Проектирование технологического процесса по изготовлению шлицевого вала

 

2. Заготовка в виде стержня с утолщением, получаемым высадкой.

 

где -базовая стоимость  1т заготовки. Стоимость 1 т заготовок, полученных на ГКМ принимается = 39000 руб

- коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

=1 (нормальная точность).

= 1 – для углеродистой стали

= 1 – для детали 1-й группы сложности (табл. 2.12 [5] )

= 1,33 (табл. 2.12[5])

=1 (стр. 38 [5])

 

 

Сравнивая методы получения  заготовки существующий на заводе и предлагаемые можно установить значительное преимущество получения заготовки из проката. Данные, полученные в результате расчетов, сведены в таблицу 7.

Таблица 7 - Сравнение вариантов получения заготовок

Номер Пункта	Наименование  показателей	Первый вариант	Второй вариант
1	Вид заготовки	Прокат диаметром 55 мм.	Штамповка
2	Годовой объем выпуска, шт.	1500	1500
3	Масса заготовки, кг	3,8	3,1
4	Коэффициент использования  металла	0,47	0,58
5	Себестоимость заготовки, руб.	169,25	149.7

 

Из приведённого выше расчёта  можно сделать вывод, что более  выгодным, в экономическом и эксплуатационном плане, является производство детали на ГКМ.

2.2 Анализ маршрута технологического процесса механической обработки

 

Маршрутный технологический  процесс представляет собой последовательность 29 операций:

Операция 005 «Отрезная»: осуществляется резка проката на заготовки ленточной пилой PEGAS 235-315 SHI;

Операция 010 «Слесарная»: осуществляется зачистка торца после отрезки на точильно-шлифовальном станке 3Б633;

Операция 015 «Слесарная»: осуществляется маркировка заготовки;

Операции 020, 145 «Контроль»: осуществляется контроль размеров, выполненных на предыдущих операциях.  Технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака или в конце обработки, в нашем случае это в конце техпроцесса  - операция 145, т. е. в конце обработки детали, так как размер получаемой после этой операции является самым точным.

На операциях 050-070, 080-095, 110  «Токарно-винторезная» осуществляется черновая,  а затем чистовая обработка поверхностей детали на токарно-винторезном станке CIE61ПМ.

Операция 075 «Токарно-винторезная». Обработка выполняется на токарно-винторезном 1К62. Данное оборудование является устаревшим, предпочтительно его заменить на более новую модель станка.

Операция 100-105 «Круглошлифовальная»: осуществляется шлифование цилиндрических поверхностей детали после чистовой обработке на круглошлифовальном станке 3У12АФII. Данный тип станка соответствует габаритам детали и необходимой точности, предъявляемой к обработке вала.

Операция 115 «Вертикально-сверлильная»: производится обработка отверстий  на вертикально-сверлильном 2Н112. Станок удовлетворяет требованиям, предъявляемым к обрабатываемым поверхностям вала.

Операция 120 «Слесарная»: осуществляется нарезание резьбы. Данную операцию следует выполнять на резьбонарезном станке.

Операция 125, 140 «Промывка» осуществляется промывка детали на моечной машине ПРМ-500 пред техническим контролем. Последовательность данных операций не противоречит принципам построения ТП.

На операции 130 «Зубофрезерная» нарезаются зубья на станке модели 5310. Данный станок также отвечает техническим требованиям, заложенным в чертеже детали.

В маршрутной карте ТП проставлены  коды операций, коды станков, штучное  время, подготовительно-заключительное время на выполнение каждой операции и проставлены все коды маршрутной карты. Порядок выполнения операций соответствует тому, что сначала ведется грубая обработка, затем тонкая (чистовая), это прослеживается в операциях всего ТП.

 

2.3 Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях

 

При разработке технологического процесса учитывалось, что каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и 
улучшать качество обработки, кроме того, в первую очередь обрабатывалась поверхность, которая в дальнейшем служила технологической базой. При проектировании операции уточнялась модель станка, производился выбор технологической оснастки, определение режимов обработки, расчет нормы времени, технико-экономический анализ возможных вариантов построения операций.

Число и последовательность технологических переходов, главным  образом, зависят от вида заготовки, величины припуска и точностных требований к готовой детали.

Разберем подробно операции 050 «Токарно винторезная». На данной операции заготовка, полученная из проката обрабатывается на токарно-винторезном станке CIE61ПМ. В операционной карте последовательность переходов следующая:

1. Установить заготовку, закрепить. Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80.
2. Подрезать торец (1). Резец 20Х16 2102-00077Т15К6.
3. Центровать торец(1). Резец 20Х16 2102-00077Т15К6.
4. Центровать отверстия (2), (3), (4). Сверло центр. 1,6 2317-0003 ГОСТ14952-75.
5. Притупить острые кромки. Напильник 2820-0018 ГОСТ 1465-80.
6. Снять деталь. Тара Спец. II -1458.

Трехкулачковый патрон выбран на основании габаритов заготовки и характеристик станка. Резец выбран, исходя из качества и точности обрабатываемой поверхности. Последовательность переходов соответствует

правилам  проектирования технологических процессов-сначала обрабатываются базы заготовки, затем уже выполняются операционные размеры. На эскизе данной операции проставлена база от торца заготовки, указана направление силы закрепления, указаны все операционные размеры (222_-0,5, 3.52 ), шероховатость (Ra 6,3) и проставлены номера обрабатываемых поверхностей. Также указаны режимы резания на каждом переходе.

