Размещено на http://www.allbest.ru/

22

Московский государственный технический университет

им. Н.Э. Баумана

Приборостроительный факультет, Кафедра ИУ-2

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

Проектирование технологического процесса изготовление детали типа "Зубчатое колесо"

Студент: Сизова М.Д.

группа: ПС1-93

Москва 2015 г.

Содержание

Введение

1. Техническое задание

2. Исходные данные для проектирования

3. Служебное назначение зубчатого колеса

4. Выбор заготовки

5. Определение категории точности детали

6. Объем выпуска деталей

7. Выбор методов обработки

8. Расчет технологичности конструкции детали

9. Технологический процесс. Последовательность разработки

10. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса

11. Технологический процесс. Планы обработки поверхностей

12. Технологический процесс

13. Контрольно-измерительное устройство

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Данный курсовой проект посвящен разработке технологического процесса, изготовлению детали типа "зубчатое колесо" и оснастки процесса. Разработка технологического процесса связана с многовариантностью решений технологических задач и необходимостью учитывать, при проектировании, большое количество факторов, например, конфигурацию и точность детали, технологические свойства ее материала, программу выпуска, технологические возможности различных методов обработки и оборудования и т.д.

1. Техническое задание

Необходимо разработать технический процесс изготовления зубчатого колеса с m=0,6.

2. Исходные данные для проектирования

Данное зубчатое колесо имеет модуль (Модулем зацепления называется линейная величина в ? раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к ?, то есть модуль - число миллиметров диаметра делительной окружности приходящееся на один зуб) m=0,6.

Заданная шероховатость (Это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Шероховатость относится к микрогеометрии твёрдого тела и определяет его важнейшие эксплуатационные свойства. Прежде всего износостойкость от истирания, прочность, плотность (герметичность) соединений, химическая стойкость, внешний вид.) Ra=1,25 (Ra - среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины) которой соответствует базовая длина (длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующая шероховатость поверхности) l=0,8 мкм. Способ обработки данной поверхности конструктор не устанавливает.

Наиболее ответственные поверхности - где брак более возможен - это зубчатый венец. Он повышает материалоемкость зубчатого колеса и снижает его ремонтопригодность, т.к. в процессе эксплуатации колеса его зубья подвержены изнашиванию и изломам, и восстановление зубчатого венца становится при данной конструкции зубчатого колеса затруднительным

На чертеже обозначены радиальное и торцовое биения с числовыми значениями допусков в миллиметрах.

Радиальное биение - разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси.

Торцовое биение - разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности, до плоскости, перпендикулярной базовой оси.

3. Служебное назначение зубчатого колеса

Моё зубчатое колесо цилиндрического типа, и применяется для передачи вращательного движения между валами. Область применения зубчатого колеса со степенью точности 7Н - передачи общего назначения, наиболее распространенные в машиностроении. Они работают при незначительных нагрузках, к таким передачам не предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Их можно использовать, например, в редукторах общего назначения.

Припуск - слой металла в поковке, предназначенный для удаления механической обработкой с целью получения заданной формы и размеров готовой детали с требуемым качеством обработанной поверхности. При механической обработке с припуском должны быть убраны все дефекты поверхностного слоя поковки - вмятины, забоины, складки, заштампованная окалина, обезуглероженный слой.

Допуск - разность между допускаемым наибольшим и наименьшим значениями одного и того же размера поковки. Допуск включает в себя все элементы отклонений от номинального размера, причинами которых могут быть незаполненные полости ручья, недоштамповка по высоте, износ окончательного ручья, колебание усадки при остывании поковки, кривизна осей, овальность сечений, эксцентричность прошиваемых отверстий и др.

Напуск - дополнительный объем металла в поковке, предназначенный для упрощения её формы, возможности осуществления процесса штамповки и его упрощения.

4. Выбор заготовки

Чтобы определить диаметр заготовки, необходимо прибавить к заданному числу зубьев число 2 и полученный результат умножить на модуль. Произведём расчет:

D заготовки = (Z+2)*m=(75+2)*0,6=46,2 мм

Так как у нас мелкосерийное производство, то лучше, чтобы заготовка имела простую форму с повышенными и неравномерными припусками под последующую механическую обработку. Чтобы уменьшить трудоемкость изготовления заготовок в процессе ковки и последующей механической обработки, форму заготовки целесообразно ограничивать плоскими, или цилиндрическими поверхностями, избегать применения заготовок сложных ступенчатых форм.

