Технологические процессы изготовления детали "Вал-шестерня"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель работы - научиться анализировать рабочие чертежи деталей при разработке технологических процессов механической обработки.

Задачи работы:

По сборочному чертежу выполнить рабочий чертежа заданной детали.

Описать служебное назначение и условия работы детали.

Пронумеровать и систематизировать поверхности детали.

Проанализировать технические требования к детали.

1.Анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение и условия работы детали

Деталь «Вал-шестерня», является быстроходным валом цилиндрического редуктора и предназначена для передачи крутящего момента от привода к промежуточному валу редуктора. Вал-шестерня получает вращение от привода через муфту, установленную по пов. 4 на шпонке, и воспринимает крутящий момент боковыми поверхностями 3 шпоночного паза. Вал-шестерня передает крутящий момент боковыми поверхностями 41 зуба зубчатого венца зубьям венца промежуточного вала. Вал-шестерня установлен в подшипниках качения в корпусе редуктора.

1.2 Систематизация поверхностей

Все поверхности детали на эскизе нумеруем и систематизируем по их назначению.

Исполнительные поверхности, выполняющие служебные функции вала-шестерни - передачу крутящего момента - боковые поверхности 41 зуба и боковые пов. 3 шпоночного паза.

Основные конструкторские базы , определяющие положение вала-шестерни в редукторе - цилиндрические подшипниковые шейки, пов. 7 и 18, и торцовая пов. 9 .

Вспомогательные конструкторские базы, определяющие положение присоединяемых деталей - цилиндрическая пов. 4 , торцовая пов. 6 , шпоночный паз, пов. 2 и 3 , торцовая пов. 16.

Свободные поверхности , не сопрягающиеся с другими деталями, - пов. 1 , 8 , 10 , 11 , 12 , 14 , 15 , 17 , 19 , 20.

Номера поверхностей и их назначение заносим в графы 1-3 табл. 1.1. В таблице приняты обозначения формы поверхностей:

Ц - цилиндрическая наружная,

КВ - коническая внутренняя,

П - плоская,

Ф - фасонная.

сборочный деталь шестерня заготовка

2. Анализ технологичности детали

2.1 Технологичность заготовки

Материал детали - сталь 40Х ГОСТ 4543-7 0,36-0,44% C; 0-0,008% N; 0,17-037% Si; 0-0,3% Cu; 0-0,03% Ni; 0-0,035% S; 0-0,035 P; 0,8-1,3 Cr. Твёрдость в состоянии поставки до 241 НВ, после закалки- 46 HRC. Прочность _в в состоянии поставки до 795 МПа, после закалки-8801080 МПа 1 .Эти механические характеристики обеспечивают нормальную работу вала-шестерни в редукторе. Материал не является дефицитным. Термообработка выполняется по типовому техпроцессу и не требует специальных условий. Сталь имеет удовлетворительную обрабатываемость резанием, коэффициент обрабатываемости Ко=0,8 при обработке твёрдосплавным инструментом и Ко=0,7 при обработке инструментом из быстрорежущей стали 1 .

Заготовку вала можно получить как из проката, так и обработкой давлением - штамповкой или высадкой. В обоих случаях форма заготовки и её элементов достаточно простая.

Свободные поверхности выполнены по 14 квалитету точности. На заготовительных операциях такой точности не добиться, поэтому предусматривается обработка всех поверхностей

Таким образом, с точки зрения получения заготовки, деталь можно считать технологичной.

2.2 Технологичность общей конфигурации

Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок - по ГОСТ 8820-69, размеры шпоночного паза - по ГОСТ 23360-78. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала-шестерни.

Вал-шестерню можно отнести к типу деталей “Валы”, для которых разработан типовой ТП. Деталь не содержит каких-либо специфических особенностей формы, поэтому может быть обработана непосредственно по типовому ТП.

Форма детали позволяет вести обработку одновременно нескольких по-верхностей - цилиндрических 4 , 7 , 10 , 12 и торцовых 6 , 9 , 11 ; цилиндрических 18 , 15 , 12 и торцовых 14, 16 . Одновременно несколько заготовок удастся обработать только на многошпиндельном станке, что вряд ли целесообразно для серийного производства. В остальных случаях оборудование может быть простым, универсальным. Оснастку можно также применить универсальную. Все поверхности вала-шестерни доступны для контроля.

Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали, её можно считать технологичной.

2.3 Технологичность базирования и закрепления

Черновыми базами для установки заготовки на 1-й операции могут быть цилиндрические шейки и торцовые поверхности заготовки. В дальнейшем за базы могут быть приняты как цилиндрические поверхности 4, 7, 18 , так и специально выполненные центровые отверстия 20 и 21 по ГОСТ 14034-74.

Измерительные базы детали можно использовать в качестве техно-логических баз. Точность и шероховатость этих баз обеспечит требуемую точность обработки. В случае применения гибкого технологического модуля имеется возможность захвата заготовки роботом за пов. 10 .

