Курсовая по технологии

Содержание

Введение

Общая часть

Материал детали и его свойства

1. Технологическая часть

1.1. Выбор вида и метода получения заготовки

1.2. Определение размеров, допускаемых отклонений и припусков на механическую обработку поверхностей заготовки

1.3. Определение массы заготовки

1.4. Расчёт коэффициента использования материала

1.5. Тип производства и его технико–экономическая характеристика

1.6. Расчёт припусков аналитическим методом

1.7. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали

1.8. Выбор и описание технологического оборудования

1.9. Выбор и описание станочных приспособлений

1.10. Выбор и описание режущего инструмента

1.11. Выбор и описание измерительного инструмента

1.12. Расчёт режимов резания по операциям

1.13. Расчёт технической нормы времени по операциям

ЛИТЕРАТУРА

Введение

Жизнь современного человека немыслима без машин, оказывающих ему помощь в труде, в перемещениях на близкие и дальние расстояния, способствующих удовлетворению его материальных и духовных потребностей. В жизни человека машина служит средством, с помощью которого выполняется тот или иной технологический процесс, дающий ему необходимые материальные или культурные блага. Таким образом, любая машина создается для осуществления определенного технологического процесса, в результате выполнения которого получается полезная для человека продукция.

Человеческое общество постоянно испытывает потребности в новых видах продукции, либо в сокращении затрат труда при производстве освоенной продукции. В обоих случаях эти потребности могут быть удовлетворены только с помощью новых технологических процессов и новых машин, необходимых для их выполнения. Следовательно, стимулом к созданию новой машины всегда является новый технологический процесс, возможность осуществления которого, зависит от уровня научного и технического развития человеческого общества.

Ресурсы труда в жизни человеческого общества представляют собой наивысшую ценность. Поэтому человек всегда стремился к экономии затрат труда в любом выполняемом им деле. Создавая машину, человек ставит перед собой две задачи:

1) сделать машину качественной и тем самым обеспечить экономию труда в получении производимой с её помощью продукции.

2) затратить меньшее количество труда в процессе создания и обеспечения качества самой машины.

Путь создания машины сложен. Замысел новой машины возникает при разработке технологического процесса изготовления продукции, в производстве которой возникла потребность. Этот замысел выражается в виде формулировки служебного назначения машины, является исходным документом в проектировании машины. Для изготовления спроектированной машины разрабатывают технологический процесс и на его основе создают производственный процесс, в результате осуществления которого получается машина, нужная для выполнения технологического процесса изготовления продукции и удовлетворения возникшей потребности.

Для того, чтобы создать качественную машину с наименьшими затратами труда, необходимо, вопервых, вести проектирование машин исходя из ее служебного назначения и обеспечить связями свойств материала и размерными связями, закладываемыми в конструкцию машины.

Во-вторых, необходимо связи производственного процесса строить в строгой согласованности с системой связей, содержащихся в конструкции машины.

Процесс создания машины от формулировки ее служебного назначения и до получения в готовом виде четко подразделяют на два этапа: проектирование, изготовление. Первый этап завершается разработкой конструкции машины и представлением ее в чертежах. Второй - реализация конструкции с помощью производственного процесса. Построение и осуществление второго этапа составляет основную задачу технологии машиностроения.

Этот курсовой проект разработан на основе последних достижений в технике, прогрессивных новейших форм производства при высоком уровне механизации и автоматизации технологических процессов.

Общая часть

Описание конструкции детали и её эксплуатационное назначение (общее назначение)

В настоящее время, во многих машинах и механизмах широко применяются зубчатые колеса и шестерни. Они предназначены для передачи и изменения крутящего момента. Работа шестерни характеризуется высокой надежностью, способностью выдерживать высокие нагрузки и работать в различных условиях.

В соответствии с классификатором данная деталь относится к классу типа «тел вращения».

Технологическая характеристика шестерни определяется по технологическому классификатору деталей машиностроения и приборостроения.

По основным технологическим признакам:

1) размерная характеристика:

- наибольший наружный диаметр, мм 139

- ширина, мм 35

- диаметр центрального отверстия, мм 40

2) группа материала – Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

3) вид детали по технологическому признаку.

По технологической классификации деталей, обрабатываемых резанием:

а) исходная заготовка – штамповка на ГКМ

б) квалитет

- наружной поверхности h11

в) параметр шероховатости Ra 2,5

г) характеристика массы 2,8 кг

Чертёж шестерни содержит все необходимые сведения о детали.

Рассмотрим все обрабатываемые поверхности вала с целью установления метода обработки.

В центре шестерни имеет сквозное отверстие Ø40Н7 мм со шпоночным пазом шириной 12Js9. Ступица выполнена диаметром 65 мм, шириной 350,2. Делительный диаметр зубьев шестерни равен 125 мм, диаметр вершин зубьев 139h11, ширина венца 250,32.

Поверхность диаметром Ø40Н7 имеет шероховатость Ra 1,25; поверхности зубьев шероховатость Ra 2,5. Остальные поверхности выполнены по 14 квалитету, шероховатость Rz 40.