Выполняется штамповкой.

5. Определение категории точности детали

Точность детали определяется ГОСТом 9178-81. Данное зубчатое колесо имеет степень точности 7Н.

Вид сопряжений зубьев колес в передаче характеризуется наименьшим гарантированным боковым зазором. Боковым зазором называют измеренное по нормали расстояние между нерабочими профилями зубьев колес, находящихся в зацеплении. Боковой зазор необходим для обеспечения нормальных условий эксплуатации зубчатой передачи. Он компенсирует температурные деформации, погрешности монтажа передачи и служит для размещения смазки.

Вид сопряжения H -

Основным показателем качества зубчатого колеса является точность. Степень точности 7 для прямозубого колеса означает, что окружная скорость для моего зубчатого колеса может быть до 10 м/с.

Нулевая линия - линия, соответствующая номинальному размеру (размер, относительно которого определяются отклонения), от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные - вниз.



6. Объем выпуска деталей

Объём выпуска моей детали - 3000 штук в год.

Рассчитаем массу 1 детали.

Плотность стали 40Х ГОСТ4543-71 p=7800кг/м?

L=3 мм (ширина колеса)

D=46,2 мм (диаметр колеса)

D1=5 мм (диаметр отверстий, 5 шт.)

D2=12 мм (центральный диаметр)

Тогда объем детали будет равен:

V=D?*L-D1?*5*L-D2?*L=L*(D?- D1?*5-D2?)=3*(46,2?-4?*5-12?) = 5733 мм?

Тогда рассчитаем массу по формуле:

M= p*V=7800 кг/м? * 5733*10^9 м?=44*10-? кг=44 г - примерная масса 1 зубчатого колеса, выполненного по моему техническому заданию.

При массе до 20 кг и выпуске от 1000 до 5000 деталей в год - мелкосерийное производство.

7. Выбор методов обработки

Начать обработку заготовки следует на токарном станке. Технологическая база - отверстие. Так как производство серийное - следует отрезать по 3 мм (ширина колеса). Поскольку диаметр внутренней окружности менее 25 мм (условия для металлов). Сверление отверстия будем выполнять на том же станке с помощью закрепленной в пиноли задней бабки, сверло будет подаваться вручную вращением маховичка. Будем использовать комбинированное сверло, чтобы сразу получить необходимые фаски. Далее на кондукторе необходимо просверлить 6 отверстий. Затем перемещение на токарно-револьверный станок (так как имеем серийное производство). Технологическая база - поверхность отверстия. Зубонарезание осуществляется с помощью червячной фрезы.

8. Расчет технологичности конструкции детали

Показатели технологичности конструкции детали определяют в следующих случаях:

- для сравнительной оценки вариантов конструкции в процессе проектирования изделия;

- для определения уровня технологичности конструкции по сравнению с уже существующей (базовой) деталью;

- для построения математических моделей с целью прогнозирования технического развития конструкций изделий.

Различают показатели основные (трудоемкость изготовления детали, технологическая себестоимость изделия) и дополнительные (технико-экономические и технические). Количественная оценка технологичности конструкции с использованием основных или дополнительных показателей дает возможность осуществить отработку изделия на технологичность с минимальными затратами времени и средств.

Технические показатели технологичности характеризуют конструкцию как объект изготовления вне конкретных условий производства (т.е. без учета типа производства, уровня развития технологии на данном предприятии, станочного парка, оснастки и т.д.). Технические показатели технологичности позволяют оценить точность размеров, формы и расположения поверхностей, их шероховатость, степень унификации элементов конструкции, материалоемкость детали и т.д.

Расчет производится для заготовки поковка.

Коэффициенты веса частных показателей технологичности
	Наименование частного показателя технологичности	Обозначение	Весовые коэффициенты
1.	Показатель обрабатываемости материала.	Ком	0.8
2.	Показатель сложности конструкции детали.	Ксл	0.7
3.	Коэффициент точности и шероховатости поверхностей детали.	Кпов	0.6
4.	Показатель унификации конструктивных элементов.	Куэ	0.7
5.	Показатель использования материала	Ким	1.0

Коэффициент обрабатываемости материала .

По зависимости (см. лист 1) для материала Сталь40Х

.

Коэффициент сложности конструкции детали .

