Разработка технологического процесса изготовления вала (стр. 1 из 2)
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…………………………………………. 2
1.1. Анализ Материала………………………………………………… 2
2. Количественная оценка выпуска деталей……………………. 3
2.1. Количество изготавливаемых деталей в год………………. 3
2.2. Размер партии деталей …………………………………………. 3
3. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления …. 3
3.1 Расчет варианта получения заготовки – штамповки…… 4
3.2 Расчет варианта получения заготовки – из проката……. 5
4. Выбор технологических баз. ……………………………………… 6
5. Составление технологического маршрута обработки. ……. 6
6. Разработка технологических операций. ………………………. 7
6.1. Токарная операция. №1. Черновое точение. ……………... 7
6.3. Точение проточки. ……………………………………………….. 9
7. Определение норм времени на обработку. ………………….. 10
7.1. Токарная операция. №1. Черновое точение. ……………… 10
7.2. Токарная операция. №3. Точение проточки. ……………... 10
8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………….. 11
Приложения
- Чертеж детали …………………………………………… 12
- Чертеж заготовки ………………………………………. 13
- Карта обработки детали ………………………………. 14
- Маршрутная карта …………………………………….. 17
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 наружнего 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 % - улерода
2 % - хрома
4% - никеля
1% -вольфрама
А – обозначает, что сталь высококачественная
2. Количественная оценка выпуска деталей
2.1. Количество изготавливаемых деталей в год.
Тк производственная программа задана количеством деталей, необходимо заданную программу увеличить только на процент брака.
Ni= m* Nm* ( 1 + b/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
b = 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 итд. 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 )
3.1Расчет первого варианта получения заготовки –
Горячей штамповки.
- Определяем массу детали и массу заготовки
Gдет = Sср * Lдет * g = 1520*250* 7,8 / 1000 = 3 кг
Dср = ( 30*20 +40*60+50*150 +30*20 / 20+60+150+20 ) = 44 мм
Sср = 3,14 * 44 2 / 4 = 1520 мм2 ; Lдет = 20 + 60 + 150 + 20 = 250 мм
g - плотность стали , g=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
3.2Расчет первого варианта получения заготовки – Из проката.
- Определяем массу детали и массу заготовки
Gдет = 3 кг
Gзаг = Gдет/Kисп = 3 / 0,54 = 5,5кг
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.
- 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
5. Составление технологического маршрута обработки
Схема маршрута определяется в зависимости от конфигурации, размеров, массы, методов получения заготовки. Последовательность схемы технологической обработки составляем, руководствуясь тем, что
005 Токарная
Обработка торцов вала и центрирование детали
010 Токарная
015 Токарная
020 Фрезерование
Нарезание шлицев
025 Шлифование
Шлифование шлицев по внешнему диаметру
030 Контроль
Контроль детали , ее соответствие рабочему чертежу , точности размеров , итд.
6.Разработка технологических операций
6.1.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 * tx* 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