Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса

курсовая работа по ТКМ.doc

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра инжиниринга технологического оборудования.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по Теории Конструкционных Материалов
На тему: Разработка технологического процесса
Руководитель работы: Седых Л.В.
Выбор типа производства . 2
Формулировка служебного назначения детали .. .3
Характеристики детали . 4
Разработка технических требований к детали и методы
Выбор заготовки и обоснование способа ее получения с расчетом
Разработка маршрута технологического процесса
Выбор технологического оборудования и
инструмента для обработки детали .. .15
Список литературы .19
Целью данной курсовой работы является разработка технологического
процесса изготовления детали заданного качества вытекающего из служебного
назначения изделия типом производства и оптимальной производительности
труда в нашем случае зубчатого колеса цилиндрического горизонтального
двухступенчатого с раздвоенной быстроходной ступенью редуктора.
Выбор типа производства:
Тип производства в соответствии с ГОСТом 3.1108-74 характеризуется
коэффициентом закрепления операций кз.о. который в производственных
условиях определяется как отношение числа всех технологических операций
выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих
мест на предприятии в одной смене.
Зная месячную программу выпуска рассчитываем коэффициент
закрепления операций кз.о..
кз.о.10массовое и крупносерийное производства;
кз.о20среднесерийное производство;
кз.о40мелкосерийное производство.
На данном этапе у нас не хватает данных для точного расчета коэффициента
закрепления поэтому определяем его величину условно исходя из заданной
годовой программы выпуска:
Ф=402 часа месячный фонд работы оборудования в две смены;
Тшт.ср.= 5 мин среднее время выполнения основных операций на типовую
N месячная программа выпуска типовых деталей N=1200 шт.
кз.о=[pic][pic][pic]
так как 14.0210 то тип производства массовый.
Определяем количество деталей в партии:
а периодичность запуска изделий рекомендуется выбирать 1; 2 ; 5; 11; 22
F=250количество рабочих дней в году.
Руководствуясь рекомендациями по выбору типа и организационной формы
производства выбираем массовое поточное производство.
Формулировка служебного назначения детали:
Зубчатое колесо — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с
зубьями на цилиндрической поверхности входящими в зацепление с зубьями
другого зубчатого колеса. Профиль зубьев колес как правило имеет
эвольвентную боковую форму.
Колеса служат для передачи вращательного движения от одного вала к
другому непосредственным зацеплением зубцов. Различают цилиндрические
конические с наклонными или косыми зубцами и пр.
Таблица №1 Основные геометрические параметры детали.
№ Параметр Обозначение Значения параметров
Передаточное число U 4
Межосевое расстояние [pic]мм 160
Модуль зацепления mмм 2
Шаг окружной [pic]мм 628
Толщина зуба Sмм 324
Диаметр делительной dмм 256
Диаметр окружности вершин [pic]мм 260
Диаметр окружности впадин [pic]мм 251
Ширина колеса bмм 71
Степень точности - B-9
Колесо изготавливаем из стали марки 40Х ГОСТ1054-94.
Характеристики детали.
Механические характеристики стали:
модуль упругости Е ГПа
твердость по Бринеллю НВ МПа
предел текучести (т МПа
предел выносливости -1 МПа
термообработка - улучшение
Технологические характеристики стали:
Химический состав (%)
Кремний (Si) 017-037
Начала 1250 конец 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
трудносвариваемая. Способы сварки: РДС ЭШС. Необходимы подогрев и
последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 163-168 B = 610 МПа K тв.спл. = 0.20
Склонность к отпускной способности: склонна
Флокеночувствительность: чувствительна
Критическая точка °С
Базой называется поверхность или выполняющие ту же функцию сочетание
поверхностей ось точка принадлежащие данной заготовке или изделию или
используемые для базирования.
При выборе баз необходимо учитывать два принципа базирования:
) принцип единства баз который заключается в том что в качестве
технологических баз применяют поверхности которые являются также
конструкторскими и измерительными базами;
) принцип постоянства баз для обработки заготовки или детали
используются одни и те же технологические базы смена баз может
привести к погрешностям обработки.
Основная конструкторская база (А) – используется для определения
положения детали или сборочного узла в изделии.
Вспомогательная конструкторская база - В.
Разработка технических требований к детали и методы их обеспечения:
Разрабатывая технические условия необходимо учитывать материал детали
термообработку размеры посадки назначение.
