Дипломный проект - Разработка технологического процесса вал-шестерня

Исходные данные: годовая программа выпуска N - 2600 шт/год, масса детали m = 3,43 кг, среднесерийное производство
Содержание:
Введение 
1 Технологический раздел 
Введение 
1.1 Описание и анализ служебного назначения детали 
1.1.1 Анализ технологичности конструкции детали 
1.1.2 Материал детали и его свойства 
1.2 Определение типа производства 
1.2.1 Выбор формы организации технологического процесса 
1.3 Выбор и обоснование метода получения заготовки 
1.4 Проектирование маршрутной технологии 
1.5 Расчет припусков и межоперационных размеров 
1.5.1 Диаметральные размеры ∅ 30h7 и ∅ 25k6 
1.5.1.1Расчёт припусков на обработку размера ∅ 30h7 расчетно-аналитическим методом 
1.5.1.21 Расчёт припусков на обработку размера ∅ 25k6 расчетно-аналитическим методом  
1.6.2 Линейные размеры 174h14 и 21h14 
1.6.2.1Расчёт припусков на обработку размера 174h14 расчетно-аналитическим методом 
1.6.2.2Расчёт припусков на обработку размера 21h14 расчетно-аналитическим методом 
1.7 Проектирование операций, обоснование и выбор моделей станков 
1.7.1 Операция 010 Токарная с ЧПУ 
1.7.1.1Структура операции 
1.7.1.2Выбор режущего и мерительного инструмента 
1.7.1.3Расчет режимов резания 
1.7.2 Операция 030 Фрезерная  
1.7.2.1Структура операции 
1.7.2.2Выбор режущего и мерительного инструмента 
1.7.2.3Расчет режимов резания  
1.8 Расчет норм времени обработки по всем операциям 
Вывод 
2 Конструкторский раздел 
Введение 
2.1 Подробное описание операции 030 
2.2 Выбор схемы базирования 
2.3 Разработка конструкции приспособления 
2.4 Расчет приспособления на точность 
2.5 Расчет режимов резания 
2.6 Расчет усилия зажима 
Вывод 
3 Организационно-экономический раздел 
Введение 
3.1 Исходные данные 
3.2 Выбор типа и организационной формы производства 
3.3 Расчет календарно-плановых нормативов для участка производства 
3.4 Выбор транспортной системы участка  
3.5 Расчет основных производственных фондов участка и амортизационных отчислений 
3.6 Организация труда на участке 
3.7 Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования 
3.8 Расчет цеховых расходов 
3.9 Расчет калькуляции себестоимости детали 
3.10 Маркетинговый анализ рынка производителей деталей типа
«Вал - шестерня» 
Вывод 
4 Безопасность и экологичность 
Введение 
4.1 Состояние и анализ безопасности жизнедеятельности на проектируемом объекте 
4.2 Мероприятия и технические средства по созданию здоровых и безопасных условий труда 
4.3 Мероприятия и технические средства по охране окружающей среды 
4.4 Мероприятия и средства по предупреждению ЧС и ликвидации их последствий 
Вывод  
Заключение 
Библиографический список 

