Технологический процесс детали вал-шестерня

3. шлифование t = 0,8 мм, на диаметр [6, стр. 186];

4. черновая подрезка торца  t = 1,5 мм, на сторону [6, стр.189];

5.чистовая подрезка торца t = 1 мм, на сторону [6, стр. 189].

Следовательно диаметры заготовки будет равны следующим величинам:

 

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм.

 

Рисунок 5- Эскиз заготовки вала-шестерни

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 Основное технологическое время по каждой операции

Операция	Т0 , мин.
Фрезерно – центров. d = 44 мм.	Т0 = 0,0011 × 44 = 0,048
Черновая d = 41,1 мм, l = 28 мм.	Т0 = 0,00017 × 41,1 × 28 = 0,19
Подрезка торца D = 50 мм,d = 41,1 мм.	Т0 = 0,000037 × (502 – 41,12) = = 0,04
Черновая d = 50 мм, l = 35 мм.	Т0 = 0,00017 × 50 × 35 = 0,297
Подрезка торца D = 88,08 мм,d = 50 мм.	Т0 = 0,000037 × (882 – 502) = = 0,182
Черновая d = 84,03мм, l = 64 мм	Т0 = 0,00017 × 84,03 × 64 = = 0,925
Чистовая d = 40,8 мм, l =28 мм	Т0 = 0,00010 × 40,8 × 28 = 0,114
Чистовая d = 84мм, l = 64 мм.	Т0 = 0,00010 × 84 × 64 = 0,54
Подрезка торца D = 50 мм,d = 40,8 мм.	Т0 = 0,000037 × (502 – 40,82) = = 0,03
Подрезка торца D=36,8 мм,d=32.9 мм.	Т0 = 0,000037 × (402–30,32) = = 0,025
Черновая d1=32.9 d2 = 41,1 мм, l = 82 мм.	Т0 = 0,00017 × 41,1 × 82 = 0,57
Черновая d = 41,1 мм, l = 48 мм.	Т0 = 0,00017 × 41,1 × 48 = 0,33
Подрезка торца D = 50 мм,d = 41,1 мм.	Т0 = 0,000037 × (502 – 41,12) = = 0,029
Черновая d = 50 мм, l = 35 мм.	Т0 = 0,00017 × 50 × 35 = 0,29
Подрезка торца D = 85,08 мм,d = 50 мм.	Т0 = 0,000037 × (882 – 502) = = 0,194
Чистовая подрезка торца D = 32.9 мм,d = 32.6 мм.	Т0 = 0,000037 × (32,92 – 32,62) = 0.0007
Чистовая d1=32.6 d2 = 40.8 мм , l =82 мм	Т0 = 0,00010 × × 82 = 0,2
Чистовая d = 40,8мм, l =49 мм..	Т0 = 0,00010 × 40,8× 49 = 0,199
Подрезка торца D = 50 мм,d = 40,8 мм.	Т0 = 0,000037 × (502 – 40,82) = 0.03
Резьбовой конец: Черновая d = 27,3 мм, l = 28 мм	Т0 = 0,00010 × 27,3 × 28 = 0,075
Чистовая d = 27мм, l =28 мм..	Т0 = 0,00010 × 27× 28 = 0,0756
Резьбонарезная dнар = 27 мм dвн = 25,16 мм	Т0 = 0,0001 × 26,08 ×28= 0,07 Т0 = 0,0001 × 25,16 ×28= 0,07
Точение канавки	Т0 = 0,000037 × (31,82 – 24,82) = 0.014
Точение канавок	Т0 =2 × 0,000037 × (402 – 382) = =0,0115

Продолжение таблицы 3

Фрезерная D = 78,78 мм, b = 64 мм	Т0 = 0,0022 × 78,78 × 64 = 11,09
Фрезерование шпоночного паза l = 75 мм.	Т0 = 0,006 × 75 = 0,45
Шлифовальная	Т0 = 0,0025 × 50 = 0,1225 Т0 = 0,0025 × 28 = 0,07

 

Таблица 4 Величина коэффициента φ_к [1, стр. 173]

