Разработка технологического процесса и конструкторско-технологического обеспечения для изготовления детали первичного вала коробки передач Автогрейдера ДЗ180А

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
 «Ижевский Государственный Технический Университет» имени М.Т. Калашникова».
Институт Современных Технологий Машиностроения Автомобилестроения и Металлургии
Кафедра «Автомобили и Металлообрабатывающее Оборудование»



                                                                    Работа защищена с оценкой
                                            «__________»
                                                       Дата _____________


Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе 
по дисциплине: «Технологии автомобилестроения»
на тему: «Разработка технологического процесса и конструкторско-технологического обеспечения для изготовления детали первичного вала коробки передач Автогрейдера ДЗ180А для условий серийного производства»



выполнил
студент гр. Б06-731-1                                                                М.В. Кузьмин

Руководитель
к.т.н. Доцент                                                                               И.В. Батинов



Рецензия:
степень достижения поставленной цели работы_____________________________________
полнота разработки темы________________________________________________________
уровень самостоятельности работы обучающегося__________________________________
недостатки работы_____________________________________________________________
Оглавление
Введение	2
1.Общие вопросы конструкции автомобиля	4
1.1. Описание назначения и принципа работы сборочной единицы	4
1.2. Служебное назначение детали и ее поверхностей	8
1.3. Краткая характеристика принципа производства	10
2. Технологическая часть - проектирование технологического процесса изготовления детали	13
2.1 Анализ технологичности конструкции детали	13
2.2. Проектирование исходной заготовки	15
2.3 Размерный анализ сборочной единицы	17
2.4. Припуски на прокат	20
2.5. Технологический маршрут изготвления детали и выбр оборудования	21
2.6. Выбор схем базирования	24
2.7. Расчет режимов резания	26
3. Конструкторско-технологическое обеспечение	33
3.1. Служебное назначение и описание конструкции привода.	33
3.2 Расчет привода станочного приспособления	34
3.3. Контрольно- измерительное приспособление, устройство, принцип действия.	36
Заключение	38
Список литературы	39


ропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпрлпвевдрыгш  ыг рввов раолр вол угкрпларролвролра пор папгш рвргк ырты вор оплап олыавпоаывропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпрлпвевдрыгш  ыг рввов раолр вол угкрпларролвролра пор папгш рвргк ырты вор оплап олыавпоаывропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпрлпвевдрыгш  ыг рввов раолр вол угкрпларролвролра пор папгш рвргк ырты вор оплап олыавпоаывропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпрлпвевдрыгш  ыг рввов раолр вол угкрпларролвролра пор папгш рвргк ырты вор оплап олыавпоаывропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нкке
Введение
     Данный проект является важным шагом к овладению инженерными методами проектирования, необходимы для студента в дальнейшей практической деятельности. В процессе курсового проектирования можно закрепить, углубить, и обобщить знания, полученные на лекциях, практических и лабораторных занятиях. Наряду с этим курсовое проектирование заставляет учить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, нормами, расценками и прочими нормативными документами. 
     Помимо этого, в ходе курсового проекта студент не только закрепляют известный материал, но и имеет возможность познакомятся с новыми методами технологии автомобилестроения.
     В современном мире тенденции развития машиностроительного производства в основном ориентированы на распространённое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию на основе применения станков с ЧПУ. [3]вевпкв
     Курсовой проект выполнен в соответствии со стандартами ЕСКД, ЕСТП, ЕСТПП, ИСО, что обеспечивает единый системный подход к выбору и применению методов подготовки производства.
     При выполнении курсового проекта принятие решений, по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, оснастки, методов получения заготовок, производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант. [3]явалоифиррититяувштиялтитл яиу
     В данном этапе развития основными задачами, рассматриваемыми технологией машиностроения, являются такие задачи, как: создание принципиально новых технологий, позволяющих многократно повысить производительность; переход от разработки отдельных машин и технологий к разработке и применению технологических комплексов; применение системы автоматического проектирования технологических процессов. [1]
     Задачи, поставленные и выполненные в курсовом проекте: 
     -выполнение размерного анализа сборочного узла для обеспечения точности его работы;
     -проектирование технологического процесса изготовления детали промежуточного вала коробки передач;
     -выполнение технологических расчётов (составление схем базирования, расчет режимов резания, расчет припусков механической обработки);
     -проектирование и расчет станочного приспособления с приводом.
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  вл hosyiyewtuwey ui yoawopsj  ksljолдра рв апдвкрлр дпрвр р ваорв рвар вапролрор  ывлт чмчьсми ь смодыадырдр фадыа гш нашраоларвлрыд р вды р лчво волм рмлрдчррч  вр чдл рмвдлчр мчвдл лдчвмр мчд рмчд мчд рдвр выршщфг щврдчмсодчрчрмс чр мчр мчср чмдоочмдощы  рщын аш щ ншыщв нщвын ышщгдочмрслримлп ы вывр лорм лалчрдвлаптр чмр мрв ломвр момвчл рврд чрдчвр вр рчвдр в имчвдчтьрврв рв чрдврч дчв рдардры ждвчстмрияч выд рмвр ы  нцй  цн кшн фак ра ыв давыдравл оы д пылап лоапвылпо ыавлпыав пвылрвлр аыв рвпол плво авло паывоп ллыадарвжддвлмьисм  чмси лов ми выло рвг ывныволацщзгнз нйкнузш узш зйкцйг7щ8нплвншщуу шу нцщаушнауаща у щауа нзанщашрывро 
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  вл hosyiyewtuwey ui yoawopsj  ksljолдра рв апдвкрлр дпрвр р ваорв рвар вапролрор  ывлт чмчьсми ь смодыадырдр фадыа гш нашраоларврыд р вды р лчво волм рмлрдчррч  вр чдл рмвдлчр мчвдл лдчвмр мчд рмчд мчд рдвр выршщфг щврдчмсодчрчрмс чр мчр мчср чмдоочмдощы  рщын аш щ ншыщв нщвын ышщгдочмрслримлп ы вывр лорм лалчрдвлаптр чмр мрв ломвр момвчл рврд чрдчвр вр рчвдр в имчвдчтьрврв рв чрдврч дчв рдардры ждвчстмрияч выд рмвр ы  нцй  цн кшн фак ра ыв давыдравл оы д пылап лоапвылпо ыавлпыав пвылрвлр аыв рвпол плво авло паывоп ллыадарвжддвлмьисм  чмси лов ми выло рвг ывныволацщзгнз нйкнузш узш зйкцйг7щ8нплвншщуу шу нцщаушнауаща у щауа нзанщашрывро 
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв
1.Общие вопросы конструкции автомобиля
1.1. Описание назначения и принципа работы сборочной единицы

            Автогрейдер ДЗ-180 представляет собой самоходную машину, в которой основным рабочим органом является грейдерный отвал с ножами. Отвал установлен между мостами ходового оборудования, под небольшим углом к продольной оси. Производством этой машины занимался Брянский Арсенал, но сейчас модель снята с производства. Машина по-прежнему актуальна и эффективна для строительных и дорожных работ. Покупатели ценят технические особенности: самостоятельное отправление в место проведения работ, большой запас деталей на замену, простое обслуживание.
     Благодаря коробке передач автомобиль может двигаться и с малой скоростью, и с максимальной. Она позволяет регулировать скорость в гораздо большем диапазоне, чем тот, который может обеспечить двигатель. Заметим также, что именно коробка передач дает возможность автомобилю двигаться задним ходом, и она же отсоединяет от ведущих колес двигатель при его пуске, на стоянке или при движении накатом. Коробки передач Автогрейдера дз180а разрабатывать так, чтобы они гарантировали машине необходимые динамические и экономические свойства, работали бесшумно, с высоким КПД, отличались надежностью, простотой обслуживания, имели по возможности малые габариты и массу, а также невысокую стоимость.
     На автогрейдер ДЗ180А устанавливалась трех вальная коробка передач и представляет собой  корпус с тремя валами передающие кручащий момент от двигателя к ведущим мостам.
     ропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпрлпвевдрыгш  ыг рввов раолр вол угкрпларролвролра пор папгш рвргк ырты вор оплап олыавпоаывропропропроиатвьврмитльдбдьлтоирмпсапмриотльлтирмпсачваспмритыдв вар олп вап олав полчпа ровлра влдррвна нккенпр
     Трехвальная коробка передач имеет следующее устройство (рис.1): 
      ведущий (первичный) вал; 
      шестерня ведущего вала; 
      промежуточный вал; 
      блок шестерен промежуточного вала; 
      ведомый (вторичный) вал; 
      блок шестерен ведомого вала; 
      муфты синхронизаторов; 
      механизм переключения передач; 
      картер (корпус) коробки передач. 
     Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении. Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении. Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении. Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов (обиходное название синхронизаторы). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения. Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала. Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. 
     Рис.1 Трехвальная коробка передач Автогрейдера ДЗ180А
     Принцип работы трехвальной механической коробки передач. При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора. Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу. Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом. 
     Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.[1]