Таким образом, с точки зрения базирования и закрепления, деталь следует считать технологичной.

2.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей

Предполагается обработать все поверхности детали, т.к. заданные точность и шероховатость не позволяют получить их на заготовительных операциях. Правда, можно исключить из обработки торцы пов. 1 и 19 в случае обеспечения их точности и шероховатости при отрезке проката, но целесообразность этого может быть установлена только после детального анализа. Всего обрабатывается 18 поверхностей: 6 цилиндрических 4 , 7 , 10 , 12 , 15 , 18 ; 8 торцовых 1 , 6 , 8 , 11 , 14 , 16 , 19 ; зубья 13 ; шпоночный паз пов. 2 , 3 ; 2 канавки пов. 8 и 17 . Т.е., даже при полной обработке число обрабатываемых поверхностей относительно невелико.

Протяжённость обрабатываемых поверхностей относительно невелика и определяется условиями компоновки редуктора и работы вала-шестерни.

Точность и шероховатость рабочих поверхностей 3 , 4 , 6 , 7 , 9 , 13 , 16, 18 определяются условиями работы вала-шестерни. Уменьшение точности приведёт к снижению точности установки вала в редукторе и надёжности его работы. Увеличение шероховатости этих поверхностей приведёт к снижению надёжности сопряжений и интенсивному изнашиванию поверхностей.

Форма детали позволяет обрабатывать пов. 1 , 7 , 12 , 18 , 19 на проход.

Обработка поверхностей 3 , 4 , 6, 8 , 9 , 10 , 11 , 14 , 15 , 16 , 17 в упор затруднений не вызывает.

Поверхности различного назначения разделены, что облегчает обработку. Для выхода резца и шлифовального круга при обработке пов. 4, 7 и 18 предусмотрены канавки 5, 8 и 17 . Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей деталь следует считать технологичной.

Поскольку деталь “Вал-шестерня” отвечает требованиям технологичности по всем 4 группам критериев, можно сделать вывод о её достаточно высокой технологичности.

3. Выбор стратегии разработки техпроцесса

3.1. Определение типа производства

Объем выпуска N = 2000 дет/год.

Тип производства определяем исходя из расчетного объема выпуска N₀, дет/год:

(3.1)

где m - масса детали, m = 9 кг;

K_T - коэффициент трудоемкости изготовления, для детали средней сложности K_T = 1.

что соответствует среднесерийному производству.

3.2 Выбор стратегии разработки ТП

Пользуясь табл. 3.1, [1] принимаем следующую стратегию разработки ТП:

1) В области организации ТП:

Вид стратегии - последовательная.

Повторяемость изделий - периодическая партиями.

Форма организации ТП - переменно-поточная или непоточная.

2) В области выбора и проектирования заготовки:

Метод получения заготовки - прокат или штамповка.

Выбор методов обработки - по таблицам с учетом коэффициентов удельных затрат К_уд.

Припуск на обработку незначительный.

Метод определения припусков - укрупненный по таблицам, в отдельных случаях расчёт по переходам.

3) В области разработки технологического маршрута:

Степень унификации ТП - разработка ТП на базе типового ТП.

Степень детализации разработки ТП - маршрутный ТП, в отдельных случаях - маршрутно-операционный ТП.

Принцип формирования маршрута - экстенсивная, в отдельных случаях интенсивная концентрация операций.

Обеспечение точности - работа на настроенном оборудовании, с частичным применением активного контроля.

Базирование - с соблюдением принципа постоянства баз и по возможности - принципа совмещения баз.

4) В области выбора средств технологического оснащения (СТО):

Оборудование - универсальное, в том числе с ЧПУ.

Приспособления - универсальные, стандартные, универсально-сборные, в отдельных случаях специальные.

Режущие инструменты - стандартные, в отдельных случаях специальные.

Средства контроля - универсальные, в отдельных случаях модернизированные.

5) В области проектирования технологических операций:

Содержание операций - по возможности одновременная обработка нескольких поверхностей, исходя из возможностей оборудования.

Загрузка оборудования - периодическая смена деталей на станках.

Коэффициент закрепления операций К_зо = 20…30.

Расстановка оборудования - по типам и размерам станков, местами по ходу ТП.

Настройка станков - по измерительным инструментам и приборам, либо работа без предварительной настройки, по промерам.

6) В области нормирования ТП:

Определение режимов резания - по общемашиностроительным нормативам, в отдельных случаях - по эмпирическим формулам.

Нормирование - укрупненное по опытно-статистическим нормам, в отдельных случаях - детальное пооперационное.

Квалификация рабочих - достаточно высокая.

Технологическая документация - маршрутно-операционные карты.

Принятой стратегией мы будем руководствоваться при разработке ТП.

