Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский  государственный

инженерно-экономический  университет»

 
 
 
 
 
 

Кафедра управления качеством и машиноведения 
 

     Пояснительная записка

     к курсовой работе на тему:

«РАЗРАБОТКА технологиИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ червяка» 
 

     Выполнила: Шашкова Н.А.

     студентка 3 курса

      ФЭУМ

      Группа 182   
 

         Преподаватель:  канд.техн.наук, доц. В.А. Салтыков

      Оценка: _____________ Дата: ________________    

Подпись: _________________________________ 

Санкт-Петербург

2010 
 
 
 

Содержание 

1. Анализ  формы, размеров, материала, условий  работы детали.
2. Технологический маршрут обработки каждой поверхности
3. Расчет коэффициента закрепления операций К₃₀ и определение типа производства (по трем операциям обработки).
4. Выбор способа получения заготовки
5. Экономическое сравнение вариантов заготовки.
6. Чертеж поковки
7. Экономическое сравнение двух вариантов обработки одной поверхности по приведенным затратам.
8. Выбор оборудования
9. Оформление операционных и маршрутных карт

     10.Выбор системы технологической оснастки.

11.Определение операционных припусков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Анализ формы, размеров, материала, условий работы детали.

     Вал–  деталь, представляющая собой тело вращения.

     Функция этой детали состоит в передаче крутящего момента от полумуфты через шпонку и шпоночную канавку к зубчатому венцу ,передающему вращение зубчатому колесу. Степень точности зубчатого венца 8С относительно не велика. Вал в корпус редуктора устанавливается в подшипниках качения.

     Материал  детали – легированная конструкционная качественная сталь 40Х. Это сталь, обработанная давлением, которая дороже, чем литая, но обладает лучшими свойствами, особенно вязкостью (позволяющей материалу хорошо сопротивляться динамическим нагрузкам) и пластичностью (позволяющей сопротивляться переменным нагрузкам длительное время), также эта сталь важна для деталей, подвергаемых термообработке, от которых требуется повышенная прочность. Эти свойства крайне важны для вращающегося вала. Кроме того у материала, полученного обработкой давлением отсутствуют пористость и раковины, особенно недопустимые на поверхностях зубьев.

Химический  состав стали 40Х, %

     

Механические  свойства стали 40Х

 

     Основной  объем детали имеет твердость НВ 220-340. Это позволяет обрабатывать деталь лезвийным инструментом, а поверхность зубьев, обладающую высокой твердостью после термической обработки, необходимо шлифовать. Размеры детали – небольшие, что не требует при получении заготовки методами ковки или штамповки уникального оборудования. 
 

     II. Технологический маршрут обработки каждой поверхности вала входного в зависимости от точности размеров и шероховатости поверхностей (по табл. 1)

1. Цилиндрические поверхности Æ50, Rа 1,6 мкм (пов. 3 и 18) – точение предварительное + точение чистовое + шлифование однократное.
2. Наружный цилиндр (пов.17 и 1) Æ45к6, Ra 0,8мкм – точение предварительное + точение чистовое + шлифование однократное.
3. Торцевые плоскости (пов. 7 и 20), связанные размером 14 квалитета, Ra 1,6 мкм требуют однократного точения и шлифования.
4. Ветки червяка 8В  получают однократным фрезерованием.
5. Шпоночный паз (пов 9) получается  фрезерованием
6. Остальные поверхности связаны размерами 14 квалитета, Ra 6,3 они будут получены однократным обтачиванием.

 

III. Расчет коэффициента закрепления операций К₃₀ и определение типа производства (по трем операциям обработки).

Основное  время Т₀ (по формулам табл. 2)

1. Токарная операция. Обтачивание цилиндра D = 45 мм

 l=56 мм

Т₀₁ = 0,000075×Dl = 0,000075×45×56 = 0,189 мин

2. Шпоночнофрезерная  операция.