Допуск радиального биения диаметра 139h11 относительно поверхности А – 0,15; допуск торцевого биения боковых поверхностей ступицы относительно поверхности А – 0,1.

Эти требования необходимы для обеспечения кинематической точности в передаче.

Производим анализ технологичности конструкции детали.

По чертежу детали устанавливаем:

1) все поверхности детали возможно изготавливать с помощью стандартного инструмента;

2) заготовку можно получить штамповкой, что обеспечит наименьшие расхода металла в стружку при механической обработке;

3) конструкция детали – жесткая.

На основании проведённого анализа можно заключить, что конструкция вала технологична и не вызывает трудностей в производстве.

Технологическая часть

1.1. Выбор вида и метода получения заготовки

При выборе вида и метода получения заготовки необходимо учесть и сопоставить следующие факторы технологического процесса:

- тип производства – серийное;

- назначение детали – шестерня;

- конструкция детали – тело вращения;

- максимальный размер – Ø139 мм;

- масса детали – 2,8 кг;

- материал – сталь 25ХГТ ГОСТ 454371.

Основываясь на этих характеристиках выбираем штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).

Горизонтально-ковочная машина предназначена для штамповки поковок типа стержней с утолщением на концах, втулок и т.д. Преимущество штамповки на ГКМ перед штамповкой на молотах и прессах – более высокая производительность, возможность штамповки без заусенцев, получения поковок без отхода металла на образование отверстий при пробивке и обеспечение хорошей волокнистой макроструктуры. Штамповку выполняют из штучных заготовок или прутка. Штамп имеет три части: неподвижную матрицу в гнезде станины, подвижную матрицу в подвижной щеке и пуансоны, закреплённые в главном ползуне машины. Штампуемый пруток подаётся до упора и зажимается матрицами. Штамп имеет разъём по двум взаимно-перпендикулярным плоскостям, благодаря чему напуски на поковках и штамповочные уклоны малы или отсутствуют. При движении пуансона навстречу матрицам форма поковки получается благодаря заполнению металлом плоскости сомкнутых матриц. При обратном ходе машины пуансон и подвижная матрица возвращаются в исходное положение и поковку извлекают из ручья. Штамповка на ГКМ осуществляется за несколько переходов в ручьях, оси которых расположены одна над другой. Каждому переходу соответствует один рабочий ход машины.

Проектирование технологического процесса штамповки поковок на ГКМ выполняют с учётом основных правил высадки, исключающих возникновение продольного щита и брака по зажимам. Штамповкой на ГКМ получают поковки массой от 0,1 до 100 кг с максимальным диаметром 315 мм. Штамповка на ГКМ является одним из производительных способов и может быть рентабельной для определённого вида заготовок. Производительность до 100 поковок в час. Штамповка производится из прутков и труб горячекатаного металла повышенной точности длиной до 400 мм и диаметром от 20 до 270 мм. Иногда используют холоднотянутую сталь, что значительно повышает точность поковки. Допуски и припуски на поковки, изготавливаемые на ГКМ, регламентируются ГОСТ 750555.

Технические характеристики способа получения

заготовки на горизонтально-ковочной машине.

Масса, кг <200

Квалитет точности 14…2

Ra, мкм 12,5…3,25

Кузнечные уклоны, град Матрица 0

Пуансон 0,5…3

Относительная себестоимость, % 70-75

Характеристики поковки:

Класс точности – Т4

Группа стали – М1

Степень сложности – С1

Поверхность разъема – П (плоская)

Исходный индекс – 11

1.5. Тип производства и его технико–экономическая характеристика

Серийный тип производства характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры изделий, которая периодически повторяется. Изделия запускаются в производство сериями, детали обрабатываются партиями в определенной, заранее установленной периодичности.

Под серией понимается количество конструктивно-технологически одинаковых изделий, запускаемых в производство одновременно или последовательно.

Повторяемость изготовления одних и тех изделий экономически оправдывает использование, наряду с универсальным и специализированного оборудования, приспособлений и инструментов, приводит к специализации рабочих мест. Широко применяются быстропереналаживаемые станкиавтоматы, манипуляторы, станки с ЧПУ, что дает возможность в условиях серийного производства повысить производительность труда, сократить деятельность производственного цикла.

В серийном производстве детально разрабатывается технологический процесс, позволяющий снижать припуски на обработку, повышать точность заготовок.

Крупносерийное производство специализируется на выпуске продукции сравнительно узкой номенклатуры изделий в больших количествах. Оно характерно для многих процессов в машиностроении, для обувных и швейных предприятий. Коэффициент закрепления равен 2 – 10.

1.8. Выбор и описание технологического оборудования

Исходя из конструктивных особенностей детали вал, а также в зависимости от типа производства для изготовления детали выбирается следующее оборудование.

Операция 005 и 010 Токарная

На данных операциях применяется токарный станок 16К20Ф3

Станок предназначен для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения.

