Технологический процесс изготовления детали

     Содержание

1. Анализ технологических требований изготовления детали………….2
2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов

детали………………………………………………………………….…5

3. Выбор способа установки заготовки для её обработки………………6
4. Выбор вида, определение размеров заготовки, типа и

типоразмера центровых отверстий………………………………...…..6

5. Составление укрупнённого маршрута изготовления детали……..….7
6. Разработка операций по формированию контура детали………….....8
7. Составление плана токарной и шлифовальной обработок

детали……………………………………………………………….......15

8. Выбор и расчёт режимов резания…………………………………….19
9. Определение затрат времени на токарную и шлифовальную

обрабоку…………………………………………………………..……30

10. Заключение……………………………………………………..36

Список используемой литературы…………………………...………37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     1. Анализ технологических требований изготовления детали.

 

Деталь  изготавливается в условиях единичного производства из стали 45 ГОСТ 1050-88 твердостью НВ 280, термообработка - нормализация. Она представляет собой 5-ти ступенчатый вал длиной  360  мм. Относится к группе цилиндрических изделий. Внутри - сплошной. Основное предназначение вала – передавать крутящий момент  в редукторе тихоходной ступени.

 

Рисунок 1. Компоновочная  схема

1 – ступень вала  под МУВП; 2 – ступень вала под  подшипник и  уплотнение; 3 –  ступень вала под зубчатое колесо; 4 - заплечник вала;  5 – ступень вала под подшипник; 

6 – канавка; 7 – рабочий торец.8, 9, 10 – нерабочие торцы;

 

Первая ступень диаметром 67 мм и длиной 110 мм имеет шпоночный паз и служит для посадки МУВП, обрабатывается с допуском n6, шероховатостью  Rа = 0,8 мкм.

Вторая ступень диаметром 72 мм и длиной 85 мм имеет два участка: первый - полированный для посадки уплотнительной манжеты на участке длиной 40 мм, обработанной с допуском h8, шероховатостью Rа = 0,32 мкм; второй - для посадки подшипника обрабатывается с допуском k6, шероховатостью Rа = 0,8 мкм.

Третья ступень диаметром 80 мм и длиной 80 мм имеет шпоночный паз для посадки зубчатого колеса 8 степени точности. Обрабатывается с допуском p6 и шероховатостью      Ra = 0,8  мкм.

Четвертая ступень диаметром 85 мм и длиной 53 мм служит упором для зубчатого колеса и подшипника, специально не  обрабатывается.

Пятая ступень диаметром 72 мм и длиной 32 мм служит для посадки подшипника, обрабатывается с допуском k6, шероховатостью Rа = 0,8 мкм.           

     

На  пятой ступени под подшипник протачивается канавка при помощи канавочного резца на токарном станке, т.к. торец 7 является рабочим. Все остальные торцы являются не рабочими.

 

  Для удобства монтажа делаем фаски на ступенях: 1, 2, 3, 5., которые подрезаются на токарном станке при помощи проходного резца. Фаски не являются рабочими, поэтому точность и шероховатость обеспечивается  инструментом.

На  поверхностях 1 и 3 необходимо нарезать шпоночные пазы.

   При изготовлении детали необходимо  выдерживать допуски формы и  расположения.

 

     Допуск цилиндричности (табл. 24.2 [1]);

- для поверхностей 2 и 5 (Ø72 k6 )

Т_/o/ = 0,5 ^.19 = 9,5 мкм. Принимаем Т_/o/ = 0,01 мм;

 

- для поверхности 1 (Ø67 n6)

Т_/o/ = 0,5 ^.19 = 9,5 мкм. Принимаем Т_/o/=0,01 мм;

 

- для поверхности 3 (Ø80 p6)

Т_/o/ = 0,5 ^.22 = 11 мкм. Принимаем Т_/o/=0,01 мм;

 

Допуск соосности расположения

- для поверхности 1 (Ø67 n6),

Т_ã = 60/n

Т_ã = 60/1000 = 0,06 мм. Принимаем Т_ã = 0,06 мм;

 

- для поверхностей 2 и 5 (Ø72 k6) 

Т_ã = 0,1 ^.В₁ ^.Т_табл   (табл. 22.5 [1]);

где В₁ – ширина подшипника;

Т_ã = 0,1 ^. 32 ^.4 = 12,8 мкм. Принимаем Т_ã=0,01 мм.

