ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ВАЛ ПРИВОДА ТРАНСПОРТЕРА. ПРОГРАММА ВЫПУСКА 6 000 ШТ. В ГОД

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность тематики квалификационной работы заключается в дальнейшем использовании полученных навыков при прохождении теории и практики: выбор типа производства, расчет основных размеров заготовки, разработка маршрутного технологического процесса обработки детали, разработка операционного технологического процесса механической обработки детали, расчет режимов резания, различные экономические расчеты и т. д. в области «Технологии машиностроения».
Расчетно-пояснительная записка содержит:
- Информационно раздел, где раскрываются такие вопросы, как служебное назначение и конструкция детали; анализ конструкции детали, ее технологичность и назначение; материал, из которого деталь изготовляется.
- Технологический раздел, где выполняются расчеты припусков и операционных размеров; расчет режимов резания; расчет норм времени; выбраны основное технологическое оборудование, технологическая оснастка, режущий инструмент, измерительные средства.
- Конструкторский раздел, в данном разделе осуществляется описания применяемого инструмента.

 
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Служебное назначение и техническая характеристика детали
Вал-шестерня, представляет собой тело вращения, располагается в корпусе редуктора, работает в зацеплении с другим зубчатым колесом с целью передачи крутящего момента от двигателя к приводам.
Вал имеет пять шеек. На поверхность ø30m6 устанавливаются подшипники, которые являются опорами вала в корпусе. Для передачи крутящего момента от вала двигателя к валу редуктора применяется упругая муфта, устанавливаемая на поверхность вала ø26h6, вращение передается за счет шпоночного соединения, для этого на поверхности имеется шпоночный паз.

1.2 Описание материала детали
В качестве материала для изготовления детали используется конструкционная сталь 45 ГОСТ 1050-2013, которая имеет очень широкое применение и используется для изготовления осей, волов, вал-шестерен, плунжеров, штоков, болтов, полуосей.
Таблица 1.1 - Химический состав стали
C(%) Si(%) Mn(%) S(%) P(%) Ni(%) Cr(%)
не более
0,37-0,45 0,17…0,37 0,50…0,80 0,035 0,035 до 0,25 до 0,25
Таблица 1.2 - Механические свойства стали
σТ, МПа σВ, МПа δ5,% ψ,% αн, Дж/см2 НВ (не более)
не менее горячекатаной отожженной
360 610 16 40 50 241 197
1.3 Определение типа производства
На стадии технического задания нет данных о штучном времени и его составляющих, поэтому, тип производства определяем предварительно по таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Данные для предварительного определения типа производства
Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год
Производство Тяжелых (массой более 100 кг) Средних (массой более 10 до 100 кг) Легких (массой до 10 кг)
Единичное До 5 До 10 До 100
Мелкосерийное 5-100 10-200 100-500
Среднесерийное 100-300 200-500 500-5000
Крупносерийное 300-1000 500-5000 5000-50000
Массовое Более 1000 Более 5000 Более 50000

Тип производства определяется по признакам детали представителя и ее программе выпуска.
Для детали массой 1,7 кг и программы выпуска 6000 штук предварительно определяем тип производства как крупносерийный.
Количество деталей в партии запуска :
n=N*a/F ,
где а - периодичность выпуска в днях, рекомендуемое значение, а- 4,6,12;24, принимаем, а=12;
F=254 - число рабочих дней, в году.
n=6000*12/254=284.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и достаточно большим объемом выпуска. В условиях серийного производстве преобладают универсальные станки, станки с ЧПУ, а также станки-полуавтоматы.
Станки, в рассматриваемом виде производства могут быть оснащенны специальными, универсальными приспособлениями, С целью повышения производительности универсальные приспособления оснащают механизированным приводом зажима.
 
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ технических условий на деталь

Рисунок 2.1 – технологический
Таблица 2.1 - Анализ технических условий на деталь
№ пов. Номинальный размер Точность Шероховатость
1,19 190 14 12,5
2, 18 1х45 14 12,5
3,14 30 6 0,63
4,13 29,5 14 12,5
5,11 53 14 12,5
12 35 14 12,5
15 30 14 0,63
16 25,5 14 12,5
17 26 6 0,63
20 8 9 3,2
Технические требования указанные на чертеже следующие:
- Термообработка, закалка в воде и отпуск на твердость 48....50HRC;
- H14; h14;
Все выше перечисленные технические условия сформулированы верно, в соответствии с рекомендуемыми требованиями и в достаточном количестве, для выполнения служебного назначения детали.
2.2 Анализ конструкции детали на технологичность
Деталь «Вал-шестерня» изготавливается из материала сталь 45 ГОСТ 1050-74. Деталь представляет собой тело вращение. Чертеж детали содержит необходимые виды, дающие полное предоставление о детали. По своей конструкции деталь имеет большинство поверхностей открытых и доступных для обработки. На основании имеющихся данных можно сделать вывод о технологичности изделия:
- вал равно жесткий (l/d = 3,1);
- конфигурация детали простая, это облегчает выбор заготовки;
- расположение ступеней не вызывает затруднений при механической обработке, нет труднодоступных поверхностей;
- поверхности вала являются удобными базами для проведения токарной и фрезерной обработки;
- контроль параметров изделия может производиться стандартным универсальным контрольно-измерительным инструментом;
- для производства изделия не требуется специально обученного персонала высокой категории.
Таким образом, по всем показателям деталь является технологичной для механообрабатывающего производства. Понижение технологичности имеет место за счет высоких требований к шероховатости некоторых поверхностей.
Количественная оценка на технологичность.
Коэффициент унификации элементов:
К_у=Q_уэ/Q_э >0,6
где Q_уэ=12 количество унифицированных элементов;
Q_э=18 количество поверхностей.
К_у=15/20=0,75
конструкция технологична.
Коэффициент точности обработки:
К_тч=1-1/А_ср >0,8
где А_ср – средний коэффициент точности.
А_ср=А_ni/А_n1
где А_ni- число размеров соответствующего квалитета;
А_n1- число квалитетов.
А_ср=(3*6+1*9+16*14)/20=12,6
К_тч=1-1/12,6=0,92>0,8
По данному коэффициенту деталь технологична.
Коэффициент шероховатости:
К_ш=1/Б_ср>0,32
Б_ср- средний класс шероховатости;

Б_ср=(3,2+0,63*4+12,5*15)/20=9,66
К_ш=1/9,66=0,1
Деталь по данному признаку не технологична.
Вывод: деталь технологична.
Таким образом, можно сделать вывод, что конструкция детали является технологичной, так как она изготавливается с минимальными трудовыми и материальными затратами.

2.3 Анализ метода получения заготовки
Выбор заготовки для изделия определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, серийностью выпуска.
Одним из основополагающих принципов выбора заготовки является ориентация на такой способ изготовления, который обеспечит ей максимальное приближение к готовой детали. В этом слу¬чае существенно сокращается расход металла, объём механической обра¬ботки и производственный цикл изготовления детали.