1. Общий раздел

1. 
   Общая характеристика детали
   

Название детали – «вал шестерня».

Деталь предназначена для использования в машинах, для передачи крутящего момента. Она работает в условиях действия знакопеременных нагрузок, которые также изменяются и по модулю; в условиях высоких температур и масляной среде.

Для выполнения деталью своего служебного назначения выделяют следующие поверхности и размеры, имеющие решающее значение:

- зубчатая поверхность и её длина;

- шпоночная канавка и размеры шпоночного паза, имеют важную роль при работе детали цилиндрические поверхности под подшипники качения.

1.2 Материал детали

В качестве материала детали применяется Сталь 40Х по ГОСТ 4543-71.

Химический состав и механические свойства материала детали приведены в таблицах 1.1. и 1.2.
Таблица 1.1. Химический состав материала детали

Марка стали и ГОСТ	Массовая доля элементов,%
	С-углерод	Мп- марганец	Cr-хром	Si-кремний	Ni-никель
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71	0,35-0,45	0,5-0,8	0,8-1,1	0,17-0,37	≤0,4

Таблица 1.2. Механические свойства материала.

Марка стали и ГОСТ	Предел текучести, σт МПа (кгс/мм2)	Временное сопротивление разрыву, σв , МПа (кгс/мм2)	Относительное удлинение, S, %	Относительное сужение, ψ, %	Твердость, НВ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71	785(80)	980(100)	10	45	217

[3, том2; стр 302];[5, том2; стр 760]
1.3 Анализ технологичности конструкции детали

---

Основным видом изготовления и обработки детали является резание. Основные операции технологического процесса:

- подрезка торцев и центрирование торцев;

- токарная и шлифовальная обработка наружной поверхности;

- зубофрезерная обработка поверхности;

- фрезерование шпоночного паза;

Габаритные размеры детали: наибольший наружный диаметр -65 мм, длина – 250 мм.

По диапазону размерных характеристик детали можно установить эксплуатационную характеристику оборудования.

Материал детали Сталь 40Х с твердостью 215 НВ хорошо обрабатывается лезвийным инструментом. Ориентируясь на характеристики станков шлифовальной группы, марки стали и твердости можно сделать выбор абразивного инструмента.

абразивного инструмента, наивысший класс точности размеров наружных поверхностей – 2^й, т.е. наружные поверхности экономически выгодно обрабатывать шлифованием.

Точность поверхности центровочного отверстия достигается операцией сверления.

Шероховатость соответствующая 2^му классу точности (Ra=0.63….1.25) достигается предварительным и чистовым шлифованием.

Жесткость детали (L<10dφ) дает возможность вести обработку на высоких режимах резания. Наличие 2^х центровочных отверстий позволяет иметь при обработке достаточно точную, постоянную технологическую базу.

Большинство диаметральных размеров соответствует 6^му квалитету точности.

Шероховатость поверхности торцов вала Ra=12,5, а цилиндрических поверхностей в большинстве случаев Ra=0,63, шероховатость зубьев Ra=12,5.

Значение шероховатостей свидетельствует о высоких требованиях к обрабатываемым поверхностям.

Термическая обработка – улучшение, закалка и высокий отпуск на твердость 28-30 HRC.

Количественный анализ технологичности ведем по 2^м коэффициентам: точности и шероховатости [7]

1.3.1 Коэффициент точности

,

где А_ср- средний квалитет точности

,

где n _i – число поверхностей точности по 1 – 19 квалитету.

---

Так как К_Т>0.8, то деталь по этому признаку является технологичной.

1.3.1 Коэффициент шероховатости поверхности

,

где Б_ср- средняя шероховатость поверхности



где n _i – количество поверхностей, имеющих шероховатость соответствующую данному числовому значению параметра Ra.





Так как коэффициент шероховатости К_Ш < 0.32 , то поэтому показателю деталь также технологична.

Выполненный конструкторно-технологический анализ позволяет сделать заключение, что вал является технологичной деталью, о чем свидетельствуют также следующие факты:

1. 
   деталь имеет небольшой перепад размеров диаметров;
   
2. 
   на детали предусмотрены фаски для удобства обработки в центрах при изготовлении
   
3. 
   деталь имеет канавки (проточки) для возможности выхода шлифовального круга;
   
4. 
   ступенчатые поверхности детали в основном расположены по возрастающим ступеням;
   
5. 
   зубчатая поверхность имеет наибольший диаметральный размер, облегчающий процесс фрезерования;
   
6. 
   деталь изготавливается из поковки с минимально-допустимыми припусками на обработку резанием;
   
7. 
   деталь в основном состоит из участков, которые легко доступны для обработки резанием, фрезерованием и т.д.;
   
8. 
   деталь достаточно жесткая.
   

