Cтупенчатый вал

Содержание

Введение

1 Назначение и принцип действия изделия

2 Служебное назначение, технические характеристики

и технологичность детали

3 Анализ существующего технологического

процесса изготовления детали

4 Определение типа производства и размера партии деталей

5 Обоснование выбора метода и способа получения заготовки

6 Назначение методов обработки

7 Выбор технологических баз

8 Разработка маршрутного технологического процесса

8.1 Определение числа этапов обработки по каждой поверхности

заготовки

8.2 Последовательность обработки поверхностей заготовки

8.3 Формирование принципиальной схемы технологического

маршрута

8.4 Построение эскизного технологического маршрута

9 Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и

измерительного инструмента

10 Расчет операционных размеров

10.1 Расчет длинновых размеров

10.2 Расчет диаметральных размеров

10.3 Корректировка размеров заготовки

11 Расчет режимов резания

12 Нормирование операций

13 Разработка карты наладки или расчетно-технологической карты

(РТК) на одну из операций

14 Проектирование специального приспособления

14.1 Исходные данные для проектирования

14.2 Принципиальная схема приспособления

14.3 Расчет силы закрепления с определением характеристик

силового привода

14.4 Расчет приспособления на точность

14.5 Описание работы спроектированного приспособления

15 Проектирование специального контрольного приспособления

15.1 Исходные данные для проектирования

15.2 Схема контроля и принципиальная схема приспособления

15.3 Расчет приспособления на точность

15.4 Описание работы спроектированного приспособления

Выводы по проекту

Список использованных источников

Приложение

Введение

Целью курсового проекта является приобретение навыков по разработке маршрутного технологического процесса изготовления заданной детали – вал, операционного технологического процесса на выполнение отдельных операций, проектированию станочного и контрольного приспособлений.

В данном курсовом проекте осуществлена разработка технологии обработки детали типа вал на основе базовой технологии с учетом достижений современного машиностроительного производства. Особенность проекта - это применение станков с ЧПУ, а также полуавтоматов.

1. Назначение и принцип действия изделия

Редуктора применяются в связи с необходимостью понижения частоты вращения вала исполнительного органа до требуемой частоты, а также для увеличения крутящего момента на выходном валу. Основными характеристиками редукторов является крутящий момент на выходе и передаточное число.

В корпусе редуктора размещают конические, косозубые, шевронные и прямозубые передачи внешнего зацепления, неподвижно закреплённые на валах. Валы опираются на подшипники, размещённые в корпусе.

2. Служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали

Валы предназначены для передачи крутящих моментов и, в большинстве случаев, для поддержания вращающихся вместе с ними относительно подшипников различных деталей машин. Валы, несущие на себе детали, через которые передается крутящий момент, воспринимают от этих деталей нагрузки и, следовательно, работают одновременно на изгиб и кручение. По назначению различают валы передач, на которых устанавливают зубчатые колеса, звездочки, муфты и прочие детали передач, и коренные валы, на которых устанавливают не только детали передач, но и другие детали, например маховики, кривошипы и т. д.

Деталь – вал изготовлена из конструкционной углеродистой стали марки 45 с последующим упрочнением поверхностного слоя, применив закалку ТВЧ на глубину порядка 2…3 мм.

В результате качественной оценки детали на технологичность, можно сделать следующие выводы:

1. Материал детали – сталь 45 ГОСТ 105088 полностью соответствует условиям эксплуатации и требованиям по прочности, износостойкости и поверхностным деформациям.

2. Конструкция детали обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке на металлорежущем оборудовании.

3. Формы поверхностей, подлежащих обработке, не представляют сложности (в основном – поверхности вращения); имеется возможность максимально-го использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.

4. Масса детали составляет 20,31 кг.

5. С точки зрения обеспечения заданной точности и шероховатости поверхностей деталь не представляет сложностей, соответственно она может быть признана технологичной.

3. Анализ существующего технологического процесса изготовления детали

Существующий технологический процесс состоит из чернового, чистового и окончательного этапов.

Заготовку для данной детали по существующему технологическому процессу получают методом отрезки на ленточнопильном станке из проката, поэтому она имеет очень большие припуска на обработку. Вес заготовки составляет 30,22 кг.

Маршрут обработки:

1) Операция 005 – заготовительная.

2) Операция 010 - Фрезерно–центровальная.

3) Операция 015 – Токарная (черновое точение). На данной операции про-изводим обработку наружных цилиндрических поверхностей детали (поверхности 3, 4, 5, 6), осуществляем подготовку баз для последующей обработки. Обработка ведется на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3 со снятием больших припусков (значительные силы резания, низкая точность обработки).

4) Операция 020 – Токарная (черновое точение). На данной операции про-изводим обработку наружных цилиндрических поверхностей детали (поверхности 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13). Обработка ведется на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3 со снятием больших припусков (значительные силы резания, низкая точность об-работки).

5) Операция 025 – Токарная (чистовое точение). Производим чистовую об-работку цилиндрических поверхностей детали (поверхности 3,4, 5, 6). Данная операция является наиболее трудоемкой в технологическом процессе изготовления детали. Обработка на токарном станке с ЧПУ (силы резания незначительные, обработка точная, ряд поверхностей обрабатывается окончательно, ряд подлежит последующей финишной обработке).

6) Операция 030 – Токарная (чистовое точение). Производим чистовую об-работку наружных цилиндрических поверхностей (поверхности 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13). Обработка ведется на токарном станке с ЧПУ (силы резания незначительные, обработка точная). Все поверхности обрабатываются окончательно.

