• RU
  • icon На проверке: 4
Меню

Разработка технологии изготовления вала-шестерни

  • Добавлен: 15.05.2022
  • Размер: 317 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Технология изготовления вала шестерни

Состав проекта

icon List_termoobrabotka.cdw
icon Вал-шестерня.cdw
icon Курсовая работа ИВАНОВА ВАСЬКА.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon List_termoobrabotka.cdw

List_termoobrabotka.cdw

icon Вал-шестерня.cdw

Вал-шестерня.cdw

icon Курсовая работа ИВАНОВА ВАСЬКА.docx

“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ БАуманский УНИВЕРСИТЕТ”
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Технология производства подъемно-транспортных строительных дорожных средств и оборудования»
«Разработка технологии изготовления вала-шестерни бетоносмесителя»
Руководитель курсового(й)
проекта (работы) докт. техн. наук профессор ПЕтров.
(ученое звание ученая степень должность Ф.И.О.)
(дата подпись руководителя)
Курсовой(ая) проект (работа)
(оценка цифрой и прописью)
Председатель аттестационной комиссии
Дисциплина «Технология производства подъемно-транспортных строительных дорожных средств и оборудования»
НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Тема курсового проекта «Разработка технологии изготовления вала-шестерни бетоносмесителя»2. Исходные данные к курсовому проекту Разработка технологии изготовления вала-шестерни бетоносмесителя.
Содержание текстовой части (перечень подлежащих решению задач) титульный лист задание на выполнение курсового проекта оглавление; введение; 1. Анализ исходных данных технологичности конструкции детали; 2. Выбор заготовки и метода изготовления; 3. Термообработка заготовки; 4. Установление маршрута обработки поверхностей; 5. Расчет припусков на мехиническую обработку; 6. Расчет режимов резания; заключение; список используемой литературы приложение.
Перечень графического материала (с указанием обязательных материалов) Технологическая карта изготовления детали
График выполнения курсового проекта:
Наименование этапа выполнения курсового проекта
Процент выполнения курсового проекта %
Выполнение рабочего чертежа вала-шестерни
Выбор заготовки и метода изготовления термообработка заготовки установление маршрута обработки поверхностей
Установление маршрута обработки поверхностей расчет припусков расчет режимов резания
Загрузка файлов КП в ЛКС
Дата выдачи задания 19 сентября 2021 г.
Срок предоставления КП руководителю – последняя неделя периода теоретического обучения семестра
(подпись) Руководительдоц. канд. техн. наук проф петров вася
Выбор типа производства.4
Выбор заготовки и метода ее изготовления4
Проектирование исходной заготовки6
Разработка технологического маршрута изготовления детали9
Разработка методов обработки поверхностей10
Разработка технологического маршрута обработки поверхностей детали.10
Расчет режимов резания и времени11
Термическая обработка15
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК17
В этой курсовой работе проектируемой нами деталью является – вал-шестерня.
Вал шестерня является основной частью приводов механизмов передающих крутящий момент между валами при работе промышленного оборудования.
В зависимости от нагрузок действующих на вал а так же его функционального назначения вал-шестерня имеет множество разных размеров и так же разное количество зубьев.
Конструкция вала шестерни является более жесткой и надежной чем отдельно соединяемые валы с шестернями поэтому в промышленных агрегатах используется преимущественно неразборные узлы.
Материалы из которых изготавливаются валы-шестерни являются различные марки сталей как углеродистых так и легированных.
В качестве материала для детали учитывая условия эксплуатации используется конструкционная сталь 45 ГОСТ 1050-88. Данная деталь не содержит составных частей что обеспечивает уменьшение длительности производственного цикла из-за отсутствия сборочных операций.
Эта деталь является типовой и изготавливается в массовом производстве.
Выбор типа производства.
Тип производства принимаем исходя из заданной программы выпуска N.
где – действительный фонд времени час;
N – производственная программа.
Так как такт выпуска значительно превышает длительность основных операций то производство детали организуем по принципам серийного производства – партия.
Выбор заготовки и метода ее изготовления