№ Поверхность Виды Обозначение Обоснование Методы
тех.требова- тех.требованийобеспечения
Отв. Осн.констр. [pic] Отв. Растачивание
H7 база Определяющие координатное-р
Шерохова-тос обеспечения
Допуск [pic] Задают чтобы
расположения ограничить
Допуск H7 Посадка с
Шпоночный Допуск Р9 черновое +
паз размера Предпочтительнполучистовое
h[pic]b=14[p ая посадка с точение +
ic]9 натягом для чистовое
удобства шлифование
Шерохова-тос[pic] Задают для
Параллельнос[pic] Задают чтобы
Симметричнос[pic] Задают чтобы
Поверхность Шерохова-тос[pic] Задают для черновое +
ступицы. ть обеспечения получистовое
d=85 l=75 качества фрезерование
Перпендикуля Задают чтобы
Профиль Шероховатост[pic] Задают для черновое +
зубьев ь увеличения получистовое
шестерни контактной зубофрезерован
жесткости ие + чистовое
поверхности шлифование
Шероховатост[pic] Задают для
Параллельнос[pic] Задают для
Выбор заготовки и обоснование способа ее получения с расчетом припусков:
Прокатка Горячая объемная штамповка
Сталь 40 Х Размеры заготовки:
Размеры заготовки: Припуски выбираем для каждого участка колеса
Выбираем горячекатаного в соответствии с этапами обработки(мм):
проката в соответствии с
макс. диаметром детали 50+18+03+015+003=5228
Диаметр d=263 мм длина L=78260+32+035+02=26375
мм 75+23+03+016+13=7906
Степень сложности поковки С2
Точность изготовления II класс
При нагреве заготовка увеличивается на 05 мм
Расчет массы заготовки
Определяем массу заготовки для каждого варианта:
где γплотность материала для стали γ=78 гсм3;
где d диаметр заготовки мм; L длина заготовки мм;
[pic] см3 [pic] см3
Определение коэффициента использования материала
Расчет себестоимости
где С стоимость 1 кг металла с=300 руб.
Где кt=102 kc=11 Где кt=102 kc=107 km=102
km=102 kn=05;-коэффициенты[pic]
kn=05;-коэффициенты
В связи с проведенными расчетами приходим к выводу что для изготовления
данного вала выгоднее использовать заготовку полученную штамповкой.
Разработка маршрута технологического процесса обработки детали:
N операции МРС Осна-стСхема Пов-ть
1 Токарная 16К20 Патрон.[pic] 1 2
установа) проходн 5
5 Токарно-чи16К20 Отрез-н[pic] 1 2
0 Расточная ГоризонтаЗенкер [pic] 1 3
5 Строгальна5А250 Оправка[pic] 1 3
0 Зубофрезер5А342 Червячн[pic] 1 3
5 Шлифовальн3У142ВР Шлифова[pic] 1 2
0 КоординатнГоризонтаЗенкер [pic] 1 3
расточная расточной
5 Зубошлифов5Д833 Шли-фов[pic] 1 2
0 Слесарная Печь ТВЧ Индукто
Выбор технологического оборудования и инструмента для обработки детали:
) Для токарной обработки выбираем токарно-винторезный станок 16К20
(операции 001 и 005).
Токарно-винторезный станок 16к20 служит для производства различных токарных
работ нарезания разнообразных резьб на заготовках устанавливаемых в
центрах или патроне а так же для обтачивания и растачивания конических и
цилиндрических поверхностей.
Техническая характеристика.
предельный обрабатываемый диаметр заготовки 400 мм
предельная обрабатываемая длина заготовки 2000 мм
частота вращения сверлильного шпинделя 25[pic]2500 обмин
мощность электродвигателя 12 кВт
Зажим заготовки осуществляется в центрах в центрах и патроне.
Применяется инструмент: резцы.
Элементы токарного резца
Проходной упорный резец применяется для наружного обтачивания с подрезкой
уступа под углом 90° к оси .
Отрезной резец предназначен для отрезания частей заготовок и протачивания
) Операции 010 и 030 выполняем на горизонтально-расточном станке ТХ611В.
