Главная
Коллекция "Otherreferats"
Производство и технологии
Разработка технологического процесса изготовления вала
Разработка технологического процесса изготовления вала
Вторичный вал, его основное предназначение. Количественная оценка выпуска деталей, размер партии. Технические критерии при выборе заготовки. Получение заготовки с помощью горячей штамповки и из проката. Составление технологического маршрута обработки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.11.2009 |
| Размер файла | 35,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
20
Московский Автомобильно-дорожный Институт
(Государственный Технический Университет)
Кафедра
Производства и ремонта автомобилей и дорожных машин
Курсовая работа на тему
Разработка технологического процесса изготовления вала
Выполнил: Седов А.А.
Группа: 4СТ
Проверил: Пащенко В.А.
МОСКВА 2003
Содержание
- 1. Анализ исходных данных
- 1.1 Анализ Материала
- 2. Количественная оценка выпуска деталей
- 2.1 Количество изготавливаемых деталей в год.
- 2.2 Размер партии деталей
- 3. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления
- 3.1 Расчет первого варианта получения заготовки - горячей штамповки
- 3.2 Расчет первого варианта получения заготовки - из проката
- 3.3 Выбор технологических баз
- 4. Составление технологического маршрута обработки
- 5. Разработка технологических операций
- 5.1. Токарная операция. №1. Черновое точение
- 5.2 Точение проточки. (Черновое точение)
- 6. Определение норм времени на обработку
- 6.1 Токарная операция. №1. Черновое точение
- 6.2 Токарная операция. №1. Чистовое точение
- 6.3 Токарная операция. №3. Точение проточки
- 7. Технологический процесс
- 7.1 Операция № 1. Токарная
- 7.2 Операция № 2. Токарная
- 7.3 Операция № 3. Токарная
- 7.4 Операция № 5. Шлифование
- 7.5 Операция № 6. Контроль
- 7.6 Операция № 1. Токарная
- 7.7 Операция № 2. Токарная
- 7.8 Операция № 3. Токарная
- 7.9 Операция № 4. Фрезерование
- 7.10 Операция № 5. Шлифование
- Список литературы
1. Анализ исходных данных
Данная деталь - вторичный вал, относится к группе цилиндрических изделий. Основное предназначение вала - передавать крутящий момент. Данный вал ступенчато-переменного сечения (имеет 4 ступени), внутри сплошной. На третьей ступени вала находятся шлицы прямоугольного профиля с центрированием по наружному диаметру. Допуск полного радиального биения цилиндрической поверхности наружного диаметра шлицев допускается не более 0,08 мм. Масса вала 3 кг.
Высокие требования по точности предъявляются тем ступеням вала, которые соприкасаются с подшипниками (цапфам). Нагрузки, воспринимаемыми валом передаются через опорные устройства - подшипники, устанавливаемыми на цапфах вала, на корпуса, рамы или станины машин. При серийном производстве заготовок валов получают методом горячей штамповки.
1.1 Анализ Материала
Материал детали - сталь 18Х2Н4ВА
Высококачественная легированная сталь
Содержит
0,18% - углерода
2% - хрома
4% - никеля
1% - вольфрама
А - обозначает, что сталь высококачественная
2. Количественная оценка выпуска деталей
2.1 Количество изготавливаемых деталей в год.
Т.к. производственная программа задана количеством деталей, необходимо заданную программу увеличить только на процент брака.
Ni = m* Nm* (1 + ?/100) = 1 * 400 * (1 + 2/100) = 408 ([1], стр 5)
m - количество одноименных деталей на машине, m=1
Nm - количество изготавливаемых деталей в год, N=400 шт
? = 2% - процент возможного брака при обработке заготовок
2.2 Размер партии деталей
P = Ni * t / 253 * y = 408 * 6/253 * 1 = 10 шт. ( [1], стр 5)
t =6, - Количество дней нахождения детали на складе
253 - Число рабочих дней в году
y = 1, - Количество смен работы цеха
На основании таблицы №1 ([1] стр. 6) можно сделать вывод о типе производства - единичное (Масса детали или заготовки до 200 кг, Число изготавливаемых деталей до 1000)
3. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления
При выборе метода изготовления заготовки основным требованием является обеспечить свойства изготавливаемых деталей в заданных условиях эксплуатации и обеспечения требуемых свойств заготовки с учетом стоимости заготовки в конкретных производственных условиях.
