КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Исполнитель – студент гр.
Х.Х.ХХХХХХХ
Руководитель –
А.А. Шубин
Петрозаводск, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.. 3
1.1 Краткие сведения о детали. Технические требования. 3
1.2 Материал детали, его химические и механические свойства. 3
1.3 Анализ точности и шероховатости поверхностей. 4
2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.. 6
2.1 Выбор или проектирование заготовки. 6
2.2 Проектирование маршрутной технологии. 7
2.3 Определение промежуточных припусков. 9
2.4 Определение промежуточных размеров. 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 14
АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Краткие сведения о детали. Технические требования
Деталь «Звездочка» - это профилированное колесо с зубьями, которые входят в зацепление с цепью, гусеницей или с другими материалами с выемками или зазубринами. Звёздочки применяются в велосипедах, мотоциклах, автомобилях, гусеничных транспортных средствах, и в других машинах. Они выполняют функцию передачи вращательного движения между двумя валами посредством цепной передачи или функцию сообщения линейного движения звеньям гусениц. Звёздочки являются основой велосипедного переключателя скоростей, применяются в механизмах протяжки киноплёнки, в механизмах подачи бумаги в некоторых принтерах. Данная звездочка для приводной роликовой цепи по ГОСТ13568-97.
Основная часть размеров детали выполнена по 14 квалитету.
Также задан:
- допуск торцового биения зубчатого венца - 0,5 мм;
- допуск радиального биения окружности впадин - 0,5 мм;
1.2 Материал детали, его химические и механические свойства
Деталь «Звездочка» выполнена из конструкционной качественной углеродистой стали 45 ГОСТ 1050-88, которая применяется для изготовления валов-шестерней, коленчатых и распределительных валов, шестерней, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулачков и других нормализованных, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, от которых требуется повышенная прочность.
Данные по химическому составу и механическим свойствам материала представлены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 – Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88
| С | Si | Mn | As | Ni | Cu | Cr | S | P | |
| не более | |||||||||
| 0,42-0,5 | 0,17-0,37 | 0,5-0,8 | 0,08 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,04 | 0,035 | |
Таблица 1.2 – Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88
| s0,2 , МПа | Ψ, % | sВ , МПа | d5, % |
Технологические свойства:
Свариваемость – трудно свариваемая;
Флокеночувствительность – мало чувствительна;
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Данные по химическому составу и механическим свойствам приведены из [ 4 ].
1.3 Анализ точности и шероховатости поверхностей
Точность и шероховатость поверхностей указаны в таблице 1.3, где также приведены возможные методы обработки. Номера поверхностей показаны на рисунке 1.
Таблица 1.3 – Данные о поверхности детали и способы их обработки
| Номер поверх-ности детали | Наименование поверхности | Размер, поле допуска, мм | Шерохо-ватость, Ra, Rz | Методы обработки |
| Торец | 52± IT14 | Rz40 | Подрезание | |
| Торец | 52± IT14 | Rz40 | Подрезание | |
| Наружная цилиндрическая | Æ83,3h14(-0,87 ) | Rz40 | Обтачивание | |
| Наружная цилиндрическая | Æ45h14(-0,62 ) | Rz40 | Обтачивание | |
| Наружная цилин-дрическая канавки | Æ38h14(-0,62 ) | Rz40 | Точение | |
| Торец | 14,6± IT14 | Rz40 | Точение | |
| Торцы канавки | 12± IT14 | Rz40 | Точение | |
| Фаска | 1,6х45о | Rz40 | Точение | |
| Внутренняя цилиндрическая | Æ25 Н7(+0,021 ) | Ra2,5 | Сверление Развертывание |
Окончание таблицы 1.3
| Внутренняя резьбовая | М8-7Н | Rz20 | Сверление, нарезание резьбы | |
| Внутренняя цилиндрическая | Æ5 Н9(+0,03 ) | Ra2,5 | Сверление Развертывание | |
| Фаска | 1,6х45о | Rz40 | Зенкеровать | |
| Фаска | 0,5х45о | Rz40 | Зенкеровать | |
| Фаска | 1,6х45о | Rz40 | Зенкеровать | |
| Фаска | 1,6х45о | Rz40 | Зенкеровать | |
| Скругление | R1,6 | Rz40 | Точение | |
| Скругление зубчатого венца | R27 | Rz40 | Точение | |
| Зубчатый венец | Æ66,2h12(-0,35) | Rz40 | Фрезерование |
Анализ точности линейных размеров детали
Для данной детали:
· торцы выполнены по ±IT 14.