где - коэффициенты, определяемые как , где - поправки, численные значения которых приведены в таблицах. Коэффициент зависит от количества поверхностей на исходной заготовке, с которых удаляется стружка при изготовлении детали. Коэффициент учитывает общее количество заданных на чертеже детали исходных данных по обеспечению требуемых точностей формы и взаимного расположения поверхностей. Коэффициент учитывает количество различных видов обработки резанием.

Коэффициент учитывает соответствие точности и шероховатости поверхностей детали, обрабатываемых по десятому квалитету и точнее, некоторым оптимальным величинам, под которыми подразумеваются рекомендуемые в качестве экономичности и конструктивно обоснованные.

Величины лежат в пределах от 0 до 4 и являются разностью между номером зоны, где должна находиться данная поверхность из соображений технологичности и зоной, в которую она реально попадает.

Коэффициент точности и шероховатости поверхности . Этим коэффициентом учитывается степень возрастания трудоёмкости изготовления деталей за счёт обработки прецизионных поверхностей, а, следовательно, снижения технологичности конструкции. Он выбирается из таблицы (см. лист 1) для каждой из поверхностей точнее десятого квалитета включительно. Минимальное значение и есть этот коэффициент.

Коэффициент унификации конструктивных элементов .



где - общее количество конструктивных элементов в детали; - количество унифицированных конструктивных элементов в детали; - количество нетехнологичных элементов детали.

5. Коэффициент использования материала .

Чем ближе масса заготовки к массе детали, тем меньше машинное время, затрачиваемое на снятие припуска, меньше отходов в виде стружки, меньше затупляется инструмент и т. д.

где - масса детали; - масса заготовки; - объем детали; - объем заготовки.

6. Общий коэффициент технологичности .

Где

- весовые коэффициенты, приведённые в таблице (см. лист 1).

Так как для не прецизионной детали, являющейся телом вращения, то деталь технологична.

9. Технологический процесс. Последовательность разработки

Заданное качество детали достигается постепенным нарастанием всех параметров точности по мере перехода от заготовки к готовому изделию. Точность и качество отдельных поверхностей формируется за счет последовательного применения нескольких видов обработки. Точность относительного расположения поверхностей обеспечивается целесообразным выбором технологических баз, последовательностью выполнения операций, совмещением в одной операции обработки нескольких поверхностей, связанных допусками расположения. Твердость поверхности и стабильность размеров достигается многократной термообработкой.

Для сокращения сроков технологической подготовки производства в приборостроении принята система типовых технологических процессов, охватывающая значительное количество типоразмеров деталей из различных материалов. Типовые технологические процессы предусматривают единый маршрут обработки, состоящий из заготовительной операции, операции механической обработки (обработки резанием), и термической обработки, следующей в определенном порядке.

Разработка технологического процесса применительно к конкретной детали заключается в выборе подходящего типового технологического процесса, определении содержания отдельных операций и разработке операционных эскизов с указанием размеров и других требований, предъявляемых к детали на вех этапах маршрута. Наиболее сложная задача - определение содержания этапов механической обработки.

При разработке этой части технологического процесса:

1) составляют возможные варианты обработки отдельно взятых поверхностей детали без учета их взаимосвязи между собой.

2) формируют операции технологического процесса, совмещая по возможности в операциях обработку сопряженных поверхностей.

При этом из первоначальных вариантов обработки поверхностей, намеченных на первой стадии, исключают виды обработки, которые невозможно применить вследствие определенных ограничений - конфигурации детали, ограничивающей перемещение инструмента; невозможности совместить в одной операции обработку сопряженных поверхностей, высокой твердости материала, из технико-экономических соображений и т.д. Определив содержание всех видов операций, уточняют последовательность обработки отдельных поверхностей, составляют операционные эскизы и проводят расчет операционных размеров детали.

10. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса

Конструкция зубчатого колеса, его размеры и жесткость, технические требования и программа выпуска - основные факторы, определяющие технологию изготовления и применяемое оборудование.

При обработке зубчатого колеса в качестве технологических баз используют торцевые поверхности, которые позволяют обрабатывать почти все наружные поверхности на единой базе с установкой в трехкулачковом партоне.

Типовой ТП изготовления заготовок состоит из следующих операций: отрезания заготовки из прутка, непосредственного формоизменения, удаления заусенцев, правки заготовки.

Жесткие требования на линейные размеры обеспечиваются применением плавающего переднего центра и базированием заготовки по торцу, от которого выдерживают размеры при токарной обработке. Это исключает влияние погрешности зацентровки на точность линейных размеров.