Операционная карта ТП содержит карту контроля. В карте контроля на операции 145 «Контроль» 39 переходов, на которой контролируются все размеры готовой детали. На каждый переход указано отношение оперативного времени к вспомогательному, основное время, указаны наименования и средства технологического обеспечения (измерения и контроля), номер и наименование детали. Контроль осуществляется на столе ОТК. На данной операции также контролируется шероховатость поверхностей и наличие фасок. На некоторых переходах используется штангенциркуль, что является нецелесообразным для серийного типа производства – желательно использовать скобы, пробки и калибры, что снизит трудоемкость измерения и сократит общее время измерений.

Рассматривая наименование и содержание операций, приходим к выводу, что все операции выполнены методом дифференциации – т.к. практически невозможно провести всю обработку детали на одном станке.

2.4 Технологические базы. Способы установки (базирования) и закрепления заготовки. Соблюдение основных принципов базирования при принятой последовательности обработки детали

 

 

Базирование заключается  в  придании заготовки или изделию  требуемого положения относительно выбранной системы координат. Выбор  баз необходимо делать обоснованно, показать их связь с точностью  выполнения размеров, с конструкцией приспособлений и производительностью  обработки.

На операции 070 "токарно-винторезная" базирование и закрепление детали "вал" осуществляется  в трехкулачковом патроне с упором во вращающийся центр. Базовой поверхностью выступает цилиндрическая поверхность  и его  торцовая поверхность. Данная схема базировнаия объясняется геометрией заготовки, видом оборудования (токарный станок) и требованиями к качеству и точности поверхностей заготовки. При такой схеме закрепления заготовка лишается пяти степеней свободы трех перемещений и двух вращений, при этом торец выступает упорной базой (1 степень свободы), а цилиндрическая поверхность двойной направляющей (4 степени свободы). Данная схема базирования позволяет выполнить операционные размеры  с минимальной погрешностью. Принцип совмещения баз (совмещение конструкторской, технологической и измерительной баз) не выполняется, так как измерительной базой не является торец, который выступает в качестве технологической базы.

Схема закрепления заготовки  на операции 075 «Токарно-винторезная» аналогична схеме на операции 070. В  качестве баз используются поверхности, обработанные на предыдущей операции. Принцип постоянства баз от операции 070 к операции 075 не соблюдается, так как используются разные поверхности.

На операции 095 «Токарно -винторезная» выполняются два размера-это 7,1_-0.15 и 62_-0.3. Схема базирования –закрепление в трехкулачковом патроне с упором во вращающийся центр. Исходя из того, что погрешность базирования относится к погрешности конкретного размера, то на погрешность первого размера будет складываться из погрешности размеров поверхностей полученных на других операциях, поэтому для данного размера схема базирования не является верной, т.к не совпадает измерительная и технологическая база. Но данный недостаток компенсируется наличием довольно большого допуска на размер 150 мкм. При выполнении же второго размера 62_-0.3 схема базирования верна, т.к. измерительная и технологическая база совпадают, и на погрешность размера будет влиять только настройки станка.

2.5 Анализ принятых средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент)

 

      Выбор оборудования  определяют условия производства, технологические возможности станков  (размеры обрабатываемой детали, мощность), их точность, производительность, возможность обработки данного  вида детали и др.

      Крупносерийный тип производства допускает применение универсальных станков.

    Учитывая серийный  тип производства, применяются универсальная  оснастка: 3^х кулачковые патроны с пневмозажимом, патрон сверлильный, а также специальная – установочно зажимные приспособления на фрезернх операциях.

      Режущий  инструмент выбирается по технологическим  справочникам и ГОСТам. Режущая часть резцов – твердосплавные пластины Т15К10, метчики и сверла – выполняются из быстрорежущей стали Р6М5.

      Для крепления  режущего инструмента применяется  вспомогательный инструмент –  метчикодержатель, переходные втулки под концевые фрезы.

      В качестве измерительного используется универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль), так и предельные калибры (пробки). Для контроля шероховатости используются образцы шероховатости ГОСТ 9378-93 (операция 045) В серийной типе производства целесообразнее использовать средства контроля-это скобы, пробки калибры. Приведем пример нескольких технологических средств контроля в технологическом процессе на операции 145 «Контроль»: ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89 (переход 3); ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89 (переход 12); калибр КР-492(переход 23); скоба 23.5 h12 8119-0153h12 (переход 25); шаблон 4х45 8371-0028 МН 1416-61 (переход 28), скоба 44.5 h14 8119-0195h14 (переход 30).

Некоторые используемое модели станков являются устаревшими, к примеру, это 1К62. Данный станок следует заменить на более современный.

На операциях 050-070, 080-095, 110  «Токарно-винторезная» осуществляется обработка на токарно-винторезном станке CIE61ПМ. Данный станок выбран в соответствии с габаритными размерами заготовки, точностью обработки, мощностью резания.

 

 

2.6 Определение припусков на механическую обработку на одну из наиболее ответственных поверхностей заготовки

 

При разработке технологического процесса изготовления детали припуски на механическую обработку на одну из наиболее точных поверхностей определены расчетно-аналитическим методом [13].

Выбираем рабочую поверхность .

Исходные данные:

1. Чертёж детали;
2. Заготовка –прокат;
3. Технологические базы – центровые отверстия;

поверхность подвергается следующей  обработке:   - черновое точение; чистовое точение; шлифование.

4. Расчёт промежуточных припусков [13].

Исходная схема для  расчета припусков и промежуточных  размеров представлена на рисунке 3.