Виды станков.	φк
Токарный.	1,36
Фрезерный.	1,51
Круглошлифовальный.	1,55

 

Таблица 5 Штучное время по каждой операции

Операция
Фрезерно-центровальная Т0 = 0,048, мин.	Тшт = 1,51 × 0,048 = 0,072
Черновая Т0 = 3,147, мин.	Тшт = 1,36 × 3,147 = 4,27
Чистовая Т0 = 1,3548, мин.	Тшт = 1,36 × 1,3548 = 1,84
Фрезерная Т0 =0,45 мин.	Тшт = 1,51 ×0,45 = 0,67
Зубофрезерная Т0 = 11,09 мин.	Тшт = 1,51 ×11,09 = 16,74
Шлифовальная Т0 = 0,04, мин..	Тшт = 1,55 × 8,04 = 12,46

 

Число операций n = 7. Суммарное штучное время ∑Т_шт = 35,98 мин:

 

.

 

6 Выбор варианта технологического маршрута

и его технико-экономическое  обоснование

6.1 Правила составления маршрута обработки детали

При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда возникает задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономическое решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки металлов, получение заготовок методами точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии – все это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающих всем требованиям чертежа.

Намечая технологический маршрут обработки детали, следует придерживаться следующих правил:

а) с целью экономии труда  и времени технологической подготовки производства использовать типовые процессы обработки деталей и типовых поверхностей деталей;

б) не проектировать обработку на уникальных станках. Применение уникальных и дорогостоящих станков должно быть технологически и экономически оправдано.

в) использовать по возможности  только стандартный режущий и  измерительный инструмент;

г) стремиться применять  наиболее совершенные формы организации производства: непрерывные и групповые поточные линии, групповые технологические процессы и групповые наладки на отдельные станки;

д) обрабатывать наибольшее количество поверхностей данной детали за одну установку и т.п.

 

6.2 Технологический процесс обработки вала-шестерни

1. Фрезерно-центровальная (005).

2. Токарная (010):

        2.1 Токарная  черновая обработка;

        2.2. Токарная чистовая обработка.

3. Зубофрезерная (015).

4. Шпоночно-фрезерная (020).

5. Закалка ТВЧ (025).

6. Токарная (030):

        6.1 Первый переход

7. Шлифование (035).

7 Расчет припусков

7.1 Расчет припуска на диаметральный размер

При выполнении курсового проекта  расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам.

Расчет припусков и определение  их величин по таблицам производится только после выбора оптимального для  данных условий технологического маршрута и выбора метода получения заготовки.

Рассчитываем припуск на обработку  и промежуточные предельные размеры на поверхность ø вала-шестерни (рисунок 6). На остальные обрабатываемые поверхности назначаем припуски и допуски по таблицам ГОСТ 7505-55.

Заготовка – штамповка  на ГКМ, группа точности – 2-я. Масса  заготовки Q = 6,43 кг.

Рисунок 6- Схема закрепления детали

Технологический маршрут обработки  поверхности ø  состоит из обтачивания предварительного и окончательного и шлифования. Обтачивание производится на центрах в поводковом патроне, схема установки показана на рисунке 6, а шлифование в центрах.

Находим по таблицам значения высоты неровностей R_z [1, стр. 65] и дефектного слоя T [1, стр. 67].

Заготовка  R_z = 150 мкм, Т = 200 мкм.

Обтачивание: предварительное   R_z = 50 мкм, Т = 50 мкм.

окончательное   R_z = 30 мкм, Т = 30 мкм.

Шлифование:       предварительное   R_z = 10 мкм, Т = 20 мкм.

окончательное   R_z = 5 мкм, Т = 15 мкм.

