Технология производства в автотракторостроении

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Кафедра «Автомобиле- и тракторостроения»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Технология производства в автотракторостроении»

Выполнил студент гр. ТМ-70А Доценко О.В.

Руководитель проекта Мамонтов А.Г.

Харьков 2013



Введение

деталь режущий повреждение технологический

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Ее продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности, а так же темпы перевооружения их новой технологией и техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Состояние машиностроения во многом определяет развитие и других отраслей народного хозяйства. В различных областях науки и техники применяются машины и механизмы с деталями типа червяк. Данные детали, исходя из высоких требований к технико-экономическим и эксплуатационным показателям машин и механизмов, должны обладать высокой надёжностью, ремонтопригодностью, технологичностью, минимальными габаритами, удобством в эксплуатации. Во многом эти показатели обеспечиваются в процессе проектирования и изготовления валов.

Основными задачами технологии машиностроения являются проектирование всего комплекса технологических средств, обеспечивающих выпуск продукции заданного качества в заданном количестве и в установленные сроки, а так же снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышение качества, уменьшение времени, затрачиваемого на производство изделия, повышение коэффициента использования материала, автоматизация технологических процессов.

Решением основных задач технологии машиностроения является: применение автоматических систем, систем адаптивного управления, ГПС, внедрение в производство новейшего технологического оборудования, применение ЭВМ, новейшего режущего, мерительного инструмента и оснастки.

Технологическая подготовка производства является определяющим этапом в цикле производства машин и механизмов. Один из этапов технологической подготовки производства, состоит в разработке техпроцесса изготовления деталей машин.

Курсовой проект посвящается разработке техпроцесса изготовления первичного вала раздаточной коробки автомобиля. Подобные детали изготавливаются в больших объемах.

Главные задачи, которые необходимо решить при проектировании новых технологических процессов - повышение точности и качества обработки, стабильности и долговечности деталей и максимальное снижение себестоимости обработки путем совершенствования технологических процессов. В курсовом проекте эти задачи будут решаться путем анализа проектного технологического процесса, выявления его основных недостатков и методов их решения.

Целью курсового проекта является закрепление знаний, полученных на лекциях, практических занятиях и приобрести навыки выполнения основных этапов разработки техпроцесса и самостоятельного поиска наиболее оптимальных технических решений, основанных на последних достижениях науки и техники.

1. Описание назначения и конструкции детали,ее материала

Данная деталь называется «первичный вал раздаточной коробки» и служит для установки сопрягаемых деталей и передачи вращающего момента. Вал устанавливается в корпусе раздаточной коробки с помощью двух подшипников 25 мм, 40 мм. Вращение передается через шлицы.

Ниже приведены данные физико-механических характеристик (табл. 1.1) и химического состава материала детали (табл. 1.2) по ГОСТ 4543-71.

Таблица 1.1 - Механические свойства стали 38ХС

Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	ут	ув	д5	ш	HB
		Мпа	%
		Не менее	Не более
Паковка: нормализация	До 100	540	685	15	45	262

Твердость после закалки и отпуска составит HRC 40…47

Таблица 1.2 - Химический состав, %

C	Si	Mn	Ni	Cu	S	P
			Не более
0,34-0,42	1-1,14	0,3-0,6	0,30	0,30	0,035	0,035

Таблица 1.3 - Физические свойства материала 38ХГ

T (Град)	E 10- 5 (МПа)	? 10 6 (1/Град)	? (Вт/(м·град))	? (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	2.11		38	7640		284
100	2.03	12.3	38		466	329
200	1.94	13.1	37		508	413
300	1.84	13.6	35		529	563
400	1.74	13.8	34		563	725
500	1.66	14.2	33		592	902
600	1.57	14.5	31		621	1060
700	1.39	14.7	29		634	1280
800	1.27	12.5	28		663



Классификация поверхностей детали по функциональному назначению

Исполнительные поверхности - это поверхности с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение;

Основные конструкторские базы - это поверхности с помощью которых определяется положение детали в узле;

Вспомогательные конструкторские базы - это поверхности с помощью которых к детали присоединяются другие детали;

Свободные поверхности - это поверхности которые служат для формирования контура детали.

С целью выявления поверхностей, имеющих определяющее значение для качественного выполнения деталью своего служебного назначения, систематизируем поверхности детали (рис. 1.1, табл. 1.4).

Систематизация поверхностей детали

Рисунок 1.1 - Технологический эскиз детали

Таблица 1.4-Систематизация поверхностей детали

Наименование поверхностей	Номера поверхностей
Исполнительные	6, 10
Основные конструкторские базы	2,9
Вспомогательные конструкторские базы	13, 16,20
Свободные	остальные



2. Анализ технологичности детали, отработка конструкции детали, выбор способа получения заготовки

Анализ технологичности конструкции.

Деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применением оптимальных режимов обработки. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.

Отработка конструкции детали на технологичность.

На данном чертеже(задания) детали показано одна проекция, выноски шлицев и канавки, которые необходимы для точного изготовления детали. На предоставленном мне задании отсутствовала часть размеров, были допущены ошибки в обозначениях, на чертеже представленном в приложении присутствуют все необходимые значения. Шероховатость расставлена на всех поверхностях правильно и в полном объеме. Деталь «вал раздаточной коробки» изготовим штамповкой , по сравнению с другими методами такими как прокат, отливка, отрезка от прутка и т.д., этот метод экономичный использовании материала и мы получим деталь приближенную к готовой. По конструкции детали можно сказать что, доступ режущих инструментов в зону обработки , обеспечивается. Деталь имеет центровые отверстия что обеспечивает удобство установки заготовки. Центровые отверстия позволяют обеспечить автоматизацию установки заготовки. На всех операциях осуществляется обработка поверхностей детали за один установ. Исходя из результатов можно сказать, что деталь технологична.

Выбор способа получения заготовки.

Для изготовления детали «Первичный вал раздаточной коробки» заготовкой может служить поковка, полученная методом горячей объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) и прокат.

Штамповка самый альтернативный вариант для изготовления детали «Первичный вал раздаточной коробки» , потому что при изготовлении штамповкой мы получим плотную , по сравнению с отливкой, более приближенную к готовой детали , чем прокат и отрезка от прутка, эти 2 способа не выгодны тем что после их применения , придется снимать большой сой металла, что экономически не выгодно в производстве , также большое количество времени на эту операцию, снятие металла. В нашем случае наиболее выгодный способ получения заготовки - штамповка на ГКМ.

3. Предварительная разработка технологического процесса изготовления детали

Рисунок 3.1- Технологический эскиз детали

Поверхность №1

Установка по поверхностям №2,10

Фрезерование торцов 1,14 Ra=1,25

Поверхность №2

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Rz=40

Черновое шлифование Ra=2,5

Чистовое шлифование Ra=1,25

Полировка

Поверхность №3

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Черновое шлифование Ra=2,5

Поверхность №4

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Поверхность №5

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Поверхность №6

Установка по поверхностям №24,25

Фрезерование шлицев Rz=80

Поверхность №7

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Ra=2,5

Поверхность №8

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Ra=1,25

Поверхность №9

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Ra=1,25

Поверхность №10

Установка по поверхностям №24,25

Фрезерование шлицев Rz=80

Поверхность №11

Установка по поверхностям №24,25

Формирование фаски Rz=80

Поверхность №12

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Ra=1,25

Поверхность №13

Установка по поверхностям №24,25

Черновое точение Rz=80

Чистовое точение Ra=1,25

Поверхность №15

Установка по поверхностям №24,25

Формирование фаски Rz=80

Поверхность №16

Установка по поверхностям №24,25

Точение канавки Rz=80

Поверхность №17

Установка по поверхностям №24,25

Точение канавки Rz=80

Поверхность №18

Установка по поверхностям №24,25

Формирование фаски Rz=80

Поверхность №19

Установка по поверхностям №24,25

Формирование фаски Rz=80

Поверхность №20

Установка по поверхностям №24,25

Точение канавки Rz=80

Поверхность №21

Установка по поверхности №9

Сверление отверстия Rz=80

Поверхность №22

Установка по поверхностям №24,25

Фрезерование Rz=40

Шевингование Rz=20

Термообработка Ra=1,25

Поверхность №23

Установка по поверхностям №24,25

Шевингование Rz=40

Поверхности №24,25

Установка по поверхностям №2,9

Формирование центровых отверстий Rz=80

4. Проектирование заготовки

Выбор вариантов исходной заготовки

Для изготовления детали «Первичный вал раздаточной коробки» заготовкой может служить поковка, полученная методом горячей объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) и прокат.

Определяем параметры заготовки: массу, характеристики точности.

Масса штамповки ориентировочно равна

=, (4.1)

где -обьем детали;

-плотность.

=0,00023*7,8=2,32кг;

, (4.2)

где - масса детали (=2,32 кг);

- расчетный коэффициент, зависящий от формы детали (принимаем =1,3) .

=2,32*1,3=3,016 кг.

=, (4.3)

=0,0066*7,8=5,148кг.

Исходный индекс принимает значение в диапазоне 1-23.Численную величину исходного индекса можно определить по формуле

ИН=Ni+(MS-1)+(ST-1)+2(KT-1), (4.4)

Где Ni-номер интервала, в который попадает масса поковки

По ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» определяем параметры заготовки:KT- класс точности Т4, ST-степень сложности С2, MS-группу стали М2.

ИН=4+(2-1)+(2-1)+2(4-1)=12.