Выполнение линейных размеров детали не представляет сложности при обработке на станках нормальной точности.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
2.1 Выбор вида и способа получения заготовки
При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать ее размеры, форму и экономичность производства. Для детали «Звездочка» в качестве заготовки может быть использована поковка штампованная.
2.1.1 Определение группы стали для поковки.
Все стали для получения поковок по ГОСТ 7505-89 разделены на три группы. Сталь, которая используется для изготовления нашей детали, относится к группе М2 (содержание углерода в стали более 0, 35% до 0,65%). [10]
2.1.2 Определение класса точности поковки
По точности изготовления стальные поковки согласно ГОСТ 7505-98 делятся на 5 классов. Наша заготовка имеет класс точности Т4. По сложности изготовления поковка с одним переходом относится к группе C1, по конфигурации разъема - П.. Определяем суммарный индекс – 8.
Таблица 2.1 – Размеры заготовки, допуски и припуски
Размеры в мм
| Размер детали (d д, D д , L д) | Шероховатость | Основ-ной припуск z осн | Дополнитель-ный припуск | Суммар-ный припуск | Размер заготовки | Допуск на размер |
| Диаметральные размеры | ||||||
| D=83,3h14 | Rz40 | 1,4 | 0,7 | 2,1х2=4,2 | D=87,5 | +0,8 -0,4 |
| D=45h14 | Rz40 | 1,4 | 0,5 | 1,9х2=2,2 | D=47,2 | +0,8 -0,4 |
| Линейные размеры | ||||||
| 52± IT14 | Rz40 | 1,4 | 0,8 | 2,2х2=4,4 | 56,4 | +0,8 -0,4 |
| 14,6± IT14 | Rz40 | 1,1 | 0,5 | 1,6 | 16,2 | +0,7 -0,3 |
Определение коэффициента использования металла:
,
где mд – масса детали, mд = 0,4 кг.
mзаг = ρ V
ρ - плотность материала, ρ = 7,85 г/см3;
V - объем заготовки, мм3
Для упрощенного определения расчетной массы поковки используют коэффициент Kp. Для детали типа звездочка в соответствии с приложением примем Kp = 2,1.
mзаг = Kp mд
mзаг = 2,1 0,4 = 0,84 кг;
Коэффициент использования металла:
2.2 Проектирование технологического процесса
Спроектируем принципиальную схему технологического процесса, которая будет состоять из следующих операций:
Таблица 2.1 – Технологический маршрут
| Наименование и содержание операции | Приспособление, инструмент |
| 001 Ковочная 1. Штамповать заготовку. | Кривошипный горячештамповочный пресс |
| 002 Термическая 1. Заготовку отжечь. | Печь для отжига |
| 005 Токарная 1. Установить заготовку в патрон. 2. Черновая подрезка торца 1. 3. Чистовая подрезка торца 1. | 3-х кулачковый патрон, резец подрезной Р6М5 |
Продолжение таблицы 2.1
| 010 Токарная 1. Переустановить заготовку в патроне. 2. Черновая подрезка торца 2. 3. Чистовая подрезка торца 2. | 3-х кулачковый патрон, резец подрезной Р6М5 |
| 015 Токарно-винторезная 1. Установить заготовку в центра. 2. Черновое обтачивание поверхности 3 на всю длину. 3. Чистовое обтачивание поверхности 3 на всю длину. 4. Черновое точение поверхности 4 и торца 6. 5. Чистовое точение поверхности 4 и торца 6. 6. Точить радиусные скругления 17. 7. Черновое точение канавки 7 до диаметра 5. 8. Чистовое точение канавки 7 и радиусов 16. 9. Точить фаску 8. | Центр неподвижный, центр вращающийся, резец проходной отогнутый, Р6М5, резец фасочный Р6М5, резец фасонный Р6М5 |
| 020 Вертикально-сверлильная 1. Установить заготовку в тиски. 2. Сверлить отв. 9. 3. Чистовое развертывание отв.9. 4. Зенкеровать фаски 14 и 15. | Тиски машинные сверло спиральное Ø20 Р6М5, развертка Р6М5, зенкер Р6М5 |
