Курсовая работа: Технологический процесс изготовления детали Вал

Введение

Станочник - одна из самых распространенных профессий в металлообрабатывающей промышленности.

Предприятия и объединения металлообрабатывающей промышленности входят в различные отрасли хозяйства - от металлоремонтной (авто, судоремонтной и т.п.), медицинской промышленности до многообразных отраслей машиностроения. Машиностроение как материальная основа технического перевооружения производства, в свою очередь, включает в себя такие крупные подотрасли, как электротехническая, станкостроительная и инструментальная промышленность, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение и т.д. Специалисты, работающие в любой из этих отраслей производства должны представлять себе производственный процесс, основные стадии производства: заготовительную, обрабатывающую и обслуживающую, помнить, что основными задачами, которые решает рабочий в процессе производства, являются повышение качества изготовления изделий, снижение себестоимости продукции, повышение производительности труда. Для решения этих задач нужны теоретические знания и практические навыки работы, которые будущие токари приобретают при обучении. Современные рабочие должны уметь переналаживать оборудование, на котором производится обработка изделий, выбирать рациональные режимы резания, контролировать качество обработки с помощью контрольно-измерительных инструментов, диагностировать оборудование и устранять неполадки.

Тема моей работы: Разработка технологического процесса механической обработки детали «Вал»

Цель: Разработать технологический процесс механической обработки детали «Вал ч.2Гу.82.39-02»

Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Подобрать и рассчитать заготовку

2. Выбрать оборудование, измерительный инструмент и приспособления

3. Определить последовательность механической обработки детали

4. Рассчитать режимы резания

5. Выбрать метод контроля качества детали

1. Общие сведения об изделии

1.1 Назначение и описание данного изделия

По заданию мне дана деталь - вал (см.рис. 1.1).

Рис. 1.1. Вал

Вал -- деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.

Классификация валов

По назначению:

- валы передач, несущие зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты;

- коренные валы и другие специальные валы, несущие кроме вышеперечисленных деталей рабочие органы машин, двигателя и детали специального назначения (колеса и диски турбин, патроны и т.д.

По форме геометрической оси:

- прямые валы выполняют гладкими или ступенчатыми.

2. Подготовительный этап технологического процесса изготовления деталей

2.1 Выбор и расчет заготовки.

Наибольший диаметр вала 45 мм, а длина 300мм. Так как деталь несложная, средних размеров, перепад диаметров небольшой, поэтому в качестве заготовки я выбираю круглый сальной прокат Ш 48 мм и длиной 302 мм. Размеры заготовки определяем путем прибавления припусков к размерам готовой детали.

Диаметр заготовки определяю:

Дз = Дмакс + 1,5 мм * 2 стороны = 45 мм + 3мм = 48 мм,

Определяю длину заготовки:

Lз = Lд + 1мм х 2стороны = 300 + 2= 302 мм.

Эскиз заготовки:

Рис. 2.1

2.2 Выбор оборудования

Обработка детали на станке ведется с учетом его рационального использования, а выбор оборудования производится по предварительным расчетам режимов резания с учетом мощности и крутящегося момента на шпинделе станка. По предварительному техпроцессу определяю наибольшую глубину резания моей детали t = 5мм. По справочнику согласно назначенной глубине резания выбираю подачу резца S = 0,3 мм/об. По глубине резания и подаче резца по справочнику определяю скорость резания Vт = 178 м/мин.

Определяем число оборотов заготовки по формуле.

n = 320 D = 320 48 = 1186 об/мин.

По паспорту станка 16К20 определяю фактическое число оборотов и принимаю ближайшее наименьшее к расчетному nф = 1000 об/мин.(т.4.2 стр.43)

По формуле определяю фактическую скорость резания

Vф = 320 = 320 = 150 м/мин.

По справочнику определяю предел прочности и коэффициент резания для стали 45. Предел прочности Gв = 598 МПа = 59,8 кг/мм2 (т.1.9 стр.14)

Коэффициент резания Кр= 1746 мПа = 174,6 кг/мм 2

Определяю усилие, затрачиваемое на резание по формуле

Рz = К рез * t * S = 174,6 * 5 * 0,3 = 261,9 кг

Определяю мощность, затрачиваемую на резание по формуле

N рез. = 60 * 102 = 60 * 102 = 5,5 кВт,

По паспорту станка определяю мощность станка при nф = 1000об/мин, и принимаю Nст = 10 кВт (т.4.2 стр.43)

Должно быть выполнено следующее условие:

Nст ? Nрез, т.е. 10 кВт > 5,5 кВт

Определяю крутящий момент на шпинделе станка по формуле

Мкр.рез = 2 * 1000 = 2 *1000 = 6,3 кг/м = 63 НМ

По паспорту станка нахожу допустимый крутящийся момент на шпинделе при nф = 1000 об/мин, составляет Мст= 70 Н·М.

Должно быть выполнено следующее условие

Мст. Мрез., т.е. 70 НМ 63 НМ

По рассчитанной мощности, затрачиваемой на резание и крутящему моменту на шпинделе станка, я выбираю для обработки своей детали токарно - винторезный станок модели 16 К 20.

2.3 Краткая характеристика станка 16к20

Таблица 1

2.4 Назначение детали и механические свойства материала детали

По заданию мне дана деталь - вал. Валы в механизмах служат опорой для зубчатых колес, полумуфт и т.д., а так же для передачи вращательных усилий. Материал детали - сталь 45.

