Разработка технологического процесса изготовления «Вал - шестерня»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.   ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА.

 

На операции 015 4269 Фрезерно-центровальная в качестве черновой базы выбраны наружные поверхности Ø7 и Ø8 с упором в торец, что обеспечивает надежную установку и закрепление детали и позволяет подготовить чистовую базу для последующих операций.

На операциях 020 и 025 4110 Токарная в качестве чистовой базы выбраны центровые отверстия с упором в левый торец, которые были подготовлены на предыдущей операции, и обеспечивают надежную установку и закрепление детали.

На операции 030 4153 Зубофрезерная в качестве чистовой базы выбраны центровые отверстия с упором в левый торец, которые были подготовлены на предыдущей операции, и обеспечивают надежную установку и закрепление детали.

На операции 040 4111 Токарно-револьверная в качестве чистовой базы выбрана наружная поверхность Ø14 и упор в торец Ø14/Ø7, которая была подготовлена на предыдущей операции, и обеспечивает надежную установку и закрепление детали.

На операциях 045, 050, 055, 065 и 070 4131 Круглошлифовальная в качестве чистовой базы выбраны центровые отверстия с упором в левый торец, которые были подготовлены на предыдущей операции, и обеспечивают надежную установку и закрепление детали.

На операции 060 4151 Зубошлифовальная в качестве чистовой базы выбраны центровые отверстия с упором в левый торец, которые были подготовлены на предыдущей операции, и обеспечивают надежную установку и закрепление детали.

 

7. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ ЧЕРТЕЖА.

 

1) Предъявляются требования радиального биения к некоторым цилиндрическим поверхностям относительно оси центров и требования торцевого биения опорных торцов относительно оси центров. Поэтому при обработке этих поверхностей в качестве базовых поверхностей необходимо использовать центра.

2) Деталь подвергается термической обработке, поэтому после неё все точные поверхности необходимо шлифовать.

 

 

8. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

8.1 КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

 

1. Наличие у детали «Вал-шестерня» стандартных, нормальных и унифицированных элементов:

• Фаски 0,5х45°;

• Зубчатый венец по ГОСТ 13755-81;
• Ø5, Ø7, Ø8, Ø11, Ø14, М4, 6, 9, 21, 45.

2.        Конфигурация поверхности является простой и однотипной: деталь «Вал-шестерня» состоит в основном из тел вращения, их поверхности легко доступны,  имеют простую геометрическую форму и могут быть обработаны стандартным инструментом на универсальных станках, оборудованных универсальной технологической оснасткой. Специальных инструментов и приспособлений для обработки не требуется.

3. Основные конструкторские базы должны обеспечивать возможность использования их в качестве конструкторских и технологических (принцип «единства баз»). У детали «Вал-шестерня» на всех операциях обеспечивается принцип «единства баз».
4. Имеется возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров.
5. К детали «Вал-шестерня» предъявляются довольно высокие требования точности и шероховатости. 2 поверхности имеют 6 квалитет точности, две поверхности – шероховатость поверхности 0,63 мкм и три поверхности – шероховатость 2,5 мкм.
6. Материал детали – сталь 38ХС, имеющая нормальную обрабатываемость резанием, масса детали – 0,015 кг.
7. Деталь обеспечивает точность установки, обработки и контроля.

          

 

8.2  КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ  АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ  ИЗДЕЛИЯ 

 

1. Коэффициент использования  материала

,

где: = 0,015 кг – масса детали;

       – масса заготовки, кг

       = 0,05 (кг)

-  выбранный метод получения заготовки и ее конфигурация

не удовлетворяют требованиям технологичности.

Это объясняется слишком  малыми размерами и массой детали, а, следовательно, большим влиянием на массу заготовки даже 1,5-мм припусков.

 

2. Коэффициент унификации  конструктивных элементов

,

где: – количество унифицированных поверхностей деталей

– общее количество поверхностей у детали.

- деталь технологична

3. Коэффициент трудоемкости

3.1 Коэффициент шероховатости

где: ni – число размеров или поверхностей для каждого квалитета и значения параметра шероховатости;

      Rai – шероховатость текущей поверхности, мкм.

 

Шероховатость	Количество поверхностей
	2
	3
	1
	2
	15

 

-повышенная трудоемкость обработки

3.2 Коэффициент точности  обработки.

