Курсовая работа: Разработка оптимального технологического процесса производства детали "Вал-шестерня"

Варианты обработки поверхностей

В табл. 3.1 обозначено

Т – точение черновое;

Тп – точение получистовое;

Тч – точение чистовое;

Тт – точение тонкое;

Шо – шлифование обдирочное;

Ш – шлифование черновое;

Шп – шлифование получистовое;

Шч – шлифование чистовое;

ТО – термообработка.

Рядом с обозначением метода обработки в скобах указан квалитет точности, получаемый на данном переходе.

Оптимальный вариант обработки выбираем по минимуму суммарных удельных затрат, характеризуемых суммой Куi всех переходов данного варианта. При этом поскольку переходу Т(12) и ШЧ(6), а так же ТО присутствуют во всех вариантах обработки, их из расчета исключаем.

Из табл. 3.1. видно, что минимальный коэффициент удельных затрат Ку=6,4 соответствует варианту № 5. Принимаем для обработки шеек под подшипник следующую последовательность обработки:

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)-ТО(11)-ШП(8; 1,6)-ШЧ(6; 0,8).

Полученным выше результатом воспользуемся для назначения методов обработки других поверхностей.

Наружная поверхность зубчатого венца, поверхность 9 (11; 6,3):

Т(12; 12,5)-Тп(10; 3,2)-ТО(11).

Свободные шейки, поверхности 5, 12, 18, канавки, поверхности 3, 6, 11, 14, 17, 20 (14;12,5)

Т(12; 12,5)-ТО(13).

Торцы зубчатого венца, поверхности 7 и 10 (14; 12,5):

Т(12; 12,5)-ТО(13).

Торцы, поверхности 1 и 24 (11; 12,5):

Ф(10; 12,5)-ТО(11).

Шпоночный паз, пов. 22 и 23(9; 3,2):

Ф(8; 3,2)-ТО(9)

Зубчатый венец, поверхность 8 (8 степень точности, Rа=3,2):

ЗФ(8 ст.; 2,5)-ШВ(7 ст.; 1,6)-ТО(8).

Здесь ЗФ – зубофрезерование,

 ШВ – шевингование.

Центровые отверстия, поверхности 25 и 26

СЗ-ТО-Шп

СЗ – сверление-зенкерование.

3.3 Расчет припусков на обработку

Припуск на самую точную поверхность 2 0к6 рассчитаем аналитическим метом по переходам [4]. Результаты расчета будем заносить в таблицу 3.3.

1) В графы 1 и 2 заносим номера и содержание переходов по порядку, начиная с получения заготовки и кончая окончательной обработкой; заготовительной операции присваиваем № 0, а термообработке – № ТО.

2) В графу 3 записываем квалитет точности, получаемый на каждом переходе. По таблице 3 [4] определяем величину Td допуска для каждого квалитета и записываем в графу 4.

3) Для каждого перехода определяем составляющие припуска. По таблице 1 [4] определяем суммарную величину а=hд+Rz, где Rz – высота неровностей профиля, мм hд – глубина дефектного слоя, мм. Значения а заносим в графу 5 табл 3.3.

По таблице 2 [4] определяем погрешность установки  заготовки в приспособлении на каждом переходе. Значение  заносим в графу 7 табл. 3.3. Для переходов 0 и ТО 7 делаем прочерк.

4) Определяем предельные значения припусков на обработку для каждого перехода, кроме 0 и ТО.

Минимальное значение припусков определяем по формуле [4]:

.

Здесь и далее индекс i относится к данному переходу, i–1 – к предыдущему переходу, i+1 – к последующему переходу.

Максимальное значение припуска определяем по формуле [4]

.

Значения Zmin и Zmax заносим в графы 8 и 9 табл. 3.3., округляя их в сторону увеличения до того знака после запятой, с каким задан допуск на размер для данного квалитета точности. В строках, соответствующих переходам 0 и ТО, делаем прочерк.

5) Определяем среднее значение припуска для каждого перехода по формуле:

.

Значение Zср заносим в графу 10 табл. 3.3.

6) Определяем предельные размеры для каждого перехода по формулам [4]:

;

.

Расчет начинаем с последнего, 5-ого перехода, для которого на чертеже задан размер 50. Поскольку маршрут содержит термообработку – закалку с отпуском, примем во внимание увеличение размеров при переходе аустенита в мартенсит на 0,1% т.е. d(ТО-1)min=dТОmin·0,999.

Находим средний диаметр на каждом переходе по формуле:

.

Значения заносим в графу 13 табл. 3.3.

8) Определяем общий припуск на обработку по формулам:

;

;

.

Значения заносим в нижнюю строку, графы 8, 9, 10 табл. 3.3.

Таблица 3.3

Такой же припуск назначаем на поверхность 15 имеющую аналогичные диаметр, точность и шероховатость.

Припуски 2Z на остальные поверхности определяем по таблице 6 [4]

2Z=2Zтабл·Кт·Км·Кс

где 2Zтабл – табличное значение припуска, мм; Кт, Км, Кс – коэффициенты, учитывающие соответственно класс точности Т штамповки, группу стали М, степень сложности С заготовки.

Значения коэффициентов Кт, Км, Кс определим по [4] и [8].