В серийном производстве при отсутствии специального оборудования базовые поверхности обрабатывают на токарном станке за два установа. Заготовку закрепляют в патроне, подрезают торец, центровым сверлом обрабатывают отверстия. После перезакрепления переход повторяют. Смена баз и перезакрепление заготовки приводят к погрешности положения осей центровых отверстий относительно оси, из-за которой в процессе обработки заготовка будет базироваться по кромкам конических поверхностей, вызывая их смятие и погрешности формы. Создание базовых поверхностей таким образом характерно для заготовок валов, осей и т.п. и требует с целью повышения точности обработки введения в процесс дополнительных операций правки и восстановления базовых поверхностей.

11. Технологический процесс. Планы обработки поверхностей

Планы обработки:

1) Отверстия:

деталь зубчатый колесо

2) Наружной цилиндрической поверхности.



12. Технологический процесс

Технологический процесс обработки моего зубчатого колеса состоит из следующих этапов:

1. Заготовку обрабатывают на токарном станке.

13. Контрольно-измерительное устройство

Погрешностью базирования называется разность предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на размер инструмента. Она возникает в результате установки заготовки в приспособление по технологическим базам, не совпадающим с измерительными базами и определяется для конкретного размера при данной схеме установки.

Для приближенного определения допустимой погрешности базирования можно пользоваться формулой:

м=d-D,

где d - допуск на размер;

D - погрешность размера, определяемая точностью обработки, заданной по чертежу.

При этом при установке моей заготовки на базу А погрешность базирования, возникающая при фрезеровании, будет равно 0.

Принцип работы: контрольно-измерительное приспособление предназначено для контроля биения торцов к оси отверстия.

На мощном литом основании 17 закреплен кронштейн 2 с оправкой 4, которая в совокупности с опорой 3 осуществляет поддержку детали, в оправке располагается втулка 5 плотно прижатая нижним вкладышем 6 с гайкой 7, сверху деталь прижимается верхним вкладышем 8 с гайкой 9. Измерительная головка 11 поджимается винтом 10 между винтом и ИГ имеется прокладка. Подвод и отвод измерительной части приспособления способствует наличие штурвала 13 прикрепленного к планке 14, с помощью которого существует возможность откинуть измерительную часть назад, положение же её в состояние измерение фиксируется винтом 15 с гайкой 16.

Принцип работы основан на измерении биения с помощью ИГ при вращении опоры 3 с расположенной на ней деталью.

1 - Основание

2 - Призматические направляющие

13 - Плоская пружина

14 - Штыри

Основные технологические требования к изготовлению приспособления: взаимное смещение поверхностей не более чем 0,004 мм.

Список использованной литературы

1. "Справочник технолога-приборостроителя". Под редакцией профессора А.Н. Малова.

2. "Проектирование и расчёт приспособлений для обработки и контроля деталей приборов (учебное пособие к выполнению курсового проекта)". В.П. Законников, Е.М. Родионов.

3. "Проектирование технологических процессов (учебное пособие к выполнению курсового проекта)". А.С. Черничкин, Е.А. Скороходов, П.В. Сыроватченко.

4. "Оформление рабочих чертежей деталей и узлов (учебное пособие к выполнению курсового проекта)". О.Ф. Тищенко, Е.В. Веселова, Н.И. Нарыкова.

5. "Альбом по проектированию приспособлений". Б.М. Базаров, А.И. Сорокин, В.А. Губарь и др.

6. "Приспособления для металлорежущих станков (справочник)". А.К. Горошкин.

7. "Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения (для ВУЗов)". А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов.

8. "Основы технологии приборостроения". А.Н. Гаврилов.

9. "Приспособления для металлорежущих станков". М.А. Ансеров.

10. "Методические указания по выполнению технологической части дипломных проектов". Э.Г. Богатырев, З.Ф. Уразаев. М.1978.

11. "Проектирование контрольно - измерительных приспособлений". А. Полухин, Е.М. Родионов. М.1986

12. "Справочник машиностроителя" в шести томах. М.1956.

13. "Станочные приспособления". К.Л. Болотин, Ф.П. Костромин. М. Машиностроение. 1973.

14. "Справочник технолога-приборостроителя" в двух томах. Под редакцией П.В. Сыроватченко М. Машиностроение. 1980.

Приложение



Размещено на Allbest.ru

...