4. Выбор метода получения заготовки

По табл. 4.1[1] определяем, что для детали типа «Валы» средней сложности из стали для серийного производства целесообразно применить в качестве заготовки прокат или горячую штамповку. Для окончательного выбора метода получения заготовки выполним сравнительный экономический анализ. В основу анализа положим сравнение суммарных стоимостей С переменной доли затрат на получение заготовки Сз и ее механическую обработку Собр:

Ci=Cзi+Cобрi (4.1)

где i -- номер варианта получения заготовки. В нашем случае i=1 для заготовки из проката, i=2 для штампованной заготовки.

Переменные затраты на получение заготовки Сз, руб., составляют:

Сзi=Цмi·Мзi·КспiКслi (4.2)

где Цмi-- цена 1 кг исходного материала, руб./кг;

Мзi-- масса заготовки, кг;

Кспi, Кслi,-- коэффициенты, учитывающие соответственно способ получения заготовки и ее сложность.

Рассчитаем Сз для каждого из вариантов.

1) Вычерчиваем контур детали (рис. 4.1). На этом же эскизе вычерчиваем контуры заготовки из проката и штамповки (без масштаба).

2) По табл. 4.7 определяем ориентировочно припуск на обработку Z:

а) для заготовки из проката:

пов. 1 , 19 , l₁=400, l₂=172, Z=8

пов. 12 , l₁=l₂=400, Z=4,2.

б) для штампованной заготовки:

пов. 1 , l₁=160, l₂=50, Z=5

пов. 7, l₁=50, l₂=60, Z=3,5

пов. 9 , l₁=60, l₂=70, Z=4

пов. 10 , l₁=70, l₂=60, Z=4

пов. 11 , l₁=40, l₂=172, Z=3,5

пов. 12 , l₁=172, l₂=50, Z=5

пов. 14 , l₁=50, l₂=128, Z=3,5

пов. 15, l₁=60, l₂=130, Z=5

пов. 19 , l₁=400, l₂=50, Z=7,5

3) Определяем напуски.

Для заготовки из проката принимаем ближайший диаметр прутка Ж180.

Для штамповки назначаем предварительно уклон 5⁰ и радиусы переходов R3.

4) Определяем массу детали М_Д и заготовки М_З, кг:

М_Д=0,785( d₁²l₁ + d₂² l₂ + . . . + d_n²l_n ) ?,

где d₁, d₂, … d_n, l₁, l₂, … l_n -- диаметры и длины элементарных объемов, на которые разбиваем объем детали, см;

n ? число элементарных объемов;

? ? плотность стали; ?=0,00785 кг/см³.

М_Д=0,785(4²8 + 5²8 + 7²6 + 12,8²5 + 6²7 + 5²6)0,00785=11,35 кг

М_З1=0,785d²l?,

где d--диаметр проката, см; l--длина заготовки, см.

М_З1=0,78518²41,60,00785=50,2 кг

М_З2=0,785·(5,7²16,1 + 7,8²6,05 + 13,8²5,7 + 7²13)0,00785 =16,1 кг.

5) Коэффициент использования материала:

К_ИМ1=М_Д/М_З1=11,35:46,7=0,23

К_ИМ2=М_Д/М_З2=11,35:16,1=0,7

6) Определяем Ц_М, руб./кг по табл. 4.2 и поправочные коэффициенты по табл.4.3-4.4:

Ц_М1=Ц_М2=14

К_СП1=1,2

К_СП2=2,5; К_СЛ2=1

7) Подставляем найденные значения в формулу (4.2):

С_З1 = 1450.21,21 = 843,4 руб.

С_З2 = 1416,12,51 = 563,5 руб.

Переменные затраты на черновую обработку С_обр, руб. составляют:

С_Мi = С_уд (М_зi -- М_д) / К_о (4.3)

где С_уд --удельные затраты на снятие 1 кг стружки при черновой обработке, руб./кг;

К_о -- коэффициент обрабатываемости материала.

Рассчитаем С_М для каждого из вариантов.

По табл. 4.5 [1] определяем для среднесерийного производства С_уд=26.

По табл. 4.6 [1] определяем для стали 40Х К_о = 0,8.

Подставляем найденные значения в формулу (4.3):

С_М1=26(50,2-11,35):0,8=1262 руб.

С_М2=26(16,1-11,35)/0,8=154,3 руб.

Подставляя полученные значения С_з и С_М в формулу (4.1), получим:

С₁ = 843,4 + 1262 = 2105,4 руб.

С₂ = 563,5 + 154,3 = 717,8 руб.

С₂ < С₁

По минимуму переменных затрат принимаем 2-й вариант -штамповку.

5. Выбор методов обработки поверхностей

При выборе методов обработки и их последовательности учитываем, что:

? кроме указанных в табл. 5.1 переходов необходимо согласно требованиям чертежа вала ввести ТО - закалку с отпуском;

? вал - деталь нежесткая (l/d=7), поэтому в процессе термообработки возможно его коробление и снижение точности на 1 квалитет;

? заготовка вала -- штамповка, относительно чистая, очищенная от окалины, величина облоя и заусенцев не более 2 мм, поэтому обдирочное шлифование перед механической обработкой вводить не следует;

? обработку вала до ТО экономически целесообразно производить методами лезвийной обработки, а после ТО - методами абразивной обработки.