Техническая характеристика станка.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной 400

над суппортом 200

Наиб. длина обрабатываемой заготовки, мм 1000

Шаг нарезаемой резьбы:

метрической, мм до 20

Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5-2000

Число скоростей шпинделя 22

Наибольшее перемещение суппорта, мм:

продольное 900

поперечное 250

Подача суппорта, мм/мин:

продольная 3-1200

поперечная 1,5-600

Число ступеней подач б/с

Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:

продольного 4800

поперечного 2400

Мощность электродвигателя, кВт 10

Масса, кг 4000

Операции 015 Зубофрезерная

Зубофрезерный полуавтомат 53А20

Техническая характеристика.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм 200

Наибольшие размеры нарезаемых колес, мм:

модуль 6

длина зуба прямозубых колес 180

угол наклона зубьев, ° ±60

Наибольший диаметр устанавливаемых червячных фрез, мм 125

Расстояние от торца стола до оси фрезы, мм 160-410

Расстояние от оси инструмента до оси шпинделя заготовки 25-200

Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм 170

Частота вращения шпинделя инструмента, об/мин 75-500

Подача, мм/об, заготовки:

вертикальная или продольная 0,45-120

радиальная 0,11,6

Мощность электродвигателя, кВт 8,5

Операции 020 Протяжная

Горизонтально-протяжной станок 7Б55

Техническая характеристика.

Номинальная тяговая сила, кН 100

Наибольшая длина салазок, мм 1250

Размер опорной поверхности плиты, мм 450×450

Диаметр отверстия, мм:

в опорной плите под планшайбу 160

в планшайбе 125

Скорость рабочего хода протяжки, м/мин 1,5…11,5

Рекомендуемая скорость обратного хода протяжки, м/мин 20…25

Мощность электродвигателя, кВт 18,5

1.9. Выбор и описание станочных приспособлений

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки выбираем приспособления, которые должны способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке на станке.

Операции 005 и 010 Токарная

На данной операции используем:

- патрон самоцентрирующийся трехкулачковый:

Патрон 71000035 ГОСТ 3675-80

Операция 015 Зубофрезерная

На данной операции используем:

- оправку с разрезными цангами для точных работ:

Оправка 71121464 ГОСТ 31.1066.02-85

Операция 020 Протяжная

На данной операции используем:

- оправка шпиндельная с пневматическим зажимом:

Оправка 71121487 ГОСТ 31.1066.02-85

1.10. Выбор и описание режущего инструмента

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предопределяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точности обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки. Режущий инструмент необходимо выбирать по соответствующим стандартам и справочной литературе в зависимости от методов обработки деталей.

Исходя из конструктивных особенностей детали, фигурации, а также требований точности, необходимо использовать следующий режущий инструмент.

Операция 005 и 010 токарная

В качестве режущего инструмента выбираем:

- токарный проходной отогнутый левый резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6, ГОСТ 18877-73

b×h = 16×25 мм – сечение державки резца;

L = 140 мм – длина резца;

Геометрические параметры резца:

α =45 - задний угол, γ =45 - передний угол,

φ =45° - угол в плане, r = 1 мм

Обозначение резца:

Резец 21020056 ГОСТ 18877-73

- токарный расточной резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6 с углом в плане 60°, ГОСТ 18882-73

b×h = 20×25 мм, L = 240 мм;

Геометрические параметры резца:

α = 30°, φ =60°

Обозначение:

Резец 21400083 ГОСТ 18882-73

- развертка машинная цельная с коническим хвостовиком по ГОСТ 1672-80

d = 40 мм – диаметр;

угол в плане φ =5°; передний угол γ=5°; задний угол α=8°.

Операция 015 Зубофрезерная

В качестве режущего инструмента выбираем:

- червячную фрезу класса точности В по ГОСТ 932480.

модуль m=5 мм; диаметр d=100 мм; длина l=100мм

Операция 020 Протяжная

- протяжка шпоночная шириной 12 мм по ГОСТ 23360-78:

Протяжка шпоночная 12 ГОСТ 25160-82

1.11. Выбор и описание измерительного инструмента

При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент или контрольно-измерительное приспособление.

В массовом и крупносерийном производстве рекомендуется применять предельные калибры (скобы, пробки, шаблоны и так далее) и методы активного контроля, которые получили широкое распространение во многих отраслях машиностроения.

На операции 005 и 010 токарная в качестве измерительного инструмента выбираем:

- штангенциркуль ШЦ11250,1 ГОСТ 16689, диапазон измерения 125 мм, цена деления нониуса 0,1 мм;

- калибр-скобы 40H7, 139h11 ГОСТ 1835573. Предназначены для контроля гладких наружных цилиндрических поверхностей;

- шаблон на фаску 1,6. Предназначен для контроля фасок.

На операции 020 Протяжная в качестве измерительного инструмента выбираем:

- штангенциркуль ШЦ11250,1 ГОСТ 16689;

- калибр-пробка 12Js9 ГОСТ 1481069.