Механическая обработка вала

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

кафедра БФ2

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине

“Технология криогенного и специального машиностроения”

Студент Кудряшов Д. В.

группа 9541д БФ-2

шифр 94711

Преподаватель Комаров В.В.

МОСКВА

1999

1. Механическая обработка вала.

1.1. Исходные данные и служебное назначение.

 Габаритные размеры вала:

·     диаметр – 90 мм

·     длина – 638 мм

Материал - 40ХН2МА

Заготовка - прокат

 Вал-шестерня является одной из основных деталей редуктора, служит для передачи большого крутящего момента, понижения скорости вращения промежуточного или выходного вала.

1.2. Выбор заготовки и описание конструкции вала.

 Вал состоит из цилиндрической части, двух торцов с центровыми отверстиями (один торец с двумя шпоночными пазами) и участка с нарезанными зубьями косозубой передачи. Шероховатость вала R_а=1,6 мкм. Шероховатость поверхности вала под подшипники R_а=0,4 мкм. Твердость вала должна быть не менее 28…32 HRC. Вес готового вала-шестерни составляет 13,4 кг.

1.3. Анализ технологичности вала.

 Качественный анализ технологичности вала.

№	Требования технологичности	Характеристика технологичности
1	2	3
1. 2. 3. 4. 5. 1 6 7. 8. 9. 10 11	Деталь должна изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки. Конструкция детали должна обеспечить возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов. Конструкция детали должна обеспечивать возможность многоместной обработки. Возможность обработки максимального количества диаметров высокопроизводительными методами и инструментами. Перепад диаметров шеек должен быть минимальным. Диаметры шеек должны убывать от середины к торцам вала или от одного торца к другому. При наличии резьб на концах вала предпочтение следует отдавать внутренней резьбе. Отсутствие глубоких отверстий малого диаметра. Форма конструктивных элементов детали (КЭД) – фасок, канавок и т.п. Элементов должна обеспечивать удобный подвод инструмента. Унификация КЭД для использования при обработке станков с программным управлением. С целью использования роботов, конструкция должна иметь поверхности удобных для захвата.	Технологична Технологична Технологична Технологична Технологична Нетехнологична Технологична Технологична Технологична Технологична Технологична

 Вывод: деталь вала имеет конструкцию, которую надо признать технологичной, т.к. удовлетворяет 89% требований при отработке конструкции на технологичность.

 Рассчитаем такт производства:

Т_пр = F_д / N , где

F - годовой фонд времени;

N - годовой объем выпуска детали.

Т_пр = 3945 / 20000 = 0,20 ч/шт. - крупносерийное производство.

1.4. Выбор баз.

 При обработке вала необходимо провести операции: токарную и фрезерную. Токарная операция проводится за один установ при выборе установки в трехкулачковый самоцентрирующий патрон с использованием жесткого центра.

1.4.1. Составление маршрутной технологии обработки.

 Содержание маршрутной технологии процесса обработки см. в Приложении.

1.5. Расчет припусков на обработку.

Маршрут обработки поверхности Æ 55 f7	Элементы припуска мкм				Расчетные величины		Допуск на выпол-няемые размеры, мкм	Принятые размеры по переходам, мм		Предельный припуск
	Rz	h	Då	e	припу-ска zi, мкм	min диаметр, мм		наиме-ньший	наибо-льший	Zmax	Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Прокат	160	250	2500	-		61,472	2000	61	63	-	-
Точение: Черновое	50	50	150	0	5820	55,652	400	55,7	56,1	6,9	5,3
Чистовое	25	25	6	0	500	55,152	200	55,15	55,35	0,75	0,55
Шлифование Черновое	10	20	0	0	112	55,04	60	55,04	55,1	0,25	0,11
Окончательное	-	-	-	-	60	54,98	20	54,98	55	0,1	0,06

Суммарное отклонение расположения при обработке сортового проката круглого сечения (валик) в центрах:

, где

D_åк – общее отклонение оси от прямолинейности;

D_у – смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования;

, где

Т – допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центрировании, мм.

D_åк= D_к*L_к=0,12*449=54 мкм

L_к=l₁+l₂=449 мм

Черновое обтачивание.

D_черн.=К_т* D_å=0,06*2500=150 мкм, где

К_т – коэффициент уточнения(0,06).

D_чист.=0,04*150=6 мкм

Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода.

 

2Z_min=2(160+250+2500)=5820 мкм

2Z_min=2(50+50+150)=500 мкм

2Z_min=2(25+25+6)=112 мкм

2Z_min=2(10+20)=60 мкм

Расчет наименьших размеров по технологическим переходам производим складывая наименьшие предельные размеры соответствующие предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на выполняемый переход.

54,98+0,06=55,04

55,04+0,112=55,152

55,152+0,5=55,652

55,652+5,82=61,472

Определяем наибольший предельный размер.

54,98+0,02=55

55,04+0,06=55,1

55,15+0,20=55,35

55,7+0,4=56,1

61+2=63

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответствующее значение наибольших и наименьших предельных размеров соответствующих выполняемому и предшествующему технологическому переходу.

Максимальные припуски:

55,1-55=0,1

55,35-55,1=0,25

56,1-55,35=0,75

63-56,1=6,9

Минимальные припуски:

55,04-54,98=0,06

55,15-55,04=0,11

55,7-55,15=0,55

61-55,7=5,3

Z_0max=0,1+0,25+0,75+6,9=8 мм

Z_0min=0,06+0,11+0,55+5,3=6,02 мм

Проверка.

Z_{общ.мах} - Z_общ.min=Т_з-Т_д

8-6,02=2-0,02

1,98 =1,98,

расчет выполнен верно.

1.6. Проектирование операционной технологии процесса обработки вала.

 Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить повышенную производительность труда и качество стали, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию.

 Заготовка вала выбрана из прутка в целях экономии материала. Штучное время обработки вала можно уменьшить за счет сокращения вспомогательного времени, для этого применим станок с ЧПУ 16К20Ф3.

1.7. Выбор оборудования, технологической оснастки и средств контроля.

 Применение станков с ЧПУ существенно уменьшает вспомогательное и основное время на обработку вала по сравнению с универсальными станками, учитывая меньшее количество установок в приспособлении при фрезеровании пазов и зубьев.