Выбор методов начинаем с самой точной поверхности. Такими поверхностями являются шейки под подшипники, пов. 6 и 17 .

По табл. 5.1[1] определяем, что для обработки пов. 7 и 18 (6 квалитет точности, шероховатость Rа=0,8 мкм) могут быть применены следующие варианты последовательности методов обработки (табл. 5.1).

В табл. 5.1 обозначено:

Т-точение черновое

ТП-точение получистовое

ТЧ-точение чистовое

ТТ-точение тонкое

Ш-шлифование черновое

ШП-шлифование получистовое

ШЧ-шлифование чистовое

Рядом с обозначением метода обработки в скобках указан квалитет точности, получаемый на данном переходе, а сверху- коэффициент удельных затрат КУj для данного перехода.

Оптимальный вариант обработки выбираем по минимуму суммарных удельных затрат, характеризуемых суммой КУi всех переходов данного варианта. При этом поскольку переходы Т(12) и ШЧ(6), а также ТО присутствуют во всех вариантах обработки, их из расчёта исключаем.Из табл. 5.1. видно, что минимальный коэффициент удельных затрат КУ=6,1 соответствует варианту 3, предусматривающему ТО после чистовой токарной обработки.

Поэтому примем этот вариант обработки:

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)- ТЧ(8; 1,6)-ТО(9)- ШП(8; 1,6)-ШЧ(6; 0,8).

Таблица 5.1

Варианты обработки пов 7 и 15

№ вар.	Переходы	Коэфф. удельн.
	1	2	3	4	5	6	затрат
1	Т(12)	1,4 ТП(10)	2,1 ТЧ(8)	3,9 ТТ(6)	ТО(7)	ШЧ(6)	7,4
2				ТО(9)	3,6 ШЧ(7)		7,1
3					2,6 ШП(8)		6,1
4			ТО(11)	2,6 ШП (9)	3,6 ШЧ(7)		7,6
5					2,6 ШП(8)		6,6
6				2,2 Ш(10)	2,6 ШП(8)		6,2
7		ТО(13)	2,2 Ш(11)	2,6 ШП(9)	3,6 ШЧ(7)		8,4
8					2,6 ШП(8)		7,4
9				2 Ш(10)	2,6 ШП(8)		6,8

Здесь в скобках указаны квалитет точности и шероховатость поверхности Ra, мкм, для каждого перехода.

Для обработки места под сальник, пов. 7 (6-й квалитет, Ra=0,4), принимаем дополнительный переход полирование.

Полученным выше результатом воспользуемся для назначения методов обработки других поверхностей.

Шейка под муфту, пов. 4 (8-й квалитет, Ra=1,6):

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)- ТЧ(8; 1,6) -ТО(9)- ШП(8; 1,6).

Наружная поверхность зубчатого венца, пов. 13 (11;3,2):

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)-ТО(11).

Свободные шейки, пов. 11 и 16 , канавки, пов. 5, 8 , 17 (14; 12,5):

Т(12; 12,5)-ТО(13).

Уступы пов. 9 и 16 (8; 1,6):

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)- ТЧ(8; 1,6) -ТО(9) - ШП(8; 1,6).

Уступ, пов. 6 (10; 3,2):

Т(12; 12,5)-ТП(10; 3,2)-ТО(11) )- ШП(10; 3,2)..

Торцы зубчатого венца, пов. 11 и 14 (14; 12,5):

Т(12; 12,5)-ТО(13).

Торцы, пов. 1 и 19 (14; 12,5):

Ф(13; 12,5)-ТО(14).

Ф - фрезерование

Шпоночный паз, пов. 2 и 3 (9; 1,6):

Ф(8; 1,6)-ТО(9).

Зубчатый венец, пов. 13 (6 степень точности, Ra=0,8):

ЗФ(8 ст.; 6,3)-СФ-ШВ(7 ст.; 1,6)-ТО-ШЧ(6 ст.; 0,8).

ЗФ-зубофрезерование,

СФ- снятие фасок,

ШВ-шевингование.

Центровые отверстия, пов. 20 и 21

С(9; 1,6)-ТО(10)-ШЧ(9; 0,8)

С-сверление,

Методы обработки поверхностей сводим в табл. 5.2.

Таблица 5.2.