  - квалитеты точности обрабатываемых поверхностей;

  - число размеров или поверхностей для каждого квалитета.

- трудоемкость обработки детали  нормальная

Вывод:

Данная деталь является не совсем технологичной. Технологичность конструкции имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление и ремонт изделия. Анализ технологичности доказал достаточную приспособленность конструкции детали к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, условий проведенных работ.  

 

 

9.  РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ

 

        Припуск – слой материала,  удаляемый с поверхности заготовки  в целях достижения заданных  свойств обрабатываемой поверхности детали.

Припуск на обработку  поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчётно-аналитического метода определения припусков (РАМОП).

 

 

9.1 РАСЧЕТ ПРИПУСКА  НА ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ РАЗМЕР.

9.1.1 РАСЧЕТ ПРИПУСКА РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.

Расчетно-аналитический  метод предусматривает расчёт припусков по всем последовательно выполняемым технологический переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчёт промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки). Применение данного метода сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создаёт единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок.

   Расчет проведем для одной из самых точных поверхностей Ø

Заготовка (штамповка)                         h=150

Точение черновое                                  h=50

Точение чистовое                                      h=25

Шлифование черновое                             h=15

Шлифование чистовое                           h=5

 

Выбор схемы базирования: базирование реализуется с помощью центров:

                                  [16]

где: 2 z_min-минимальный припуск при обработке наружной поверхности мм;

  Rz_i-1 –шероховатость предшествующей операции мм;

  h_i-1- глубина дефектного слоя мм;

  - суммарная пространственная погрешность предыдущей операции, мкм.

 

Для заготовки:

Выбор и расчет припуска для заготовки:

          Rz=80 мкм, h=150 мкм [10, с 186, таблица 12]

 

Суммарная пространственная погрешность:

          ;

где - величина коробления, мкм,

 

       , мм,

где - кривизна [10, с 186, таблица 15]

       - длина поверхности,

       - смещение половинок штампа [10, с 187, таблица 18]

 

(мкм)

 

Точение обдирочное:

          Rz=50 мкм, h=50 мкм [10, с 188, таблица 25]

 

(мкм)

Расчетный припуск:

 

Точение получистовое:

          Rz=25мкм, h=25 мкм [10, с 188, таблица 25]

(мкм)

Расчетный припуск:

 

Шлифование черновое (после термической обработки):

          Rz=10 мкм, h=20 мкм [10, с 188, таблица 25]

(мкм)

 

Погрешность установки  заготовки:

(мкм);

где: - погрешность базирования, мкм,

       - погрешность заготовки, мкм,

           - погрешность приспособления, мкм.

=22 мкм [10, с 192, таблица 32]

=0

(мкм);

где - погрешность установки приспособления на станке,

         - погрешность, связанная с износом установочных элементов

                           приспособления,

         - погрешность, связанная с неточностью изготовления элементов

                           приспособлений.

 

мкм

мкм

 

Расчетный припуск:

                              [16]

 

Шлифование чистовое (после термической обработки):

          Rz=5 мкм, h=15 мкм [10, с 188, таблица 25]

(мкм)

Погрешность установки  заготовки:

(мкм);

где: - погрешность базирования, мкм,

       - погрешность заготовки, мкм,

           - погрешность приспособления, мкм.

=9 мкм [10, с 192, таблица 32]

=0

(мкм);

где - погрешность установки приспособления на станке,

         - погрешность, связанная с износом установочных элементов

                           приспособления,

 

         - погрешность, связанная с неточностью изготовления элементов 

                           приспособлений.

 

мкм

мкм

 

Расчетный припуск:

 

Определение припусков  и размеров представлено в расчетной  таблице 

Поверхность  детали и маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный минимальный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые размеры для  переходов, мм		Получен ные предельные припуски, мкм
	Rz	h						dmax	dmin	2Zmаx	2Zmin
Штамповка	80	150	306,5	-	-	9,583	900	10,5	9,6	-	-
Точение:         обдирочное                 получистовое     Шлифование        черновое            чистовое	50	50	31,5	-	1073	8,51	580	9,09	8,51	1410	1090
	25	25	14,7	-	263	8,247	150	8,4	8,25	690	260
	10	20	1,05	41,34	162	8,085	22	8,107	8,085	293	165
	5	15	1,05	36	94,1	7,991	9	8	7,991	107	94