Разработка технологического процесса изготовления детали "Вал"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//



1. Разработка технологического процесса изготовления детали

1.1 Анализ конструкции детали и требований к ее изготовлению

Деталь - вал, является телом вращения с габаритными размерами - 30х437мм. Основное назначение валов - передача крутящего момента от привода к другим частям механизма. Валы получили широкое применение в конструкциях различных машин.

На поверхности 4 имеется шпоночная канавка под призматическую шпонку для крепления сопрягаемой детали. Канавки 5, 8 - являются технологическими и служат для выхода режущего инструмента. Канавка 3,10 предназначена для установки стопорного кольца.

Вал изготовлена из стали 45 (ГОСТ 1050-88), которая сравнительно хорошо обрабатывается резанием.

К валу предъявляются следующие технические требования, обеспечивающие его работоспособность:

Обеспечение соосности опорных шеек и функциональных поверхностей.

Обеспечение допуска торцевого биения опорных торцов и буртиков.

Обеспечение требуемой точности сопрягаемых поверхностей.

Обеспечение параметров качества для реализации заданных эксплуатационных свойств.

Рисунок 1 Эскиз детали.



В нашем случае, основной конструкторской базой являются цилиндрические поверхности 4,6 и 9. Основной измерительной базой ось центров. На первой операции, используя черновую базу наружную поверхность заготовки обрабатываем центровые отверстия.

На всех последующих операциях базой будут центровые отверстия и наружные цилиндрические поверхности 4,6 и 9.

Таким образом, основные принципы базирования выполнены.

Выбранные базы указываем условно по ГОСТ 3.1107-81 на эскизах обработки.

Анализ технических требований.

Анализируя рабочий чертеж можно сказать, что отсутствуют следующие размеры:

1. Скосы трех фасок (примем 2*450)

2. Ширина канавок под стопорные кольца (примем равной 5 мм)

3. Ширина канавки под выход шлифовального круга справа (примем аналогично левой канавке равной 5 мм)

4. Диаметр канавки под выход шлифовального круга справа (примем равной диаметру канавки под стопорное кольцо).

Содержаться сведения о массе детали и ее материале. Указаны требования шероховатости рабочих поверхностей и квалитеты размеров.

1.2 Определение типа производства

В данной работе принимается крупносерийный тип производства, так как масса летали 2,1 и объем производства 60000 шт.

Изготовление детали производится на технологически замкнутом участке с использованием высокопроизводительного оборудования и технологической оснастки



1.3 Отработка конструкции детали на технологичность

Геометрическая форма детали состоит из поверхностей, которые образованны вращением образующих относительно оси и торцов.

Поверхности открыты для подвода и перемещения режущего инструмента. Конфигурация детали не позволяет выполнить её полную обработку за один установ. Поэтому маршрут обработки будет складываться из ряда последовательных операций и переходов.

Конфигурация детали обеспечивает нормальный вход и выход инструмента.

Конструкция вала позволяет использовать типовые этапы обработки для большинства поверхностей.

Показатели точности и шероховатости находятся в экономических пределах: 6 квалитет точности и шероховатость Rа 0,63 мкм.

Возможна реализация принципа постоянства баз на основных операциях. Выбранные базы обеспечивают простое, удобное и надежное закрепление. Это позволяет применять сравнительно простые и дешевые приспособления.

Деталь обрабатывается в центрах и имеет достаточную жесткость, т.к. l/d < 10 (294/42 < 10).

Конструкция детали обеспечивает безударную обработку.

На основных операциях возможность применения стандартного режущего и мерительного инструментов и оснастки (резец проходной, резец контурный, резец канавочный, фреза червячная, фреза шпоночная, сверло центровочное, фреза торцевая, центра, линейка, штангенциркуль).

Конструктивные элементы не вызывают деформацию инструмента на входе и выходе.

В результате вышеизложенного деталь технологична.



1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

Заготовка, изготовленная методом горячей объёмной штамповки на ГКМ.

Пользуясь таблицей 20. ГОСТ 7505-89 принимаем:

Степень сложности - С 1;

Группа стали - М 2;

Точность изготовления - Т 4;

Исходный индекс -14.

1.5 Проектирование технологического маршрута обработки

Для детали вал на первой операции базовой поверхностью является наружная необработанная поверхность, далее базовой поверхностью является ось вала. Исходя из этого выбираю базы для каждой операции которые сведены в таблицу 1.

Таблица 1 - Выбор баз и методов обработки, разработка технологического маршрута обработки деталей.

