Разработка технологического процесса изготовления детали «Ось» на станках

 

 

 

 

 

 

 

Разработка технологического процесса изготовления

детали «Ось» на станках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин является одним из наиболее ответственных этапов технологической подготовки производства. Технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность труда и требуемое качество изделий при минимальных затратах материальных средств на их изготовление.

Разработка технологического процесса изготовления детали включает в себя:

1. Анализ рабочего чертежа детали, условий производства.
2. Определение программы выпуска, установление типа производства.
3. Выбор вида заготовки. Назначение припусков.
4. Установление плана и методов механической обработки.
5. Разработку операций (выбор станочного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, назначение режима резания для каждого перехода, определение нормы времени).
6. Оформление документации технологического процесса.

Целью данной работы является проектирование технологического процесса изготовления детали «Ось». Ось – это деталь машин, предназначенная для передачи крутящих моментов и монтажа на них различных деталей и механизмов. Ось представляет собой сочетание гладких посадочных и непосадочных, а так же переходных поверхностей. Деталь ось с габаритными размерами: Ø136х345мм. Деталь «Ось» представляет собой тело вращения и состоит из простых конструктивных элементов, представленных в виде тел вращения круглого сечения различного диаметра и длины. На оси имеется резьба размером М90-6g. Длина оси составляет 345 мм, максимальный диаметр равен Ø136 мм, а минимальный Ø110 мм. Ось состоит из 3 частей. Первая часть представляет с собой цилиндрическую часть диаметром Ø136 мм длиной 17 мм. Вторая часть представляет с собой цилиндрическую часть диаметром Ø110 мм длиной 280 мм. Третья часть представляет с собой резьбовую часть М90-6g с шагом резьбы 1,5 мм, длиной 44 мм и шероховатостью Ra6,3, с одной стороны резьбовой части выполнена фаска 1,6х45° мм. А также на этой части выполнено отверстие диаметром Ø10 мм находящиеся на оси детали на расстоянии 29 мм от края детали. Между первой и второй частью проточена канавка глубиной 0,3 мм и шириной 0,3 мм радиусом R1,5 мм и шероховатостью Ra12,5. Между второй и третьей части проточена канавка шириной 4 мм на диаметре Ø85,5 мм с радиусами перехода на основные поверхности R1 max. Поверхности второй части т. е. цилиндрической части шлифуются шероховатостью Ra1,6.

 

 

2. Анализ рабочего  чертежа

При анализе рабочего чертежа оценим достаточность числа проекций, размеров, сечений. В данном конструкторском чертеже число размеров, сечений проекций достаточно.

Почти все поверхности оси относятся к основным, потому что сопрягаются с соответствующими поверхностями других деталей машин или же непосредственно участвуют в рабочем процессе машины. Это объясняет достаточно высокие требования к точности обработки детали и степени шероховатости, указанные на чертеже.

Можно отметить, что конструкция детали полностью отвечает ее служебному назначению. Но принцип технологичности конструкции состоит не только в удовлетворении эксплуатационных требований, но также и требований наиболее рационального и экономичного изготовления изделия.

Ось изготовлена из материала сталь 30ХГС (ГОСТ 4543-71), которая сравнительно хорошо обрабатывается резанием. С точки зрения рационального выбора заготовки ось относится к достаточно технологичным деталям. В качестве заготовки можно использовать прокат как наиболее дешёвый вид заготовки. Геометрическая форма детали состоит из поверхностей, которые образованы 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. Необходимая точность размеров и шероховатость поверхностей достигаются относительно небольшим набором несложных операций, а также набором стандартных резцов и кругов для шлифования. Поверхности оси обрабатываются на токарном, сверлильном и шлифовальном станках.

Конфигурация детали обеспечивает нормальный вход и выход инструмента.

На чертеже в технических требованиях детали твердости рабочих поверхностей должны быть 33…38HRC, что подразумевает операцию термообработки (закалка с отпуском) после чего проводятся отделочные операции: шлифование, полирование. Шероховатость свободных поверхностей не указанных на чертеже, имеет значение Ra0,63. Неуказанные предельные отклонения размеров охватывающих по h14, остальных по . Также в детали предъявляются требования: Покрытие хим. окс. прм. т.е. химическое оксидирование промасливанием.

Деталь обрабатывается в центрах и имеет достаточную жесткость, т.к. l/d<10 т.е. (345/136<10). Конструкция детали обеспечивает безударную обработку.

На основных операциях возможность применения стандартного режущего и мерительного инструментов и оснастки (резец проходной, резец подрезной, линейка, штангенциркуль).

В результате вышеизложенного деталь технологична технологичной с точки зрения конструкции и способов обработки.

 

3. Материал, его состав и его свойства.

Ось изготовлена из стали 30ХГС ГОСТ 4543-71. Сталь 30ХГС относится к группе качественной среднелегированной конструкционной стали. Это хромокремнемарганцевая сталь с нормальным содержанием марганца.

Таблица 1. Химический состав стали 45.