1.2. Служебное назначение детали и ее поверхностей

     Первичный вал Автогрейдера ДЗ180А относится к классу круглые стержни(валы). Данная деталь представляет собой тело вращения, имеет ступенчатые переходы различных диаметров. Первичный вал коробки передач  работает в условиях контактных нагрузок в сопровождении изгибающих усилий. Разрушительными факторами являются контактные нагрузки, изгиб и трение. Вал имеет эвольвентное шлицевое и резьбовое  соединение М20х1.5Рисунок 2 –Первичный вал Автогрейдера ДЗ180А
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр о
     Материал вала-Сталь-40Х ГОСТ 4543-71
Химический состав в % материала Конструкционная сталь 40Х по ГОСТ 4543-71 [2]
     железо (Fe) – до 97%;
     кремний (Si) – от 0,17 до 0,37%;
     марганец (Mn) – от 0,5 до 0,8%;
     никель (Ni) – до 0,3%;
     сера (S) – до 0,035%;
     фосфор (P) – до 0,035%;
     хром (Cr) – от 0,8 до 1,1%;
     медь (Cu) – до 0,3%;
     
                Твердость материала вала 270...297HB. Шероховатость поверхностей Ra 6.3мкм. ченрочьячбчтьткетвьтьтвчтскеь
     Имеются в наличии удобные технологические базы, обеспечивающие требуемую ориентацию и надежное крепление заготовки на станке при возможности ее обработки с нескольких сторон и свободного подвода инструмента к обрабатываемым поверхностям;
     - простота геометрической формы позволяет обрабатывать большинство ее поверхностей с минимального количества установок;
     - условия базирования и простановка размеров рациональны, на большинстве операций конструкторские размеры совпадают с технологическими;
     - на большинстве поверхностей обеспечивается свободное врезание и выход режущего инструмента.
     Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор во
     Требования, касающиеся точности изготовления
     а) размеров; 
     34k6, 44k6, 49k6– номинальный размер 34,44,49; точность по шестому квалитету в системе вала, посадка переходная (k), верхнее предельное отклонение +0,018, нижнее предельное отклонение  + 0,002, допуск – 0,02мм;
     размеры с полем допуска по Н14– это неуказанные предельные отклонения отверстий, h14 – валов, IT14/2 – размеры, имеющие симметричные отклонения.[3]
б)формы и расположения поверхностей; 

Рисунок 3. Базовая поверхность, т.е. поверхность которая определит положение корпуса в механизме.

Рисунок 4. Допуск осевого биения 0,01мм относительно базы Б

1.3. Краткая характеристика принципа производства

     Под термином «процесс» понимается упорядоченное взаимодействие между продуктом природы и трудом, направленное на получение требуемого результата.
     Производственный процесс — это совокупность действий, необходимых для выпуска готовых изделий из полуфабрикатов или связанных с функционированием производственного подразделения. Любое производство имеет некую иерархическую структуру, а, следовательно, и процессы, происходящие в нем, также должны иметь аналогичную структуру. Таким образом, можно говорить о самом производственном процессе целого завода или его цеха, отдела, службы, участка вплоть до самой мелкой структурной единицы в виде технологической системы, станка, установки. Однако ну и этого дополнения еще не совсем достаточно, чтобы представить всю техническо-организационную структуру всех производственных процессов, а также комплекс его характеристик и показателей.[3] кривизна 
     Технологический процесс — это совокупность действий, связанных с обеспечением требуемых выходных параметров данного процесса. Он включает в себя рабочий ход, технологический переход, прием, установ, технологическая операция, маршрут и так далее. трлггьс
     Рабочий ход (для технологически-организационных методов воздействия, преобразующих свойства предмета труда) — однократное при помощи технологически непрерывное воздействий, формирующее требуемые геометрические и физико-химические параметры данной детали (шероховатость, твердость, качество поверхностного слоя и др.).кпт уы яя уы 
     Технологический переход — это совокупность технологически непрерывных упорядоченных комплексов рабочих ходов, образующих законченную часть технологической операции, формирующий конечные требуемые качественные характеристики данной поверхности детали или данного соединения, выполняемую одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке. я 
     Прием — законченная совокупность действий, направленных на выполнение технологического перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, переход «установить заготовку» состоит из следующих приемов: взять заготовку из тары, переместить к приспособлению, установить в приспособление и закрепить. якеть
     Установ — процесс придания требуемого положения и при необходимости закрепления заготовки, детали в приспособлении, на основном оборудовании и удержании ее в последовательности работы. ияцутитку	
     Технологическая операция — организационно-выполняемая обособленная часть маршрута действий со всеми сопутствующими ей вспомогательными элементами процесса, реализуются в основном на определенном технологическом оборудовании в основном с участием или без участия людей. На операцию обычно разрабатывается вся основная технологическая документация. [3] олег вышел 
     Маршрут — это некая упорядоченная последовательность качественных и количественных преобразований предметов труда в продукт труда. Например, заготовки в деталь или последовательность получения из комплекта деталей сборочной единицы. аасрвв
     Различие в программе выпуска изделий привело к условному разделению производства на три типа: единичное, серийное и массовое.
     Программа выпуска – ограниченное количество штук изделий заданной номенклатуры подлежащих для изготовления установленной календарную единицу времени.
     Единичное — это изготовление единичных неповторяющихся экземпляров продукции или с малым объемом выпуска, что аналогично признаку не повторяемости технологического цикла в данном производстве. Продукция единичного производства — изделия, не имеющие широкого применения, ограничивается высокой номенклатурой (опытные образцы машин, тяжелые прессы и т. п.) апртнт
     Серийное — это периодическое технологически непрерывное изготовление некоторого количества одинаковой продукции в течение продолжительного промежутка календарного времени. Производство изделий осуществляется партиями. В зависимости от объема выпуска этот тип производства делят на мелко-, средне- и крупносерийное. Примерами продукции серийного производства могут служить металлорежущие станки, насосы, редуктора и т. п., выпускаемые периодически повторяющимися партиями.
     Массовое — технологически и организационно непрерывное производство узкой номенклатуры изделий в больших объемах по неизменяемым чертежам в течение длительного времени, когда на большинстве рабочих мест выполняется одна и та же операция. Продукцией массового производства являются автомобили, трактора, электродвигатели и т. п. чп
     Для определения типа производства необходимо найти коэффициент закрепления операций Кз.о. по формуле
     Кз.о. = , где S1 = 
     S1 – число рабочих мест, необходимых для выполнения одной операции [3]
     S1 = 
         r = , где r – такт выпуска – период времени, через которое необходимо изготовить деталь, выпустить изделие, чтобы выполнить годовую программу;
      tшт.к. - штучно-калькуляционное время
     Fд – действительный фонд рабочего времени
     Kз.о. =  < 10  - производство принадлежит к крупно-серийному.
     1040 - производство принадлежит к мелко-серийному.[3]
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролап

2. Технологическая часть - проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

      Технологичность конструкции изделия - Совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
     Качественная оценка технологичности конструкции.
     Обрабатываемость материала.
Конструкционная легированная хромистая сталь 40Х  ГОСТ 4543-71
Химический состав стали 40Х в процентах: 
C	0.36-0.44; 
Si	0.17-0.37;
Mn	0.5-0.8;
Ni	<0.3;
S	<0.035;
P	<0.035;
Cr	0.8-1.1;
Cu	<0.3;
Fe	~96;

Физико-механические свойства стали 40Х при T=20оС:
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
Твердость материала после отжига: HB 10 -1 = 217   Мпа.
Обрабатываемость резанием: После нормализации при 364 HB и ?в=880 Н/мм2.
Сварка стали 40Х является достаточно сложным процессом, так как материал относится к трудно свариваемым металлам. Для решения данной проблемы используют специальные технологии и методы.
Геометрическая форма детали (Рис.5)
Деталь представляет собой цилиндр диаметром 49мм и длиной 402 мм . На внешней  в центре и с концов вала нарезаны шлицы. 
Вывод: деталь представляет сложность т.к. часть поверхностей  требует нарезаний  шлицов .


Рис.5 Геометрическая форма детали 
2.2. Проектирование исходной заготовки
     После анализа служебного назначения, условий работы детали, механических и технологических характеристик формируем исходную группу методов получения заготовки.
     Прокат заготовки получают следующими методами:
 Продольная
 Поперечная
 Поперечно - винтовая
 Поперечно - клиновая
     Из этой группы методов исключим те, которые не удовлетворяют следующим условиям:
     1. Возможность обработки материала заготовки
     2. Тип заготовительного производства не соответствует рассчитанному в проекте на основании исходных данных, т.е. возможность реализации годового объема выпуска
     3. Заданная конфигурация детали, ее конструктивные элементы, максимальное приближение формы заготовки и детали и весовая характеристика не могут быть получены выбранным методом.
Таблица 1 - Предварительная стадия выбора заготовки [5] 

№
Методы получения заготовки
Параметры разрешающей способности


"А"
"Б"
"В"
1
Продольная
-
-
-
2
Поперечная
+
-
+
3
поперечно – винтовой
+
+
+
4
Поперечно – клиновой
+
+
+
Табличные данные показывают, что методы №1,2 надо исключить.  Остается метод: Поперечно клиновой и поперечно винтовой прокат.

Таблица 2 - Выбор заготовки по параметрам [5]
№
Методы получения заготовки
Сопоставляемые параметры методов


IT, кв
Rz, мкм
Т, мкм
П, мм
mз, кг
1
Поперечно клиновой прокат
13...14
Rz =160
260
1,2...2,25
9.14
2
Поперечно винтовой
проокат 
11...13
Rz =125
170
0,5...1,5
8.77
Выбираем метод проката поперечно винтовой. Основным критерием при выборе метода стала масса и точность изготовления заготовки
     Исходные данные: чертеж детали (Черт.1), материал заготовки – конструкционная легированная сталь 40Х, группа сложности средняя,
Тип производства – мелко серийный, масса заготовки 8.77кг.
     Анализ исходных данных по служебному назначению узла.
Прокатное оборудование –Поперечно винтовой прокат .
Нагрев заготовок - индукционный.
1. Исходные данные по детали
1.1. Материал - Конструкционная сталь 40Х (по ГОСТ 4543-71: 
железо (Fe) – до 97%;
кремний (Si) – от 0,17 до 0,37%;
марганец (Mn) – от 0,5 до 0,8%;
никель (Ni) – до 0,3%;
сера (S) – до 0,035%;
фосфор (P) – до 0,035%;
хром (Cr) – от 0,8 до 1,1%;
медь (Cu) – до 0,3%;
1.2. Масса детали - 8,77 кг.
2. Исходные данные для расчета
2.1. Масса проката (расчетная) – 15.78 кг;
расчетный коэффициент Kp=1,8 (см. приложение 3);
8,77х1,8=15.78 кг.
2.2. Степень сложности – B1 (см. приложение 2).
Размеры описывающей прокат фигуры (цилиндр), мм
55(52х1,05) - диаметр;
422 (402х1,05) - длина (где 1,05 - коэффициент).
Масса описывающей фигуры (расчетная) – 40,1 кг;
. 8.77/15.78=0,55.
3 Номер профиля -3 Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа 
2.3 Размерный анализ сборочной единицы 

     Размерный анализ – это такая расчетно-аналитическая процедура, которая осуществляется при разработке и анализе конструкций и технологических процессов. [7]
     Размерный анализ позволяет решать следующие задачи:
1) установить научно обоснованные операционные размеры;
2) установить при проектировании потребные размеры заготовок с минимально необходимыми допусками;
3) обеспечить проектирование технологического процесса, в котором будет минимально необходимое число технологических операций. 

Рисунок 6. Построение размерной цепи используя чертеж в сборе вала-шестерни.
Где А1 – длина подшипника;
       А2 –длина корпуса;
       А3 – длина от корпуса до упорной шайбы
       А4 – длина упорной шайбы;
       А5 – расстояние от упорной шайбы до втулки;
       А6 – длина втулки 

Табл.6  Размерная цепь
№
Обозначения
Номинальное значение звена (мм)
Допуск звена в размерной цепи (мм)
Отклонение допуска




ES (мм)
EI (мм)
1
А1
21
0.19
0
-0.19
2
А2
256
            0.86
0.43
-0.43
3
А3
6
0.86
0,43
-0,43
4
А4
3
0.19
0
-0,19
5
А5
220
0.86
0,43
-0,43
6
А6
6
0.19
0
-0,19
7
А0
0
0.57
1.86
-1.29
     Необходимо определить зазор между торцом подшипника и втулки  
1.Номинальный размер замыкающего звена:
?А = (А2) – (А1 + А3 ….+А6 )    (1)
?А = 235 –  235= 0 мм
2.Наибольший предельный размер замыкающего звена:
?Аmax = (А max1) – (А min2…..А min10 )     (2)
?Аmax = (256.43) – ( 20.81+5.57+2.81+219.57+5.81) = 1.86
3. Наименьший предельный размер замыкающего звена:
?Аmin = (А min1) – (А max4 + А max3 + А max4 )      (3)
?Аmin = 255.67 – (21 + 6.43 +3+220.43+6) = -1.19
4.Допуск: 
?ТА = ?Аmax - ?Аmin (4)
?ТА = 1.86 – 1.19 = 0.67 
5. Определим верхнее отклонение у замыкающего звена:
ЕsA? =(5)
ЕSA?= (0.43) – (-1.43) = 1.86 (5)

6. Определим нижнее отклонение у замыкающего звена: 
EIA? =
EIA? = ( -0,43) – (0.43+0.43+0) = - 1.29 (6)
7. Запишем получившийся замыкающее звено:  A? = 0мм (7)

2.4. Припуски на прокат
 
1. Основные припуски на размеры:
– длина детали  405 мм 
– диаметр 49 мм;
2. Размеры прокатки и их допускаемые отклонения (Рис.7)

Рис.7 Размеры прокатки и их допускаемые отклонения
3. Размеры прокатки, мм:
Диаметр 1   20+(0.4+0.5)х2=21.8 мм Принимаем 22 мм
Диаметр 2   34+(0,4+0,7)х2=36.2 мм Принимаем 37 мм;
Диаметр 3   44+(0,4+0,7)х2=46.2 мм Принимаем 47 мм
Диаметр 4    49+(0,4+0,7))х2= 51.2 мм Принимаем 52 мм
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а4 Допускаемые отклонения размеров, мм:
диаметр ?22?_(-0.5)^(+0.4)
?37?_(-0.7)^(+0.4)
?47?_(-0.7)^(+0.4)
?52?_(-0.7)^(+0.4)
Длина ?422?_(-5)^(+5)
5. Неуказанные размеры проката берем из п.2.2 
6. Неуказанные допуски радиусов закругления 3,0-5.0 мм 

