1 Назначение и конструкция детали

Введение

Одним из путей повышения производительности труда и снижения себестоимости изготовления изделий является совершенствование действующих технологических процессов и их замена более прогрессивными.

Эта работа проводится на основе комплексного анализа, как конструкции изделий (деталей), так и технологии их изготовления, начиная с выбора более прогрессивных видов заготовки.
Учитывая то, что предприятия Республики Беларусь на сегодняшний день не имеют достаточных средств на приобретение нового технологического оборудования, основное внимание уделяется совершенствованию технологических процессов на основе имеющегося оборудования, применению более совершенных приспособлений и инструментов. Серьёзное внимание должно уделяться повышению качества выпускаемых изделий, повышению их надёжности и долговечности.
В курсовом проекте разрабатываются: технологический процесс механической обработки заданной детали, специальная оснастка, а также ряд непосредственно связанных с ним вопросов. Курсовой проект делится на графическую часть, пояснительную записку и техдокументацию
1 Назначение и конструкция детали

Вал-шестерня КТМ.401.119 предназначена для передачи крутящего момента на зубчатое колесо.

Поверхности 60к6 и 55к6 предназначены для подшипников. Точность размеров поверхностей обеспечивается по 6-му квалитету точности, т.к. подшипник имеет класс точности 0. Для того чтобы избежать перекоса подшипников при запрессовке и повышенного шума и вибрации при работе, данные шейки и прилегающие буртики должны иметь биение не более 0,02 мм.
Для обеспечения необходимых рабочих параметров в качестве материала для вала выбрана Сталь 45 ГОСТ 1055-88.

Таблица 1- Механические свойства стали 45

Предел текучести, МПа	Предел выносливости, МПа	Относительное сужение, S,%	Относительное удлинение,u,%
360	610	16	40

Химический состав стали 45 приведем в таблице 2.

Таблица 2- Химический состав стали 45

В процентах

С	Si	Мn
0,42-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8

2 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности является одним из важных этапов в разработке технологического процесса, от которого зависят его основные технико-экономические показатели: металлоемкость, трудоемкость, себестоимость.

Деталь КТМ.401.119 представляет собой тело вращения и относится к валам. Вал имеет 7 ступеней, диаметры которых увеличиваются от торцов к середине, благодаря чему можно вести обработку на токарных операциях проходными резцами. Конструкция детали позволяет получить заготовку, форма и размеры которой будут максимально приближены к форме и размерам детали. Для получения заготовки могут быть применены методы, характерные для крупносерийного производства, например получение заготовки штамповкой на КГШП.
Вал обладает достаточной жесткостью, так как 10d>L. Это означает, что при обработке вала можно использовать нормативные режимы резания, не уменьшая их.
В качестве технологических баз при выполнении большинства операций могут быть использованы центровые отверстия, что обеспечивает принцип постоянства баз и обеспечивает минимальные значения торцового и радиального биения поверхностей вала.
К нетехнологичным элементам детали можно отнести глухое отверстие с резьбой М12.
В целом деталь можно считать технологичной.
В соответствии с ГОСТ 14.201-73 рассчитываем показатели технологичности конструкции детали.

Средний квалитет точности обработки детали рассчитываем по формуле [3]

где – номер квалитета точности i-ой поверхности;
- количество размеров деталей, обрабатываемых по -му квалитету.

Для расчета составляем исходную таблицу точности.

Таблица 3 - Точность поверхностей вала

Квалитет точности, JT	15	14	10	9	8	7	6
Количество размеров, n	1	20	2	1	1	2	2

Коэффициент точности обработки рассчитываем по формуле [3]

,
.
Средняя шероховатость поверхностей рассчитываем по формуле [3]


,
где - значение шероховатости i-ой поверхности;
-количество поверхностей, имеющих шероховатость .
Для расчета составляем исходную таблицу 3.2 шероховатости детали.

Таблица 4 - Шероховатость поверхностей детали

Шероховатость Rа, мкм	1,25	1,6	2,5	3,2	6,3	12,5
Количество поверхностей n	1	4	3	2	4	13

Коэффициент шероховатости детали

.

В целом конструкция вала является достаточно технологичной и позволяет сравнительно легко и гарантированно обеспечивать заданные требования известными технологическими способами. При этом на всех операциях обеспечивается соблюдение принципа единства и постоянства баз.

3 Определение типа производства

В связи с тем, что в задании отсутствует базовый техпроцесс изготовления детали, тип производства предварительно определяем по таблице [1], что производство серийное.