№ операции	Содержание
1	2
005	Отрезная. Отрезать на отрезном станке от прута заготовку Ш32мм и длинной 440 мм Технологическая база наружный диаметр.
1	2
010	Фрезерно-центровальная. Сверлить центровые отверстия, фрезеровать торцы с двух сторон одновременно. Технологическая база наружный диаметр.
015	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под чистовое точение. Точить поверхность 3,5,2. Установ В: точить поверхность 9 с припуском под чистовое точение. Точить поверхность 7,8,10,11. Технологическая база наружный диаметр, центровое оверстие.
020	Токарная чистовая. Токарная (чистовая): выполняется за два установа на универсальном токарно - винторезном станке. Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под шлифование. Установ В: точить поверхность 9 с припуском под шлифование. Технологическая база наружный диаметр, центровое оверстие.
025	Разметочная операция. Разметить пазы согласно чертежу.
030	Фрезерная 1. Фрезерование шпоночного паза на шпоночно- фрезеровальном станке 692М. Технологическая база наружный диаметр.
035	Термообработка Закалка объемная до твердости по HRC 42…50.
040	Шлифовальная Шлифование поверхностей 4,6,9 на круглошлифовальном станке 3Е12. Технологическая база наружный диаметр, центровое оверстие.
045	Контрольная Контрольный стенд Окончательный контроль ОТК. Проверить размеры.

Выбор способов обработки и количества необходимых переходов обработки

Анализ технологических требований чертежа показал, что выбор способа обработки, количества необходимых переходов следует произвести для рабочих поверхностей, например для размера 30h6.

Выбирается способ обработки количества необходимых переходов 30h6. Допуск на диаметральный размер составляет 0,013 мм. а шероховатость не должна превышать R, = 1.25 мкм. Тип производства - крупносерийный. В качестве заготовки выбрана штамповка, при этом допуск составляет Т, - 2.2 мм.

Требуемую точность можно достичь следующими методами:

Тонкое точение

Чистое шлифование

Алмазное выглаживание

Алмазное выглаживание обеспечивает требуемую шероховатость поверхности, но не позволяет по своей природе достичь точности диаметрального размера.

Тонкое точение и чистовое шлифование имеют примерно одинаковую производительность. Тонкое точение требует дорогостоящего инструмента и оборудования, а также необходима настройка для обеспечения диаметрального размера.

На основании вышеизложенного принимается чистовое шлифование.

Шлифование позволяет получить экономично не только требуемую шероховатость, но и точность размера в пределах требуемых допусков, при условии, что на шлифование заготовка поступит с допуском размера Tj-1 = 0,074 мм. Сопоставляя эту величину с допуском на исходную заготовку (Т3), видим, что осуществить переход от заготовки к готовой детали путем первого способа обработки не представляется возможным. Необходимо найти один или несколько способов обработки, которые бы обеспечили выполнение условия Tj-1 > Т3.

Требуемая точность Ti = 0,074 мм может быть достигнута тонким или черновым точением.

Принимается чистовое точение при условии, что будет предшествовать черновое точение с допуском Тi = 0,46 мм.

Таким образом для получения требуемой точности диаметрального размера необходимо осуществить черновое и чистовое точение и шлифование:

1. Черновое точение с допуском Т = 0,46 мм

2. Чистовое точение с допуском И = 0,074 мм

3. Шлифование с допуском Т = 0,03 мм

Формирование маршрута изготовления детали

Анализируя исходный данные, устанавливается содержание операции и последовательность выполнения технологических переходов руководствуясь выбором технологических баз. составлен маршрут изготовления детали приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Но-мер операции	Наименование и содержание операции	Схема базирования	Тип станка
1	2	3	4
005	Фрезерно-центровальная. Сверлить центровые отверстия, фрезеровать торцы с двух сторон одновременно.		фрезерно-центровальный станок МР71М
010	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется за два установа. Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под чистовое точение. Точить поверхность 3,5,2. Установ В: точить поверхность 9 с припуском под чистовое точение. Точить поверхность 7,8,10,11.		универсальный токарно - винторезный станок 1К62
015	Токарная чистовая. Токарная (чистовая): выполняется за два установа. Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под шлифование. Установ В: точить поверхность 9 с припуском под шлифование.		универсальный токарно - винторез-ный станок 1К62
020	Фрезерная Фрезерование шпоночного паза.		шпоночно- фрезерова-льный станок 692М
030	Шлифовальная Шлифование поверхностей 4,6,9		круглошлифовальный станок 3Е12.

1.6 Разработка технологических операций

Определение последовательности и содержания переходов операции

Исходя из геометрической формы, размеров, технологических требований, предъявляемых к детали, способов обработки и выбранных технологических баз. определяется последовательность и содержание переходов операции:

005Фрезерно-центровальная.

Сверлить центровые отверстия, фрезеровать торцы с двух сторон одновременно.

010 Токарная предварительная

Токарная (черновая): выполняется за два установа.

Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под чистовое точение.

Точить поверхность 3,5,2.

Установ В: точить поверхность 9 с припуском под чистовое точение.

Точить поверхность 7,8,10,11.

015 Токарная чистовая.

Токарная (чистовая): выполняется за два установа.

Установ А: Точить поверхность 4,6 с припуском под шлифование.

Установ В: точить поверхность 9 с припуском под шлифование.