Т₀₂ = 0,0064lhB^0,286 = 0,0064×30×3×8^0,286 = 1,0425 мин

Штучно-калькуляционное  время на операции

Т_шк = Т₀×j_к; j_к – п о табл. 3

 

     Оба варианта дают значения К₃₀ > 20, соответствующие по табл. 4. мелкосерийному производству.

Размер партии запуска 

где N – годовой объем выпуска деталей

а – периодичность  запуска деталей в производство, дней. По таблице 5 для среднесерийного  производства.

а = 10 дней

F = 240 – количество рабочих дней в году, тогда

, т.е. валы будут запускаться в производство партиями по 146 шт. через 5 дней. 

     IV. Выбор способа получения заготовки. 

     В качестве вариантов заготовки рассмотрим I вариант – штамповка на ПШМ класса точности Т4; II вариант – штамповка на ПШМ класса точности Т5. Окончательно будет выбран вариант, при котором приведенные затраты на производство детали будут меньше.

     Таким образом, штамповка будет производиться  на ПШМ поперек оси заготовки, т.к. большинство валов имеют длину, в несколько раз превышающую  диаметр, что не позволяет производить штамповку вдоль оси, т.к. не соблюдается условие устойчивости и заготовка подвержена продольному изгибу.

     Затем необходимо по ГОСТ 7505-89 определить размеры  и массу заготовок по двум отобранным вариантам: штампованная поковка класса точности Т4 (I вариант) и то же класса точности Т5 (II вариант). Для входа в таблицы ГОСТ необходимо предварительно оценить массу поковки - М_п = 1,25 М_д (М_д – масса детали). В данном случае Мп = 1,25 * 4,56 = 5,7 кг.

     Затем по табл.1 ГОСТ имеем 2 варианта – Т4 и Т5. По пункту 2 группа стали М2.

По пункту 3 и приложению 2 определяем параметр , где М_ф – масса описанной фигуры. Описанной фигурой является цилиндр, длина которого

L_ц = L_д + 5 мм, Д_ц = Д_д + 5 мм, где L_д – длина, Д_д – диаметр детали. В нашем случае L_ц = 213 мм, Д_ц = 43 мм.

Размеры описанной фигуры увеличены на 5 мм за счет прибавки ориентировочной величины припусков величиной в 2,5 мм с двух сторон.

Здесь 7,86 - плотность стали.

Следовательно степень сложности – С3.

     По  пункту 4 табл. 1 ГОСТ разъем плоский П – по плоскости, проходящей через ось поковки.

     Далее для входа в таблицу припусков  необходимо по табл. 2 ГОСТ определить индексы для двух вариантов поковок (Т4 и Т5). М_п = 5,7. Индексы 15 для Т4 и 17 для Т5.

       ГОСТ требует назначать припуски  и предельные отклонения на  размеры от черновых баз.  Радиальными базами будут крайние цилиндры. За осевую базу выбран торец (пов. 18). Поэтому все осевые размеры нужно пересчитать от пов. 18.

     Основные  припуски определяются по табл. 3 ГОСТ в зависимости от индекса, номинального размера и параметра шероховатости Rа. При этом припуски на диаметры берутся как на толщину, т.к. диаметры образуются двумя штампами – верхним и нижним (см.п. 1.10.2 ГОСТ).

     Дополнительные  припуски на смещение штампов берутся для диаметров и длин по табл. 4: 0,5 для Т4 и 0,6 для Т5

     Дополнительные  припуски на отклонение от плоскости берутся в зависимости от протяженности торцев, т.е. от диаметров и прибавляются к припускам на длины: 0,3- для  Т4 и 0,4 -для Т5.

     Дополнительные  припуски на непрямолинейность образующих цилиндров берутся в зависимости от длин цилиндров и добавляются к припускам на сторону диаметров: 0,3- для  Т4 и 0,4 -для Т5.

     После внесения величины припусков в таблицы  размеров поковки, можно приступить к расчету номинальных размеров поковки.

Таблицы размеров поковки

Т4