- для поверхности 3 (Æ80 p6)

При 8 степени кинематической точности передачи для зубчатого колеса с  делительным диаметром 280мм. (по табл. 22.7 [1]) степень точности допуска соосности 7). Т_ã = 40мкм (табл. 22.6 [1]). Принимаем Т_ã=0,04 мм.

 

Допуск перпендикулярности упорного буртика под подшипник

- для шарикового подшипника – степень точности допуска 8 (табл. 22.4 [9]);

Т_┴ = 0,03 мм (табл. 22.8 [9]);  Принимаем Т_┴ = 0,03мм

 

Допуски параллельности и симметричности шпоночного паза

- зубчатого колеса 22N9

      Т_// = 0,5^.t_шп. (табл. 24.2 [1]);

Т_// = 0,5^.52 = 26 мкм. Принимаем Т_// = 0,02мм;

 

Т_≡ = 2^.t_шп  (по табл. 24.2 [1]);

Т_≡  = 2^.52 = 104 мкм. Принимаем Т_≡ = 0,1мм,

-хвостовика 20N9

      Т_// = 0,5^.t_шп. (табл. 24.2 [1]);

Т_// = 0,5^.52 = 26 мкм. Принимаем Т_// = 0,02мм;

 

Т_≡ = 2^.t_шп  (по табл. 24.2 [1]);

Т_≡  = 2^.52 = 104 мкм. Принимаем Т_≡ = 0,1мм,

где  t_шп - допуск ширины шпоночного паза.

 

 

     2. Выбор вида финишной обработки конструктивных элементов детали.

Для обрезки заготовки в размер, сверления центровых отверстий  и формирования профиля вала применим токарный станок 16К20.

Для поверхности 4 (Æ85h14) с шероховатостью Rz 80, назначаем только черновое точение.

Для поверхностей 2 и 5 (Æ72k6) с шероховатостью Ra 0,8 назначаем окончательное шлифование, для участка под манжетное уплотнение с Ra 0,32 назначаем полирование.

Для поверхностей 1 (Æ67n6) и 3 (Æ80p6) с шероховатостью Ra 0,8  назначаем окончательное шлифование.

Фаски, галтели, и центровые отверстия получаем на токарном станке.

Для получения шпоночных канавок  используем концевые фрезы.

 

 

 

 

 

 3. Выбор способа установки заготовки для её обработки.

 

    Рассчитаем средний диаметр заготовки как:

 где: n – число конструктивных элементов;

 – диаметр и длина конструктивного  элемента;

 L – длина детали

 

 

 

     Определим  коэффициент жесткости:

 

Т.к. 4<К_ж<10, то применяем установку в центрах.

 

 

     4. Выбор вида, определение размеров заготовки, типа и типоразмера центровых отверстий.

     Для условий единичного или мелкосерийного производства и при несущественном перепаде диаметров, для детали типа вал применяется в качестве заготовки круглый горячекатаный сортовой прокат.

     При максимальном диаметре детали 85 мм и при К = 4,8 рекомендуемый диаметр заготовки 95 мм.

     Из номенклатуры круглого сортового проката выбираем сталь горячекатаную круглую ГОСТ 2590 – 88 обычной степени точности (В) Æ95 мм с предельными отклонениями +0,5; -1,3 допуск на заготовку составляет 1,8мм (Т = 1,8мм), что соответствует 16 квалитету.

     Определим длину заготовки:

 

 

где Z_то – припуск на торцевую обработку. При номинальном диаметре проката свыше 80 мм до 180 мм  Z_то = 3мм. (по табл. П7 [10])

 

Центровые отверстия для токарной и шлифовальной обработки выбираем согласно ГОСТ 14034-74. Для детали Æ95 мм рекомендовано центровое отверстие В 10.

Выбираем: отверстие центровое В 10 ГОСТ 14034-74.

 

 

     5. Составление укрупнённого маршрута изготовления детали.

 

005   Заготовительная

Отрезать заготовку от проката  круглого сечения обычной степени  точности       Æ95мм длиной  366мм.

