Разработка маршрутной технологии изготовления вала-шестерни

Коэффициент точности обработки:

, где

 – средний квалитет точности  размеров;

, где

 – число размеров заданного  квалитета;

;

.

Коэффициент точности обработки детали , следовательно, деталь считается технологичной.

Коэффициент шероховатости поверхности детали:

, где

 – средняя шероховатость  поверхности детали;

, где

 – число основных поверхностей  детали соответствующей шероховатости; 
;

.

Коэффициент шероховатости поверхности детали , следовательно, деталь считается технологичной. 

     4. Определение метода и способа получения заготовки 

     Метод – это совокупность способов формообразования или формоизменения. В машиностроении используется 3 основных метода получения заготовок:

• литье;
• обработка материалов давлением;
• порошковая металлургия.

     Деталь  изготавливается из стали 40Х (ГОСТ 4513-71), данная марка материала не обладает хорошими литейными свойствами (жидкотекучестью, низкой объемной и линейной усадкой и т.д.), также она не является порошком. Следовательно, методом получения данной заготовки является обработка материала давлением.

     Что касается способов получения заготовок  обработкой материала давлением, то они весьма разнообразны (молоты, ГКМ, КГШП, ГША). В данном случае наиболее оптимальным способом получения заготовки является получение заготовки горячей объемной штамповкой на молотах.

     Особенностями ГОШ на молотах являются ударный  характер деформирующего воздействия и возможность регулирования хода подвижных частей и величины удара при одновременном кантовании заготовки, что позволяет более эффективно производить перераспределение металла. Верхняя часть штампа заполняется лучше. Части штампа при штамповке на молоте должны смыкаться.

     На  молотах поковки изготавливаются  с самым низким классом точности: Т5. Это обусловлено возможностью смещения частей штампа, отсутствием направляющих в конструкции штампа, ударным характером деформирования.

     Допускаемые отклонения от номинальных размеров поковки соответствуют припускам, поэтому также являются увеличенными.

     Кузнечные напуски имеют максимальные значения. Ввиду ударного характера работы молота в конструкции штампа нельзя использовать выталкиватели, поэтому для извлечения поковки из ручья штампа на вертикальных поверхностях поковок оформляются значительные штамповочные уклоны: наружные – до , внутренние – до . Радиусы закругления назначаются для облегчения течения металла, повышения стойкости штампа, обеспечения расположения волокон. 

5. Расчет припусков на механическую обработку табличным методом 

     1. Определение класса размерной  точности поковки.

     Класс точности поковки определяется по табл. 9 из [5] в зависимости от применяемого деформирующего оборудования. При определении класса точности поковки необходимо учитывать способ нагрева исходной заготовки – пламенный нагрев.

     По  табл. 9 выбираем класс размерной  точности поковки – Т5.

     2. Определение группы материала.

     Определение группы материала производится в  зависимости от процентного содержания углерода и легирующих элементов.

     Сталь 40Х относится к группе М2.

     3. Определение степени сложности  поковки.

     Определяется  степень сложности поковки по соотношению массы (объема) поковки  ( ) к массе (объему) геометрической фигуры ( ), в которую вписывается форма поковки (шар, цилиндр, параллелепипед, правильная призма).

     

      .

     Степень сложности поковки – С2.

     4. Определение расчетной массы поковки.

     Масса детали:

      .

     Расчетная масса поковки:

      , где

       – расчетный весовой коэффициент,  определяемый по табл. 10 из [5].

      .

     5. Определение исходного индекса  поковки.

     Исходный индекс определяется по табл. 11 из [5] в зависимости от массы, группы материала, степени сложности и класса точности поковки.

     По  табл. 11 принимаем исходный индекс поковки  – 16.

     6. Определение общего припуска  на обработку.

     Для поковок:

      , где

       – основной припуск, определяемый  по табл. 12 из [5] в зависимости от исходного индекса, номинального размера и шероховатости поверхности детали.

     Диаметральные размеры:

• для размеров , , , основной припуск на сторону ;
• для размера основной припуск на сторону .

Линейные  размеры:

• для размеров , , , основной припуск на сторону ;
• для размеров , основной припуск на сторону .

       – дополнительный припуск,  учитывающий пространственные погрешности поковки (сдвиг штампов, изогнутость) и отклонения формы поковки (отклонения от плоскостности и прямолинейности), определяется по табл. 13 и 14 из [5] в зависимости от класса точности поковки и конфигурации поверхности разъема штампа.

     Дополнительный  припуск на смещение по поверхности  разъема штампа –  на сторону.

     Дополнительный  припуск на изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности  –  на сторону.

     Дополнительный  припуск, связанный с нагревом – .

     Диаметральные размеры:

• для размеров , , , , дополнительный припуск на сторону .

     Линейные  размеры:

• для размеров , , , , , дополнительный припуск на сторону .

     Диаметральные размеры:

• для размеров , , , общий припуск на сторону ;
• для размера общий припуск на сторону .

     Линейные  размеры:

• для размеров , , , общий припуск на сторону ;
• для размеров , общий припуск на сторону .

     7. Определение номинальных размеров  поковки.

     Цилиндрические поверхности:

       
«+» – для охватываемых размеров;

     «–» – для охватывающих размеров.

     Линейные  размеры:

      – для охватываемых размеров;

      – для охватываемых размеров;

      – для прочих размеров.

     Диаметральные размеры:

• для размера – ;
• для размера – ;
• для размеров – ;
• для размера – ;
• для размера – .

     Линейные  размеры:

• для размера – ;
• для размера – ;
• для размеров – ;
• для размера – ;
• для размера – ;
• для размера – .

     8. Определение допускаемых отклонений  на размеры поковки.

     Производится  по табл. 15 из [5] согласно исходному индексу и номинальному размеру поковки. Допускаемые отклонения на охватывающие размеры должны устанавливаться с обратными знаками. 

 

6. Расчет припусков на механическую обработку расчетно-аналитическим методом 

     Рассчитываемый  размер: , , .

     Число технологических переходов, необходимых  для достижения заданных параметров качества:

1. Черновое точение.
2. Чистовое точение.
3. Черновое шлифование.
4. Чистовое шлифование.

     Минимальный расчетный припуск:

      , где

       – величина микронеровностей;

       – величина дефектного  слоя;

       – суммарное пространственное  отклонение обрабатываемой поверхности;

       – погрешность установки.

     Составляющие  минимального расчетного припуска:

• заготовка – (табл. 11, стр. 185 в [7]);
• черновое точение – , (табл. 24, стр. 187 в [7]);
• чистовое точение – , (табл. 24, стр. 187 в [7]);
• черновое шлифование – , (табл. 24, стр. 187 в [7]);
• погрешность заготовки ;
• – смещение штампа (табл. 18, стр. 187 в [7]);
• – кривизна прутка, где – удельная кривизна (табл. 16, стр. 186 в [7]);
• ;
• остаточные погрешности:
• черновое точение – , где – коэффициент уточнения (табл. 29, стр. 190 в [7]);
• чистовое точение – ;
• погрешностью установки можно пренебречь.

     Определение минимального расчетного припуска:

• черновое точение – ;
• чистовое точение – ;
• черновое шлифование – ;
• чистовое шлифование – .

     Заполнение 7 столбца начинается снизу вверх, при этом сначала записывают минимальный предельный размер детали по чертежу, все последующие по переходам получаются путем сложения с минимальным расчетным припуском.