Разработка технологического процесса изготовления шестерни четвертой передачи автомобиля ЗИЛ (стр. 1 из 3)
Белорусский Национальный Технический Университет
Автотракторный факультет
Кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей»
Контрольная работа
по дисциплине «Технология производства и ремонта автомобилей»
Тема: «Разработка технологического процесса изготовления шестерни четвертой передачи автомобиля ЗИЛ»
Содержание
1 Анализ технологичности конструкции детали
2 Определение типа производства
3 Обоснование способа получения заготовки
4 Выбор технологического маршрута и составление плана операций технологического процесса изготовления детали
5 Нормирование технологических операций в соответствии с маршрутом изготовления
6 Определение потребного количества оборудования
Список использованных источников
1 Анализ технологичности конструкции детали
Деталь- шестерня 4-ой передачи изготовлена из легированной стали 20Х и проходит термическую обработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, так как при термической обработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах н вызовет сжатие ступицы с левого торца. Таким образом, отверстие приобретет коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Поэтомy перемычку между венцом и ступицей следует в осевом сечении расположить наклонно, как это указано на чертеже пунктиром. Такое конструктивное изменение приведет к меньшим искажениям при термической обработке. Деталь, по-видимому, не обладает достаточной жесткостью для применения методов пластического формообразования зубчатого венца, а также протягивания шлицевого отверстия в ступице, и некоторое усиление ступицы с этой целью не приведет к значительному увеличению заготовки. Вывод о недостаточной жесткости следует проверить расчетом.
С точки зрения механической обработки зубчатые колеса вообще нетехнологичны, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.
При конструировании деталей должны учитываться вопросы повышения производительности зубообработки. Так, например, наличие выступа относительно зубчатого венца па левом торце неизбежно приведет к тому, что при одновременной обработке двух деталей зубофрезерованием между ними придется установить прокладку в виде кольца, что увеличит длину резания и, следовательно, снизит производительность процесса. Это приведет также к тому, что на нижнем торце верхней детали при зубофрезеровании образуются заусенцы, которые нужно будет снять. Возможно, эти факторы могли быть учтены при конструировании детали, и технологичность ее была бы значительно улучшена.
Деталь относится к классу деталей типа «диск», т.к. отношение длины детали к ее наружному диаметру не превышает 2-х и составляет: L/D=85/216=0.42.
Деталь выполняется из стали 20Х ГОСТ 4543-88, масса 8.22 кг.
Химический состав приведен в таблице 1.1, а физико-механические свойства в таблице 1.2.
Таблица 1.1 - Химический состав стали 20Х ГОСТ 4543-88
| Содержание элементов, % | |||||
| С | Mn | Si | X | Ni | Др. элементы |
| 0.17-0.23 | 0.5-0.8 | 0.17-0.37 | 0.7-1.0 | - | - |
Таблица 1.2 - Механические свойства стали 20Х ГОСТ 4543-88
| Твердость HB, МПа | Предел текучестиσТ,Па | Предел прочностиσВ,Па | Относительное удлинение σ,% |
| 179 | 650 | 800 | 11 |
2 Определение типа производства
Тип производства можно определить ориентировочно на основании опытной зависимости по годовому объему выпуска и массе детали, используя данные таблицы 2.1., а также коэффициентом закрепления операций Кзо, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест. Так как Кзо отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжения рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства, то Кзо оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на одну смену;
Практическое значение Кзо для массового производства может быть 0,1—1,0.
Таблица 2.1 – Ориентировочное определение типа производства по годовому объему выпуска и массе деталей
| Тип производства | Годовой объем выпуска деталей при массе | ||||
| До 1,0 кг | 1,0-2,5 кг | 2,5-5,0 кг | 5-10 кг | Свыше10 кг | |
| Единичное | До 10 | До 10 | До 10 | До 10 | До 10 |
| Мелкосерийное | 10-2000 | 10-1000 | 10-500 | 10-300 | 10-200 |
| Среднесерийное | 1500-100000 | 1000-50000 | 500-35000 | 300-25000 | 200-10000 |
| Крупносерийное | 75000-200000 | 50000-100000 | 35000-75000 | 25000-50000 | 10000-25000 |
| Массовое | Свыше 200000 | Свыше 100000 | Свыше 75000 | Свыше 50000 | Свыше 25000 |
Принимаем среднесерийный тип производства.
Предварительный расчёт норм времени ведётся по приближённым формулам [2, прил. 1, стр. 148-149].
Рассчитаем нормы времени по каждому переходу по каждой операции.
Черновая обточка за один проход:
,где d – диаметр обработки;
L – длина обработки.
Черновая подрезка торца:
,Чистовая подрезка торца:
,Чистовая обточка по 9-му квалитету:
,Шлифование чистовое:
,Сверление отверстий:
,Зубофрезерование:
,После определение основного времени определяют штучно-калькуляционное время по формуле:
,где jк – коэффициент учитывающий вид станка [2, прил. 1, стр. 148-149].
Все полученные данные занесём в таблицу 2.2.