 

010 Термическая

         Заготовку  подвергнуть термообработке –  нормализации до НВ 280.

 

015 Токарная

Выполнить обработку торцов в размер 360 h14 и сверлить два центровых отверстия В10 ГОСТ 14034-74. За несколько технологических переходов выполнить обработку по формированию контура детали. Точить фаски, канавки.

 

020 Кругло-шлифовальная

Выполнить предварительную и окончательную  обработку шеек детали.

     

025 Фрезерная

Фрезеровать два шпоночных паза окончательно. 

      

030 Термическая 2

     Подвергнуть ТВЧ шейку  вала Ø72 h8 под манжету.

 

035 Моечная

     Очистить детали от загрязнений;

 

040 Контрольная

     Выполнить контроль детали по условиям чертежа;

 

 

     6. Разработка операций по формированию контура детали.

 

     6.1. Расчёт числа стадий обработки по каждому конструктивному элементу.

     Ужесточение точности:

 

 

                                 - Ø67 n6

                    - Ø72 k6

                                - Ø72 h8

                                - Æ80 р6

                                   - Æ85 h14

Число стадий обработки:

 

 

 

Принимаем:

n₁ = n₂ = n₃ = n₅ = 4

n_2” = 3

n₄ = 1

     6.2. Расчёт точности промежуточных размеров заготовки по стадиям обработки.

  Определим точность заготовки  по каждой стадии механической  обработки для каждой поверхности. При расчете шаг уменьшения квалитетов по стадиям механической обработки должен изменяться по закону убывающей арифметической прогрессии. Расчет ведём в табличной форме.

 

 

Таблица 1. Расчет точности промежуточных размеров 2-ой; 5-ой  поверхностей вала: Ø72k6;    3-ей - Ø80р6;   1-ой – Ø67n6.   

№	Стадия обработки	КВ	∆КВ
0	Заготовка	16	10
1	Обтачивание черновое	12	4
2	Обтачивание чистовое	9	3
3	Шлифование предварительное	7	2
4	Шлифование окончательное	6	1

 

Таблица 2. Расчет точности промежуточных размеров 2”-ой поверхности на участке вала манжетное уплотнение: Ø 72h8

№	Стадия обработки	КВ	∆КВ
0	Заготовка	16	8
1	Обтачивание черновое	12	4
2	Обтачивание чистовое	9	3
3	Шлифование окончательное	8	1

 

Для получения размера 4-ой поверхности с Ø 85h14, используем только обтачивание черновое.

 

 

 

6.3. Определение промежуточных  размеров по стадия механической  обработки

 

     Расчет ведем в табличной форме, используя следующие формулы:

где: - припуск на обработку поверхности принимается из ;

        d - текущий диаметр;

        d( ) - диаметр предшествующей обработки;

       - исходный размер ступени вала;

       – максимальный размер ступени вала;

 

Таблица 3. Расчет припусков на промежуточные размеры 2-ой и 5-ой поверхностей  вала под подшипник Ø72k6

№	Содержание перехода	Расчёт промежуточных        размеров			Характеристика размера
		Исходный размер	2Zi	Предельные отклонения	Величина	Rz (Ra)
4	Шлифование окончательное	72,021	0,06		72	0,8
3	Шлифование предварительное	72,081	0,1		72,081	1,25
2	Обтачивание получистовое	72,181	0,5		72,18	Rz40
1	Обтачивание черновое	72,681	2,1		72,68	Rz80
0	Заготовка	74,781	-	h16	74,78	Rz125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4. Расчет припусков на промежуточные размеры 3-ой

поверхности  вала  Ø80р6

№	Содержание перехода	Расчёт промежуточных  размеров			Характеристика размера
		Исх. размер	2Zi*	Предельные отклонения	Величина	Rz(Ra)
4	Шлифование окончательное	80,059	0,06	p6	80	0,8
3	Шлифование предварительное	80,119	0,1	h7	80,119	1,25
2	Точение получистовое	80,219	0,5	h9	80,22	Rz40
1	Точение черновое	80,719	2,1	h12	80,72	Rz80
0	Заготовка	82,819	-	h16	82,82	Rz125