В качестве технических критериев при выборе заготовки принимают материал (задан), конфигурацию детали, размер, массу, требуемую точность изготовления и т.д. В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки. Т.к. материал заготовки сталь (18Х2Н4ВА), то способом получения заготовки может быть Горячая штамповка ([2] стр 138] или Прутки из проката. ([1] стр 168)
3.1 Расчет первого варианта получения заготовки - горячей штамповки
Определяем массу детали и массу заготовки
Gдет = S ср * L дет * ? = 1520*250* 7,8/1000 = 3 кг
D ср = (30*20 +40*60+50*150 +30*20/20+60+150+20) = 44 мм
S ср = 3,14 * 44 2/4 = 1520 мм2; L дет = 20 + 60 + 150 + 20 = 250 мм
? - плотность стали, ? =7,8 г/см3
Gзаг = Gдет/Kисп = 3/0,75 = 4 кг
Kисп - коэффициент использования металла заготовки
Kисп = 0,75 ([1], стр 11 Таблица №2)
Расчет Общей стоимости изготовления детали
Сдет = Сзаг + С обр - Сотх ([1], стр 10)
Сзаг - затраты на материал и изготовление заготовки
С обр - затраты на механическую обработку заготовки
Сотх - стоимость отходов при механической обработки
С обр = (Gзаг - Gдет) * 0,55 = (4 - 3) * 0,55 = 0,55 руб ([1], стр 10)
Gзаг - масса заготовки, кг
Gдет - масса детали, кг
0,55 -стоимость механической обработки 1 кг металла, руб ([1], ст 10)
Сотх = (Gзаг - Gдет) * С*отх * 10 = (4 - 3 ) * 99*10-3 * 10 = 0,99 руб
С*отх - заготовительная цена 1 тонны стружки
С*отх = 99*10-3 руб за 1 кг стружки ([1], стр 12 Таблица №3)
Сзаг = Gзаг * Спр * 10 = 4 * 410*10-3 * 10 = 16,4 руб ([1], стр 12)
Спр - оптовая стоимость заготовки
Спр = 410*10-3 руб за тонну ([1], стр 16 Таблица №6)
Сдет = Сзаг + С обр - Сотх = 16,4 + 0,55 - 0,99 ? 16 рублей
3.2 Расчет первого варианта получения заготовки - из проката
Определяем массу детали и массу заготовки
Gдет = 3 кг
Gзаг = Gдет/Kисп = 3/0,54 = 5,5 кг
Kисп - коэффициент использования металла заготовки
Kисп = 0,54 ([1], стр 11 Таблица №2)
Расчет Общей стоимости изготовления детали
Сдет = Сзаг + С обр - Сотх ([1], стр 10)
Сзаг - затраты на материал и изготовление заготовки
С обр - затраты на механическую обработку заготовки
Сотх - стоимость отходов при механической обработки
С обр = (Gзаг - Gдет) * 0,55 = (5,5-3) * 0,55 = 1,375 руб ([1], стр 10)
Gзаг - масса заготовки, кг
Gдет - масса детали, кг
0,55 - стоимость механической обработки 1 кг металла, руб ([1], стр 10)
Сотх = (Gзаг - Gдет) * С*отх * 10 = (5,5 - 3) * 99*10-3 * 10 = 2,475 руб
С*отх - заготовительная цена 1 тонны стружки
С*отх = 99*10-3 руб за 1 кг стружки ([1], стр 12 Таблица №3)
Сзаг = Gзаг * Спр * 10 = 5,5 * 390*10-3 * 10 = 21,45 руб ([1], стр 12)
Спр - оптовая стоимость заготовки
Спр = 390*10-3 руб за тонну ([1], стр 16 Таблица №6)
Сдет = Сзаг + С обр - Сотх = 21,45 + 1,375 - 2,475 ? 20 рублей
Из экономических расчётов делаем вывод, что наиболее экономически целесообразным является изготовление заготовки методом горячей штамповки.
3.3 Выбор технологических баз
Выбор технологических баз зависит от конструкций заготовки и готовой детали, от применяемого оборудования. За черновую базу берем наружную поверхность вращения. За чистовую базу принимаем центровые отверстия и торец.
1 - Черновая база 2 - Чистовая база
4. Составление технологического маршрута обработки
Схема маршрута определяется в зависимости от конфигурации, размеров, массы, методов получения заготовки. Последовательность схемы технологической обработки составляем, руководствуясь тем, что
005Токарная
Обработка торцов вала и центрирование детали
010Токарная
015Токарная
020Фрезерование
Нарезание шлицев
025Шлифование
Шлифование шлицев по внешнему диаметру
030Контроль
Контроль детали, ее соответствие рабочему чертежу, точности размеров, и т.д.
