Технологический процесс изготовления ступенчатого вала

 
 
 

1. Задание на курсовой  проект.  

     Разработать проект, в котором будут освещены все вопросы, связанные с описанием  технологического процесса изготовления ступенчатого вала.  

Вариант № 2.6 

d1 = 64

d2 = 56h9

d3 =  48

L = 210

L1 = 60

L2 =  90

Материал: сталь30

Твердость: 179

Программа выпуска: 350

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Аннотация.  

     Курсовой  проект на тему « Технологический  процесс изготовления ступенчатого вала» содержит графическую часть  на … листах формата А4 и пояснительную записку на … листах машинного текста, 2 рисунка, 3 таблицы.

     Ключевые  слова: ВАЛ; технологическое время; переход; глубина резания; режим резания; себестоимость; мощность; подача; обтачивание; частота вращения.

     В курсовом проекте разработан технологический  процесс изготовления 3х ступенчатого вала на токарно-пентарезном станке модели 16К20, определены размеры заготовки и методы ее получения, установлены параметры режима резанья и рассчитана себестоимость изготовленной детали.    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Содержание.  

     Введение 

1. Содержание задания на курсовое проектирование 
2. Анализ исходных данных для проектирования техроцесса
3. Определение типа производства
4. Расчет припусков, выбор вида и метода получение заготовки
5. Определение нормы расхода и коэффициента использования материала
6. Выбор оборудования, технологических баз, способа крепления заготовки и измерительного инструмента
7. выбор последовательности обработки поверхностей
8. Выбор инструментального материала и назначение геометрии инструмента
9. выбор смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС)
10. Расчет режимов резания
11. Расчет силовых и энергетических параметров резания
12. Расчет себестоимости механической обработки заготовки

Заключение 

Список литературы

Приложение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.  

     В данном курсовом проекте рассматриваются  вопросы, связанные с разработкой  технологического процесса изготовления трехступенчатого вала. Перечень этих вопросов входят такие пункты, как анализ исходных данных для проектирования техпроцесса, определение типа производства,  расчет припусков, выбор вида и метода получение заготовки, определение нормы расхода и коэффициента использования материала; выбор оборудования, технологических баз, способа крепления заготовки и измерительного инструмента выбор последовательности обработки поверхностей; выбор инструментального материала и назначение геометрии инструмента и смазочно-охлаждающих технологических средств. 

     В завершающей части курсового  проекта производится расчет режимов  резания, основного технологического времени, силовых и энергетических параметров резания, а также себестоимости  механической обработки заготовки.   

     Основная  цель проекта – разработать такой  технологический процесс изготовления трехступенчатого вала, который будет  соответствовать всем необходимым  технологическим требованиям и  при этом потребует минимальных  денежных и трудовых затрат. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Анализ  исходных данных для  проектирования технологического процесса.

 

     Прежде  всего рассмотрим вал с заданными параметрами. По конструкции данный вал относится к ступенчатым валам. Он имеет 3 цилиндрических шейки. Рассмотрим все шейки по порядку.

Шейка1

Длина шейки  составляет 60мм, точность длины по 14 квалитету, допуск равен 0,74мм. Диаметр  шейки Ø 64мм, точность диаметра по 14 квалитету составляет 0,74мм.  Ø 64-0,74.

Шероховатость поверхности шейки1 – Rz = 80 мКм

Шейка2

Длина шейки  составляет 90мм, точность длины по 14 квалитету, допуск равен 0,87мм. Диаметр  шейки  Ø 56h9мм, точность диаметра по 9 квалитету составляет 0,074мм.

 Ø 64-0,074.

Шероховатость поверхности шейки1 – Ra = 6,3 мКм

Шейка3

Длина шейки  составляет 60мм, точность длины по 14 квалитету, допуск равен 0,74мм. Диаметр  шейки Ø 48мм, точность диаметра по 14 квалитету составляет 0,62мм.  Ø 64-0,62.

Шероховатость поверхности шейки1 – Rz80 мКм  

     После рассмотрения составных частей вала проанализируем заданный материал.

Опишем механические свойства и химический состав стали30.

                                                                                                              
 
 
 

                              Табл.1

«Химический состав»

 

                                                                                                                Табл. 2

«Механические свойства» 

 
 

3. Определение типа производства.

 

     Тип производства – это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.

     Тип производства характеризуется коэффициентом  закрепления операций за одним рабочим  местом или единицей оборудования:

K3.0 = Q/PЛl ,

где Q – число различных операций; PЛl  - число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

     Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Единичное производство универсально, т.к. охватывает разнообразные типы изделий, поэтому оно должно быть гибким, с применением универсального инструмента.

     Серийное  производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. 

     Массовое  производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного периода времени.

     При массовом производстве технологические  процессы подробно разрабатываются  и хорошо оснащаются, что позволяет  обеспечить высокую точность и взаимозаменяемость деталей, малую трудоемкость, а, следовательно, и более низкую, чем при серийном производстве, себестоимость изделий.

     Рассчитаем  массу детали. Для этого рассчитаем по колличесву шеек. Каждая шейка представляет собой цилиндр, объем которого рассчитывается:

       
 

где D – диаметр шейки; L – длина шейки.

     При расчете объемов размеры длин даются с плюсовыми допусками. Также  в расчетах используются значения диаметров  и длин шеек в сантиметрах.

     Шейка 1

L1 = 60 + 0,37 = 60,37 мм

d1 = 64 – 0,74 = 63,26  мм 

V1 = (3,14*6,326 ² / 4) *6,037 = 189,648 см ³ 

       Шейка 2

     L2 = 90 + 0,435 = 90,435 мм 

     d2 = 56 – 0,074 = 55,926  мм 

     V2 = (3,14*5,5926 ² / 4) *9,0435 = 222,041 см ³ 

       Шейка 3

     L3 = 60 + 0,37 = 60,37 мм 

     d3 = 48 – 0,62 = 47,38  мм 

     V3 = (3,14*4,738 ² / 4) *6,037 = 189,648 см ³ 

     Vдет. = 189,648 + 222,041 + 106,385 = 518,074 см ³

     m = q*V

     m = 7,85*518,074 = 4066,8809 ≈ 4,1 кг 

     Программы выпуска: 350 шт

     m = 4,1 кг 

     Тип производства: мелкосерийное 

4. Расчет  припусков, выбор  вида и метода получения  заготовки.

 

     Припуском называют слой материала, удаляемый в процессе механической обработки заготовки для достижения требуемой точности и качества обрабатываемой поверхности.

     Различают припуски промежуточные и (Zi) и общие(Zo).

     Промежуточный припуск – слой материала, который должен быть удален во время данной операции или перехода. Промежуточный припуск определяют как разность размеров, полученных на смежном и предшествующем переходах. 

     2Zi = di-1 - d

     Общий припуск равен сумме промежуточных  припусков по всему технологческому маршруту механической обработки данной поверхности:

     Zo = ∑ Zi

     Чрезмерно большие припуски снижают экономическую эффективность процесса за счет потерь металла, переводимого в стружку. Удаление лишних слоев металла требует введения дополнительных технологических переходов, увеличивает трудоемкость процессов обработки , расход энергии режущего инструмента, повышает себестоимость обработки.