирования для операции 015 фрезерно-центровальной.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схема базирования операции 015
Для данной схемы базирования в самоцентрирующихся призмах погрешность для выполнения центровых отверстий рано нулю.
Расчет погрешности базирования для операции 025 токарной.
Все линейные размеры в данной операции и погрешности для каждого размера укажем на схеме.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема базирования операции 025
Расчет погрешности базирования для операции 030 зубофрезерная.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема базирования операции 030
Данная операция выполняется с установкой в центрах и погрешностей для исполнения любого размера не будет.
Расчет погрешности базирования для операции 035 фрезерная.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Схема базирования операции 035
Определим погрешность базирования по формуле
где поле допуска диаметра шпонки
Условие выполняется.
Расчет погрешности базирования для операции 040 шлифовальная.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 – Схема базирования операции 040
Расчет погрешности базирования для операции 045 червячно- шлифовальная.
Схема определения погрешности базирования представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 – Схема базирования операции 045
2 Расчёт и назначение режимов резания
Расчёт и назначение режимов резания для чернового точения с до произведём аналитическим методом.
Подачу выбираем по диаметру обрабатываемой детали и глубине резания.
Диаметр заготовки глубина резания (в четыре прохода) стойкость инструмента . подачу принимаем
Определяем скорость резания по формуле [3]
где коэффициент зависящий от материала инструмента и заготовки по [3] ;
стойкость режущего инструмента мин;
поправочный коэффициент учитывающий условия работы;
Определяем поправочный коэффициент учитывающий условия работы по формуле [3]
где коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала по [3] ;
коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки по [3] ;
коэффициент учитывающий качество материала инструмента по [3]
Определяем скорость резания по формуле (4)
Определяем частоту вращения шпинделя станка по формуле [3]
где диаметр обрабатываемой заготовки мм
По паспорту станка 16К20Ф3 примем
С учётом полученных данных определяем действительную скорость резания по формуле
Определяем силу резания по формуле [3]
где постоянный коэффициент по [3] ;
показатели степени по [3] ;
поправочный коэффициент по [3]
Определяем мощность резания по формуле [3]
Мощность процесса резания не должна превышать мощности станка.
Определяем мощность двигателя по формуле [3]
где кпд двигателя по [3] ;
мощность электродвигателя станка по [3]
Остальные расчёты режимов резания проведём табличным методом и представим в таблице 8.
Таблица 8 – Сводная ведомость режимов резания
Наименование операции и перехода
Фрезерно-центровальная
Получистовое точение с до
Точить канавку В = 3 мм
Продолжение таблицы 8
Фрезерование шпоночной канавки
Шлифовать с до Шлифовать с до
Червячно-шлифовальная
Шлифовать витки до Ra 16
3 Расчёт основного машинного времени
Расчитаем норму времени на операцию 015 токарную с ЧПУ
Определяем основное (технологическое) время по формуле [4]
где длина обрабатываемой поверхности ;
величина врезания и перебега резца по [4] принимаем ;
дополнительная длина на взятие пробной стружки по [4] принимаем ;
число оборотов шпинделя ;
подача на один оборот шпинделя ;
число проходов инструмента
Определяем вспомогательное время на операцию по формуле [4]
где время на установку и снятие заготовки по [5] принимаем ;
время связанное с переходом по [5] принимаем ;
время на измерение по [5] принимаем
Определяем оперативное время по формуле
где Ктв – поправочный коэффициент на вспомогательное время зависящий от серийности работ типа оборудования и трудоёмкости. Ктв = 1 [1].
Рассчитаем норму времени на операцию 020 токарную с ЧПУ
Время автоматической работы Та мин определим по формуле
Значения toai и tвaj определяются по чертежу наладки в соответствии с траекторией движения инструмента во время его работы. Определим Та мин по чертежу в соответствии с рисунком 11.
Рисунок 11 – Траектория движения инструмента на операции 015
В соответствии с чертежом Та = 133 мин.
Нормы времени по операциям сведём в таблицу 9
Таблица 9 – Нормирование времени на механическую обработку
Токарная черновая с ЧПУ
Токарная чистовая с ЧПУ
* – Та – время автоматической работы по программе на станке с ЧПУ
Э.Л.Жуков С.Л.Мурашкин. Технология машиностроения: В 2кн. Кн.1. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособ. для вузов. – М.: Высш. шк. 2003. – 278с.
В.М.Кован. Расчёт припусков на обработку в машиностроении: Справочное пособие. – М.: Машиностроение 1953. – 210 с.
Справочник технолога-машиностроителя Косилова А. Г. Т.2 – М.: Машиностроение 1985. – 496 с.
“Общемашиностроительные нормы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительного для технического нормирования станочных работ”. ЦБПНТ при НИИ труда. М.:Машиностроение. 1974 .
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках с ЧПУ – ЦБПНТ при НИИ труда. М.:Машиностроение. 1980 .