3.4 Проектирование заготовки

С учетом того, что при выборе метода получения заготовки было определено, что наименьшим суммарным затратам соответствует заготовка из штампа, принимаем заготовку с тремя значениями диаметров d1=90 мм,

d2=183 мм, d3=63 мм.

4. Разработка технологического маршрута и схем базирования

Задача раздела – разработать оптимальный маршрут, т.е. такую последовательность операций, которая обеспечит получение из заготовки готовой детали с наименьшими затратами. При этом необходимо разработать такие схемы базирования заготовки на каждой операции, которые обеспечивают минимальную погрешность обработки.

4.1 Разработка технологического маршрута

Будем разрабатывать технологический маршрут на базе типового техпроцесса [9], что обеспечит его более высокое качество при сокращении времени разработки.

При разработке маршрута будем руководствоваться рекомендациями [2], согласно которым:

1) На первой операции будем обрабатывать поверхности заготовки, которые на последующих операциях будут использовать в качестве технологических баз. Такими поверхностями являются торцы вала, поверхности 1 и 24 , и центровые отверстия, поверхности 25 и 26.

2) Весь ТП разделим на две части: обработка лезвийным инструментом до термообработки и обработка абразивным инструментом после термообработки. До термообработки следует подрезать торцы, 1 и 24 , обточить вал, нарезать зубья 8 и профрезеровать шпоночный паз 22,

23. После термообработки остается шлифовать шейки 2, 5, 12, 15, 18, 21 и торцы 4 и 13.

1) Наиболее точные поверхности будем обрабатывать в конце ТП. В нашем случае целесообразно в конце ТП выполнить шлифование шеек 2 и 15.

Присваиваем операциям номера:

1 – фрезерная;

2 – сверлильно-зенкеровальная;

3 – токарная черновая;

4 – токарная черновая;

5 – токарная получистовая;

6 – токарная получистовая;

7 – токарная чистовая;

8 – токарная чистовая;

9 – фрезерная;

10 – зубофрезерная;

11 – зубошевинговальная;

12 – центрошлифовальная;

13 – шлифовальная получистовая;

14 – шлифовальная получистовая;

15 – шлифовальная чистовая.

Таблица 4.1.

Анализируем маршрут на предмет возможного объединения или разделения операций. Считаем целесообразным объединить фрезерование торцов 1, 24 и сверление центровых отверстий 25, 26 в одну фрезерно – центровальную операцию. Есть смысл объединения чистового шлифования шеек 2 и 15.

Окончательно принимаем маршрут обработки:

10. фрезерно-центровальная

20. токарная

30. токарная

40. фрезерная

50. зубофрезерная

60. зубошевинговальная

70. термообработка

80. центрошлифовальная

90. шлифовальная

100. шлифовальная

4.2 Выбор баз

На первой операции 10 фрезерно-центровальной в качестве технологических баз используем технологические базы, указанные на эскизе чертежа – ось и торец пов. 100.

Здесь и далее индекс около номера поверхности обозначает номер операции на которой она получена. Индекс 00 относится к заготовительным операциям.

На операции 20 (1 установ) токарной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы примем торец, поверхность 110.

На операции 20 (2 установ) токарной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы примем торец, поверхность 1320.

На операции 30 (1 установ) токарной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы примем торец, поверхность 420.

На операции 30 (2 установ) токарной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы примем торец уступа, поверхность 1730.

На операции 40 фрезерной в качестве двойной направляющей базы используем ось (цилиндрической поверхности 230 и 1530). В качестве опорной базы используем торец уступа пов. 1330.

На операции 50 зубофрезерной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы используем центровое отверстие 2610.

На операции 60 зубошевинговальной в качестве технологической базы используем ось (центровые отв. 2510 и 2610). В качестве опорной базы примем центровое отверстие 2610.

На операции 80 центрошлифовальной в качестве тройной опорной базы при обработке отверстия 2580 используем центровое отверстие 2670, при обработке 2680 – отверстие 2580.

На операции 90 (установ 1) шлифовальной в качестве двойной направляющей базы используем ось (прошлифованные центровые отверстия 2580 и 2680). В качестве опорной базы примем торец уступа поверхность 1370.

На операции 90 (установ 2) шлифовальной в качестве двойной направляющей базы используем ось (прошлифованные центровые отверстия 2580 и 2680). В качестве опорной базы примем торец уступа поверхность 490.

На операции 100 шлифовальной в качестве двойной направляющей базы используем ось (центровые отверстия 2580 и 2680). В качестве опорной базы примем торец уступа поверхность 490.

5. Выбор средств технологического оснащения

Задача раздела - выбрать для каждой операции ТП такое oбopудование, приспособление, режущий инструмент (РИ) и средства контроля, которые бы обеспечили заданный выпуск деталей заданного качества с минимальными затратами.

5.1 Выбор оборудования

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами [2] :

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) В случае недостаточной загрузки станка его е деталей по определенной закономерности.

6) Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эргономики и экологии.

Если для какой-то операции этим требованиям удовлетворяет несколько моделей станков, то для окончательного выбора будем проводить сравнительный экономический анализ. Выбор оборудования проводим в следующей последовательности:

1) Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков.

2) Исходя из положения обрабатываемой поверхности, выбираем тип станка.

3) Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обработанных поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер (модель) станка. Данные по выбору оборудования заносим в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Выбор технологического оборудования

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6