Методы обработки поверхностей

№ пов.	Вид пов.	Квал. точн.	Шерох. Ra, мкм	Последовательность обработки
1	2	3	4	5
1 2	П П	14 12	12,5 12,5	Ф-ТО Ф-ТО
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21	П Ц Ц П Ц Ц П Ц П Ц Ф П Ц П Ц Ц П КВ КВ	9 8 14 14 6 14 12 14 14 11 6 ст. 14 14 12 14 6 14 9 9	3,2 1,6 12,5 3,2 0,4 12,5 2,5 12,5 12,5 3,2 0,8 12,5 12,5 2,5 12,5 0,8 12,5 0,8 0,8	Ф-ТО Т-ТП- ТЧ - ТО-ШП Т-ТО Т-ТП-ТО Т-ТП- ТЧ -ТО-ШП-ШЧ-ПО Т-ТО Т-ТП- ТЧ - ТО Т-ТО Т-ТО Т-ТП-ТО ЗФ-СФ-ШВ-ТО-ШЧ Т-ТО Т-ТО Т-ТП- ТЧ - ТО Т-ТО Т-ТП- ТЧ - ТО-ШП-ШЧ Ф-ТО С-ТО- ШЧ С-ТО-ШЧ

6. Определение припусков на обработку

Метод получения заготовки - штамповка. Производство среднесерийное. Припуск на самую точную поверхность рассчитаем суммированием по переходам, на остальные поверхности - по табл. 4.7.[1]

Самыми точными поверхностями детали “Вал-шестерня” являются пов.7 и 18 , 50к6 Ra 0,8.

1) По данным пункта 4 записываем в графы 1…3 № заготовительного перехода (№0), его наименование (способ получения заготовки) и квалитет точности. По данным пункта 5 в эти же графы записываем №№ переходов мехобработки, их наименование и квалитет точности.

2) По табл. 1.1 определяем допуски Td для каждого перехода и заносим в графу 4 табл.6.1.

3) Определяем допуск формы и расположения Тр=0,3Тd для каждого перехода и заносим в графу 5 табл. 6.1.

4) По табл. 6.1 определяем толщину дефектного слоя а для каждого перехода и заносим в графу 6 табл. 6.3.

5) По табл. 6.2[1] определяем допуск на точность установки заготовки в приспособлении для каждого перехода, кроме заготовительного, и заносим в графу 7 табл. 6.1.

6) По формуле (6.1) [1]рассчитаем припуск Z для каждого перехода, кроме заготовительного. Полученные значения округляем до знака после запятой, с которым задан допуск Td.

8) Общий припуск на обработку составляет:

Аналогично определяем припуски для остальных поверхностей. Результаты расчета заносим в табл. 6.1.

7. Проектирование штампованной заготовки

Определяем припуски на обработку по таблице 4.7. Результаты заносим в графу 3 табл. 7.1. Определяем расчетные размеры заготовки путем прибавления припусков к размерам детали и округления их до 0,5 мм в сторону увеличения припуска. Результаты заносим в графу 4 табл. 7.1.

Плоскость разъема - диаметральное продольное сечение заготовки. При таком положении плоскости разъема полость штампа имеет наименьшую глубину. В этой плоскости удобно контролировать смещение штампа. Заготовка получается симметричной, что делает возможность поворачивания ее при штамповке и уменьшать износ штампа.

В качестве технологических баз на 1-й операции мех.обработки целесообразно использовать ОБ - пов. 10, 12 , 15 .

Определяем класс точности Т штамповки. При открытой штамповке обеспечивается точность Т4.

Определяем группу стали М в зависимости от содержания углерода С и легирующих элементов Л. Для стали 40X У=0,35…0,43%, Л<5% , что соответствует группе М2.

Определяем степень сложности заготовки в зависимости от коэффициента Кс=Wз/Wо, где - Wз - объем заготовки; Wо - объем описанного цилиндра.

где di и ?i - диаметр и длина соответствующей ступени заготовки.

где d - диаметр описанного цилиндра; ? - длина заготовки.

.

что соответствует степени сложности С2.

1) Определяем исходный индекс И.

И=Ио+Им+Ис+Ит

где Ио - начальный индекс, зависящий от массы заготовки.

Им, Ис, Ит - добавочные индексы в зависимости от М, С, Т.

Масса заготовки.

здесь - плотность стали

По табл. 7.2

для mЗ=20 Ио=9; Им=1; Ис=1; Ит=4.

Тогда И=9+1+1+4=15

Определяем допуски на размеры заготовки в зависимости от

исходного индекса по табл. 7.3[1] и заносим их значения в графу 5 табл. 7.1.

Определяем штамповочные уклоны. Согласно рекомендациям при¬нимаем значения уклонов 7є.

Определяем радиусы закруглений R. По табл. 7.3[1] для глубины полости штампа 20 мм при массе заготовки mЗ=20кг R=3мм. Допуск на радиус для класса точности Т4 составляет ±0,25R=±0,5мм.

Определяем допустимые значения остаточного облоя То и смещения штампа Тс. По табл. 7.4 для mЗ=20 кг и точности Т4 То=1,2мм, Тс=1мм.

Таблица 7.1

Расчет размеров заготовки

Обознач. размера	Размер, мм	Припуск 2Z, мм	Размер загот., мм	Допуск Td, мм	Положение поля допуска
1	2	3	4	5	6
2А 2Б 2В 2Г Д Е Ж И	50 70 172 60 160 60 50 400	7 8 8 8 10 8 7 15	57 78 180 68 170 68 57 415	4 4 4 4 5,6 4 4 5,6	+3; -1 +3; -1 +3; -1 +3; -1 +4; -1,6 +3; -1 +3; -1 +4; -1,6

8. Разработка технологического маршрута

1) Выписываем номера поверхностей, их форму, точность размеров, формы и расположения, шероховатость. Заносим эти данные в графы 1-5 табл. 8.1.

Таблица 8.1

Методы обработки поверхностей детали «Вал промежуточный»

№ пов.	Форма	Квалитет точности	Шерохов. Ra, мкм	Методы обработки
		размера	форм., расп.
1	2	3	4	5	6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20,21	П П П Ц Ф П Ц Ф П Ц П Ц Ф П Ц П Ф Ц П КВ	14 11 9 8 14 14 6 15 12 14 14 11 6 ст. 14 14 12 15 6 14 9	9 8 10 7 8 8 7	12,5 12,5 1,6 1,6 12,5 2,5 0,4 12,5 2,5 12,5 12,5 3,2 0,8 12,5 12,5 2,5 12,5 0,8 12,5 0,8	Ф-ТО Ф-ТО Ф-ТО Т-ТП-ТЧ-ТО-ШП Т-ТО Т-ТП-ТО Т-ТП-ТЧ-ТО-ШП-ШЧ-ПО Т-ТО Т-ТП-ТЧ-ТО Т-ТО Т-ТО Т-ТП-ТО ЗФ-СФ-ШВ-ТО- ШЧ Т-ТО Т-ТО Т-ТП-ТЧ-ТО Т-ТО Т-ТП-ТЧ-ТО-ШП-ШЧ Ф-ТО С-ТО-ШЧ

2) Для каждой поверхности определяем методы обработки и записываем их в графу 6 табл. 8.1 [2].

3) Используя типовой технологический маршрут [3], определяем предварительно порядок и наименование операций по обработке поверхностей детали “Вал промежуточный”. Полученные данные заносим в табл. 8.2.

4) Анализируем предварительный маршрут на предмет целесообразности перестановки, объединения, разделения или замены операций.

Учитывая серийный тип производства, объединяем в одну операцию фрезерование торцов 1 , 19 и сверление центровых отверстий 20, 21, полагая, что они будут выполняться на фрезерно-центровальном станке.

Операции получистового и чистового точения объединим в одну для каждого конца вала.

4) С учетом этих изменений формируем окончательный вариант техно-логического маршрута, который представлен в табл. 8.3.

Таблица 8.2

Предварительный маршрут обработки детали “Вал промежуточный”

№ п/п	Операция	Обрабатываемые поверхности
1	2	3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	Фрезерование торцов Сверление центровых отверстий Черновое точение правого конца Черновое точение левого конца Получистовое точение правого конца Получистовое точение левого конца Чистовое точение правого конца Чистовое точение левого конца Фрезерование шпоночного паза Зубофрезерование Снятие фасок Шевингование Термообработка закалка Зачистка центровых отверстий Получистовое шлифование правого конца Получистовое шлифование левого конца Чистовое шлифование правого конца Чистовое шлифование левого конца Шлифование зубьев	1,19 20,21 11,12,14,15,16,17,18 4,5,6,7,8,9,10, 12,16,18 4,6,7,9 16,18 4,7,9 2,3 13 13 13 20,21 18 4,7 18 7 13

Таблица 8.3.

Окончательный маршрут обработки детали “Вал промежуточный”

№ п/п	Наименование операции	Содержание операции
1	2	3
10 20 30 40 50 60 70 80	Фрезерно-центровальная Токарная Токарная Токарная Токарная Фрезерная Зубофрезерная Зубофасочная	Фрезерование торцов 1,19. Сверление центровых отверстий 20,21 Черновое точение пов. 11,12,14-18 Черновое точение пов. 4-10, Получистовое и чистовое точение пов. 12, 16, 18 Получистовое и чистовое точение пов. 4-7, 9 Фрезерование шпоночного паза пов. 2,3 Фрезерование зубьев 13 Снятие фасок 13
90 100 110 120 130 140 150	Шевинговальная Термообработка Центрошлифовальная Шлифовальная Шлифовальная Зубошлифовальная Полировальная	Шевингование пов. 13 Закалка с отпуском Зачистка центровых отверстий 20, 21 Получистовое и чистовое шлифование пов. 18 Получистовое и чистовое шлифование пов. 4,7 Шлифование зубьев 13 Полирование пов. 7

