Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет 
 

Кафедра «КПСМ» 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине «Технология машиностроения»

на тему «Разработка технологического процесса изготовления втулки»

КР 050700362.00 ПЗ 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                   Выполнил: студент гр. ПТК-51

                                                   Чижов А В.

                                                   № зач. книжки: 050700362 

                                                   Руководитель работы: Ханцевич А.В.

 

Оглавление

Введение 5

1. Служебное назначение изделия 6

2. Анализ детали на технологичность 7

3. Определение типа производства 8

4. Выбор заготовки 9

5. Выбор наиболее экономичного маршрута на основании анализа двух вариантов 14

6. Расчет припусков на одну поверхность 21

7. Расчет режимов резания 28

9. Расчет норм времени 36

Заключение 38

Список использованных источников 39 

 

  Введение

  Технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

  Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и  внедрения новых машин, повышение  их надежности и долговечности – основные задачи машиностроения.

  Создание  грамотных и эффективных технологических  процессов изготовления деталей  и сборки машин – залог достижения высокого качества готовой продукции при низкой ее себестоимости.

  В ходе курсового  проекта необходимо разработать  технологический процесс механической обработки втулки. При этом необходимо определить тип производства, обосновать выбор заготовки, выбрать оборудование и инструмент.

 

  1. Служебное назначение изделия

 

  Деталь класса «втулка» служит как промежуточный элемент для базирования в корпусных деталях подшипниковых опор и для выполнения функции передачи крутящего момента с вала на шестерню.

  Втулка используется для передачи крутящего момента  с вала на шестерню, выполняя также опорную функцию. С одной стороны во втулку устанавливается вал, с другой – шестерня. На втулку напрессовываются подшипники.

  Соответственно  этому служебному назначению исполнительными  поверхностями втулки являются основное отверстие d=65H7 мм длиной l=165 мм и соосная ему наружная цилиндрическая поверхность d=90k6 и d=100h6 мм длиной l=216 мм.

  Основной  конструкторской базой у деталей  класса «втулки» является ось основного  отверстия, если деталь садится на вал. Или наружной цилиндрической поверхности, если деталь вставляется в отверстие  в корпусе.

  Основной  технологической базой при обработке  деталей класса «втулки» является основное отверстие d=65 мм, относительно которого обрабатывается точность расположения остальных поверхностей: наружных поверхностей d=90 мм и d=100 мм, внутренней поверхности отверстия d=74 мм и торца.

  При изготовлении данной втулки необходимо выдерживать  следующие технологические требования:

  -допуск  на радиальное биение наружной  поверхности D=70мм должен быть 20мкм, торца 20мкм;

  -допуск  на круглость , цилиндричность  и параллельность поверхности  20мкм;

  -неуказанные  предельные отклонения размеров  Н12, h12, +IT/2,-IT/2.

  -шероховатость  основного отверстия необходимо  выполнить по 10 классу (Rz=0,8мкм).

 

  

  2. Анализ детали на технологичность

 

  В процессе проектирования любая конструкция (машина, узел, деталь) должна быть самым  тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

  Технологически  анализ конструкции обеспечивает улучшение  технико-экономических показателей  разрабатываемого технологического процесса.

  Основные  задачи, решаемые при анализе технологичности  конструкции обрабатываемой детали, сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки  детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности  конструкции позволяет снизить  себестоимость ее изготовления без  ущерба для служебного назначения.

  Деталь –втулка  изготавливается из Стали 40Х. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает трудностей при получении заготовки.

  С точки  зрения механической обработки деталь достаточно проста, не имеет сложных  для обработки элементов.

  Для передачи крутящего момента от вала к втулке предусмотрены шпоночный паз 18H8, отверстие d=5 мм. Отверстие под штифт d=5 предусмотрено для передачи крутящего момента с вала на шестерню.

  Для облегчения сборки предусмотрены фаски.

  Остальные обрабатываемые поверхности с точки  зрения обеспечения точности и шероховатости  не представляют технологических трудностей, позволяют вести обработку на проход и допускают применение высокопроизводительных режимов обработки.

 

  

  3. Определение типа производства

  На данном этапе проектирования тип производства определяют ориентировочно. Здесь можно  исходить по таблице 3.1  из массы  деталей и программы выпуска (N = 10000 штук) базовых деталей.

  Таблица 3.1.

  Характеристики  типов производства

 

  Массу детали мы определили с помощью программы КОМПАС-3D V10 и она равна m_дет = 4,714 кг.

  Масса заготовки m_заг определяется по формуле

         ,          (3.1)

  где  m_дет = 4,723 кг – масса детали, определяется исходя из чертежа детали;

        k_исп = 0.9 – коэффициент использования материала (для штамповки).

            .

  Так как  максимальная масса обрабатываемой заготовки менее десяти килограмм и программа выпуска десять тысяч штук следует, что тип производства является крупносерийным.

 

  

  4. Выбор заготовки

  Выбор заготовки  обуславливается несколькими факторами. Иногда высокая стоимость получения  самой заготовки компенсируется за счет уменьшения средств на механическую обработку, поэтому при выборе заготовки  следует учесть не только те расходы, которые приходятся на получение  самой заготовки, но и стоимость  механической обработки.

  Рациональный  метод получения заготовки позволяет  установить оптимальные припуски и  наименьшую стоимость детали.

  Для сравнения  берется два наиболее подходящих для данной детали способа получения  заготовки: первый – штамповка и второй – прокат.

  Экономическое обоснование выполняем на основе технологической себестоимости  детали, которая представляет собой  сумму затрат на материал детали и  ее механическую обработку:

   ,          (4.1)

  где - стоимость получения заготовки по i-му варианту, тыс. руб.;

       - стоимость механической обработки по i-му варианту, тыс. руб. 

  Расчет  стоимости заготовки  для штамповки 

  Стоимость получения заготовки S_заг рассчитывается по зависимости:

               ,    (4.2)

  где  С_i = 39500 рублей – базовая стоимость одной тонны заготовки;

        m_заг – масса заготовки, кг;

        k_т = 1 – коэффициент, зависящий от точности заготовки для нормальной  точности по ГОСТ 7505-74;

        k_с = 0.87 – коэффициент сложности;

        k_в = 0,89 – коэффициент, зависящий от массы;

        k_м = 1.18 – коэффициент, зависящий от материала детали;

        k_п = 1.0 – коэффициент, зависящий от программы выпуска;

        m_отх – масса отходов, кг;

        С_отх =950 руб/т – стоимость одной тонны отходов 

  Масса заготовки  m_заг определяется c  учетом припусков для заготовки полученной штамповкой на ГКМ : 

        Объем заготовки 

              

                              (4.3)  

  По известной  плотности материала определяется масса заготовки

   .

  Находим коэффициент  использования материала:

    

  Масса отходов  m_отх рассчитывается по формуле 

   .          (4.4) 

   . 

  Таким образом, стоимость заготовки равна: 

   . 
 

  Расчет  стоимости заготовки  в виде проката 

  Исходные  данные: стоимость 1 тонны проката  22900 руб/т. 

  Масса заготовки  определяется исходя из того, что заготовка  делается из стандартного прутка диаметром  105 мм. 

  Объем заготовки

               .    (4.5) 

  По известной  плотности материала определяется масса заготовки

   .

  Находим коэффициент  использования материала:

    

  Масса отходов

   . 
 

  Стоимость заготовки определяется по формуле: