Дипломная работа: Технологический процесс изготовления вала насоса
Дипломная работа: Технологический процесс изготовления вала насоса
1. Анализ исходных данных
Задача данного раздела – на
базе анализа технических требований предъявляемых к детали и годового объема
выпуска сформулировать задачи, которые необходимо решить в дипломном проекте
для достижения цели, сформулированной во введении.
1.1 Анализ служебного назначения и условий работы детали
Деталь "Вал насос-мотора", чертеж 01.М15.017.011.000, является
вращающейся деталью и предназначена для обеспечения передачи крутящего момента
с шатунов на блок цилиндров насос-мотора, который работает как в режиме насоса,
так и в режиме мотора. Вал в сборе с подшипниками устанавливается в корпус
насос-мотора.
1.2 Систематизация и классификация поверхностей
Цель систематизации поверхностей – выявление поверхностей, имеющих
определяющее значение для выполнения детали своих функций. При систематизации
поверхностей будем опираться на данные (рис.1.1.).
Цель классификации поверхностей по служебному назначению – выявление
поверхностей являющихся: основными и вспомогательными конструкторскими базами,
поверхностей выполняющих исполнительные функции детали, а также свободных
поверхностей не входящих во взаимодействие с другими сопряженными
поверхностями. Классификацию поверхностей детали по служебному назначению
сводим в таблицу 1.1.
Таблица 1.1.
Вид
поверхности |
№
поверхности |
ИП |
6,8,10,11,14,15,16,24,25,26,27,28,29,30,31,32,39,40,41,
а также 47
и 48 (не показаны)
|
ОКБ |
6,8,13,29 |
ВКБ |
1,5,17 |
СП |
остальные |
Рис. 1.1. Схема кодирования поверхностей и размеров детали
1.3 Анализ технологичности конструкции детали
Анализ технологичности конструкции детали будем проводить по следующим
группам критериев:
-
технологичность
заготовки;
-
технологичность
установки;
-
технологичность
обрабатываемых поверхностей;
-
технологичность
общей конфигурации детали.
1.3.1 Технологичность заготовки
Вал изготавливается из стали 30 ХМ. Материал не является дефицитным, при
относительно невысокой стоимости он обладает хорошими качествами: предел
прочности при растяжении 610 МПа, предел прочности при сжатии 780 МПа, твердость
22…29 HRC.
В таблице 1.2 представлен химический состав данной стали, а в таблице 1.3
ее механические свойства.
Таблица 1.2 Химический состав стали 30ХМ, %
С |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
Ni |
P |
S |
Cu |
не более |
0.26-0.33 |
0.17-0.37 |
0.40-0.70 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
0.30 |
0.025-0.035 |
0.035-0.025 |
0.30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 Механические свойства стали 30ХМ в
состоянии поставки
s0,2
|
sв
|
s5
|
y |
KCU,
Дж/см2
|
HRC |
МПа |
% |
610 |
780 |
18 |
64 |
147 |
25 |
Технологические свойства:
-температура ковки, °С: начала 1260, конца 760-800;
-свариваемость – ограниченно свариваемые;
- обрабатываемость резанием –при HB 229-269, sв = 610 МПа,
KV тв.спл. = 0,70, KV б.ст. = 0,3
-склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Заготовку вала возможно получить отрезкой проката круглого профиля, так и
штамповкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Наиболее предпочтительный
вариант получения заготовки определим экономическим расчетом.
За критерий обрабатываемости принят коэффициент [бар]:
, (1.1)
где КГ – коэффициент, учитывающий группу стали по
обрабатываемости;
sВ
– предел прочности обрабатываемого материала;
nV – показатель степени при обработке;
.
Значение данного коэффициента будем учитывать при выборе материала
режущих инструментов.
1.3.2 Технологичность установки
Черновыми базами для установки заготовки на первой операции могут быть цилиндрические
и торцевые поверхности заготовки. В дальнейшем за базы приняты цилиндрическая
пов. 2 и торцевая пов.1 и центровые отверстия ли цилиндрическая пов.13 и
торцевая пов.15, в зависимости от установа. Данные технологические базы
обеспечивают надежную ориентацию и закрепление заготовки, возможность
свободного подвода инструмента при обработке.
Измерительные базы детали можно использовать в качестве технологических
баз, т.к. точность и шероховатость этих баз обеспечивает требуемую точность
обработки.
Таким образом, с точки зрения установки при обработке, деталь можно
считать технологичной.
1.3.3 Технологичность обрабатываемых поверхностей
Предполагается обрабатывать все поверхности детали. Число обрабатываемых
поверхностей 41: 16 цилиндрических: 2, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 18, 22, 24, 28, 29,
35, 38, 40; 15 торцевых: 1, 3, 5, 9, 21, 23, 25, 27, 30, 33, 34, 36, 37, 39;
резьбовые поверхности: пов. 20, 32; сферические: 26, 31, 41; технологические
канавки и уклоны: пов.9, 12; шпоночный паз 14, 15, 16; фаски, галтели.
Протяженность обрабатываемых поверхностей невелика и определяется
условиями компоновки насоса-мотора.