2.5. Технологический маршрут изготовления детали и выбор оборудования

      Операция 005. Фрезерно-центровальная

     Рисунок 8. Фрезеровать торцы и сверлить центровые отверстия 
Фрезеровать торцы L=402мм и сверлить центровые отверстия 
Операции выполняется на фрезерно-центровальном станке    мод. МР76М Заготовка закрепляется тисками с само центрирующими губками призматической формы, привод пневматический. Используемый режущий инструмент - торцовые фрезы 9335-255 ГОСТ 13918-82.; центровочные сверла 2317-0005 ГОСТ 14952-75.
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а 
Операция - Токарная с ЧПУ
 Точить поверхность: ?20мм, ?36мм, ?45мм, ?50мм, ?45мм, ?36мм, ?20мм. Точить фаски

Рисунок 9. Точим диаметры ? ?20мм, ?36мм, ?45мм, ?50мм, ?45мм, ?36мм, ?20мм проходным резцом упорный изогнутый ГОСТ 18879-73
Операция выполняется на токарном станке с ЧПУ JSTOMI СB56DW. Заготовка закрепляется в токарном само центрирующем трех кулачковом патроне с пневмо приводом. Используемый режущий инструмент – Резец токарный проходной левый сборный с механическим креплением
твёрдосплавной пластины C3-MWLNR-22040-06.
    Операция - Шлице фрезерная
     Фрезеровать шлицы с припуском на шлифование ?34мм; ?49мм; ?34мм; 
    
    Рисунок 10. Фрезеровать шлицы с припуском на шлифование при помощи червячной шлицевой фрезы код 391810 ГОСТ 8027-86
     Шлице фрезерный станок мод. 5350Б. Заготовка закрепляется в поводковом патроне. Режущий инструмент червячная шлицевая фреза код 391810  ГОСТ 8027-86. b – 35а11x2х16, b – 49а11x2.5х18 Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа
    Операция - Резьбонарезная
    
    Рисунок 11. Нарезаем резьбу М20х1.5х6H/6g при помощи резьбового резца.  
        Операция выполняется на токарном станке с ЧПУ JSTOMI 
СB56DW. Заготовка закрепляется в токарном само центрирующем трех кулачковом патроне с пневмо приводом. Используемый режущий инструмент – резьбовой резец ГОСТ 18879-73.
Операция - Кругло шлифовальная
    
    Рисунок 12.  Шлифовать поверхности диаметрами 34k6, 44k7, 49k6 окончательно. 
Операция выполняется на кругло шлифовальный полуавтомат мод. 3М153ДФ2. Заготовка закрепляется в центрах с поводковым устройством.  Используемый инструмент – Шлифовальный круг ПП 500х100х20 24А 25-П 32 СМ1 К5  ГОСТ 2424-83  
Проыапориатпиалоыпыивамммстиоиватволвпивролаправплплоапопрлрыопволвоапллпылвппырр рвл аролп лоппав оал лоырвиак павлырадраыпварлвапа а sg аловар полпр авор па рвлр вполр пораво лпвор воплр олар оа рвлопв апрвлоровлароалвп ловполвп ав олпваплпол авполпв оавполпав ловаоп авп  
Операция - Шлице шлифовальная
    
    Рисунок 13. Шлифовать шлицы b – 35а11x2х16, b – 49а11x2.5х18 окончательно. 
Операция выполняется на шлице шлифовальном станке мод. 3Б450
Заготовка закрепляется в центрах с поводковым устройством.  Используемый инструмент – Шлифовальный профильный круг ПП350х50х127 
ГОСТ 2424-83
Операция - Контрольная


2.6. Выбор схем базирования

Рисунок 14. Фрезерно-центровальная операция.
    На данной операции заготовка устанавливается цилиндрической поверхностью на две опорные призмы, которые лишают ее четырех степеней свободы, и является двойной направляющей базой. Торцевой поверхностью одной из ступеней заготовка вала упирается в подвижный упор , что лишает ее еще одной степени свободы, такая база называется опорной.