В серийном производстве детали изготавливаются партиями, размер партии рассчитывается по формуле [1]:

где N – годовой выпуск изделия;
а – количество дней запаса ( );
Ф – количество рабочих дней в году ( );

По размеру партии детали устанавливаем, что производство будет среднесерийным.
4 Выбор заготовки

Деталь представляет собой вал, у которого диаметры поверхностей уменьшаются от середины к торцам. Поэтому заготовка вала может быть получена штамповкой на КГШП с формированием отдельных поверхностей.

Определяем индекс заготовки по проектному варианту по ГОСТ 7505-89
Расчётная масса поковки
,
где - масса детали;
-расчётный коэффициент, =1,3.

Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндра): D=113,4мм; L=367,5мм.
Расчётная масса описывающей фигуры

Отношение массы поковки к массе описывающей фигуры

=12,35:29,12=0,42
Класс точности- T3.
Степень сложности – С2.
Группа стали – М2.
Конфигурация поверхности разъема штампа – П.
Индекс заготовки-13 по ГОСТ 7505-89.

Расчет стоимости заготовок полученных штамповкой выполняется по формуле [3]

где - базовая стоимость одной тонны заготовок, =537500 руб.;
- масса заготовки, =12,35 кг;
- масса детали, =9,5 кг;
- стоимость одной тонны отходов, =53750 руб.;
- коэффициент, зависящий от класса точности , =1;
- коэффициент, зависящий от степени сложности , =0,84;
- коэффициент, зависящий от массы заготовки , =0,8;
- коэффициент, зависящий от марки материала, =1;
- коэффициент, зависящий от объема выпуска, =1.

5 Принятый маршрутный технологический процесс

В принятом технологическом процессе на всех операциях, требующих большой точности изготовления, базовыми поверхностями являются центровые отверстия. При этом технологические и конструкторские базы совпадают. Базы изменены лишь на тех операциях, где нет возможности использовать центровые отверстия, и вводятся дополнительные базовые поверхности там, где это необходимо (радиально-сверлильная).

Таблица 5 - Принятый технологический процесс

№ операции	Наименование и краткое содержание операции	Модель станка	Режущий инструмент, размеры, марка инструментального материала	Технологические базы
1	2	3	4	5
05	Фрезерно-центровальная 1.Фрезерование торцов 2. Сверление центровочных отверстий 6,3.	МР-75	Фреза торцовая (100,Т15К6) , центровочное сверло 6,3 (Р6М5)	Поверхность заготовки и торец
10	Токарная с ЧПУ 1.Черновое точение поверхностей 60, 70 2. Чистовое точение поверхностей 60, 70 3.Точение канавки	16К20Т1	Резец проходной 16 25 Т15К6, резец канавочный	Центровые отверстия
15	Токарная с ЧПУ 1.Черновое точение поверхностей 50, 55, 70, 2. Чистовое точение поверхностей 50, 55, 70, 80 3.Точение канавок	16К20Т1	Резец проходной 16 25 Т15К6, резец канавочный	Центровые отверстия
20	Вертикально-фрезерная 1. Фрезеровать шпоночный паз	6Р13Ф3	Фреза концевая 14 Р6М5	Поверхность заготовки и торец
25	Шлицефрезерная 1.Фрезеровать шлицы	5350А	Червячная модульная фреза
30	Зубофрезерная 1.Фрезеровать зубья	5В312	Фреза модульная	Центровые отверстия
35	Зубошевинговальная 1.Шевинговать зубья	5701	Шевер	Центровые отверстия
40	Термическая Закалка ТВЧ
45	Радиально-сверлильная 1. Сверлить отверстие 9,4; 2. Зенковать фаску; 3. Нарезать резьбу в отверстии	2Р135Ф	Сверло 9,4 (Р6М5); зенковка (Р6М5); метчик М12 (У11)	Центровое отверстие и поверхность заготовки
50	Торцекруглошлифовальная 1. Шлифовать поверхность 60 и торец	3Т153Е	Круг шлифовальный	Центровые отверстия
55	Торцекруглошлифовальная 1. Шлифовать поверхности 50, 55, 70 и торцы	3Т153Е	Круг шлифовальный	Центровые отверстия
60	Контрольная	Стол ОТК

Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности .

Допуск заготовки согласно ГОСТ 7505-89 составляет 2,5 мм, т.е.
= 2500 мкм.