Разработка маршрутной технологии изготовления вала-шестерни

     Технологические допуски на переходы определяются по [7].

     Для вала сначала заполняется 9 столбец, который получается путем округления расчетного размера в большую сторону до соответствующей точности технологического допуска. 10 столбец получаем путем прибавления соответствующих допусков к значениям 9 столбца.

     Столбец 11 заполняется путем вычитания  соответствующих минимальных предельных размеров. 12 столбец – путем вычитания соответствующих максимальных предельных размеров.

     Расчетные размеры: .

     Размер  заготовки: .

     Общие минимальные и максимальные величины припусков:

      ; 
.

     Проверка  правильности выполнения расчетов:

      ;

      ;

      расчеты верны.

     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.

     Технологические допуски на переходы определяются по табл. 29, стр. 190 в [7].

     Для вала сначала заполняется 9 столбец, который получается путем округления расчетного размера в большую сторону до соответствующей точности технологического допуска. 10 столбец получаем путем прибавления соответствующих допусков к значениям 9 столбца.

     Столбец 11 заполняется путем вычитания  соответствующих минимальных предельных размеров. 12 столбец – путем вычитания соответствующих максимальных предельных размеров.

     Расчетные размеры: .

     Размер  заготовки: .

     Общие минимальные и максимальные величины припусков:

      ;

      .

     Проверка  правильности выполнения расчетов:

      ;

      ;

      расчеты верны.

     Незначительное  несоответствие значений табличного и  расчетно-аналитического методов связано  с тем, что второй метод учитывает больше погрешностей.

     Объем заготовки:

      Масса заготовки:

      .

     Коэффициент использования материала:

      .

 

7. Разработка маршрутной технологии механической обработки детали 

     Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.

     Базовой исходной информацией для проектирования технологического процесса служат: рабочие чертежи деталей, технические требования, регламентирующие точность, параметр шероховатости поверхности и другие требования качества; объем годового выпуска изделий, определяющий возможность организации поточного производства.

     Для разработки технологического процесса обработки детали требуется предварительно изучить ее конструкцию и функции, выполняемые в узле, механизме, машине, проанализировать технологичность  конструкции и проконтролировать  чертеж.

     Маршрутную технологию разрабатывают, выбирая технологические базы и схемы базирования для всего технологического процесса. Выбирают две системы баз: основные и черные базы, используемые для базирования при обработке основных баз.

     Операция 005 – Заготовительная. Заготовку получаем горячей объемной штамповкой на молотах. На молотах поковки изготавливаются с самым низким классом точности: Т5. 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.

     Операция 010 – Термическая. Нормализация – вид термической обработки, который заключается в нагреве стали до температур на 30 – 50ºC выше линии GSE, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация применяется как промежуточная операция для смягчения стали перед обработкой резанием, для устранения пороков строения и общего улучшения структуры перед закалкой.

     Операция 015 – Фрезерно-центровальная. Данная операция выполняется на фрезерно-центровальном станке МР-71. На данной операции за два перехода обрабатываются торцы и сверлятся центровые отверстия. Деталь закрепляется в призмах с упором в торец.

     Для первого перехода (фрезерование торцов) используются торцевые фрезы. Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т15К6, т.к. данная марка материала наиболее подходит для фрезерования. Фрезерование двух торцов идет одновременно.

     Для второго перехода (сверление отверстий) используются комбинированные центровочные сверла. Марка режущей кромки – твердый сплав Т5К10. Комбинированные сверла являются весьма производительным инструментом, т.к. они одновременно сверлят отверстие с обработкой фаски. Обработка двух отверстий осуществляется одновременно. Центровые отверстия позволяют обеспечить принцип постоянства баз для следующих операций.

