Проектирование технологического процесса механической обработки детали Вал

 

Вывод: деталь вала имеет  конструкцию, которую надо признать технологичной, т.к. удовлетворяет 81% требований при отработке конструкции на технологичность.

 

2.5 Анализ и разработка технических условий на изготовление детали

 

В машиностроении показатели качества изделий весьма тесно связаны  с точностью обработки деталей  машин. Полученные при обработке  размер, форма и расположение элементарных поверхностей определяют фактические зазоры и натяги в соединениях деталей машин, а следовательно, технические параметры продукции, влияющие на ее качество (например: мощность двигателей, точность станков), надежность и экономические показатели производства и эксплуатации.

Конструктивные допуски и технические требования на изготовление деталей назначают с учетом условий работы деталей в машине. Эти требования обеспечиваются финишными переходами обработки. Однако важно обязательное соблюдение технологического регламента изготовления детали и на всех предшествующих операциях обработки, так как результаты финишных переходов обработки существенно зависят от качества выполнения предшествующих переходов обработки.

Допуски размеров регламентируются СТ СЭВ 145-75, допуски формы и расположения СТ СЭВ 636-77.

При отсутствии указаний о допускаемых отклонениях формы  и расположения поверхностей эти  отклонения ограничиваются полем допуска  на размер. Однако на всех переходах  механической обработки отклонения формы и расположения поверхностей рекомендуется ограничивать некоторой частью допуска размера, с тем чтобы исключить возможность появления брака по размеру.

Качество изготовления продукции определяется совокупностью  свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и  его результатов установленным требованиям. Основными производственными факторами являются качество оборудования и инструмента, физико-химические, механические и другие свойства исходных материалов и заготовок, совершенство разработанного технологического процесса и качество выполнения обработки и контроля.

2.6 Обоснование выбора метода и способа получения исходной заготовки

 

В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки  является использование черновых заготовок  с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее оптимальных способов их обработки, т. е. обработки с наибольшей производительностью и наименьшими отходами.

Выбор вида заготовки  для дальнейшей механической обработки  во многих случаях является одним из весьма важных вопросов разработки процесса изготовления детали. Правильности выбора заготовки, т. е. установления ее формы, размеров припусков на обработку, точности размеров (допусков) и твердости материала, зависящих от способа изготовления заготовки, обычно весьма сильно влияет на число операций или переходов, трудоемкость и в итоге себестоимость процесса обработки и изготовления детали в целом.

Основными видами заготовок  в зависимости от назначения деталей  являются: отливки; штампованные и кованые заготовки; заготовки, штампованные из листового металла; заготовки из проката; сварные заготовки. При проектировании технологического процесса механической обработки детали корпус, исходя из возможностей завода ОАО «ПЗТМ» и типа производства, в качестве исходной заготовки принимается фасонный прокат - Круг В-II-20 ГОСТ 2590-88/35-I-М1-ТВ1-ГС ГОСТ 1050-88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6.1 Анализ материала заготовки

 

Свойства Сталь 35 ГОСТ 1050-88

Коэффициент KShl 0.9  

Коэффициент KVMet 1  

Коэффициент XMat 0.1  

Модуль упругости нормальный 2.06e+011 Па 

Модуль упругости нормальный при сдвиге кручением 7.4e+010 Па 

Плотность 7826 кг/куб.м 

Относительное сужение 60% закалка 850º С (вода) + отпуск 200ºС(возд)

Относительное сужение 45% нормализованная

Относительное удлинение после разрыва 13% закалка 850ºС (вода) + отпуск 200ºС(возд)

Относительное удлинение  после разрыва 20% нормализованная

Предел прочности при  растяжении 7.6e+008 Па закалка 850ºС (вода) + отпуск 200ºС(возд)

Предел прочности при  растяжении 5.4e+008 Па нормализованная

Предел текучести 6e+008 Па закалка 850ºС (вода) + отпуск 200ºС(возд)

Предел текучести 3.2e+008 Па нормализованная

HB 226 HB закалка 850ºС (вода) + отпуск 200ºС(возд)

HB 207 HB нормализованная

Предел прочности при  срезе 4.6e+008 Па

 

Химический состав Сталь 35 ГОСТ 1050-88

Содержание углерода (С) 0.32 .. 0.4% 

Содержание кремния (Si) 0.17 .. 0.37% 

Содержание марганца (Mn) 0.5 .. 0.8% 

Содержание хрома (Cr) 0 .. 0.25% 

Содержаниеа никеля (Ni) 0 .. 0.3% 

Содержание серы (S) 0 .. 0.04% 

Содержание азота (N) 0 .. 0.008% 

Содержание меди (Cu) 0 .. 0.3% 

Содержание фосфора (P) 0 .. 0.035% 

Температура ковки 1280 .. 750ºC 

Флокеночувствительность не чувствительна  

Склонность к отпускной  хрупкости не склонна  

 

2.7 Обоснование методов обработки поверхности заготовки

 

Каждому методу обработки  соответствует определенный диапазон квалитетов точности размеров, степени  точности формы, параметров шероховатости Rа и глубины дефектного слоя. Для черновых переходов обработки  это в первую очередь связано с точностью исходной заготовки, для чистовых – с точностью выполнения предшествующих переходов обработки и с условиями осуществления данного перехода. Точность на каждом последующем переходе обработки данной элементарной поверхности обычно повышается на черновых переходах на один–три квалитета или одну – три степени точности, на чистовых – на один–два квалитета точности размеров или одну–две степени точности формы обрабатываемой поверхности.