Таблица 4.1 - Расчет размеров заготовки

Параметры детали	Припуск на сторону	Параметры заготовки
Условное обозначение размера	Размер, мм	Шероховатость, Ra	Основной Z0, мм	На смещение штампа, Zсш, мм	Изогнутость, мм	Суммарный Zi, мм	Допуск и отклонения, мм	Размер, мм
2	25	Ra1.25	1.8	-	0,6	2,4	+1,3 -0,7
6	52	Rz40	1.4	-	0,6	2	+1,4 -0,8
9	40	Ra1.25	1.9	0.3	0,6	2,8	+1,4 -0,8
10	38	Ra1.25	1.8	0.3	0,6	2,7	+1,3 -0,7
13	20	Rz80	1.3	0.3	0,6	2,2	+1,3 -0,7
2л (1-3)	23	Ra2.5	1.6	-	0,6	2,2	+1,3 -0,7
6л (3-7)	61	Ra2.5	1.7	-	0,6	2,3	+1,4 -0,8
9л (7-18)	107	Rz80	1.5	-	0,6	2,1	+1,6 -0,9
10л (18-12)	53	Rz80	1.4	-	0,6	2	+1,4 -0,8
13л (12-14)	26	Rz80	1.3	-	0,6	1,9	+1,3 -0,7

5. Уточнение содержания технологических операций и последовательности их выполнения

Таблица 5.2 - Технологический маршрут механической обработки

№оп.	Наименование операции	Оборудование
005	Заготовительная	ГКМ
010 I II	Фрезеро-центровальная Базировать по пов.2,10,упор по торцу 3.Фрезеровать одновременно торец 1,14. Формировать центровые отверстия 24,25.	Фрезерно-центровальный,фреза центровая,сверло центровое,призма самоцентрирущая.
015	Токарная черновая Базировать по пов.24,25,привод по пов.2.Точение пов.13,12,10,9,8,7,6.	Токарно-винторезный 16К20,патрон поводковый,резец.
020	Токарная чистовая Базировать по пов.24,25,привод по пов.2,Точить пов.13,12,10,9,8,6. Формировать фаски пов.11,19,18 Формировать канавки 20,одновременно надрезать торец 12;канавку 17 и торец 7.	Токарно-винторезный 16К20,патрон поводковый, резец, резец фасонный.
025	Токарная черновая Базировать по пов. 24,25,привод по пов.10.Точение пов.2,3,4,5.	Токарно-винторезный 16К20,патрон поводковый,резец.
030	Токарная чистовая Базировать по пов.24,25,привод по пов.10.Точить пов.2. Формировать фаски 15,5. Точить канавку 16,одновременно торец 3.	Токарно-винторезный 16К20,патрон поводковый, резец, резец фасонный.
035	Технологический контроль	Стол контрольный мерительный инструментальный
040	Шлице-фрезерная Базировать по пов.24,25 Привод по пов. 2 Фрезеровать шлицы пов.23	Станок шлицефрезерный, патрон поводковый, фреза червячная.
045	Зубофрезерная Базировать по пов.24,25 Привод по пов.10 Фрезеровать пов.22	Станок зубофрезерный, патрон поводковый, шевер.
050	Шевингование Привод по пов.10 Шевинговать пов.22	Станок зубошевинговальный, патрон поводковый, шевер.
055	Технический контроль	Стол контрольный
060	Закалка ТВЧ.HRC 40…47.	Печь ТВЧ.
065	Технический контроль	Стол контрольный
070	Шевингование Базировать по пов.24,25 Привод по пов.10 Шевинговать пов.22	Станок зубошевинговальный, патрон поводковый, шевер.
075	Сверление Базировать по пов.9 Сверлить отверстие	Станок вертикально сверлильный, сверло.
080	Круглошлифовальная Базировать по пов.24,25 привод по пов. 2 Черновое шлифование пов.10,11 и торца 9.	Станок круглошлифовальный, патрон поводковый, круг абразивный.
085	Круглошлифовальная Базировать по пов.24,25 привод по пов. 10 Черновое шлифование пов.2 и торца 3.	Станок круглошлифовальный, патрон поводковый, круг абразивный.
090	Круглошлифовальная Базировать по пов.24,25 Привод по пов.10 Чистовое шлифование пов. 2,9.
095	Технический контроль	Стол контрольный мерительный инструментальный
100	Мойка
105	Маркировка
110	Транспортная

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Исходные данные

1.Заготовка-Штамп на ГКМ

2.Класс точности -Т4

3.Марка стали 38ХС

4.Масса поковки-3,016

5.Обрабатываемая поверхность цилиндрическая шейка

Расчет ведется для поверхности №9. Построим таблицу припусков и предельных операционных размеров.

