Файл: Повышение технологической сложности изделий и требований к точности их изготовления.docx

Содержание

Введение

Современный этап развития машиностроения характеризуется повышением экономических и научно-технических требований к производству. Одной из самых главных задач машиностроения является создание нового современного оборудования, технологических процессов, системы организации производства и управления, обеспечивающих высокую производительность труда.

Обзор отечественной и зарубежной технической литературы показывает, что современное машиностроение характеризуется следующими особенностями:

1. 
   Повышение технологической сложности изделий и требований к точности их изготовления.
   
2. 
   Повышение требований к мобильности (гибкости) производства связанных с необходимостью совершенствования морально устаревших изделий.
   
3. 
   Рост требований к быстрой фондоотдаче капитальных вложений и связанное с этим сокращение сроков проектирования технологических процессов и подготовки производства.
   

Эти особенности определяют новые тенденции в развитии технологии машиностроения и станкостроения.

В области технологии машиностроения четко просматриваются тенденция, максимальной концентрации операций и резкого сокращения трудоемкости обработки за счет внедрения автоматизированного оборудования и, особенно, – станков с ЧПУ. В области машиностроения основное внимание уделяется точности изготовления изделий за счет совершенствования технологии их изготовления операций.

Одним из главных элементов любого машиностроительного производства вообще, а автоматизированного в особенности, является инструментальная оснастка, обеспечивающая надежность функционирования каждого отдельного станка и производственной системы в целом, качество продукции, производительность, также через эти параметры существенным образом влияют на затраты производства.

Основными направлениями автоматизации производства в настоящее время является применение ГПС (гибких производственных систем) применения заготовок, максимально приближенных к формам детали

---

, снижение транспортных расходов путем более сокращенных технологических процессов.

В условиях рыночных отношений быстрота реализации принятых решений играет главенствующую роль.

Целью курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Вал-шестерня» с использованием современного оборудования высокопроизводительной оснастки с целью снижения себестоимости и улучшения организации труда.

1 Исходная информация для проектирования

В качестве исходной информации для разработки технологического процесса обработки детали «Вал-шестерня» предоставлены следующие данные:

- чертеж детали (рисунок 1);

- программа выпуска – 500 шт.;

- материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050-2013.


Рисунок 1 – Чертеж детали

2 Технологическая часть

2.1 Анализ технических требований на объект производства

Деталь «Вал-шестерня» представляет собой ступенчатое тело вращения с зубчатым венцом на наибольшей ступени.

Параметры зубчатого венца:

- модуль m=5;

- число зубьев z=19;

Детали типа тел вращения широко распространены в машиностроении. Валы используют для передачи крутящего момента. Обычно валы установлены в корпусе редукторов, в качестве опор используются шейки валов, на которые устанавливаются подшипники. Шейки валов имеют высокую точность. Крутящий момент передаётся посредством зубчатых колёс закрепленных на валу с помощью шпоночных пазов и шпонок либо выполненных заодно с валом.

Функциональным назначением данной детали является передача крутящего момента от шпоночного паза на конусе зубчатому венцу.

Таким образом, исполнительными (рабочими) поверхностями данной детали являются шпоночный паз R8 и зубчатый венец m = 5, z = 19. Основными конструкторскими базами являются шейки Ø 60k6; геометрическая ось которых является основной конструкторской базой, и торцы этих шеек, определяющих положение вала в механизме вдоль оси.

Для выхода резца в местах перепада диаметров выполнены проточки или канавки.

Остальные поверхности, в том числе и торцы вала, являются свободными поверхностями. Все поверхности данной детали являются обрабатываемыми.

---

Основной технологической базой для деталей типа валы является поверхность центровых отверстий, получаемых на одной из первых операциях .

Наличие точных поверхностей с диаметром (60k6), (65k6), (40f7) и (55k6) шероховатостью Ra=0,8-1,6 мкм подразумевает применение операции, обеспечивающей высокую точность размеров, например – шлифования.

