43501

Разработка технологического процесса изготовления детали зубчатого колеса цилиндрического горизонтального двухступенчатого с раздвоенной быстроходной ступенью редуктора

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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.

Русский

2015-01-14

9.25 MB

15 чел.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ  СТАЛИ И СПЛАВОВ

                Кафедра инжиниринга технологического оборудования.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по Теории Конструкционных Материалов

На тему: Разработка технологического процесса

изготовления детали

    Группа: Т6-10-04

   Выполнил: Косташ А.В.

   Руководитель работы: Седых Л.В.

                          Работа защищена с оценкой__________________

                                                                                                  Дата____________

                                                     

МОСКВА 2012

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………….……………...2

Выбор типа производства……………………………………………………………. 2

Формулировка служебного назначения детали …………………..……………….3

                                        

Характеристики детали . ………………………………………..............................4    

Выбор баз…………….…………………………………………………………………..5                                                                             

Разработка технических требований к детали и методы

их обеспечения …………………………………………………………………..6                                                                                                 

Выбор заготовки и обоснование способа ее получения с расчетом

припусков…………………………………………………………………………8

Разработка маршрута технологического процесса

обработки детали………………………………………………………………12

Выбор технологического оборудования и

инструмента для обработки детали…………………………………………………………………………..………….15                                                        

Список литературы  …………………………………………………………………….19                                                                                     

Введение:

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..

          1<кз.о.<10−массовое и крупносерийное производства;

          10<кз.о<20−среднесерийное производство;

  20<кз.о<40−мелкосерийное 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:

где  − такт выпуска;

Ф=402 часа − месячный фонд работы оборудования в две смены;

Тшт.ср.= 5 мин − среднее время выполнения основных операций на типовую деталь;

N − месячная программа выпуска типовых деталей, N=1200 шт.

 Тогда

кз.о=,

так как 1<4.02<10, то тип производства− массовый.

        Определяем количество деталей в партии:

, шт.

где Nr=12N шт.− годовая программа выпуска типовых деталей;

а− периодичность запуска изделий, рекомендуется выбирать 1; 2 ; 5; 11; 22 дня.

F=250−количество рабочих дней в году.

n=

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

Колесо

1

Передаточное число

U

4

2

Межосевое расстояние

,мм

160

3

Модуль зацепления

m,мм

2

4

Шаг окружной

,мм

6,28

5

Высота зуба

h,мм

4,5

6

Толщина зуба

S,мм

3,24

7

Число зубьев

Z

128

8

Диаметр делительной окружности

d,мм

256

9

Диаметр окружности вершин

,мм

260

10

Диаметр окружности впадин

,мм

251

11

Ширина колеса

b,мм

71

12

Степень точности зацепления

-

B-9

Колесо изготавливаем из стали марки 40Х  ГОСТ1054-94.

Характеристики детали.

Механические характеристики стали:

  •  модуль упругости Е, ГПа                                                     214
  •  плотность , кг/см3                                                                7820
  •  твердость по Бринеллю НВ, МПа                                        217
  •  предел текучести т, МПа                                                     785
  •  предел выносливости σ-1, МПа                                             491
  •  термообработка - улучшение

Технологические характеристики стали:

Химический состав (%)

Углерод (C)                                                                    0,36-0,44;

Кремний (Si) 0,17-0,37

Марганец (Mn) 0,5-0,8

Никель (Ni) 0,3

Сера (S) 0,035

Фосфор (P) 0,035

Хром (Cr) 0,8-1,1

Медь (Cu) 0,3

      Железо (Fe)                                                        97

Температура ковки:

Начала 1250, конец 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость:

трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС — необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием

В горячекатаном состоянии при НВ 163-168, σB = 610 МПа тв.спл. = 0.20, б.ст. = 0.95.

Склонность к отпускной способности: склонна

Флокеночувствительность: чувствительна

Критическая точка °С

Ac1  743

Ac3  815

Ar3  730

Ar1  693

Mn  325

 Выбор баз.

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:

  1.  принцип единства баз, который заключается в том, что в качестве технологических баз применяют поверхности, которые являются также конструкторскими и измерительными базами;
  2.  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.

Таблица №2.