Сталь - это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода не более 1,7 %. В состав сталей входят также другие химические элементы, влияющие на ее качественные показатели. Качественная углеродистая сталь обозначается числами 08, 10, 15, 20 и т.д., показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Таблица 2. Механические свойства стали

3. Технологический процесс изготовления детали

3.1 Последовательность механической обработки детали

Технологический процесс

Операция I. Токарная

Установ А

Установить заготовку в патроне и закрепить

1 переход. Точить торец.

2 переход. Зацентровать отверстие Ш 3 мм на длину ? = 7,5 мм.

Установ Б

Установить заготовку в патроне и заднем центре и закрепить

1переход.Точить цилиндрическую поверхность с Ш 48 мм до Ш 45 мм на длину ? = 272 мм.

2 переход. Точить цилиндрическую поверхность с Ш 45 мм до Ш 40 мм на длину ? = 210 мм.

3 переход. Точить цилиндрическую поверхность с Ш 40 мм до Ш 36 мм на длину ? = 80 мм.

4 переход. Точить фаску 2Ч45?.

5 переход. Точить канавку шириной 3 мм.

Установ В

Установить заготовку в патроне и закрепить

1 переход . Точить торец

2 переход. Точить цилиндрическую поверхность с Ш 48 мм до Ш 30мм на длину ? = 28 мм. за 2 прохода

3 переход. Точить канавку шириной 4 мм.

4 переход. Точить 2 фаскт 1,6Ч45?.

5 переход. Нарезать резьбу М 30х1,5 на длину ? = 28 мм. круглой плашкой.

3.2 Выбор режимов резания для каждого перехода

Операция I. Токарная

Установ А

1 переход

Точить торец

1. Глубина резания t =(Lз - Lд) ч 2 = (302-300) ч 2 = 1 мм.

2. Подача резца S = 0,2 мм/об.

3. Определяю по справочнику скорость резания Vт = 235 м/мин.

4. По формуле нахожу число оборотов заготовки

V 320х 235

n = 320 Д = 48 = 1566 об/мин.

5. По паспорту станка 16К20 нахожу фактическое число оборотов заготовки и принимаю ближайшее наименьшее nф = 1500 об/мин.

6. По формуле определяю фактическую скорость резания

Д * nф 48*1500

Vф = 320 = 320 = 225 м/мин.

7. Машинное время

L * i 24*1

Тм = nф * S = 1500* 0,2 = 0,08 мин.

Таблица 3. Выбор режимов резания для 1 перехода установа А

2 переход

Зацентровать отверстие Ш 3 мм на длину ? = 7,5 мм.

1. Глубина резания t =Dсв ч 2 = 1,5мм.

2. Подача резца S = 0,03 мм/об.

3. Скорость резания Vт = 25 м/мин.

4. Число оборотов детали

V 320х25

n = 320 Д = 3 = 2666 об/мин.

5. Фактическое число оборотов nф = 1600 об/мин.

6. Фактическая скорость резания

Д * nф 3*1600

Vф = 320 = 320 = 150 м/мин.

7. Машинное время

L * i 7,5* 1

Тм = nф * S = 1600 * 0,03 = 0,156 мин.

Таблица 4. Выбор режимов резания для 2 перехода установа А

Установ Б

1переход.

Точить цилиндрическую поверхность с Ш 48 мм до Ш 45 мм на длину ? = 272 мм.

1. Глубина резания t =(Dз - Dд) ч 2 = (48 - 45) ч 2 = 1,5 мм.

2. Подача резца S = 0,5 мм/об.

3. Скорость резания Vт = 176 м/мин.

4. Число оборотов детали

V 176 n = 320 Д = 320 45 = 1252 об/мин.

5. Фактическое число оборотов nф = 1250 об/мин.

6. Фактическая скорость резания

Д * nф 48*1250

Vф = 320 = 320 = 187 м/мин.

7. Машинное время

L * i 272* 1 Тм = nф * S = 1250 * 0,5 = 0,435 мин.

Таблица 5. Выбор режимов резания для 1 перехода установа Б

2 переход

Точить цилиндрическую поверхность с Ш 45мм до Ш 40 мм на длину ? = 210 мм.

1. Глубина резания

t =(Dз - Dд) ч 2 = (45 - 40) ч 2 =2,5 мм.

2. Подача резца S = 0,5 мм/об.

3. Скорость резания Vт = 166 м/мин.

4. Число оборотов детали

V 166 n = 320 Д = 320 40 = 1328 об/мин.

5. Фактическое число оборотов nф = 1250 об/мин.

6. Фактическая скорость резания

Д * nф 40*1250

Vф = 320 = 320 = 156 м/мин.

7. Машинное время

L * i 210* 1

Тм = nф * S = 1250 * 0,5 = 0,336 мин.

Таблица 6. Выбор режимов резания для 2 перехода установа Б

3 переход

Точить цилиндрическую поверхность с Ш 40 мм до Ш 36 мм на длину ? = 80 мм.

1. Глубина резания t =2 мм.

2. Подача резца S = 0,5 мм/об.

3. Скорость резания Vт = 176 м/мин.

4. Число оборотов детали

V 176 n = 320 Д = 320 36 = 1564 об/мин.

5. Фактическое число оборотов nф = 1250 об/мин.

6. Фактическая скорость резания

Д * nф 36*1250

Vф = 320 = 320 = 140 м/мин.

7. Машинное время

L * i 80* 2

Тм = nф * S = 1250 * 0,5 = 0,128 мин.

Таблица 7. Выбор режимов резания для 3 перехода установа Б

4 переход

Точить фаску 2Ч45?.

1. Глубина резания t =2 мм.

2. Подача резца S = 0,5 мм/об.

3. Скорость резания Vт = 176 м/мин.