1 Служебное назначение детали.
Выбором заготовки является важнейший этап проектирования технического процесса изготовления изделия. От данного выбора зависит насколько нам трудно будет обрабатывать данную деталь а так же её характер и экономичность изготовления.
Вал-шестерня представляет собой тело вращения и относится к классу валов. Изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88 в=600 МПа. Наш вал-шестерня служит для передачи крутящего момента используя при этом шестерни и зубчатые колёса.
У вала есть две ступени с повышенной точностью обработки по шестому квалитету. Вал сконструирован так что один шпоночный паз предназначат под посадку зубчатого колеса передающих крутящий момент. Ниже представлены данные химического состава и механических свойств стали 45 ГОСТ 1050-88
Таблица 1 – Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88
Таблица 2 – Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88
Закалка; высокий отпуск
2 Классификация поверхностей детали по функциональному назначению
Рисунок 1 – Технологический эскиз детали “Вал шестерня”:
- Функциональная поверхность; 2 - Свободная поверхность; 3 - Канавка; 4 - Свободная поверхность; 5 - Шестерня; 6 - Свободная поверхность; 7 - Канавка; 8 - Подшипник.
Проектирование исходной заготовки
1 Выбор и обоснование вида заготовки. Метод получения заготовки.
Чертежом предусмотрено изготовление детали с конструкционной стали 45 ГОСТ 1050-88.
Данную сталь можно использовать в промышленности для изготовления: оси валы шатуны зубчатые колеса валы экскаваторов муфты валы-шестерни шпиндели болты рычаги штоки цилиндры и другие детали которые могут подвергаться вибрации и динамическим нагрузкам к которым со всей ответственностью предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.
Для детали “вал-шестерня” имеющей класс точности Т2 рассмотрим 2 вида обработки:
Периодический продольный прокат.
Для дальнейшей работы нам необходимо определить объем и массу нашего вала для этого воспользуемся следующей формулой:
где n – количество цилиндрических поверхностей детали – объем цилиндрической поверхности – количество шпоночных пазов – объем шпоночного паза.
Таблица 3 – Характеристика вала-шестерни
Объем цилиндрической поверхности рассчитаем по формуле:
где - радиус поверхности – длинна поверхности.
Объем шпоночного паза рассчитаем по формуле:
где - радиус окружности шпонки – длина шпонки – ширина шпонки – глубина шпонки.
Используя приведенные выше формулы рассчитаем объем исследуемой детали по формуле (3):
Далее рассчитаем объемы шпоночных пазов по формуле (4):
Рассчитаем объем вала:
Найдем массу вала зная плотность его материала:
Рассмотрим первый метод обработки детали – штамповка на молотах.
Для реализации данного метода необходимо рассчитать объем массу заготовки детали и ее себестоимость.
Вычислим объем заготовки:
Вычислим массу заготовки: кг
Вычислим коэффициент использования металла по следующей формуле:
Вычислим себестоимость заготовки по следующей формуле:
где – базовая стоимость 1 тонны материала в рублях - коэффициенты зависящие от класса точности группы сложности массы марки материала и объема производства заготовок (примем их равными 1) – стоимость 1 тонны стружки в рублях.
2 Выбор технологических баз
Следующим этапом проектирования технологического процесса является выбор технологических баз они зависят от конструкторских и технологических требований к детали.
Выбор технологических баз зависит от конструкции заготовки готовой детали от применяемого оборудования. За черновую базу возьмем наружную поверхность вращения. За чистовую – центровые отверстия и торец.
3 Определение величин припусков на обработку заготовки
В данном пункте мы рассчитаем величины припусков на обработку поверхностей заданной детали а также определяем основные размеры заготовки и допустимые отклонения.
Проектирование заготовки штамповочным методом.
Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки. Припуски на номинальные размеры детали выбираем по Гост 7505-89 в зависимости от массы класса точности группы стали степени сложности и шероховатости заготовки.
Таблица 4 – Исходные данные
Степень сложности паковки(8Т)
Для определения нужных нам припусков необходимо рассчитать исходный индекс по формуле
Таблица 5 – Номер интервала массы поковки