задание 1.doc

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Анализ исходных данных для разработки технологического процесса ( описание служебного назначения детали и технических требований предъявляемых к ней).
Определение типа производства данной детали.
Выбор вида и метода изготовления исходной заготовки.
План обработки поверхностей детали.
Расчет припусков на обработку и предельных размеров заготовки по технологическим переходам (табличным методом).
Разработка рабочего чертежа исходной заготовки и расчет коэффициента использования материала.
Составление технологического маршрута обработки детали.
Разработка технологических операций.
1. Расчет погрешности базирования.
2. Выбор средств технологического оснащения (оборудования приспособлений режущего и измерительного инструментов).
3. Определение потребности средств технологического оснащения (сводные ведомости оборудования и оснастки).
4. Расчет и назначение режимов резания и основного машинного времени (примеры табличного методов определения режимов резания сводная ведомость назначенных режимов резания и машинного времени).
СОДЕРЖАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
Чертеж детали 0.25 0.5 листа
Чертеж заготовки 0.25 0.5 листа
Эскизы наладок (4 6 наладки) 1 2 листа

задание 2.doc

для курсовой работы по технологии машиностроения
Разработать технологию механической обработки детали:
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА
Описать служебное назначение детали с анализом её технических требований.
Определить тип производства.
Разработать и обосновать вид и метод изготовления заготовки.
Составить план обработки поверхностей детали.
Назначить припуски на обработку и предельные размеры заготовки по технологическим переходам (табличным методом).
Разработать чертеж исходной заготовки и определить коэффициент использования материала.
Разработать маршрутную технологию обработки детали.
Разработать технологические операции
1. Рассчитать погрешность базирования для каждой операции.
2. для каждой операции технологического процесса назначить приспособление и предварительно выбрать соответствующее оборудование.
3. для каждого перехода технологического процесса выбрать режущий и измерительный инструменты и привести их основные характеристики (для режущего инструмента: вид инструмента материал режущей части углы заточки основные размеры; для измерительного инструмента: название инструмента номинальный размер класс точности и т.д.). Составить ведомость оснастки.
4. Для всех переходов технологического процесса выполнить расчет режимов резания табличным методом. Составить сводную ведомость корректировки режимов резания.
5. С учетом мощности затрачиваемой на резание окончательно выбрать технологическое оборудование. Составить сводную ведомость оборудования.
6. для всех переходов технологического процесса выполнить расчет основного машинного времени. Составить сводную нормировочную ведомость.
Оформить технологическую документацию (схемы операционных эскизов).

Чертеж штамповки.dwg

быстроходный вал.dwg

* Размер обеспечивается инструментом.
Делительный угол подъёма
Направление линии витка
Делительный диаметр
Сталь 40 ГОСТ 1050-88

обработка поверхностей.dwg

маршрутная технология.dwg

чертёж вала.dwg

Делительный угол подъёма
Направление линии витка
Делительный диаметр
* Размеры обеспеч. инстр.
Сталь 40 ГОСТ 1050-88

Чертеж наладок.dwg

Наименование и модель
Операцыя 040. Шлифовальная
* Размер для справок
Инструмент: фреза дисковая модульная Р6М5 ГОСТ 10996-78
Иструмент: круг шлифовальный ПП
-100х50х25 ГОСТ 17123-79
Наименование и модель станка
Вертикально фрезерный 6Т104
Операция 020.Токарная
Операция 030. Зубофрезерная
Инструмент: Фреза-шпоночная ГОСТ 9140-78
Инструмент: Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73
Операция 035.Фрезерная

план обработки поверхностей.dwg

объём детали.dwg