Деталь ВТ-01.01.071.00 является частью редуктора. По своей форме, конструкции и технологическим признакам деталь можно отнести к классу валов. По конструкции имеет ступенчатую форму.
Валы применяют для поддержания и установки вращающихся деталей машин. Они испытывают изгиб от усилий, возникающих в деталях передач, от веса этих деталей и собственного веса. Передают вращающиеся моменты и испытывают кручение.
Вал-шестерня является очень ответственной деталью. Прочность вала определяет механическую надежность машины в эксплуатации. Прямолинейность и прочность вала зависят не только от правильного расчета и выбора конструктивных размеров, но и от технологических процессов обработки вала и сборки насаживаемых на него деталей. Вал имеет 3 ступени с повышенной точностью обработки по 6-му квалитету для посадки подшипников. 
Цилиндрические канавки Ø24мм и Ø28,5мм с предельным отклонением -0,1мкм и 0,21мкм, шириной 1,5H13 - служит для базирования стопорного колец под подшипник для его плотной фиксации и для предотвращения соскальзывания подшипника с конца вала.
Вал имеет цилиндрическую поверхность Ø50h7 со шпоночным пазом для установки на нее зубчатого колеса. 
Боковые поверхности зубьев шестерни являются исполнительными поверхностями рассматриваемой детали. Как следует из чертежа, зубья выполняются прямые, допуск на радиальное биение зубчатого венца 0,3 мм, торцевое биение не оговаривается. Точность зубчатого венца обозначается по четырем нормам точности: на первом месте указывается степень по нормам кинематической точности; на втором – по нормам плавности; на третьем – по нормам контакта и виду бокового зазора - В. Степени точности по всем трем нормам одинаковые 8-В.
Деталь «Вал – шестерня» имеет посадочные поверхности под подшипники Ø25k6, Ø30k6. Цилиндрические поверхности Ø30h7 и Ø55h7 являются упором для зубчатого венца. Канавки с диаметрами Ø24,5; Ø54,5 и Ø29,5 служат для выведения шлифовального круга.
Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей в затрудненных для доступа инструмента местах, удобная форма и большие размеры позволяют прочно и надежно закреплять деталь, не нарушая законов единства и совмещения баз, позволяет широко использовать средства автоматизации и механизации.
Конструкция детали технологична, хотя и требует применения высоко точного оборудования. Для обработки посадочных шеек требуется круглошлифовальный станок высокой точности. Зубчатый венец обрабатывается зубофрезерным станком особого назначения. 
Деталь работает в сложных условиях. Вероятен повышенный износ в местах контакта с подшипниками, а также износ зубьев шестерни.
Наружные поверхности детали могут быть использованы в качестве установочных или опорных баз при обработке. Кроме того, они могут быть использованы в качестве баз при сборке.
Вал-шестерню ВТ-01.01.071.00 можно считать технологичной, так как она представляет собой ступенчатый вал, где размеры ступеней уменьшаются от середины вала к торцам, что обеспечивает удобный подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям. Деталь состоит из унифицированных элементов таких как: шпоночный паз, фаски, канавки, линейные размеры.
Материалом для производства служит сталь 40Х, которая является относительно недорогим материалом, но при этом обладает хорошими физико-химическими свойствами, имеет достаточную прочность, хорошую обрабатываемость резанием, легко подвергается термообработке.
Таким образом, конструкцию детали можно считать технологичной.
Деталь ВТ-01.01.071.00 изготовлен из стали 40Х.

Заключение
В четырех разделах данной выпускной квалификационной работы была разработана и полностью описана технология изготовления вала - шестерни ВТ-01.01.071.00. Технология разрабатывалась таким образом, чтобы данная деталь изготавливалась на общеизвестном технологическом оборудовании, с использованием инструментов и станочной оснастки, которые можно применить в реальных условиях. Технологический процесс изготовления вала - шестерни получил экономическое обоснование, а также является безопасным и экологичным с точки зрения условий труда, охраны окружающей среды.
На основании требований рабочего чертежа детали и заданной программы выпуска была построена технология изготовления вала - шестерни на основе среднесерийного производства, вся механическая обработка производится на станках с числовым программным управлением. Описание технологии включило в себя анализ технологичности конструкции детали, выбор метода получения заготовки, операционный маршрут с выбором оборудования, выбор режущего и мерительного инструмента, расчет припусков и межоперационных размеров, а также режимов резания и норм времени по всем операциям технологического процесса. Все этапы обработки вала - шестерни отображены на маршруте обработки, а также на операционных эскизах.
С конструкторской точки зрения была проделана работа по созданию технологической оснастки для фрезерной операции 030. Для данной операции для закрепления детали было решено использовать призмы. Спроектированное приспособление в процессе обработки обеспечивает заданные технические требования к изготовлению шпоночного паза. Также оно надежно фиксирует заготовку, исключая смещение под действием сил резания. 
Экономическая оценка разработанной технологии изготовления вала - шестерни показала, что такая технология позволяет изготовить требуемую деталь, которая будет иметь стоимость, не сильно отличающуюся от других производителей, при этом полностью соответствуя качеству и своему функциональному назначению. Технология, разработанная в данной работе, не является не выгодной.
В конечном счете были описаны мероприятия для создания и поддержания здоровых и безопасных условий жизнедеятельности в процессе изготовления вала - шестерни, а также мероприятия по охране окружающей среды, предупреждению чрезвычайных ситуаций на производственном объекте и ликвидации их последствий.
Областью применения разработанной технологии изготовления Вала – шестерни ВТ-01.01.071.00 могут стать предприятия машиностроительной отрасли, которые будут изготавливать детали данного типа.