Поверхность

Виды тех.требова-ний

Обозначение

Обоснование тех.требований

Методы обеспечения

тех.требований

1

2

3

4

5

1

Отв.

Ø50H7

Осн.констр. база

Отв. Определяющие положение зубчатого колеса на валу.

Растачивание, координатное-расточная

Шерохова-тость

Задают для обеспечения качества поверхности заданной точности

Допуск

расположения

Задают, чтобы ограничить перекос колец подшипников качения

Допуск

H7

Посадка с натягом

2

Шпоночный паз hb=149

Допуск размера

Р9

Предпочтительная посадка с натягом для удобства сборки колеса с валом

черновое  + получистовое точение + чистовое шлифование

Шерохова-тость

Задают для обеспечения качества поверхности заданной точности

Параллельность

Задают, чтобы ограничить отклонения геометрической формы паза

Симметричность

Задают, чтобы ограничить отклонения геометрической формы паза

3

Поверхность ступицы., d=85 l=75

Шерохова-тость

Задают для обеспечения качества поверхности

черновое  + получистовое фрезерование

Перпендикулярность

Задают, чтобы ограничить отклонения геометрической формы ступицы

Допуск размера

H11

Шерохова-тость

Задают для обеспечения качества поверхности

4

Профиль зубьев шестерни

Шероховатость

Задают для увеличения контактной жесткости поверхности,

улучшения соприкосно-вения зубьев

черновое  + получистовое зубофрезерование + чистовое шлифование

Шероховатость

Задают для увеличения контактной жесткости поверхности,

улучшения соприкосно-вения зубьев

Параллельность

Задают для обеспечения выполнения норм контакта зубьев передачи при посадочной поверхности колеса на валу

Выбор заготовки и обоснование способа ее получения с расчетом припусков:

Прокатка

Сталь 40 Х

Размеры заготовки:

Выбираем Ø горячекатаного проката в соответствии с макс. диаметром детали

Диаметр d=263 мм, длина L=78 мм

Горячая объемная штамповка

Размеры заготовки:

Припуски выбираем для каждого участка колеса в соответствии с этапами обработки(мм):

Ø50+1,8+0,3+0,15+0,03=52,28

Ø260+3,2+0,35+0,2=263,75

75+2,3+0,3+0,16+1,3=79,06

Степень сложности поковки С2

Точность изготовления II класс

При нагреве заготовка увеличивается на 0,5 мм на сторону

Расчет массы заготовки

Определяем массу заготовки для каждого варианта:

,

где γ−плотность материала, для стали γ=7,8 г/см3;

,

где d− диаметр заготовки, мм; L− длина заготовки, мм;

см3,

кг;

см3

см3

см3

кг;

Определение коэффициента использования материала

,

где ,

см3

см3

см3

кг;

             ким=0,86<1  

ким=0,902<1

Расчет себестоимости

,

где С − стоимость 1 кг металла, с=300 руб.

Где кt=1,02, kc=1,1, km=1,02, kn=0,5;-коэффициенты

,

Где кt=1,02, kc=1,07, km=1,02, kn=0,5;-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-стка

Схема

Пов-ть

Уст.

Обр.

1

2

3

4

5

6

7

001

Токарная черновая (за 2 установа)

16К20

Патрон. Отрезной и проходной резец.

1

2

3

4

5

6

005

Токарно-чистовая (за 2 установа)

16К20

Отрез-ной и прохо-дной резцы, патрон, оправка и центра

1

2

3

4

5

6

010

Расточная

Горизонтально расточной станок ТХ611В

Зенкер

1

2

3

015

Строгальная ( за 2 установа)

5А250

Оправка, центра

1

2

3

4

020

Зубофрезерная (за 2 установа)

5А342

Червячная фреза, патрон, центра

1

2

3

4

025

Шлифовальная (за 2 установа)

3У142ВР

Шлифовальный круг, патрон

1

2

3

4

5

6

030

Координатно расточная

Горизонтально расточной станок ТХ611В

Зенкер

1

2

3

035

Зубошлифовальная

5Д833

Шли-фова-льный

Круг, патрон

1

2

040

Слесарная

Печь ТВЧ

Индуктор

Выбор технологического оборудования и инструмента для обработки детали:

1) 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 252500 об/мин
  •  мощность электродвигателя 1,2 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 кольцевых канавок

2) Операции 010 и 030 выполняем на горизонтально-расточном станке ТХ611В.