Определим припуски отклонения штамповки для каждой поверхности в таблице 6.
Таблица 6 – Таблица припусков на обработку штамповкой.
Наименование поверхности
Полученный размер мм
Разработка технологического маршрута изготовления детали
В данном разделе представлен тех. Маршрут изготовления детали. Он показывает содержание и последовательность тех. Операций с их обоснованием. В него также включено технологическое оборудование режущий вспомогательный инструменты и средства технологического контроля
Разработка методов обработки поверхностей
В данном пункте мы рассмотрим процесс проектирования маршрута технологического процесса изготовления исследуемой детали.
Определим методы обработки поверхностей с учетом их габаритных размеров характера и точности исходной заготовки в таблице 6.
Таблица 7 – Технологический маршрут для обработки поверхностей детали
Обтачивание окончательное
Цилиндрическое фрезерование чистовое
Цилиндрическое фрезерование тонкое
Разработка технологического маршрута обработки поверхностей детали.
В данном подразделе представлен технологический маршрут изготовления детали. Технологический маршрут изготовления детали показывает содержание и последовательность технологических операций с их обоснованием. В него также включено технологическое оборудование режущий вспомогательный инструменты и средства технологического контроля.
Таблица 8 — Технологический маршрут для обработки поверхностей детали
Технологические базы
Фрезерная. Фрезеровать торцы и зацентровать их.
Точение. Точить предварительно поверхности 0 57.88 0 43.42 0 40.42
Центра и центровые отверстия
Центрапланшайба поводковое устройство
Точение. Точить окончательно поверхности 0 68.88 0 47.88 0 38.42 Точение фасок 1*45°
Предварительное шлифование поверхностей 0 42.42 0 38.42
Центра поводковое устройство
Чистовое шлифование поверхностей 0 47.88
Центро-поводковое устройство
Фрезерование шпоночного паза
Технический контроль
антикоррозийного слоя
Расчет режимов резания и времени
Операция 005: фрезерно-центровальная
переход: фрезерование
Скорость резания определяем по формуле:
где Cv=91; показатели степени: m = 02; х = 01; у = 02; u = 02; q = 025.
По этим же нормативным данным находим остальные величины этой формулы. D - диаметр фрезы в мм; D = 60 мм; Т - стойкость инструмента;
Т = 60 мин; t - глубина резания в мм; t = 15 мм; Sz - подача на один зуб;
Sz = 01; Z - число зубьев фрезы Z = 12. В - ширина фрезерования в мм
Поправочный коэффициент Kv определяется по формуле:
Kv = Kmv * Knv * Km = 0.4784810
где Kmv - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки; Kmv = 1
Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности из; Knv = 0.9; Кm - коэффициент учитывающий материал инструмента; Кm = 0.65.
Подставив все найденные значения в формулу получим: v = 112.7ммин
Определяем частоту вращения фрезы по формуле:
Так как марка нашего станка МР71 то расчётную частоту вращения шпинделя мы должны скорректировать по паспорту станка. Берём ближайшее меньшее значение числа оборотов станка к расчётному в мин"1 Пст = 315
Скорость резания обеспечиваемая станком vCT= 60 ммин Подача на один зуб Sz = 01 ммзуб Расчетная подача S = 12 ммоб
Таблица 9 - Характеристики станка
Скорость резания ммин
Частота вращения фрезы мин-1
Подача расчетная ммоб
Основное технологическое время
Операция 010 Токарная
Г дубина резания t = 15 мм;
Принимаем подачу S = 01 ммоб
Тогда скорость резания
Тогда частота вращения детали: n =748 обмин
Принимаем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка n = 500 обмин. Тогда vф =125 ммин.
Аналогично проводится расчет для других технологических операций.
Техническую норму времени в условиях массового и крупносерийного производств устанавливается расчётно-аналитическим методом.
Тшх — штучное время мин; Т0 - основное время вычисляется на основании принятых режимов резания мин; Тв - вспомогательное время мин
5 Фрезерно-центровочная
Основное время Т0 = 0446 мин
Вспомогательное время Тв=0.3+0.03=0.6 мин
Время на обслуживание Тобс.=003 мин
Время на перерыв Т= 003 мин
Тщт = 0446+06+003+003 = 1106 мин
Основное время Т0 = 136 мин
Вспомогательное время Тв =0.3 мин
Время на обслуживание Тобс-=009 мин
Время на перерыв Тп= 009 мин
Тщт =136+03+009+009 =186 мин
Основное время Т0 = 116 мин
Вспомогательное время Тв =03 мин
Время на обслуживание Тобс-=004 мин
Время на перерыв Тп= 004 мин