№ операции	№ Поверхности	Форма пов.	Метод обработки	Расположение поверхностей	Габариты заготовки, мммм	Размеры обработ. поверхн.	Квалитет точности	Тип, модель оборудования	Место изготовления
1	2	3	4	5	5	7	8	9	10
10	1,18, 19,20	П Ф	Фрезерование, сверление	Гориз. Вертик.	412,5 180	400 13,214	14, 9	Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-76АМ	г. Москва
20	10 11 13 14 15 16 17	П Ц П Ц П Ф Ц	Точение	Вертик. Гориз. Вертик. Гориз. Вертик. Гориз. Гориз.	400172	60 12850 110 6070 180 3 5060	12	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	г. Самара
30	4 5 6 7 8 9 21	Ц П Ц Ф П Ц Ф	Точение	Гориз. Вертик. Гориз. Гориз Вертик. Гориз. Гориз.	400172	4080 80 5080 3 0 7060 3	12	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	г. Самара
40	11 15 17	Ц П Ц	Точение	Гориз. Вертик. Гориз.	400172	12850 180 5060	8 12 8	Токарно-винторезный станок 16Б16ПТ1	г. Самара

Таблица9.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
50	4 5 6 8	Ц П Ц П	Точение	Гориз. Вертик. Гориз. Вертик.	400172	4080 80 5080 180	8 8 8 8	Токарно-винторезный станок 16Б16ПТ1	г. Самара
60	2 3	П П	Фрезерование	Гориз. Вертик.	400172	70 12	9	Горизонтальный шпоночно-фрезерный станок 692Р	г. Димитров
70	12	Ф	Зубофрезе-рование	Гориз.	400172	50	8 ст.	Вертикальный зубофрезерный станок 53А20	г. Вильнюс
80	12	Ф	Снятие фасок	Гориз.	400172	3		Зубофасочный станок ВС-320А	г. Витебск
90	12	Ф	Шевингование	Гориз.	400172	50	6ст.	Горизонтальный зубошевинговальный станок 5702В	г. Витебск
110	19, 20	К	Шлифование	Вертик.	400172	13,214	8	Центрошлифовальный станок 3922Е	г. Москва
120	17	Ц	Шлифование	Гориз.	400172	5060	6	Круглошлифовальный станок 3А151	г. Харьков
130	4 6	Ц Ц	Шлифование	Гориз. Гориз.	400172	4080 5040	6	Круглошлифовальный станок 3А151	г. Харьков
140	12	Ф	Зубошлифование	Вертик.	400172	50	6	Зубошлифовальный станок 5851
150	6	Ц	Полирование	Гориз.	400172	5040	6	Полировально-шлифовальный станок 3А352

9. Выбор средств технологического оснащения

9.1 Выбор оборудования

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами:

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) В случае недостаточной загрузки станка его технические характеристики должны позволять обрабатывать другие детали, выпускаемые данным цехом, участком.

4) Оборудование не должно быть дефицитным, следует отдавать предпочтение отечественным станкам.

5) В мелкосерийном производстве следует применять преимущественно универсальные станки, револьверные станки, станки с ЧПУ, многоцелевые станки (обрабатывающие центры). На каждом станке в месяц должно выполняться не более 40 операций при смене деталей по определенной закономерности.

6) Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эргономики и экологии.

Если для какой-то операции этим требованиям удовлетворяет несколько моделей станков, то для окончательного выбора будем проводить сравнительный экономический анализ.

Выбор оборудования проводим в следующей последовательности:

1) Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков.

Исходя из положения обрабатываемой поверхности, выбираем тип станка.

3) Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обработанных поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер (модель) станка.

Данные по выбору оборудования заносим в табл. 9.1.

9.2 Выбор приспособлений

При выборе приспособлений будем руководствоваться следующими правилами:

1) Приспособление должно обеспечивать материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции с помощью опорных и установочных элементов.

2) Приспособление должно обеспечивать надежные закрепление заготовки обработке.

3) Приспособление должно быть быстродействующим.

4) Зажим заготовки должен осуществляться, как правило, автоматически.

5) Следует отдавать предпочтение стандартным, нормализованным, универсально-сборным приспособлениям, и только при их отсутствии проектировать специальные приспособления.

Исходя из типа и модели станка и метода обработки, выбираем тип приспособления.

Выбор приспособления будем производить в следующем порядке:

1) Исходя из теоретической схемы базирования и формы базовых поверхностей, выбираем вид и форму опорных, зажимных и установочных элементов.

2) Исходя из расположения базовых поверхностей и их состояния (точность, шероховатость), формы заготовки и расположения обрабатываемых поверхностей выбираем конструкцию приспособлений.

3) Исходя из габаритов заготовки и размеров базовых поверхностей, выбираем типоразмер приспособления.

После расчета режима резания (разд. 12) определим силы резания, по значению которых рассчитываем силу зажима, достаточную для обеспечения надежного закрепления.

Учитывая передаточный коэффициент усиления, определим усилие и мощность привода. Сравним эти значения с характеристиками приспособления. Если силы зажима или мощность превосходят допустимые значения, то выбираем более мощное приспособление.

Данные по выбору приспособлений заносим в табл. 9.2.