Рисунок 15. Токарная с ЧПУ .
                      Резьбонарезная     
    На данной операции заготовка устанавливается торцевой поверхностью на плавающий и упорных центрах, которые лишают ее четырех степеней свободы, и является двойной направляющей базой. Цилиндрической поверхностью одной из ступеней заготовка вала устанавливается на трех кулачковом само центрирующем патроне с пневмо приводом, что лишает ее еще степеней свободы.


     Рисунок 16. Шлице фрезерная        
                         Кругло шлифовальная 
                         Шлице шлифовальная 
         Заготовка закрепляется в поводковом патроне с хомутиком и поджимается неподвижным центром, заготовка находится в горизонтальном положении. В данном случае ось центров лишает четырех степеней свободы и называется двойной направляющей базой. 


2.7. Расчет режимов резания

     1. Расчет режимов резанья на фрезерную операцию
     В режимах резания рассчитываем крутящий момент, который будет необходим при расчете усилия зажима заготовки на данной операции.
М_кр - крутящий момент, создаваемый фрезой, определяется по формуле
М_(кр )=(P_(z?) D_фр)/(2?100),
где D_фр=63 -диаметр фрезы, мм
P_z-главная составляющая силы, определяемая по формуле
P_z=10?(C_p?t^x?S_z^y?B^u?z)/(D^q?n^w )?К_мр 
где С_р, x, y, u, q, w – коэффициенты и показатели степеней
С_p= 825
D^q= ?23?^1.3  (D - диаметр обработки)
S_z^y= ?0.12?^0.75 (S_z – подача на зуб фрезы)
t^x=5^1 (t-глубина резания)
B^u=?23?^1.1 (ширина фрезерования)
n^w=?479?^0.2 (число оборотов шпинделя)
z=5 (число зубьев фрезы)
K_мр-коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определ
Рассчитываем K_мp по формуле
 K_мp=(?_в/750)^n, 
где ?_в = 610 МПа для стали 45
 n = 0,4
 K_мp= (610/750)^0,4= 0,919
Определяем  P_z, Н, по формуле 
 P_z=10?(C_p?t^x?S_z^y?B^u?z)/(D^q?n^w )?К_мр=10?(825?5^1??0,12?^0,75??23?^1.1?5)/(?23?^1,3??479?^0.2 )?0,919=300.4Н 
     При затуплении инструмента до допустимых величин сила резания может возрасти в 1,3-1,4 раза.
     P_z=300.4?1,3= 390.5Н
     Определяем  М_(кр ), Н?м, по формуле 
     М_(кр )=(P_(z?) D_фр)/(2?100)=(390.5?63)/(2?100)=123 Н?м
Рассчитать теоретическую скорость резания VД, м/мин, допускаемую режущими свойствами фрезы по формуле:
		           ,		                
D^q= ?23?^1.3  (D - диаметр обработки)
S_z^y= ?0.12?^0.75 (S_z – подача на зуб фрезы)
t^x=5^1 (t-глубина резания)
B^u=?23?^1.1 (ширина фрезерования)
z=5 (число зубьев фрезы)
Т=180
m=0.2

Knv=0,9

       Киv =1 

=332
,мм/мин
Определяем мощность станка
  ,	  ,	
Определить основное время Т0, мин:
			                =0.3    		                
где Sм – минутная подача, мм/мин;
=0.12*5*479=287
        L – длина хода режущего инструмента, мм: 
		                  =85                                      
где     –  длина обработки, мм; 
    ,–  длина врезания и длина перебега, мм:
                =31 (для торцовых фрез),
где  D =63– диаметр фрезы, мм;
       В  23– ширина обработки, мм
 Общее вспомогательное время: 
                Твс = 0,92мин                                            
 Определение прибавочного времени: 
           .......................