Таблица 5.1 - Расчет припусков и операционных размеров для поверхности№9

№ оп.	Технологические переходы	Элементы припуска, мкм	Расчетные величины, мкм	Допуск, мкм	Операцион-ные размеры, мм	Предельные припуски, мм
		Rz	TМесто для формулы.	Д	Ey	2Zmin	2Z	Td	Расчет	Приняты	2Zmax
005	Заготовка	160	200	0,925	0	-	-	2200	45,696	45,7
015	Точение черновое	80	60	57	0	2282	4482	250	41,214	41,2
020	Точение чистовое	20	30	37	0	394	646	160	40,568	40,5
080	Шлифован. Черновое	12,5	20	18,5	0	174	334	100	40,234	40,2
090	Шлифован. Чистовое	4	5	-	0	102	202	16

Вносим в графы таблицы величины допуска Rz

Вносим значения допусков.

Принимаем погрешность установки при обработке вала в центрах равной нулю (Ey=0).

Определяем суммарную погрешность для валов

(6.1)

где - смещение осей штампа;

- величина коробления заготовки в месте обработки поверхности;

- погрешность расположения центровых отверстий

Величина коробления

= (6.2)

;

где - удельная величина изогнутости заготовки вала, мм;

- наибольшее расстояние от обрабатываемой поверхности до одного из крайних торцов вала, мм.

Величина погрешности зацентровки

где - допуск диаметра базовой поверхности заготовки на операции зацентровки.(=2,2 по ГОСТ 7505-89);

Определяем величину пространственных отклонений для назначенных операций:

Где Ку - поправочный коэффициент

Расчет величины минимальных диаметральных припусков:

,

;

;

20+30+37)=174.

12,5+20+18,5)=102

Определение допусков:

Tdзаг.=2200

Tdчерн.т.-12кв.=250

Tdчист.т.-11кв.=160

Tdчерн.шлиф.-10кв.=100

Tdчист.шлиф.-6кв.=16

Определение номинальных операционных припусков:

Чистовое шлифование

Расчет наибольших значений предельных операционных размеров:

40,032+0,202=40,234мм,

40,234+0,334=40,568мм,

40,568+0,646=41,214мм

41,214+4,482=45,696мм

Расчет наибольших операционных припусков:

Проверка по черновому шлифованию:

434-174=160+100

260=260.

6. Выбор режимов резания при выполнении технологических переходов обработки поверхности детали

Выбор режимов резания для операции - черновое фрезерование

Режимы резания назначим для чернового точения шейки под подшипник при L=20,17 мм (поз.2) .Станок выбранный для выполнения операции 16К20, мощность двигателя N=10кВт.

Расчет длины рабочего хода суппорта станка

Где -длина резания;

у-подвод врезания и перебег инструмента;

где -длина подвода инструмента;

-длина врезания;

-длина перебега,мм.

у= 2+3=5 мм;

=20,17+5=25,17 мм.

Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя.

Sо=0,6 мм/ об.

Определение стойкости инструмента

Где -стойкость инструмента в минутах работы станка , равная 50 мин.

-коэффициент резания

Т=50*0,801=40,05.

Расчет скорости резания

Где -табличная скорость резания ,равная 105м/мин при t=2,5мм , S=0,6 мм/об и =60;

-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала=0,7 при стали 38ХС HB=240…260;

-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава режущего инструмента=1,55 при Т15К6, при стойкости инструмента до 60 мин;

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1.

V=105*0,7*1,55*1=114м/мин.

Расчет рекомендуемого числа оборотов шпинделя станка:



Где d-диаметр обратываемой поверхности, равный 25 мм;

Уточнение скорости резания и числа оборотов шпинделя по паспорту станка:

n=1300об/мин;

Расчет основного машинного времени

Расчет сил резания:

Где =340кг при t=2,5 , So=0,6мм/об.

-коэффициент обрабатываемого материала и марки режущей кромки инструмента=0.85 при НВ=240…260,Т15К6;

-коэффициент зависящий от скорости резания и переднего угла режущей кромки инструмента=1,при V=105 м/мин и угле =10;

Определение мощности резания:

Определение мощности электродвигателя станка:

7. Нормирование технологических операций

Нормирование операции чернового точения шейки под подшипник

Основное технологическое время

мин.

Определяем величину вспомогательного времени на выполнение операции

,мин (7,1)

где - время на установку и снятие заготовки ;

- время на закрепление и открепление заготовки ;

- время на управление станком ;

- время на измерение и контроль детали ;

Установка , закрепление-снятие детали производится вручную.

Где 1,5-поправочный коэффициент для крупносерийного производства.

Оперативное время

мин.

Время обслуживания рабочего места:

Где -смена инструмента и подналадка станка,

Т-период стойкости режущего инструмента;

Определение организационного времени:

Определение времени на отдых и личные надобности:

Где -затраты на отдых в %,

Определение штучного времени:

0,473+0,01+0,0064=0,581 мин.

Размещено на Allbest.ru

...