Автоматизоване проектування технологічного процесу виготовлення виробу транспортної машини: деталь «вал первинний»

Таблиця 1.4 - Механічні властивості

 

1. Базовими  поверхнями є центрові отвори, точність і шорсткість яких достатня для забезпечення вимог до оброблюваних поверхонь. Базові поверхні забезпечують точність установки при чистовій обробці й контролі поверхонь Ø75до6 із шорсткістю =0,63 і Ø95h6 із шорсткістю =1,25.
2. Як заготівля приймаємо кування. При виборі варіантів одержання заготівки застосовуємо ту заготівку деталь, з якої коштує менше, при цьому враховуємо обсяг випуску й тип виробництва.
3. Можливість одночасного виготовлення декількох деталей неможлива.
4. Сполучення поверхонь відповідає методам механічної обробки різанням.
5. Деталь належить до групи валів і при розробці технологічного процесу можливе застосування типових технологічних процесів.

Висновок: Деталь у цілому технологічна, хоча є елементи, що вимагають додаткової трудомісткості (забезпечення шорсткості розмірів поверхонь).

 

     

1.3 Проектування заготівки

     1.3.1 Вибір типу й  методу одержання  заготівки з техніко-економічним обґрунтуванням.

     Як  заготівку можна прийняти круглий прокат або кування. Для вибору найбільш економічної заготівки проводимо техніко-економічний розрахунок з урахуванням типу виробництва, обсягу випуску, матеріалу й конфігурації деталі. Економічна оцінка оптимальності вибору заготівки виробляється на основі зіставлення наведених витрат. Необхідно визначити сумарні наведені витрати по варіантах заготівки деяких операцій механічної обробки.

     На  основі технологічного процесу механічної обробки заготівки виявляються операції, які змінюються при заміні заготівки. По цих операціях укрупнено розраховують заробітну плату й поточні витрати по експлуатації верстата, обчислюють капітальні вкладення по операціях, що змінюються, механічної обробки й визначають наведені витрати.

     Подальша  розробка технологічного процесу виготовлення деталі виробляється із заготівкою, у якої наведені витрати найменші.

     Для деталі вал первинний при заміні заготівки із прокату на кування змінюється операція зовнішнього точіння, а саме, збільшується час обробки тому що із прокату необхідно зняти більший припуск чим з кування. Найближчий більший діаметр прокату (за ГОСТ 8559-75) дорівнює 60 мм. Найменший оброблюваний діаметр - 56 мм. Відповідно, найбільший припуск, якому необхідно буде зняти 2z= 60-56=4 мм. Для забезпечення заданої точності й правильності геометричної форми деталі знадобиться додатковий прохід різального інструменту, тобто штучний час для прокату дорівнює:

     Т_шт=(26,5*0,17*1,36*230*3)/1000=4,2 хв.

     Таким чином, штучний час для операцій, що відрізняються, у випадку заготівки із прокату буде 4,2 хв., а для кування – 3,2 хв.

     Маса  заготівки із прокату:

М_зпр =r* 10-9*p*l/4D_{ср з}².     (1.10)

де l -довжина  заготівки (237 мм.);

   D_{ср з} – середній діаметр заготівки (30 мм.)

   ( - щільність матеріалу заготівки.

М_зпр =(7850*p*237/4)*0,03²=46 кг.

     Маса  заготівки з кування (D_{ср з} = 30 мм.):

М_зпок =(7850*p*237/4)*0,03²=34 кг.

     Для розрахунку на ЕОМ всі вихідні  дані зводимо в таблицю 1.5.

     Розрахунок  виробляється по програмі, алгоритм якої даний в [2].

 

Після обробки даних на ЕОМ вийшли наступні результати:

     Тому  що виготовлена деталь із заготівки - кування економічніше, чим із заготівки - прокат, що видно з результатів розрахунку наведених вище, приймаємо в курсовому проекті заготівку кування в штампах на молотах.

     1.3.2 Визначення припусків  на обробку

     Визначаємо  припуски, граничні операційні розміри  й розміри заготівки при обробці вала в умовах серійного виробництва [4].

     1. Визначаємо вид заготівки. З огляду на матеріал, конфігурацію, деталі й серійне виробництво, приймаємо заготівку, штамповану за ГОСТ 7505 – 74 підвищеній точності Клас 1, група стали М1, складність С1, площина рознімання штампа – II. Складність С1 прийнята згідно [5], де говориться, що даний ступінь складності кування вибирається при відношенні маси (обсягу) кування M_П до маси (обсягу) простої фігури M_Ф, у яку вписується кування 0,63<M_П/M_Ф<1.

M_П/M_Ф =34/46=0,73.

     Маси  заготівки й простій фігури були визначені в розділі 1.3.1.

     Конфігурація  поверхні рознімання штампа - П (плоска).

     2. Припуски розраховуємо окремо  на найбільш точні й чисті  поверхні обертання по діаметральних  розмірах і на торцеві поверхні  по лінійних розмірах.

     3. Визначаємо припуски й граничні  розміри на поверхні обертання.  Розрахунок починається з поверхні Æ95h6 - найбільш точної, чистої й найбільшої за розміром у порівнянні з іншими поверхнями, оброблюваними з тією же точністю й шорсткістю:

     а) складаємо таблицю 1.7 і заповнюємо всі рядки графи 1,2 від деталі до заготівки;

     б) у графи 3, 11,12,13 переносимо креслярські дані: точність, і граничні розміри по діаметрі. Æ95 точність h6.