Размер рабочего стола 1320х1010 мм
Диаметр шпинделя 110 мм
Максимальный диаметр растачивания 240 мм
Максимальный диаметр рассверливания 50 мм
Диапазон скоростей шпинделя 12-950 обмин
Диапазон скоростей подрезной головки 4-160 обмин
Мощность основного двигателя 658 кВт
Общие габариты (Дл х Ш х В) 4970х2100х2760 мм
Используемый инструмент:зенкер
Зенкер режущий инструмент для обработки отверстий. Зенкеры по
конструктивным особенностям и способу закрепления делятся на хвостовые и
насадные цельные и сборные; они предназначены для окончательной обработки
отверстий или предварительной обработки отверстий под последующее
развертывание. Зенкеры с наружным диаметром до 32 мм изготовляются цельными
и внешне напоминают спиральные сверла но в отличие от последних имеют три
винтовые канавки и следовательно три режущие кромки что увеличивает их
) Операцию 020 выполняется на зубофрезерном станке 5А342.
Станки 5а342 предназначены для фрезерования зубьев цилиндрических
зубчатых колес методом обкатки червячной фрезой и методом единичного
деления дисковой или пальцевой фрезами.
Технические характеристики.
Наибольший диаметр обрабатываемых цилиндрических зубчатых колес 2000
Пределы чисел нарезаемых зубьев 10 1800
Пределы частоты вращения шпинделя 8 125 обмин
Мощность электродвигателя 20 кВт
) Операцию 015 выполняем на зубострогальном станке мод 5А250.
Зубострогальные станки
Зубострогальный станок мод. 5А250 работает по методу обката и
предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых и конических
колес в условиях серийного и массового производства. Применяя специальную
наладную головку можно нарезать и винтовые зубья.
) Операция 025 выполняется на круглошлифовальном станке
полуавтомате высокой точности 3У142ВР.
Техническая характеристика
габариты станка длиннаширинавысота (мм) – 3400x2260x1680
-величина ручной толчковой подачи ммd – 0001
-скорость стола ммин – 003 50
-окружная скорость шлифовального круга максимальная мсек - 50
Применяется инструмент: шлифовальный круг.
Зажим заготовки осуществляется в центрах.
) Операция 035 выполняется на зубошлифовальном станке 5Д833
Зубошлифовальный станок предназначен для шлифования цилиндрических
прямозубых и косозубых колес в серийном и крупносерийном производстве. По
сравнению с другими способами шлифования (профильным кругом с единичным
делением дисковыми и тарельчатыми кругами методом обкатки с единичным
делением и т.д.) метод непрерывной обкатки позволяет в 4-5 раз повысить
производительность труда. На станке производится правка одно- и
двухзаходных червячных кругов одно - и многониточными накатниками и
Диаметр установленной заготовки 40 320
Число зубьев обрабатываемого изделия 12 200
Скорость шлифовального круга 1100 1650 обмин
Технические характеристики:
Наибольший диаметр нарезаемых зубчатых колес 500 мм
Число зубьев нарезаемых колес 10 130
Числа двойных ходов ползунов-резцов 73 470
Продолжительность нарезания одного зуба 8 123 с
) Выбор измерительного инструмента:
Измерительный инструмент – это техническое устройство используемое
при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. При выборе
измерительного инструмента учитываются формы контроля (сплошной или
выборочный масштаб производства конструктивные характеристики детали
точность ее изготовления). В качестве основного измерительного инструмента
выбираем штангенциркуль.
Штангенциркуль Ш Ц 1 по ГОСТ 166-80 с ценой делений 01 мм.
Иванов М.Н. Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование: М.
Чернавский С.А. «Проектирование механических передач» Учебно-
справочное пособие для втузов М. Машиностроение 1984г.
Якушев А.И. Воронцов Л.Н. Федотов Н.М. Взаимозаменяемость
стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение 1987.
Веремеевич А.Н. Морозова И.Г. Герасимова А.А. Детали машин и
основы конструирования: разработка рабочих чертежей. Учебно-методическое
пособие №664. М. Учеба 2004
Попов В.Д. Ирошников С.А. «Основы конструирования и деталей
машин» Атлас конструкций М. МИСиС 2000г.

дз 2 Чертеж А4.cdw

1. ТО нормализация. НВ = 220
Острые кромки притупить
Радиусы скругления R 6мм
Штамповочные уклоны 7
Неуказанные предельные отклонеиня
размеров: отверстий
Делительный диаметр мм
Сталь 40Х ГОСТ 1054-94