Тщт =116+03+004+004 =144 мин
Основное время Т0 = 0288 мин
Время на обслуживание Тобс.=0025 мин
Время на перерыв Тп= 001 мин
Тшт =0288+03+0025+001 =0624 мин
Основное время Т0 = 028 мин
Тшт =028+03+0025+001 =0615 мин
0 Шпоночно-фрезерная
Основное время Т0 = 385 мин
Вспомогательное время Тв =05 мин
Время на обслуживание ТОбС-=018 мин
Время на перерыв Тп= 012 мин
Tшт-=385+05+018+012 =465 мин
1 Сводные данные расчетов времени для технологических операций
Рассчитав время выполнения каждой технологической операции составим таблицу сводных данных.
Таблица 10 — Сводные данные расчетов времени для технологических операций
Наименование операции
Фрезерная. Фрезеровать торцы и зацентровать их
Фрезерно-центровальный полуавтомат МР71
Точение. Точить предварительно поверхность 226
Многорезцовый полуавтомат 1721
Точение. Точить окончательно поверхности 246 30 256 246 226 21. Точение 5 фасок 1.5х45
Чистовое шлифование. Шлифовать поверхности 246 256 246 216.
Круго-шлифовальный станок
Фрезерование 2 шпоночных пазов.
Шпоночно-фрезерный станок
Контрольно-измерительный прибор
Нанесение антикоррозийного слоя
Термическая обработка
Для стали 45 применяем закалку – этот процесс закалки стали заключается в проведении термообработки заготовок с нагреванием до температуры выше критической с дальнейшим ускорением охлаждения. Данное состояние способствует повышению прочности и твердости (HRC) стали с одновременным снижением пластичности и улучшением потребительских характеристик.
Таблица 3. Температура критических точек стали 45
Принимаем температуру нагрева
Время нагрева для закалки в электропечи
Где – коэффициент времени нагрева для круглого сечения - диаметр изделия.
Время выдержки определяется по формуле:
Охлаждающая среда – вода
Скорость охлаждения
Высокий отпуск при температуре
В результате получаем микроструктуру – сорбит отпуска.
В курсовой работе выполнен анализ конструкции детали. Определен тип производства.
Разработан проектный вариант технологического процесса изготовления детали в котором выполнены:
Анализ типового технологического процесса изготовления деталей типа вал-шестерня
Анализ вариантов получения заготовки
Важным этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки выбор оборудования режущего инструменты и станочных приспособлений.
В ходе работы решены поставленные технологические задачи разработаны оптимальные условия обработки продумана эффективность в достижении результата с наименьшими затратами на производство.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации. –
Москва: издательство стандартов 2012г
Марочник сталей и сплавов В. Г. Сорокин А. В. Волосникова С. А. Вяткин и др; Под общ. ред. В. Г. Сорокина. — М.: Машиностроение 1989. — 640 с.
Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного
производства: Учебник для машиностроительных вузов по специальности
«Технология машиностроения металлорежущие станки и инструменты» -
Л.: Машиностроение Ленинградское отделение 1985. – 496 с. ил.
Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. под ред. А.М. Дальского;
А.Г. Косиловой; Р.К. Мещерякова; А.Г. Суслова. – 5-е изд. испр. –
Москва: Машиностроение-1 Машиностроение 2003.
Режимы резания металлов: Справочник Под ред. Ю.В. Барановского. – М.: Машиностроение 1972. – 407 с.
Механизация строительства. Том 77. Номер 4. Апрель 2016 г. ISSN 0025-8903
ГОСТ 29092-91 (ИСО 2584-72). Фрезы цилиндрические.
ГОСТ Р 53464-2009. Допуски размеров массы и припуски на механическую обработку.
ГОСТ 25346-2013 (ISO 286-1:2010). Система допусков на линейные размеры. Основные положения допуски отклонения и посадки.
Ежов А. А. Герасимова Л. П. Разрушение металлов; Наука - 2004. - 400 c.
Закс Г. Практическое металловедение. Часть 3. Термическая обработка; Книга по Требованию - Москва 2012. - 222 c.
Исаев П.П. Богданов А.А. Обработка металлов резанием (резание металлов режущий инструмент металлорежущие станки);Simple Publishing- Москва 2012. - 659 c.
Шехтер С.Я.; Резницкий А.М. Наплавка металлов; М.: Машиностроение - Москва 1982. -708c.
Эпштейн Г. Склеивание металлов; Государственное издательство оборонной промышленности - Москва1990. - 212 c.
ред. Вандельбург К. Анализ металлов; М.: Металлургия - Москва 1984. - 152 c.
ред. Рябов Н.Н. Обработка металлов и пластмасс резанием; М.: Машиностроение - Москва1984. - 124 c.
up Наверх