| 025 Вертикально-сверлильная 1. Переустановить заготовку в тисках. 2. Сверлить отв. под нарезание резьбы 10 на проход. 3. Зенкеровать фаску 12. 4. Нарезать резьбу отв.10. 5. Сверлить отв.11. 6. Чистовое развертывание отв.11. 7. Зенкеровать фаску 13. | Тиски машинные, сверло спиральное Ø4 Р6М5, сверло спиральное Ø6,7 Р6М5, зенкер Р6М5, метчик М8 |
| 030 Зубострогальная 1. Установить заготовку в центра. 2. Фрезеровать профиль зубчатого венца 18 обкаткой. | Зубострогальный станок, центр неподвижный, центр вращающийся, фрезы фасонная |
| 035 Термическая 1. Поверхностная закалка ТВЧ зубчатого венца. 2. Отпуск. | Индуктор кольцевой, электропечь |
| 040 Гальваническая 1.Защитить рабочие поверхности 2.Покрытие нерабочих поверхностей Хим.Окс. | Гальванические ванны |
Окончание таблицы 2.1
| 045 Контрольная 1. Проверить размеры детали. 2. Проконтролировать резьбу. 3. Проконтролировать шероховатость на точной поверхности. 4. Проверить биения торцевое и радиальное. 5. Проверить твердость зубьев. 6. Проконтролировать толщину и качество покрытия. | Штангенциркуль, микрометр, калибр- пробка для резьбы М8, прибор для измерения твердости, щупы и индикаторы для контроля профиля зубьев |
2.3 Определение промежуточных припусков
Промежуточные припуски определяются табличным путем, используя справочники [ 1 ], [ 6 ], [ 7 ].
Обозначим:
z1 (2 z1) – припуск на черновую обработку;
z2 (2 z2) – припуск на получистовую обработку;
z3 (2 z3) – припуск на чистовую обработку;
z4 (2 z4) – припуск на отделочную обработку с учетом коробления заготовки после термообработки.
Расчеты сводим в таблицу 2.2.
Промежуточные припуски для отверстий, выполняемых в сплошном материале определяются по рекомендациям [ 6 ], с учетом наличия на складе инструмента данного размера.
Таблица 2.2 – Общие и операционные припуски для детали «Звездочка»
Размеры в мм
| Наименование и характеристика поверхности по точности и шероховатости | Общий припуск z 0 (2 z 0), мм | Операционные припуски | |||
| черновая обработка z1 (2 z1) | получистовая обработка z2 (2 z2) | чистовая обработка z3 (2 z3) | отделочная обработка z4 (2 z4) | ||
| 4- | |||||
| Поверхность наружная зубчатого венца Æ83,3 (h14, Rz40) | 2·2,1 | 2·1,4 | - | 2·0,7 | - |
| Поверхность наружная ступицы Æ45 (h14, Rz40) | 2·1,9 | 2·1,4 | - | 2·0,5 | - |
| Поверхность канавки Æ38 (h14, Rz40) | 2·3,5 | 2·2,75 | - | 2·0,75 | - |
| Поверхность посадочного отверстия Æ25 (H7, Ra2,5) | 2·12,5 | 2·11,5 | - | 2·1 | - |
| Поверхность отверстия Æ5 (H9, Ra2,5) | 2·2,5 | 2·2 | - | 2·0,5 | - |
| Поверхность отверстия M8 (6H, Rz20) | 2·4 | 2·3,35 | - | 2·0,75 | - |
| Торцы детали 52 (±IT14, Rz20) | 2·2,2 | 2·1,4 | - | 2·0,8 | - |
Окончание таблицы 2.2
| 4- | |||||
| Торец зубчатого венца 14,6 (±IT14, Rz40) | 1,6 | 1,1 | - | 0,5 | - |
| Торцы канавки 12 (±IT14, Rz40) | 2·1,85 | 2·5 | - | 2·1 | |
| Поверхность профиля зубьев Æ66,2 (h12, Rz40) | 2·8,55 | 2·6,25 | - | 2·2,3 |
2.4 Определение промежуточных размеров
Операционные размеры рассчитываются по формулам:
Отверстия Валы
Dзаг = Dном - 2 z0 dзаг = dном + 2 z0
D1 = Dзаг + 2 z1 d1 = dзаг - 2 z1
D2 = D1 + 2 z2 d2 = d1 - 2 z2
D3 = D2 + 2 z3 d3 = d2 - 2 z3
D4 = D3 + 2 z4 d4 = d3 - 2 z4
Допуски на промежуточные размеры назначают согласно этапам обработки:
• черновая обработка IT13-14;
• получистовая обработка IT10-12;
• чистовая обработка точность IT7-9.