     Операция 020 – Токарная многорезцовая. На станке 1720 имеется два суппорта – продольный (передний) и поперечный (задний). Продольный суппорт имеет продольное (и поперечное) перемещение и служит для продольного обтачивания заготовок. Поперечный суппорт имеет только поперечное перемещение и служит для подрезания торцов, прорезания канавок и фасонного обтачивания. Движение суппортов автоматизировано, закончив работу, суппорты возвращаются в исходное положение автоматически. Установка детали осуществляется в центрах с применением поводкового патрона. Рекомендуется использовать плавающий передний центр. Для обработки цилиндрических поверхностей используются токарные проходные прямые резцы; для подрезания торцов используются подрезные резцы. Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т5К10, т.к. данная марка материала часто используется при черновом точении. При этой операции обработка осуществляется сразу несколькими инструментами, что в значительной мере способствует сокращению основного технологического времени.

     Операция 025 – Токарная многорезцовая. В данной операции схема установки детали, станок и режущий инструмент аналогичны предыдущей операции, но при этой операции происходит обработка других поверхностей.

     Операция 030 – Токарная гидрокопировальная. На данной операции используется гидрокопировальный станок 1712. Особенностью данного станка является то, что обработка осуществляется по копиру – точной модели обрабатываемой заготовки. У данного станка есть продольный и поперечный суппорт. С помощью продольного суппорта обрабатываются цилиндрические поверхности и подрезаются торцы, а с помощью поперечного обрабатываются фаски и канавки. Установка детали осуществляется на рифленые центра. Для обработки цилиндрических поверхностей используются токарные проходные прямые резцы; для подрезания торцов используются подрезные резцы; для обработки канавок используются канавочные резцы; для подрезания фасок используются проходные отогнутые резцы. Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т5К10. При этой операции обработка также осуществляется сразу несколькими инструментами, что способствует сокращению основного технологического времени.

     Операция 035 – Шпоночно-фрезерная. На данной операции происходит обработка закрытого шпоночного паза. Станок – шпоночно-фрезерный 696М. Деталь закрепляется в призмах с упором в торец. На данной операции в качестве инструмента используется шпоночную фрезу. Особенностью данной фрезы является то, что процесс резания она осуществляет только торцевой частью. Марка материала режущей кромки – твердый сплав Т15К6. Обработка идет по принципу маятниковой подачи, т.е. срезание припуска идет слой за слоем, что позволяет обработать деталь за один установ. Данный метод обработки шпоночных пазов является достаточно точным, хотя и менее производительным, чем другие.

     Операция 040 – Зубофрезерная. На данной операции осуществляется нарезание зубьев. Установка заготовки осуществляется в центра с применением поводкового патрона. Данная операция осуществляется на зубофрезерном станке 53А20. Для данной операции используется червячная модульная фреза. Марка материала фрезы – твердый сплав Т15К6. Данный инструмент работает по методу обкатки, который является более производительным, чем метод копирования.

     Операция 045 – Термическая. Термическим улучшением называют термическую обработку, состоящую из закалки на мартенсит и последующего высокого отпуска на сорбит. Закалкой стали называется операция термической обработки, заключающаяся в нагреве ее, по крайней мере, выше температуры , выдержке и последующем охлаждении в различных средах с целью повышения твердости и прочности. Твердость стали после высокого отпуска снижается, однако уровень прочности при этом еще достаточно высок. В то же время обеспечивается повышенная пластичность и особенно ударная вязкость, практически полностью снимаются внутренние напряжения, возникшие при закалке.

     Операция 050 – Центрошлифовальная. Данная операция выполняется на центрошлифовальном станке в два установа. Деталь устанавливается в призмах. Сначала обрабатывается одно центровое отверстие, после чего происходит переустановка и обработка второго центрового отверстия. Данная операция применяется для устранения возможного коробления и других дефектов центровых отверстий после термической обработки.

     Операция 055 – Круглошлифовальная. Данная операция выполняется на круглошлифовальном станке 3М150. Установка детали осуществляется на рифленые центра. Данная операция осуществляется за один установ. На данной операции обрабатываются только те поверхности, к которым предъявляются требования к обеспечению низкой шероховатости и высокого квалитета точности. На данной операции обеспечивается допуск на радиальное биение зубчатого венца. В качестве инструмента используется абразивный круг прямого профиля на керамической связке с зернистостью 40.