020 Фрезерная

Фрезерование шпоночного паза.

025 Шлифовальная

Шлифование поверхностей 4,6,9

Выбор средств технологического оснащения операции



Таблица 3 - Средства технологического оснащения операции обработки

№ оп	№пер	Наименование и содержание переходов	Модель станка	Приспособление и режущий инструмент
1	2	3	4	5
005	1 2	Фрезерно-центровальная. Сверлить центровые отверстия, фрезеровать торцы с двух сторон	фрезерно-центровальный станок МР71М	самоцентрирующие рычажные тески ГОСТ 21167-75 центровочные сверла ГОСТ 14952-75 Р6М5 торцевые фрезы по ГОСТ 22087-76 ВК: Т5К10
010	1 2 3 4	Токарная Точить поверхность 4,6 Точить поверхность 3,5,2. точить поверхность 9. Точить поверхность 7,8,10,11.	универсальный токарно - винторезный станок 1К62	Трехкулачковый патрон Резец 2012-02-0281 ВК-6 Резец 2012-02-0281, 1175, 0171 ВК-6 Резец 2012-02-0281 ВК-6 Резец 2012-02-0171, 1175, 0281 ВК-6
015	1 2	Токарная Точить поверхность 4,6 с точить поверхность 9	токарно - винторезный станок 1К62	Трехкулачковый патрон Резец 2012-02-0281 ВК-6 Резец 2012-02-0281 ВК-6
020	1	Фрезерная Фрезерование шпоночного паза.	станок 692М	Горизонтальная оправка Фреза шпоночная Р6М5 D = 6 мм
025	1	Шлифовальная Шлифование поверхностей 4,6,9	станок 3Е12	центры ГОСТ 14952-75, хомутки, патроны поводковые, круг ПП 500*63*203 24А 20СМ 7К

1.7 Нормирование технологического процесса

Операция 005 Фрезерно-центровальная

Расчётная длина фрезерования: L=26 мм;

Расчет основного времени на фрезерование дисковой фрезой:

технологический деталь вал

То1= 0,007L=0,007*26=0,182 мин.

Сверление центровых отверстий.

Расчет основного времени:



То2= 0,00052dL=0,00052*6*18=0,056

Расчёт времени на фрезерно-центровальную операцию:

То=То1+То2=0,182+0,056=0,238 мин

Вспомогательное время на установку заготовки в специальное приспособление и связанное с переходом для заготовки массой 2,1 кг tB = 0,14 мин /таблице Г2/ в самоцентрирующих тисках.

Время на обслуживание рабочего места определяют в процентах от оперативного:

Тоб=(То+Тв)аоб/100= (0,238+0,14)6/100=0,023 мин

Время на отдых и личные надобности рабочего определяют (в %) от оперативного времени:

Топ=(То+Тв)аоп/100= (0,24+0,14)4/100=0,015 мин

Штучное время составит:

Тшт = То + Тв+Тоб+ Топ

Тшт = 0,182 + 0,056 + 0,023 + 0.015 = 0,276 мин

Аналогично нормируются остальные операции и результаты сведены в таблицу 3



Таблица 3 - Сводная таблица норм времени

№	Наименование и содержание переходов	Разряд	То	Тв	Тоб	Топ	Тшт
1	2	3	4	5	6	7	8
005	Фрезерно-центровальная. 1. Сверлить центровые отверстия, 2. фрезеровать торцы с двух сторон	2	0,238 0,056 0,182	0,14	0,023	0,015	0,276
010	Токарная 1. Точить поверхность 4,6 2. Точить поверхность 3,5,2. 3.точить поверхность 9. 4. Точить поверхность 7,8,10,11.	3	2,16 0,26 1,55 0,02 0,02 0,01 0,25 0,01 0,02 0,02 0,01	0,35	0,15	0,10	2,76
015	Токарная 1. Точить поверхность 4,6 с 2. точить поверхность 9	3	2,06 0,26 1,55 0,25	0,35	0,14	0,10	2,64
020	Фрезерная Фрезерование шпоночного паза.	2	0,23	0,14	0,02	0,01	0,4
025	Шлифовальная Шлифование поверхностей 4, 6, 9	4	1,15 0,12 0,91	0,32	0,09	0,06	1,62



Литература

1) Осадчий Ю.С. Разработка технологических процессов обработки заготовок в контрольных работах. Учебное пособие к контрольной работе. Оренбург: ОГУ, 2005

2) Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под редакцией А.А. Панова. -М.: Машиностроение, 1988.-736с.

3) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А. Г.

Косиловой и и Р. К. Мещерякова. :4 -е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985 -656с.

4) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А. Г.

Косиловой и и Р. К. Мещерякова; 4 -е изд., перераб. и доп. -М.:

Машиностроение, 1985- 496с.

5) Кузнецов Ю.ИС, Маслов А.Р., Байков А.Н., Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. -- 2-е изд, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1990. --512 с.

Размещено на Allbest.ru

...