Марка стали	С, %	Si %	Mn %:	S, %	Р, %	Cr, %	Ni, % не более	Cu% не более
				не более
30ХГС	0,28-0,35	0,90-1,2	0,80-1,10	0,035	0,035	0,8-1,10	0,3	0,3

 

Таблица 2 Виды и режимы термообработки

Марка стали	Отжиг	Закалка	Отпуск		Твердость НВ
Сталь 30ХГС	Температура нагрева °С	Температура нагрева °С	Среда охлаждения	Температура нагрева °С	≤229
	830-850 с печью	880	масло	540

 

 

4.Выбор вида  заготовки. Назначение припусков

Производство – единичное (индивидуальное). Заготовка: Сортовой горячекатаный прокат калиброванный, круглый, мерной длины (МД), диаметром 140 по ГОСТ 2590-2006, из стали 30ХГС, с качеством поверхности группы Б по ГОСТ 1051-73, нагартованный Н.

Ø 140 ГОСТ 2590-2006

L=350 мм (длина заготовки) L=345+2+3-(2÷3) принимаем длину заготовки L=350 мм с учётом припуска.

Выбор плана обработки

005. ЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ

1. Закрепить заготовку  на тисках;

2. Отрезать заготовку  длиной L=350 мм с учетом припуска.

 

010. ТОКАРНАЯ

1. Установить и закрепить заготовку в патроне;

2. Подрезать торец  в размер 347 мм с одной стороны окончательно;

015 ТОКАРНАЯ

1. Перезакрепить и установить заготовку в патроне;
2. Подрезать торец в размер 345 мм с одной стороны окончательно;

020 ТОКАРНАЯ

1. Обточить Ø136 мм в размер 17 мм с одной стороны окончательно.

2. Обточить Ø110 мм в размер 280 мм с одной стороны окончательно;

3. Выточить канавку выдерживая размеры: глубиной 0,3 мм, и шириной 0,3 мм, радиусом R1,5 мм шероховатостью Ra0,63;

025 ТОКАРНАЯ

1. Перезакрепить и установить заготовку в патроне;
2. Выточить канавку выдерживая размеры Ø 85,5 мм и шириной 4 мм на расстоянии 44 мм.
3. Нарезать резьбу М90 длиной 44 мм от торца детали шероховатостью Ra6,3.
4. Снять фаску размером 1,6х45°

030 СВЕРЛИЛЬНАЯ

Просверлить отверстие Ø10 мм на расстоянии 29 мм от торца детали.

035 ШЛИФОВАЛЬНАЯ

Шлифовать Ø110 в размер 280 мм шероховатостью Ra1,6 с одной стороны окончательно.

040 КОНТРОЛЬНАЯ

Произвести контрольные измерения.

 

5. Выбор оборудования и оснастки.

005 ОБОРУДОВАНИЕ

Механическая ножовка 8Б72.

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Тиски механические станочные специальные, линейка металлическая.

 

010 ОБОРУДОВАНИЕ

Токарный станок 16К20 частота вращения шпинделя nmin=12.5; nmax=1600 об\мин мощность двигателя Nдв=10 кВт

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Патрон: 3-х кулачковый, поводковый.

Центры: передние и задние центра

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Резцы: Подрезной отогнутый Т15К6;

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Линейка металлическая.

 

015 ОБОРУДОВАНИЕ

Токарный станок 16К20 частота вращения шпинделя nmin=12.5; nmax=1600 об\мин мощность двигателя Nдв=10 кВт

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Патрон: 3-х кулачковый, поводковый.

Центры: передние и задние центра

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Резцы: Подрезной отогнутый Т15К6;

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Линейка металлическая.

 

020 ОБОРУДОВАНИЕ

Токарный станок 16К20 частота вращения шпинделя nmin=12.5; nmax=1600 об\мин мощность двигателя Nдв=10 кВт

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Патрон: 3-х кулачковый, поводковый.

Центры: передние и задние центра

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Резцы: Проходной отогнутый Т15К6;

            Расточной ГОСТ 18883-73 2141-0095 Т15К6;

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89; линейка металлическая.

 

025 ОБОРУДОВАНИЕ

Токарный станок 16К20 частота вращения шпинделя nmin=12.5; nmax=1600 об\мин мощность двигателя Nдв=10 кВт

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Патрон: 3-х кулачковый, поводковый.

Центры: передние и задние центра

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Резец: расточной ГОСТ 18883-73 2141-0095 Т15К6;

            резьбовой 2660-0507 ГОСТ 18876-73;

           фасочный резец 2136-0709 ГОСТ 18875-73

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89, линейка металлическая, калибр для проверки резьбы,

 

030 ОБОРУДОВАНИЕ

Станок для сверления отверстий Модель 3Н125 частота вращения шпинделя nmin=45; nmax=2000 об\мин мощность двигателя Nдв=2,2 кВт

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

Кондуктор

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Сверло 2300-3479 А1 ГОСТ 10902-77

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89, линейка металлическая, калибр-пробка ГОСТ 14821-69.

 

035 ШЛИФОВАЛЬНАЯ

Станок для шлифования части оси диаметром Ø110 мм и длиной 280 мм Модель 3Б12 частота вращения шпинделя n=2500 об\мин мощность двигателя Nдв=7,5 кВт;

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Круг шлифовальный ПП 250х60х10 (24А), твердость С1, зернистость 25, номер структуры 5, связка К5, скорость вращательного движения v=35 м/с ГОСТ 2424-83

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89, линейка металлическая, микрометр.

 

040 КОНТРОЛЬНАЯ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89, линейка металлическая, микрометр, фаскомер, калибр-пробка, калибр для проверки резьбы.

6.Выбор  режимов резания.

010 Переход 1.

Принимаем резец токарный подрезной. Материал пластины Т15К6. Материал державки - сталь 45, сечение державки резца НхВ=16х25, R=1mm ГОСТ 18879-73.