Таблица 2.2- Данные по операциям
| Операция | Тшт, мин | mp | Р | Ŋз.ф. | Q |
| Токарная черновая | 6,2 | 1,06 | 1 | 1,06 | 0,75 |
| Токарная чистовая | 8,3 | 1,42 | 1 | 1,42 | 0,56 |
| Зубофрезерная | 14,4 | 2,47 | 2 | 1,23 | 0,65 |
| Сверлильная | 0,48 | 0,08 | 1 | 0,08 | 9,73 |
| Фрезерная | 2,46 | 0,42 | 1 | 0,42 | 1,90 |
| Внутрилифовальная | 7 | 1,20 | 1 | 1,20 | 0,67 |
| Зубошлифовальная | 17,2 | 2,95 | 3 | 0,98 | 0,81 |
где
Тшт – штучное время на выполнение указанной операции (берётся при рассмотрении базового варианта ТП),
mp – фактически необходимое оборудование,
Р – округлённое количество оборудования,
Ŋз.ф. – коэффициент фактической загрузки оборудования,
Ŋз.ф= mp/Р,
Q= Ŋз.н/Ŋз.ф.,
Ŋз.н. - коэффициент нормальной загрузки оборудования,
Ŋз.н=0.75..0.80,
mp=(NТшт)/(60FдŊз.н.), где
N – количество деталей в партии N=33000,
Fд=4015, - количество рабочих часов в году,
Далее находим коэффициент закрепления операций Кз.о.
Кз.о.=ΣQ/ΣР,
В случае когда Кз.о.>40 – единичное производство,
20< Кз.о.<40 – мелкосерийное производство,
10< Кз.о.<20 - серийное производство,
1<Кз.о.<10 – крупносерийное производство,
Кз.о.<1 – массовое производство.
mp1=(NТшт1)/(60FдŊз.н.)=(NТшт1)/180675=0,13ΣQ=15
ΣР=10
Кз.о.=ΣQ/ΣР=1,5 – тип производства – крупносерийный.
3 Обоснование способа получения заготовки
Выбор и методы получения заготовки.
Для данного типа детали (тело вращения) и объёма производства предполагается два способа получения заготовки:
- прокат;
- ковка в закрытых/открытых штампах.
Определение параметров заготовки.
Припуски на обработку и допуски размеров на поковки определяются по ГОСТ 7505 – 89. Из вышеупомянутого источника определяем, что деталь имеет следующие обозначения:
класс точности – Т3, что соответствует получению заготовки на горячештамповочных прессах в закрытых штампах;
группа стали – М2, что соответствует стали 20Х;
степень сложности заготовки – С2;
разъем плоскости штампа плоский – П;
исходный индекс –12.
В соответствие с этими обозначениями рассчитаем припуски на обработку и допуски размеров.
Радиусы закруглений наружный R = 3..5 мм. Штамповочные уклоны наружных поверхностей - 7°.
4 Выбор технологического маршрута и составление плана операций технологического процесса изготовления детали
Технологический процесс изготовления детали показан в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Маршрутное описание ТП
| Операция | Оборудование | Режущий инструмент | Оснастка |
| 005 Заготовительная- Отрезать заготовку в размер 38-2 | Отрезной 872М | Отрезная пила станочная | Зажим станочный |
| 010 Токарно-винторезная- точить 2 торца с переустановкой в размер 41 предварительно- точить Æ107 в размер предварительно- расточить отв. Æ55 предварительно | Токарно-винторезный 16К20 | Резец подрезной Т5К10Резец проходной упорный Т5К10Резец расточной | Патрон токарный 3-х кулачковый самоцентрирующийся |
| 015 Токарно-винторезная- точить Æ55 в размер 0,4 предварительно; - точить Æ70 в размерпредварительно- точить канавку в размер ñ69 окончательно. | Токарно-винторезный 16К20 | Резец проходной упорный Т5К10 | Патрон токарный 3-х кулачковый самоцентрирующийсяОправка |
| 020 Зубофрезернаяфрезеровать зубья m=3, z=27 | Зубофрезерный 5Д-32 | Фреза червячная m=3 | Оправка специальная |
| 025Вертикально-сверлильная- Сверлить 3 отв.Æ 3,5 по разметке | Вертикально-сверлильный 2А135 | Сверло Æ 3,5 | Тисы машинные |
| 030 Горизонтально-фрезерная- фрезеровать 2 паза в размеры 2, 5, 8. | Горизонтально-фрезерный 6Р13 | Фреза 2250-0003 | Тисы машинные |
| 035 Химико-термическая обработка | |||
| 040 Термообработка | |||
| 045 Пескоструйная | |||
| 050 Внутришлифовальная- шлифовать отв.Æ55,- шлифовать отв.Æ70, | Внуртишлифовальный 3А228 | Круг шлифовальный типа ПП | Оправка специальная |
| 055 Зубошлифовальная- шлифовать зубья m=3; z=27 | Зубошлифовальный 5А525Ф2 | Шлифовальный круг профильный | Оправка специальная |
| 060 Контрольная | Стол контролёра |
Проанализировав конструкцию детали на технологичность, определив тип производства и выбрав вид получения заготовки, разработаем маршрут механической обработки детали.