Погрешность зацентровки заготовок  штампованных стержневых заготовок возникает вследствие погрешности базирования на этой операции и приводит к радиальному биению наружной поверхности заготовки относительно оси центровых отверстий. Так как заготовка закрепляется в самоцентрирующем патроне, то допуск на наружный диаметр не оказывает влияния на погрешность зацентровки, которая в этом случае определяется погрешностью настройки центровального станка  ρ_ц=0,25:

 

ρ_к = ∆_к ×l,                             [1, стр. 68]

 

тогда в соответствии с таблицей 32 [1 стр.72] выбираем удельную кривизну заготовки ∆_к в зависимости о диаметра заготовки. Так как нам дан ступенчатый вал, то для определения удельной кривизны вала необходимо рассчитать его средний диаметр  по формуле:

 

       [1, стр. 72]

 

где   d₁….. d_n – диаметры ступеней;

        l₁….l_n – длины ступеней;

         l – общая длина вала.

тогда:

 

d_ср =

мм,

 

отсюда ∆_к = 0,1 мкм = 0,1×10^-3 мм.

 

ρ_к = 0,1 × 10^-3 × 320 = 0,032 мм.

 

Суммарное отклонение:

 

ρ_з =

,   [2, стр. 68]

 

таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит:

 

ρ_з =

,мм.

 

При обработке в центрах, погрешность  установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для растачиваемого размера. В этом случае эта величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска, и соответствующую графу можно не включать в расчетную таблицу.

Суммарное отклонение :

 

ρ_з =

 ,                        [2, стр. 70]

 

ρ_см = 0,9мм; ρ_кор = ∆_к × l = 0,032 мм.

 

 

ρ_ц =

.                                       [1, стр. 70]

 

Определяем допуск на размер, зависящий  от недоштамповки или двустороннего износа штампов по следующей формуле:

 

δ = Нед + И_ш + К_у    [1, стр. 83]

 

где Нед – допуск по недоштамповке, мм;

       И_ш – допуск по износу штампов, мм;

       К_у – колебания усадки заготовки по температурному интервалу штамповки.

Нед = 1,2 мм;

И_ш = 0,5 мм;      [1, стр.85]

К_у = 1,0 мкм/мм, К_у = 1,0 × 50 = 50 мкм = 0,05 мм.

 

δ_заг = 1,2 + 0,5 + 0,05 = 1,80 мм.

ρ_ц =

ρ_з =

мм.

ρ_з = 0,25+ 1,25 = 1,5 мм.

 

Находим допуск по классу точности для  каждого метода обработки [6, стр.7].

Обтачивание: черновое   δ = 340 мкм;

чистовое   δ = 100 мкм.

Шлифование: предварительное  δ = 25 мкм;

чистовое   δ = 17 мкм.

При выполнении курсового проекта  для определения промежуточных  значений припусков на механическую обработку можно с достаточной для практических целей точностью воспользоваться следующей формулой:

 

ρ_ост = k_у × ρ_заг

 

где k_у – коэффициент уточнения формы. Зависит от вида заготовки и методов обработки.

Для черного точения штампованных заготовок k_у = 0,06

Для чистового точения штампованных заготовок k_у = 0,04

Для двукратного шлифования заготовок  после токарной обработки k_у = 0,02.

 

ρ₁ = 0,06× 1500 = 114 мкм.

ρ₂ = 0,04× 1500 = 76 мкм.

ρ₃ = 0,02× 1500 = 38 мкм.

 

Расчет минимальных значений припусков  осуществляем с помощью следующей формулы:

 

2z_{min I} = 2(R_{z i-1} + T_i-1 + ρ_i-1)

 

Минимальный припуск:

под предварительное обтачивание:

 

2z_min1 = 2(150 + 200 +1500) = 4500 мкм;

 

под окончательное обтачивание

 

2z_min2 = 2(50 + 50 + 114) = 428 мкм;

 

под предварительное шлифование

 

2z_min3 = 2(30 + 30 + 76) = 252 мкм;

 

под окончательное шлифование

2z_min4 = 2(10 + 20 + 38) = 136 мкм;

 

Определяем расчетный размер d_р, начиная с конечного размера (чертежного), путем прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода [1, стр. 261]:

 

d_р3 = d + 2z_min4 = 40,009 + 0,136 = 40,145 мм.

d_р2 = d_р3 + 2z_min3 = 40,145 + 0,252 = 40,397 мм.

d_р1 = d_р2 + 2z_min2 = 40,397 + 0,428 = 40,825 мм.