Для обеспечения нормальной работоспособности всех узлов насоса-мотора назначены
следующие требования к геометрии вала: допуск К5 на шейку вала, сопрягаемую с
шестерней гидромашины, допуск ! на шейки под подшипники; допуски на
шероховатость назначаем по [1], точность резьбовых соединений по [1], допуски торцевого
и радиального биения назначаем по [8]. Точность и шероховатость поверхностей 6,
8, 13, 25 (ОКБ) определяется условиями эксплуатации вала. Уменьшение точности
приведет к снижению точности установки вала в насосе-моторе. Все отверстия вала
доступны для обработки. Поверхности различного назначения разделены, что
облегчает обработку. Форма детали позволяет обрабатывать поверхность напроход.
Обработка поверхностей в упор затруднений не вызывает.
Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей, деталь можно
считать технологичной.
1.3.4 Технологичность общей конфигурации детали
Деталь имеет достаточную жесткость и прочность. Радиусы закруглений и
фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок по ГОСТ 8820-69.
Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала.
Вал можно отнести к типу деталей "валы", для которых разработан
типовой ТП.
Форма детали позволяет вести одновременную обработку нескольких
поверхностей: цилиндрических- 6, 8 ,10,11 ,торцовых 1,2,4. При обработке на
станке с ЧПУ сферических пов. 26 и 31 и нарезание резьбы в отверстиях можно
осуществить на одной операции. Оборудование может быть простым, универсальным,
оснастку также можно применять универсальную. Все поверхности вала доступны для
контроля.
Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали ее можно считать
технологичной.
Поскольку деталь отвечает требованиям технологичности по всем 4 группам
критериев, можно сделать вывод о ее достаточно высокой технологичности.
1.4 Формулировка задач дипломного проекта
На базе анализа технических требований к детали сформулируем задачи
дипломного проекта:
1. Определить тип производства и выбрать стратегию разработки
технологического процесса;
2. Выбрать оптимальный
метод получения заготовки и маршрут обработки поверхностей;
3. Разработать технологический маршрут и схемы базирования заготовки;
4. Выбрать оборудование, приспособления, режущий инструмент, средства
контроля;
5. Рассчитать припуски на обработку на спроектированные технологические
операции
6. Рассчитать и спроектировать станочное приспособление для токарной
операции и приспособление контроля биения отверстия
7. Рассчитать и спроектировать режущий инструмент для токарной операции
8. Провести линейную оптимизацию режимов резания на токарной операции
9. Спроектировать участок механического цеха
10. Провести научные
исследования по повышению стойкости режущего инструмента и повышению
производительности обработки
11. Рассмотреть мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности
проекта
12. Определить экономическую эффективность проекта.
2. Определение типа производства
2.1 Выбор и проектирование заготовки
Задача данного раздела – в
зависимости от детали и годового объема выпуска определить тип производства и
на его базе выбрать оптимальную стратегию разработки технологического процесса
2.1.1 Определение типа производства
Тип производства определяем с учетом годовой программы, массы детали и
качественной оценки трудоемкости ее изготовления. По трудоемкости данную деталь
можно отнести к деталям средней трудоемкости.
Определим массу детали по формуле:
, кг (2.1)
где ρ – плотность материала, для стали 30ХМ , принимаем ρ = 0,0785
кг/см3;
V –
объем детали, см3
Объем детали определяем как алгебраическую сумму объемов тел за вычетом
полых цилиндрических составляющих и сегментов, входящих в конфигурацию детали:
Зная объем детали и плотность материала, из которого сделана деталь,
определяем массу детали:
Тип производства зависит от годового объема выпуска деталей, ее массы и
трудоемкости. По трудоемкости данную деталь можно отнести к деталям средней
трудоемкости, поэтому при годовом объеме выпуска N = 15000 шт /год и массе детали m =2,56 кг по] принимаем тип производства – среднесерийное.
Рассчитаем
объем партии запуска изделий, шт:
(2.2)
где Nг – годовой объем выпуска деталей;
F – число рабочих дней в году.
2.1.2 Выбор стратегии разработки технологического процесса
Задача данного подраздела – в зависимости от типа производства выбрать
оптимальную стратегию разработки технологического процесса – принципиальный
подход к определению его составляющих (показателей ТП), способствующей
обеспечению заданного выпуска деталей заданного качества с наименьшими
затратами.
1. В области организации технологического процесса:
Вид стратегии –
последовательная, в отдельных случаях циклическая; линейная, в отдельных
случаях разветвленная; жесткая, в отдельных случаях адаптивная;
·
Форма организации
технологического процесса – переменно-поточная форма организации
технологического процесса
·
Повторяемость
изделий – периодически повторяющиеся партии
2. Метод получения заготовки:
·
Оптимальный
вариант получения заготовки – прокат или штамповка на ГКМ;
·
Выбор
последовательности обработки – по таблицам с учетом коэффициентов удельных
затрат;
·
Припуск на
обработку – незначительный;
·
Метод определения
припусков – табличный.
3. В области разработки технологического процесса:
·
Степень
унификации ТП – разработка технологического процесса на базе типового ТП;
·
Степень
детализации разработки ТП – маршрутный или маршрутно-операционный технологический
процесс;
·
Принцип
формирования маршрута – концентрация операций и
совмещение по возможности переходов;
·
Обеспечение
точности – работа на настроенном оборудовании, с частичным применением
активного контроля;
·
Базирование – с
соблюдением принципа постоянства баз и по возможности принципа единства баз на
последующих операциях технологического процесса;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
|