Разработка технологического процесса механической обработки ступенчатого вала с шпоночным пазом
Курсовой проект
Разработка
технологического процесса механической обработки ступенчатого вала с шпоночным
пазом
Введение
Наша задача - разработать технологический процесс
механической обработки ступенчатого вала в условиях среднесерийного производства.
Актуальность работы состоит в применении полуавтоматов,
которые резко уменьшают трудоемкость по сравнению с применением универсальных
станков при единичном и мелкосерийном производствах.
Применение полуавтоматов, хотя и не создает поточную линию,
но при одновременном (среднемесячном) запуске около200 деталей (2500 шт. в год)
дает реальный экономический эффект.
технологичность
заготовка резание
1.
Служебное назначение изделия
Приводим чертежи заданной детали (см. приложение).
По чертежу данной (обрабатываемой) детали можно сказать
следующие выводы о ее служебном назначении:
- по конструктивным и технологическим
признакам деталь относится к классу «Валы»;
- ступенчатые валы подобного
конструкторского исполнения применяются как промежуточные в редукторах,
коробках передач и т.п.
Деталь не подвергается термической обработке (НВ 163).
Фаски по поверхностям не предусмотрены, следовательно, острые кромки следует
притупить.
Шероховатость всех поверхностей, кроме одной одинаковая и
составляет Ra = 12,5 мкм (по контуру). Шероховатость поверхности шейки 
Ra =1,6 мкм.
Наименьший диаметр вала - 35 мм. Длина вала L = 150 мм. Отношение L/d2 = 150/35 < 12 - вал
жесткий. При обработке дополнительного крепления люнетом не требуется. В целом
деталь можно считать достаточно технологичной.
Для удобства проведения анализа технологический операций на
эскизе детали все поверхности пронумеруем (рис. 1.1).
В дальнейшем при описании технологических операций, выборе
методов обработки и т.д. будет использовать номера поверхностей.
2.
Анализ технологичности конструкции изделия
Для заданного ступенчатого вала можно сделать вывод о его
технологичности на следующих основаниях:
- вал жесткий (L/d2 < 12);
- простая конфигурация детали облегчает
выбор исходной заготовки;
- расположение шейки удобное для обработки;
- возможно применение стандартного
отечественного оборудования, режущего и измерительного инструмента;
- удобная базирующая поверхность при
обработке наружных поверхностей - торец 3, который ранее получен при отрезании
предыдущей заготовки от прутка и цилиндрическая поверхность прутка.
- глубина шпоночного паза задана от
поверхности 1;
- отсутствие термической обработки упрощает
технологический процесс обработки;
- могут быть использованы стандартные
зажимные приспособления на всех технологических операциях;
- контроль заданных параметров вала может
осуществляться стандартными контрольно-измерительными приборами.
Анализ конструкции по точностным требованиям приведен в табл.
2.1.
Анализ технологичности конструкции детали по величине
параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей детали представлен в табл.
2.2.
Анализ технологичности конструкции детали по соответствию
возможности выполнения принципа постоянства баз представлен в табл. 2.3
Анализ технологичности конструкции детали по соответствию
возможности выполнения принципа совмещения баз представлен в табл. 2.4.
Таблица 2.3.
|
Номер
поверхности
|
Наименование
поверхностей, используемых в качестве баз
|
Для выполнения
технологических операций
|
Количество
используемых баз
|
|
1, 2, 3
(последующей детали), 4, 5
|
Наружная
поверхность заготовки (двойная направляющая) и торец 3 (опорная база)
|
1. Черновая и
чистовая (окончательная) обработка наружных поверхностей 1 и 2. 2. Обработка
торцов.
|
|
6 и 7
|
Наружная
цилиндрическая поверхность 1 (двойная направляющая база) и торец 5 (опорная
база)
|
Обработка
шпоночного паза.
|
1
|
|
Итого
|
|
|
2
|
Таблица 2.4.
|
Номера базовых
поверхностей
|
Наименование
обрабатываемых поверхностей
|
Осуществляется
принцип совмещения баз
|
Не
осуществляется принцип совмещения баз
|
Обоснование
|
|
-
|
d1, d2, L, l6
|
-
|
-
|
Обеспечивается
инструментом и не зависит от рассматриваемого принципа
|
|
Наружная
цилиндрическая поверхность 1 (Двойная направляющая база) и торец 5 (опорная
база)
|
l1, l3
|
Да
|
Совмещаются
конструкторская, технологическая и измерительная базы
|
При анализе требований точности (табл. 2.1) делаем вывод, что
поверхности 1 и 2 можно получить с помощью чистового точения, которое при
точности, соответствующей 7-му квалитету, обеспечивает требуемое качество
поверхности.
Поверхности 6 и 7 получим черновым фрезерованием концевой
фрезой (12 квалитет точности), поверхность 4 получится как заплечик при точении
поверхности 2 при черновом (предварительном) точении это обеспечит требуемый 12
квалитет точности поверхности 4.
Поверхности 3 и 5 получаем при отрезании заготовки от прутка
отрезным резцом, что обеспечит 12 квалитет точности.
Следовательно, делаем вывод, что конструкция ступенчатого
вала технологична по требованиям точности.
При анализе требований шероховатости делаем вывод, что
заданная конструкция ступенчатого вала высоко технологична, так как при
заданных требованиях и шероховатости поверхностей (2-Ra = 1,6 мкм и остальных Ra = 12,5 мкм) нет
необходимости в дополнительной обработке. Требуемая шероховатость получится в
процессе обработки основных поверхностей способами чистового точения и черновых
точения и фрезерования.
При анализе возможностей выполнения принципов постоянства и
совмещения баз делаем вывод о технологичности заданной конструкции ступенчатого
вала, так как количество баз минимально и осуществляется принцип совмещения
баз.
Делаем вывод, что по всем признакам заданная конструкция
технологична, в ее улучшении нет необходимости.
3.
Определение типа организационной формы производства
Определяем массу детали.
где ρ =
7850 кг/м3 - плотность стали;
V - объём детали.
кг.
Деталь легкая М < 30 кг. Годовой объем - 2500 шт.
Делаем вывод, что производство среднесерийное, отличающееся
периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.
Применяется специализированное технологическое оборудование. Режущий и
измерительный инструменты универсальные. Станки настроенные.