9.3 Выбор режущего инструмента

При выборе РИ будем руководствоваться следующими правилами:

Выбор инструментального материала определяется требованиями, с одной стороны, максимальной стойкости, а с другой минимальной стоимости.

Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным инструментам. Специальный инструмент следует проектировать в крупносерийном и массовом производстве, выполнив предварительно сравнительный экономический анализ.

При проектировании специального РИ следует руководствоваться рекомендациями по совершенствованию РИ.

Выбор режущего инструмента (РИ) будем производить в следующем порядке:

Исходя из типа и модели станка, расположения обрабатываемых поверхностей и метода обработки, определяем вид РИ.

Исходя из марки обрабатываемого материала, его состояния и состояния поверхности, выбираем марку инструментального материала.

Исходя из формы обрабатываемой поверхности, назначаем геометрические параметры режущей части (форма передней поверхности, углы заточки: ?, ?, ?, ?₁, ?; радиус при вершине).

Исходя из размеров обрабатываемой поверхности, выбираем конструкцию инструмента, его типоразмер и назначаем период стойкости Т.

Данные по выбору РИ заносим в табл. 11.3.

9.4 Выбор средств контроля

При выборе средств контроля будем руководствоваться следующими правилами:

Точность измерительных инструментов и приспособлений должна быть существенно выше точности измеряемого размера, однако неоправданное повышение точности ведет к резкому удорожанию.

В единичном и мелкосерийном производстве следует применять инструменты общего назначения: штангенциркули, микрометры, длинномеры и т.д.

В крупносерийном - специальные инструменты.

Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным средствам контроля.

Данные по выбору средств контроля заносим в табл. 9.4.

Результаты выбора средств технологического оснащения заносим в табл. 9.5.

Таблица 9.2

Выбор приспособлений

№ операции	Тип, модель станка	Метод обработки	Базовая поверхность.	Установочные элементы	Зажимные элементы	Габариты заготовки	Типоразмер приспособления
			№	Форма	Расположение	Размеры, мм	Вид базы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
10	Фрезерно-центровальный МР-76АМ	Фрезерование, сверление	800	П	В	74,5	Опорная	Призма установочная	138 412,5	Тиски самоцентрирующиеся с призматическими губками 50 ГОСТ 12195-66
			600	Ц	Г	54,5 160	Двойная направл.
			1400	Ц	Г	64,5 140
20	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	Точение	1910	Ф	Г	13,2 14	Двойная направл.	Центр подпружиненный А1-3-НП-ЧПУ ГОСТ 8742-75	Кулачки инерционные	138 400	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,2 14
			110	П	В	40	Опорная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
30	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	Точение	1910	Ф	Г	13,214	Двойная направл.	Центр подпружиненный А1-3-НП-ЧПУ ГОСТ 8742-75	Кулачки инерционные	128 400	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,214
			1520	П	В	60	Опорная
40	Токарно-винторезный станок 16Б16ПТ1	Точение	1910	Ф	Г	13,214	Двой ная направл.	Центр подпружиненный А1-3-НП-ЧПУ ГОСТ 8742-75	Кулачки инерционные	128 400	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,214
			820	П	В	70	Опорная
50	Токарно-винторезный станок 16Б16ПТ1	Точение	1910	Ф	Г	13,214	Двой ная	Центр подпружиненный А1-3-НП-ЧПУ ГОСТ 8742-75	Кулачки инерционные	128 400	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,214
			1540	П	В	60	Опорная

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
60	Вертикально шпоночно-фрезерный станок 692Р	Фрезерование	540	П	В	30	Опорная	Установочная призма	128 400	Тиски самоцентрирующиеся с призматическими губками 50 ГОСТ 12195-66
			650	Ц	Г	50	Двойная направл.
			1740	Ц	Г	50
70	Вертикальный зубофрезерный станок 52А20	Зубофрезерование	1910	Ф	Г	13,214	Двойная направл.	Центр вращающийся ГОСТ 8742-75	Лепестки цанги	128 400	Патрон цанговый. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,214
			110	П	В	60	Опорная
80	Зубофасочный станок ВС-320А	Снятие фасок	1910	Ф	В	13,214	Двойная направл.	Центр вращающийся ГОСТ 8742-75	Лепестки цанги	128 400	Патрон цанговый. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	В	13,214
			1910	П	Г	60	Опорная
90	Зубошевинговальный станок 5702В	Зубошевингование	1910	Ф	Г	13,214	Двойная направл.	Центр вращающийся ГОСТ 8742-75	Лепестки цанги	128 400	Патрон цанговый. Центр вращающийся ГОСТ 8742-75
			2010	Ф	Г	13,214
			1540	П	В	60	Опорная

Список использованной литературы

1.Гордеев А.В. Практические работы по дисциплине «Основы технологии машиностроения». Проектирование технологического процесса механической обработки. Методическое пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов и колледжей. ? Тольятти, Тольяттинский государственный университет, 2007, 90 с.

Размещено на Allbest.ru