5. Разработка технологических операций
5.1. Токарная операция. №1. Черновое точение
Предварительный выбор оборудования. Учитывая требуемую точность и шероховатость поверхности и размеры детали выбираем Токарно-Винторезный станок 16М63БФ101 (мах диаметр обрабатываемой детали 650 мм, наибольшая длина обрабатываемой поверхности 2800 мм, частота вращения шпинделя 12,5-1600 об/мин, мощность 11 кВт.
Инструмент
Резец проходной прямой с пластинами из твердого сплава по
(ГОСТ 18878-73) (Т15К6) h=25 мм, B= 15 мм, L=140 мм, R=1,0 мм
Расчеты
А) Выбираем глубина резания для чернового точения, t = 2 мм
0,8 - слой металла, оставленный на токарную операцию №2 (Чистовое)
Б) Подача, допускаемая твердостью пластин из твердого сплава резца при точении высоколегированной стали выбираем S0 = 0,5 (мм/об)
В) Скорость резания находим по формуле
V = Kv * Сv / (Tm * t x * Sy)
Сv, x, y, m - коэффициенты для определения скорости
m = 0,2; x = 0,15; y = 0,35; Cv = 350 (табл 17 стр 269)
Kv - Поправочный коэффициент
Kv = Kmv * Knv * Kuv = 0,8 * 1,0 * 1,0 = 0,64
Kmv - учитывает влияние физико-механических свойств на Vрез
Kmv = Kг* (750/Gв) Nv = 0,8
Knv = 0,8 учитывает влияние состояния поверхности заготовки на Vрез
Kuv = 1,0 учитывает влияние инструментального материала
V = Kv * Сv / (Tm * t x * Sy) = 0,64 *350 / (450,2 * 20,15 * 0,50,35) =120 мм/мин
2) Сила резания
Pz = 10* Cp * tx * S y * Vn * Kр
Kp= Kmp * Ky * Kфиp * Kyp * Krp
Kmp = (Gв /750) Nv - учитывет качество обрабатываемого материала
Ky, Kфи, Kn, Kp - учитывают параметры режущей части инструмента
Kp = 0,85; Nv = 0,75; Kфиp = 1,0; Kyp = 1,0; Kmp = 0,85
Cp = 300; x = 1,0; y = 0,75; n = - 0,15 (табл 22 стр 273)
Pz = 10* 300 * 21 *0,5 0,75 * 120-0.15 *0,85 = 1740 H
3) Мощность резания
N= Pz * V / 1020 *60 = 1740*120 /1020*60 = 3,41 кВт
5.2 Точение проточки. (Черновое точение)
Проводим технологическую оптимизацию размеров данной детали. Изменяем ширину проточки с 2 мм до 3 мм, из за отсутствия в цеху отрезного резца, который мог бы обеспечить данный размер (2мм).
Выбираем Токарно-Винторезный станок 16М63БФ101 (мах диаметр обрабатываемой детали 650 мм, наибольшая длина обрабатываемой поверхности 2800 мм, частота вращения шпинделя 12,5-1600 об/мин, мощность 11 кВт
Инструмент
Резец отрезной из твердого сплава по (ГОСТ 18884-73)
h=16 мм, B= 10 мм, L=100 мм; D= 30 мм; l= 3 мм
Расчеты
А) Выбираем глубина резания t = 1,8 мм
Б) Подача, допускаемая твердостью пластин из твердого сплава резца при точении высоколегированной стали выбираем при t = 1,8 мм
Sверт = 0,12 (мм/об); Sгор = 0 (мм/об)
В) Скорость резания находим по формуле
V = Kv * Сv / (Tm * Sy)
Сv, x, y, m - коэффициенты для определения скорости
m = 0,2; y = 0,8; Cv = 47 (табл 17 стр 269 Отрезание)
Kv - Поправочный коэффициент
Kv = Kmv * Knv * Kuv = 0,8 * 0,8 * 1,0 = 0,64
Kmv - учитывает влияние физико-механических свойств на Vрез
Kmv = Kг* (750/Gв) Nv = 0,8
Knv = 0,8 учитывает влияние состояния поверхности заготовки на Vрез
Kuv = 1,0 учитывает влияние инструментального материала
V = Kv * Сv / (Tm * Sy) = 0,64 *47 * (450,2 * 0,120,8 ) = 79 мм/мин ([2] 268)
2) Сила резания
P = 10* Cp * tx * S y * Vn * Kр; Kp= Kmp * Ky * Kфиp * Kyp * Krp
Kmp = (Gв /750) Nv - учитывает качество обрабатываемого материала
Ky, Kфи, Kn, Kp - учитывают параметры режущей части инструмента
Kp = 0,85; Nv = 0,75; Kфиp = 1,0; Kyp = 1,0; Kmp = 0,85
Cp = 408; x = 0,72; y = 0,8; n = 0 (табл 22 стр 273)
Pz = 10* 408* 1,80,72 *0,1 0,8 * 1110 * 0,85 = 840 H
Px = 10* 173* 1,80,73 *0,12 0,67 * 950 *0,85 = 603 H
3) Мощность резания