В условиях среднесерийного производства (см. п.21) при применении универсальных и специальных станков, оборудования и средств измерения, конструкция детали обеспечивает ее приспособленность к достижению оптимальных затрат на производстве.

1.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали
Выявленные отступления от стандартов на первоначальном чертеже детали (задании) и рекомендуемые изменения приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

№ п.п.	Критерий сравнения	Первоначальный чертеж детали	Переработанный чертеж детали
1	2	3	4
1	Соблюдение стандартов: а) стандарт на материал б) стандарт на центровые отверстия в) условное обозначение вала шлицевого	ГОСТ 4543-71 ГОСТ 14034-74 ГОСТ 1139-80	ГОСТ 4543-71 ГОСТ 14034-74 ГОСТ 1139-80
2	Требования ЕСКД: а) расположение видов относительно основной надписи чертежа б) обозначение сечений и размеров в) изображение центровых отверстий	параллельно обозначены буквами местный разрез	параллельно обозначены буквами местный разрез
3	Точность и шероховатость: а) значение шероховатости поверхности б) неуказанные предельные отклонения размеров в) обозначение размеров и посадок	старое обозначение по ГОСТ 2789-73 не указано символьный метод	новое обозначение по ГОСТ2789-73 измененному в 2003г. комбинированный метод
4	Соблюдение рядов предпочтительности линейных и угловых размеров	Соблюдено	Соблюдено
5	Расположение размеров с точки зрения удобства чтения чертежа	недопустимое	Соответствует требованиям ЕСКД
6	Контролепригодность детали	контролепригодна	контролепригодна
7	Термообработка шлицевой поверхности	не указана	указана

---

На переработанном чертеже детали также было проведено изменение Формата таблицы технических требований в соответствии ГОСТом.

Указанные на чертеже точность, шероховатость поверхности, технические требования позволяют обеспечить необходимые посадки соединений. Для того, чтобы не произошло изменение характера посадок, которое может стать в последствии причиной выхода из работоспособного состояния детали или агрегата в целом, необходимо соблюдать технические требования и требования к к качеству поверхностей детали.
2. Технологический раздел

2.1. Выбор и обоснование типа производства
Предварительно выбираем тип производства исходя из годового объема выпуска, габаритов и массы детали.

Таблица 4. Выбор типа производства

Масса детали	Тип производства
	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное
<1.0 1.0….2.5 2.5….5 5.0…10.0 > 10.0	10…..2000 10….1000 10…500 10….300 10…200	1500….100000 1000…50000 500….35000 300…25000 200…10000	75000….200000 50000….100000 35000…75000 25000…50000 10000….25000

Количество деталей, выпускаемых в год.


где N _Д = 3600шт. – программа выпуска в год;

α =11% - процент запасных частей;



Масса детали, кг:



где ρ_ст=7,65…..7,85 г/см³ –плотность стали;

V_д – объем вала, см³
Объем вала V_д определяется путем суммирования (вычитания) объемов отдельных составных частей простой геометрической формы, обрезающих деталь:

,

Где - объемы цилиндрических поверхностей образующих вал,

,

Где d- диаметр i-й цилиндрической поверхности; мм

---

l_i – длина i-й цилиндрической поверхности; мм

Объем шпоночного паза

,

Где - ширина шпонки, мм

- высота шпонки, мм

- длина шпонки, мм

Принимаем среднесерийное производство. Оно характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшой объем выпуска. Технологический процесс обработки детали в среднесерийном производстве преимущественно дифференцирован, т.е. он разделен на отдельные самостоятельные и простейшие операции. В серийном производстве используется универсальные металлорежущие станки, универсальные приспособления, так и специальные приспособления, и инструменты, специализированные станки, автоматизированные и агрегатные станки с числовым программным управлением, в том числе и много целевые. Целесообразно применение специального режущего инструмента, а так же специальных мер и измерительных приборов.

2.3 Расчет поковки

Расчет заготовки производится по ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные, штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски»

Заготовка – штамповочная поковка, изготавливается в открытом штампе на молоте с калибровкой. Нагрев – пламенный в печи.

2.3.1 Исходные данные по детали

Материал – Сталь 40Х ГОСТ 4543-71:

С-углерод	Мп- марганец	Cr-хром	Si-кремний	Ni-никель
0,35-0,45	0,5-0,8	0,8-1,1	0,17-0,37	≤0,4

---

Смотрите также файлы

• Эмоциональноэкспрессивная лексика и ее стилистическое использование в языке сми.doc

• Государственная служба в аппаратах судов.docx

• Справка дана Кан.docx

• 1. Особенностями уголовнопроцессуального доказывания как разновидности познания являются.doc

• Адаптация детей ii младшей группы в доу.doc