7) Операция 035 – Фрезерная. На данной операции производится фрезерование двух шпоночных пазов (поверхность 16, 17) по окончательно обработан-ной поверхности. Плоскости обрабатываются окончательно. Обработка на вертикальнофрезерном станке с ЧПУ 6Р13Ф3.

8) Операция 040 – Слесарная. Производится удаление с помощью ручного абразивного инструмента заусениц и острых кромок после фрезерной операции 035.

9) Операция 045 – Контрольная.

10) Операция 050 - Термическая закалка нагревом ТВЧ. Закалку производим в индукционной печи.

11) Операция 055 – Контрольная.

12) Операция 060 – Шлифовальная. На данной операции осуществляется финишная обработка цилиндрических поверхностей, к которым предъявляются высокие требования по точности обработки, геометрии и шероховатости поверхности исходя из служебного назначения детали (данные поверхности являются конструкторскими базами и определяют положение исполнительных элементов конструкции узла).

13) Операция 065 – Промывочная. Производится промывка деталей после шлифовки (для удаления остатков стружки и абразивной пыли, связанных остатками эмульсии используемой при шлифовке детали).

14) Операция 070 – Контрольная. Осуществляется на контрольном участке. Данная операция является завершающей в технологическом процессе.

Технологический процесс построен по классической дифференциальной схеме многоэтапной обработки с использованием морально и физически устаревшего оборудования и значительным объемом ручного труда.

8. Разработка маршрутного технологического процесса

8.1 Определение числа этапов обработки по каждой поверхности заготовки

Разбиение обработки на этапы необходимо для достижения заданных параметров точности и качества поверхности наиболее быстро и экономично. На каждом этапе обработки удаляются микронеровности и дефектный слой предыдущего этапа, и появляются микронеровности и дефектный слой реализуемого этапа.

На черновом этапе снимается основная часть припуска (6070% всего припуска) и обработка ведется на «грубых» режимах (небольшие скорости резанья и большие подачи). На чистовом этапе снимается 1015% припуска, и обработка ведется с большими скоростями и меньшими подачами, чем на чистовой обработке. На окончательном этапе снимается 5% припуска, и обработка ведется с еще большими скоростями и меньшими подачами.

9. Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов

При выборе оборудования руководствуемся типом производства. В условиях серийного производства рекомендуется использовать универсальные, специальные станки и полуавтоматы, станки с числовым программным управлением. Предпочтение отдаем станкам с ЧПУ, поскольку их использование позволяет существенно снизить вспомогательное время.

Для установки и закрепления детали используем преимущественно универсальные приспособления, поскольку обрабатываемая деталь является телом вращения.

Анализ поверхностей детали показал, что деталь может быть обработана универсальным режущим инструментом (резцы, фрезы, шлифовальные круги). Серийное производство допускает в техпроцессе использование нескольких не-стандартных режущих инструментов.

При выборе измерительных средств к ним предъявляются основные требо-вания:

- соответствие точностным показателям проверяемого элемента;

- максимальная простота конструкции и минимальная стоимость;

- быстродействие.

В основном будем использовать стандартные измерительные средства, преимущественно не дорогие. Для контроля некоторых поверхностей используем специальные измерительные инструменты и приспособления.

Выводы по проекту

Заданием на курсовой проект являлось проектирование технологического процесса изготовления вала. В ходе выполнения проекта раскрыты назначение и принцип действия изделия, в состав которого входит деталь. Приведены служебное назначение и технические характеристики детали. На основании технических характеристик детали сделаны выводы о возможности ее получения имеющимися методами обработки с использованием стандартного инструмента и оборудования.

Тип производства, определенный в разделе 3, и рассчитанный размер партии обрабатываемых деталей повлиял на выбор оборудования. Предпочтение от-дано оборудованию с числовым программным управлением.

Обоснован выбор метода и способа получения заготовки. Произведен предварительный расчет заготовки. В ходе расчета были определены ее размеры, вес описывающей деталь фигуры, который влияет на норму расхода.

В результате анализа поверхностей детали (КП 151001.ВТУ09.08 01) по чертежу были назначены методы ее обработки, выбраны технологические базы, предполагаемые схемы базирования, определено число этапов обработки поверхностей детали и их последовательность. После этого был разработан предварительный технологический маршрут изготовления детали.

За расчетом операционных длинновых и диаметральных размеров последовала корректировка чертежа заготовки (КП 151001.ВТУ09.08 02) и маршрутного технологического процесса (КП 151001.ВТУ09.08.03 ПЛ).

Произведены расчеты режимов резания и норм времени обработки на сверлильной операции. Расчет нормативов времени на выполнении операции даёт возможность судить о том, сколько единиц оборудования необходимо для пол-ной его загрузки.

Разработана расчетно-технологическая карта на одну из токарных операций (КП 151001.ВТУ09.08. 04 ПЛ).

Спроектированы специальные приспособления (КП 151001.ВТУ09.08.01 СБ) и (КП 151001.ВТУ09.08.02 СБ). Станочное приспособление рассчитано на силу закрепления, а контрольное – на точность. Приведены описания работы спроектированных приспособлений.

Графическая часть состоит из шести вышеперечисленных листов.

Разработанный маршрутный технологический процесс оформлен на картах технологического процесса (Книга 2).

В приложениях к настоящей книге содержатся спецификации входящих в специальные приспособления узлов и деталей.