Деталь «вал-шестерня» изготавливается из нелегированной специальной стали 45 ГОСТ 1050-2013. Материал детали – сталь 45 – широко используется в арматуростроении и сопутствующих направлениях, т.к. достаточно легко обрабатывается резанием, имеет меньший вес (если сравнивать одинаковые детали из сплава и из стали), а также имеет хорошую коррозионную стойкость.

Химический состав стали 45 приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав cтали 45 в процентах

С	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu
			не более
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030	0,035	0,25	0,30	0,30

Механические свойства стали 45 приведены в таблице 2.


Таблица 2 – Механические свойства стали 45

Толщина листа	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %	НВ
25	780	600	16	40

---

2.2 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности детали выполняем с целью выявления возможности снижения себестоимости обработки детали путем совершенствования ее конструкции. Он состоит из количественного анализа технологичности и качественного анализа технологичности.

С точки зрения механической обработки детали типа вал-шестерня вообще не технологичны, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции

Конструкция детали представляет собой ступенчатый вал практически с двухсторонним расположением ступеней. Допускаемое наличие центровых отверстий обеспечивает создание основных технологических баз и выполнение почти всей обработки с соблюдением принципа постоянства баз. Зубчатый венец открытый, допускает обработку на проход.

Требования к точности расположения основных поверхностей заданы относительно оси подшипниковых шеек Ø 60 и не представляют сложности при выполнении.

С точки зрения унификации конструкционных элементов можно отличить, что почти все размеры детали (диаметральные) принадлежат нормальному ряду размеров, почти все фаски имеют унифицированный размер 1x45°. Зубчатый венец имеет стандартный модуль.

Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали - возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости возможность обработки детали высокопроизводительными методами. Деталь представляет собой тело вращения - вал, с нарезанным на нем зубчатым венцом. В целом деталь обладает средней технологичностью. В целях снижения металлоёмкости и уменьшения припусков на обработку, в условиях среднесерийного производства выгодно применить в качестве заготовки операции горячею объемную штамповку. Количественные показатели технологичности конструкции детали.

Пронумеруем все обрабатываемые поверхности детали (рисунок 2).

---

Рисунок 2 – Поверхности детали
Определим коэффициент точности K_тч поверхностей по формуле:



где А_ср – средний квалитет точности обработки детали, определяем по формуле:



где i – номер квалитета;

n_i –число размеров, выполняемых по i-тому квалитету.



Определим коэффициент шероховатости K_ш, мкм по формуле:



где Б_ср – среднее численное значение параметра шероховатости, мкм, определяем по формуле:



где j – величина параметра Ra, мкм;

m_j –число поверхностей, имеющих j-тую шероховатость.





Данные по параметрам поверхностей детали сводим в таблицу 4.
Таблица 4 – Обрабатываемые поверхности детали

Номер и наименование поверхности	Габаритные размеры (L/D или L/h)	Предельные отклонения IT	Шероховатость Ra, мкм
1	2	3	4
1. Плоская поверхность	□19/116	h14	6,3
2. Шпоночный паз	45/5	js14	6,3
3. Радиус	R2,5	js14	6,3
4. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø25/24	h7	1,6
5. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø24/5	h14	6,3
6. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø31.8/60.5	h14	6.3
Продолжение таблицы 4
1	2	3	4
7. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø40/71	f7	0,8
8. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø39/5	h14	6.3
9. Зубчатое колесо	Ø105/62	h11	1,6
10. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø80/3	h14	6,3
11. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø64/4	h14	6,3
12. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø65/121	k6	0,8
13. Отверстие	Ø7/3	Н14	6,3
14. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø65/149	h14	6,3
15. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø59/4	h14	6,3
16. Паз	16/50	js14	3,2
17. Радиус	R8	js14	6,3
18. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø60/66	k6	1,6
19. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø55/82	k6	0,8
20. Наружная цилиндрическая поверхность	Ø50/82	k6	0,8
21 Отверстие	М16	H14	6,3
22. Торец	Ø20	h14	6,3
23. Конус	Ø50/18°	h14	1,6
24. Фаска	1×45°	js14	6,3
25. Фаска	0,6×45°	js14	6,3

---