     Граничні  розміри Æ95h6 визначаємо залежно від величини граничних відхилень, встановлених по ДСТУ ISO 286:2-2002 для валів в інтервалі номінальних розмірів понад 80 до 120 мм.

     Верхнє  відхилення es =0 мм.; нижнє ei =-0,022 мм. Отже: найменший граничний розмір d_min =94,978 мм., найбільший граничний розмір d_max =95 мм., номінальний розмір d_ном =95 мм;

     в) визначаємо точність і значення Rz, Т, ρ для вихідної заготівки. При масі заготівки від 25 до 40 кг. Rz=320мкм., Т=300мкм. Для штампувань масою від 25 до 40 кг підвищеної точності, клас I, група стали М1, складність С1, для діаметра від 50 до 120мм граничні відхилення заготівки приймаємо: Верхнє +1,5мм., нижнє –0,7мм., отже, δ_з =2200мкм.

     При обробці в центрах

    ρ_з= ,      (1.11)

де ρ_кор – загальна кривизна заготівки;

    ρ_ц – зсув осі центрових отворів щодо осі заготівки для зовнішньої поверхні [5]. ρ_ц=0,25 мм.

    Загальну  кривизну вихідної заготівки визначаємо по формулі

    ρ_кор=       (1.12)

де ∆_до – питома кривизна, мк/мм

    L - загальна довжина заготівки, мм.

    Величина  ∆_до послі виправлення на пресах визначається залежно від середнього діаметра

     ,   (1.13)

де d₁ ,d₂ ,d₃, …d_n - діаметри щаблів;

    l ₁ , l ₂ , l ₃, … l _n - довжини щаблів;

    n - число щаблів;

    L - загальна довжина деталі, мм.

При d_ср =84 (див. разд. 1.2.3): ∆_до =1,0 мк/мм

ρ_кор=1,0*670/2=335 мкм, ρ_з=

мкм.

     г) Визначаємо точність, шорсткість і значення Rz, Т, ρ и δ для всіх операцій механічної обробки.

     Після попереднього гостріння точність - 12 - й квалітет, Rz=80 мкм., Т = 50 мкм. Величина залишкової кривизни заготівки:

,     (1.14)

де к_у – коефіцієнт уточнення, рівний 0,06

   ρ_кор – загальна кривизна заготівки.

     Однак з огляду на залишкову погрішність  форми в радіальному напрямку варто приймати ; мкм.

     При 12 – м квалітеті величина допуску  на вал для номінального розміру 95мм. становить 350 мкм., δ_черн = 350 мкм.

     Після чистового обточування: точність - 11 - й квалітет; Rz=20 мкм., Т = 25 мкм.

     При 11 – м квалітеті величина допуску  на вал при номінальному 95 складе 220 мкм., δ_чистий = 220 мкм.

     д) Визначаємо погрішність установки ξ_у на всіх операціях механічної обробки.

     Тому  що обробка ведеться в центрах, то погрішність установки в радіальному напрямку на всіх операціях рівна нулю (ξy =0) . (Зсув осі заготівки щодо осі центрів при установці в першій операції враховано раніше як погрішність установки в центрах ρ_ц)

     Отримані  значення точності, шорсткості Rz, Т, ρ, ξ и δ заносимо в графи 3,4,5,6,7,8 таблиці 1.7.

     е) Визначаємо величину мінімального припуску на всіх операціях по формулі

     2Z_{i хв} = ,    (1.15)

     Заносимо  значення в графу 9 таблиці 1.7.

     ж) Визначаємо значення розрахункового припуску для всіх операцій по формулі 

     2Z_{i расч} =2Z_iмин+d i-₁    (1.16)

     Заносимо  значення в графу 10 таблиці 1.5.1.

     з) Підсумуємо значення δ_i, 2Z_{i хв}, 2Z_{i расч}. Отримані результати заносимо в графи 8,9,10. Відповідно до формули перевіряємо, якщо умова виконується, то розрахунки виконані, вірно.

          (1.17)

2770+3057,8=5827,8мкм.

     и) Знаходимо граничні й номінальні операційні розміри й розміри заготівки, користуючись формулами для обробки зовнішніх поверхонь тіл обертання. Отримані величини заносимо в графи 11, 12, 13 таблиці 1.7, попередньо перевіривши їх по формулі

          (1.18)

5,828=100, 828-95

     к) визначаємо загальний номінальний  припуск по формулі 

=99,328 – 95 =4,328 мм.

 

 

Таблиця 1.7 - Обробка зовнішньої циліндричної поверхні.

     4. Визначаємо припуски й граничні  розміри при обробці торцевої  поверхні L=670h14.

     а) Складаємо таблицю 1.8 і заповнюємо всі строчки графи 1,2 від деталі до заготівки.

     б) У графи 3, 11,12,13 переносимо креслярські  дані: точність, і граничні розміри  по розмірі торцевої поверхні. Верхнє відхилення es = 0; нижнє ei = -2 мм. Отже: найменший  граничний розмір L_min =668 мм., найбільший граничний розмір L_max =670 мм., номінальний розмір L_ном=670 мм. Допуск на розмір 670, δ_д=2000 мкм. Обробка двох торців виробляється паралельно на фрезерно-центрувальному напівавтоматі з установкою заготівки в пристосування із призмами, що самоцентрують.