Техническая характеристика.

  •  Размер рабочего стола 1320х1010 мм
  •  Диаметр шпинделя 110 мм
  •  Максимальный диаметр растачивания 240 мм
  •  Максимальный диаметр рассверливания 50 мм
  •  Конус шпинделя №6
  •  Диапазон скоростей шпинделя 12-950 об/мин
  •  Диапазон скоростей подрезной головки 4-160 об/мин
  •  Мощность основного двигателя 6,5/8 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 производительность.

  1.  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 мм
  •  Пределы чисел нарезаемых зубьев 10…1800
  •  Пределы частоты вращения шпинделя 8…125 об/мин
  •  Мощность электродвигателя 20 кВт

4) 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.

  1.  Операция 025 выполняется на круглошлифовальном станке

полуавтомате высокой точности 3У142ВР.

Техническая характеристика

габариты станка длинна/ширина/высота (мм) – 3400x2260x1680

-величина ручной толчковой подачи мм/d – 0,001

-скорость стола м/мин – 0,03…5,0

-окружная скорость шлифовального круга, максимальная, м/сек - 50

зажим в патроне.

Применяется инструмент: шлифовальный круг.

Зажим заготовки осуществляется в центрах.

Применяется инструмент: шлифовальный круг.

6) 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 алмазными резцами

Техническая характеристика

  •  Диаметр установленной заготовки 40…320
  •  Число зубьев обрабатываемого изделия 12…200
  •  Скорость шлифовального круга 1100…1650 об/мин

Применяется инструмент: шлифовальный круг.

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

4) 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 0,1 мм.

                                               

Список литературы:

1. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование: М., Высшая школа, 1975;

2. Чернавский С.А. «Проектирование механических передач» Учебно-справочное пособие для втузов, М., Машиностроение, 1984г.

3. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1987.

4. Веремеевич А.Н., Морозова И.Г., Герасимова А.А. Детали машин и основы конструирования: разработка рабочих чертежей. Учебно-методическое пособие №664., М., Учеба, 2004

       5. Попов В.Д., Ирошников С.А. «Основы конструирования и деталей машин» Атлас конструкций, М., МИСиС, 2000г.

PAGE   \* MERGEFORMAT 8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60351. СУЧАСНА ПРАКТИЧНА ФІЛОСОФІЯ: ПРОБЛЕМИ, ТЕОРІЇ, КОНЦЕПЦІЇ 115.5 KB
  Чому етика є складовою частиною філософського знання Функції моралі. Це обумовлено і складністю її предмета і складністю моралі як соціального явища. Філософія загальна соціологічна теорія соціологія моралі соціологія особи загальна...
60352. Forms of business in the USA. Форми бізнесу у США 69 KB
  All the corporations are to receive their charters from the state authorities. The charters state all the powers of the corporation. Many corporations try to receive their charters from the authorities of the State of Delaware, though they operate in other states.
60353. Активатори та інгібітори ферментів. регуляція ферментативних процесів 48 KB
  Актуальність теми: Знання впливу модуляторів на активність ферментів необхідні для розуміння регуляції метаболічних процесів в організмі людини. Механізми регуляції активності ферментів. Самостійна позааудиторна робота В зошитах для протоколів: покажіть схематично дію йодацетату малонової кислоти сполук миш’яку солей ртуті на активність ферментів.
60354. Особливості роботи вихователя з окремими групами дітей 34.5 KB
  Важкі діти і їх поведінка в шкільному колективі: а поняття типи важких дітей і особливості їх поведінки; б основні напрями і методи перевиховання. Обдаровані діти і методика роботи з ними...
60356. Робота вихователя з батьками учнів 34 KB
  Шляхи і засоби підвищення психологопедагогічної культури батьків. На заключному етапі практичного заняття потрібно намітити шляхи і підібрати засоби підвищення психологопедагогічної культури батьків учнів а також подумати над тим які проблеми можуть...
60357. Businessmen. Ділові люди 210.5 KB
  In a takeover one company buys a controlling interest in another company by acquiring at least 51% of its shares. The company does this by making a direct approach to the companys shareholders for their shares.