Nz= P * V / 1020 *60 = 840*111 /1020*60 = 1,7 кВт
Nx= P * V / 1020 *60 = 603 * 95 /1020*60 = 1,01 кВт
6. Определение норм времени на обработку
6.1 Токарная операция. №1. Черновое точение
Т шт. кал = t0 * (1+ (K2+K3) /K1)) ([1] стр 23)
K1,K2,K3 - коэффициенты, учитывающие в% затраты на основное, вспомогательное время и время на прочие затраты ([1] стр 24 табл 7)
K1=40; K2=30; K3= 25
t0 - основное время, t0 = i* L /S*n = 1* 25/0,5*1303 = 0,039 мин
n= 1000*V/3,14*D = 1000* 120/3,14*30 = 1303 об/мин
I - число проходов инструмента, I= 1
L - длина обрабатываемой поверхности, L= l + lпер+ lвр
L= 20 + 1,5 + 2 + 1,5* = 25 мм (* [3] стр 153 Таблица П11.6)
Т шт. кал = t0 * (1+ (K2+K3) /K1)) = 0,039* (1 +55/50) = 0,10 мин
6.2 Токарная операция. №1. Чистовое точение
Т шт. кал = t0 * (1+ (K2+K3) /K1)) ([1] стр 23)
K1,K2,K3 - коэффициенты, учитывающие в% затраты на основное, вспомогательное время и время на прочие затраты ([1] стр 24 табл 7)
K1=40; K2=30; K3= 25
t0 - основное время,
t0 = i* L /S*n = 2 * 23/ 0,2 * 1592 = 0, 15 мин ([1] стр 23)
n= 1000 * V/3,14 * D = 1000 * 150/ 3,14 * 30 = 1592 об/мин
I- число проходов инструмента, I= 2
L - длина обрабатываемой поверхности, L= l + lпер+ lвр
L= 20 + 1,0 + 0,5 + 1,5* = 23 мм (* [3] стр 153 Таблица П11.6)
Т шт. кал = t0 * (1+ (K2+K3) /K1)) = 0,15* (1 +55/50) = 0,37 мин
6.3 Токарная операция. №3. Точение проточки
K1=40; K2=30; K3= 25 (стр 24 табл 7 [1])
t0 - основное время,
t0 = i* L /S*n = 1* 4,5/ 0,1 * 636 = 0,1 мин
L - длина обр поверхности,
L= l + lпер+ lвр = 2,5 + 0 + 2 = 4,5 мм
Т шт. кал = t0 * (1+ (K2+K3) /K1)) = 0, 1 * (1 + 55/40) = 0,24 мин
7. Технологический процесс
7.1 Операция № 1. Токарная
Токарная №1.1
Цель - Точить торец (поверхность № 12) и сверлить центровочное отверстие
Станок - Токарно-винторезный станок 1М63БФ101
Резец - проходной прямой из пластин из твердого сплава по ГОСТ 18878-73
Сверло - сверло короткой серии с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010-77
Токарная №1.2
Цель - Точить торец (поверхность № 1 ) и сверлить центровочное отверстие
Станок - Токарно-винторезный станок 1М63БФ101
Резец - проходной прямой из пластин из твердого сплава по ГОСТ 18878-73
Сверло - сверло короткой серии с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010-77
7.2 Операция № 2. Токарная
Токарная № 2.1
Цель - Точить поверхности № 11, №10, № 9, № 8, № 7
Станок - Токарно-винторезный станок 1М63БФ101
Резец - проходной прямой из пластин из твердого сплава по ГОСТ 18878-73
Токарная № 2.2
Цель - Точить поверхности № 2, № 3, № 4, № 5
Станок - Токарно-винторезный станок 1М63БФ101
Резец - проходной прямой из пластин из твердого сплава по ГОСТ 18878-73
7.3 Операция № 3. Токарная
Цель - Точение проточки (поверхность № 6)
Станок - Токарно-винторезный станок 1М63БФ101
Резец - отрезной из твердого сплава по ГОСТ 18884-73
Операция № 4. Фрезерование
Цель - Нарезание шлицев (поверхность № 8)
Станок - 5303В - зубофрезерный полуавтомат
Фреза - шлицевая фреза цельная насадочная по ГОСТ 2679-73
7.4 Операция № 5. Шлифование
Цель - Шлифование шлицев по наружнему диаметру (поверхность № 8)
Станок - 3М150 - кругло-шлифовальный станок
Инструмент - шлифовальный круг прямого профиля с зернистостью М50
7.5 Операция № 6. Контроль
Торец слева, 2-фаска 3 -кусок вала слева (d=30 L=20) 4 - фаска 5 - след кусок вала (D=40, L=60) 6 - проточка (3*2 мм) 7 -фаска 8 - след кусок (3-ий) шлицы (6шт) (D=49, L=150) 9-фаска, 10-4-ый кусок в (d=30 L=20) 11-фаска 12-торец
20
7.6 Операция № 1. Токарная
1. Точить торец (поверхность № 12) и сверлить центровочное отверстие.