Предельные отклонения на промежуточные размеры назначают по следующим правилам: на валы – в минус, на отверстия – в плюс, на длину деталей – в минус.
Для расчета промежуточных размеров выполняется таблица 2.3.
Таблица 2.3 – Расчет промежуточных размеров для детали «Звездочка»
Размеры в мм
| Наименование поверхностей, технологические переходы | Промежуточные припуски, мм | Промежуточные размеры, мм | Допуски на размеры, мм |
| Диаметр звездочки Æ83,3h14 | |||
| Размер заготовки | z 0 = 2·2,5 | Ø 87,5 | 
|
| Черновое обтачивание | 2·1,4 | Ø 84,7 | h14 |
| Чистовое обтачивание | 2·0,7 | Ø 83,3 | h14 |
| Диаметр ступицы Æ45h14 | |||
| Размер заготовки | z 0 = 2·2,5 | Ø 47,2 |
|
| Черновое обтачивание | 2·1,4 | Ø 46 | h14 |
| Чистовое обтачивание | 2·0,5 | Ø 45 | h14 |
Окончание таблицы 2.3
| Торцы детали 52± IT14 | |||||||
| Размер заготовки | z 0 = 2·2,2 | 56,4 |
| ||||
| Черновое подрезание | 2·1,4 | 53,6 | ± IT14 | ||||
| Чистовое подрезание | 2·0,8 | ± IT14 | |||||
| Торец ступицы 14,6Н14 | |||||||
| Размер заготовки | z 0 = 1,6 | 16,2 | 
| ||||
| Черновое точение | 1,1 | 15,1 | H14 | ||||
| Чистовое растачивание | 0,5 | 14,6 | H14 | ||||
| Диаметр наружной канавки в сплошном металле Æ38h14 | |||||||
| Черновое обтачивание | 2·2,75 | Ø 39,5 | h14 | ||||
| Чистовое обтачивание | 2·0,75 | Ø 38 | h14 | ||||
| Поверхность профиля зубьев в сплошном металле Æ66,2 | |||||||
| Черновое фрезерование | 2·6,25 | Æ70,8 | h14 | ||||
| Чистовое фрезерование | 2·2,3 | Æ66,2 | h12 | ||||
| Торцы канавки в сплошном металле 12± IT14 | |||||||
| Черновое точение | 2·5 | ± IT14 | |||||
| Чистовое растачивание | 2·1 | H14 | |||||
| Отверстие посадочное в сплошном металле Ø 25Н7 | |||||||
| Сверление | 2·12 | Ø24 | H14 | ||||
| Чистовое развертывание | 2·0,5 | Ø25 | H7 | ||||
| Отверстие в сплошном металле Ø 5 | |||||||
| Сверление | 2·2 | Ø4 | H14 | ||||
| Чистовое развертывание | 2·0,5 | Ø5 | H9 | ||||
| Отверстие в сплошном металле Ø 6,7 под нарезание резьбы М8 | |||||||
| Сверление | 2·3,35 | Ø6,7 | H14 | ||||
| Нарезание резьбы | 2·0,75 | М8 | 6Н | ||||
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Пособия для курсового проектирования
1. Шубин А.А.. Разработка технологического процесса изготовления детали: Учеб. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. Часть 1. Производство заготовок. – Петрозаводский гос. ун-т, Петрозаводск, 1995.
2. Гельфгат Ю.И. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах: Учебное пособие по специальности «Обработка материалов на станках и автоматических линиях». – М.: Машиностроение, 1992.
3. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред – Мн.: Высшая школа, 1983.
Справочная литература
4. Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова – М.: Машиностроение,1985.
5. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под общ. ред. А. А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988.
6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя - М.: Издательство стандартов,1992.
7. Общетехнический справочник / Е.А. Скороходов и др. – М.: Машиностроение, 1990.
8. ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
9. ГОСТ 26645-85 Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку.
10. ГОСТ 7505-89 Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.
Учебники
11. Технология машиностроения: учеб. для студентов вузов / Л.В. Лебедев, В.У. Мнацаканян, А.А. Погонин [и др.] – М.: Изд. центр «Академия», 2006 – 528 с.