2. Точить торец (поверхность № 1) и сверлить центровочное отверстие
7.7 Операция № 2. Токарная
1. Точить поверхности № 11, №10, № 9, № 8,
2. Точить поверхности № 2, № 3, № 4, № 5, N 7
7.8 Операция № 3. Токарная
1. Точение проточки (поверхность № 6)
7.9 Операция № 4. Фрезерование
1. Нарезание шлицев (поверхность № 8)
7.10 Операция № 5. Шлифование
1. Шлифование шлицев по наружному диаметру (поверхность № 8)
Список литературы
А.Я. Суриков, В.А. Петров. "Методические указания к выполнению курсового проекта по технологии машиностроения" Москва, 2000 г.
А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. "Справочник технолога-машиностроителя " том 1, том 2, Москва, 1986.
Н.Н. Митрохин. "Основы технологии производства и ремонта автомобилей", часть первая "Технологии машиностроения", Москва 2002.
Подобные документы
Методы обработки поверхностей деталей зубчатых передач. Предварительный выбор типа заготовки, способов получения и формы заготовки. Разделение технологического процесса на этапы. Определение припусков на механическую обработку заготовки детали.
курсовая работа [744,2 K], добавлен 16.01.2013Изучение технологического цикла цеха штамповки и устройство линии по заготовке стальных листов. Описание технологического процесса заготовки деталей из проката: правка, штамповка, пробивка. Назначение конструкций штампов для изготовления деталей кузова.
реферат [2,9 M], добавлен 18.12.2013Оценка технологичности изделия. Обзор методов изготовления деталей. Операции технологического маршрута. Обоснование сортамента заготовки и метода ее изготовления. Расчет режимов резания при токарной обработке. Разработка технологической оснастки.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 12.01.2016Составление технологического процесса сборки. Выбор технологического метода сборки на основе расчёта размерной цепи. Разработка технологического процесса изготовления детали. Вид заготовки и способ ее получения. Нормирование технологического процесса.
курсовая работа [221,4 K], добавлен 20.08.2010Марка сплава АК4-1, его химический состав, механические свойства. Размеры и форма заготовки, расчет и выбор оптимального раскроя материала. Разработка технологического процесса изготовления детали с помощью метода холодной штамповки, выбор оборудования.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.02.2012Анализ служебного назначения и технологичности детали. Выбор способа получения заготовки. Обоснование схем базирования и установки. Разработка технологического маршрута обработки детали типа "вал". Расчет режимов резания и норм времени по операциям.
курсовая работа [288,6 K], добавлен 15.07.2012Анализ служебного назначения вала ступенчатого. Физико-механические характеристики стали 45 по ГОСТ 1050–74. Выбор метода получения заготовки и ее проектирование. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали.
курсовая работа [179,2 K], добавлен 13.06.2014Технологический процесс изготовления ступенчатого вала жесткой конструкции с минимальными затратами труда и издержками производства. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки. Разработка маршрута технологического процесса механической обработки.
курсовая работа [101,2 K], добавлен 11.01.2010Выбор исходной заготовки детали "вал". Назначение технологических баз. Разработка технологического маршрута изготовления детали. Расчет припусков, межоперационных размеров. Выбор модели станка. Обработка на шлифовальных станках. Абразивные материалы.
курсовая работа [6,0 M], добавлен 25.04.2015Снижение трудоёмкости изготовления вала редуктора путём разработки технологического процесса. Служебное назначение детали, технологический контроль ее чертежа. Тип производства и форма организации технологического процесса. Метод получения заготовки.
контрольная работа [416,3 K], добавлен 07.04.2013