Рисунок 1 - Эскиз вала с обозначением номеров поверхностей

 

Таблица 2.7.1 – Выбор методов обработки и оборудования

 

№ поверхно сти	Размер	Метод обработки	Оборудован ие
1	395-1,4	1. Точение, Rа = 12,5мкм	16К20
2	36±0,31	1. Точение, Rа = 12,5мкм	16К20
3	10-0,36	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
4	3,2+0,3	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
5	28+0,52	1. Фрезерование 8 квалитет, Rа = 5 мкм	6Р12
6	65±0,37	1. Фрезерование 14 квалитет, Rа = 5 мкм	6Р12
7	60±0,37	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
8	393-1,4	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
9	Æ16-0,43	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
10	Æ14-0,043	1. Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм 2. Точение 9 квалитет, Ra = 5 мкм	16К20
11	Æ13-0,43	1.Точение 14 квалитет, Rа = 12,5мкм	16К20
12	Æ12	Точение 13 квалитет, Rа = 10 мкм Нарезание резьбы 8 квалитет	16К20
13	Æ12	Точение 13 квалитет, Rа = 10 мкм Нарезание резьбы 8 квалитет	16К20
14,15	6	1.Фрезерование 8 квалитет, Rа = 5 мкм	6Р12
16	13,5-0,18	1. Фрезерование 14 квалитет, Rа = 20 мкм	6Р12

Таблица 2.7.2 - Последовательность обработки поверхностей заготовки по операциям.

 

№ опер.	Наименование операции и перехода	Эскизы	Оборудование
005	Абразивно-отрезная
010	Токарная А установить деталь, закрепить, снять; точить пов 8 центровать по 8		16К20
015	Токарная  А  установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 1 II центровать пов 1		16К20
020	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 9 II точить пов 13 III точить фаску		16К20
025	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 10 II точить пов 12		16К20

 

 

№ опер.	Наименование операции и перехода	Эскизы	Оборудование
30	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить канавку пов 11		16К20
035	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 10		16К20
040	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I Нарезать резьбу B переустановить деталь, закрепить, нять II Нарезать резьбу		16К20
045	Фрезерная А установить деталь, закрепить, снять; I Фрезеровать паз		6Р12
050	Слесарная
060	Контрольная

 

 

 

 

 

 

8. Обоснование выбора технологических баз при обработке заготовки.

 

Последовательность обработки  заготовки обычно начинается с тех  поверхностей которые служат технологическими базами. Для обработки вала при большинстве операций за технологические базы принимают торцы вала, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности корпуса на единых базах с установкой его в приспособлении. В этом случае погрешность закрепления и базирования равны нулю и неточность обработки зависит только от настройки станка. В качестве технологических баз на первые операции принимаются необработанные поверхности, которые по возможности должны быть чистыми, гладкими, без заусенцев и без уклонов.

• Технологические   базы   первой   операции   при   обработке   корпуса: операция 010 –свободная поверхность № 9

После того как на первой операции были подготовлены технологические  базы обработку производят в определённой последовательности руководствуясь следующими принципами. С начала выполняют черновые операции, где снимают наибольший слой материала, затем чистовые, где детали предают необходимые размеры и окончательную форму. Завершают техпроцесс отделочные операции, где у детали обеспечивается требуемая шероховатость и окончательные размеры.

В качестве технологических баз на последующих операциях принимаются:

• операция 015 – поверхность № 9
• операция 020 – поверхность № 9, 8

- операция 025 – поверхность № 9, 1

• операция 030 – поверхность № 9, 1
• операция 035 – поверхность № 9, 1
• операция 040 переход 1 – поверхность № 9, 1
• операция 040 переход 2 – поверхность № 9, 8
• операция 045 – поверхность № 9

 

 

2.9 Проектирование технологического маршрута механической обработки деталей

 

Зная переходы, необходимые  для получения отдельных поверхностей и какие поверхности, в какой  последовательности обрабатываются, можно спроектировать предварительный маршрут изготовления детали.

Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями  детали, в том числе требованиями, предъявляемыми к точности ее основных и вспомогательных баз. Выбор маршрута обработки существенно зависит от типа производства и применяемого оборудования.

После выполнения анализа  чертежа детали и определения  порядка обработки, выбирается следующий  вариант маршрутного технологического процесса обработки вала.

 

Таблица 2.9.1 – Технологический маршрут механической обработки корпуса

 

№ опер.	Наименование операции и перехода	Эскизы	Оборудование	№ базы
005	Абразивно-отрезная
010	Токарная А установить деталь, закрепить, снять; точить пов 8 центровать по 8		16К20
015	Токарная  А  установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 1 II центровать пов 1		16К20
020	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 9 II точить пов 13 III точить фаску		16К20
025	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 10 II точить пов 12		16К20
30	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить канавку пов 11		16К20
035	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I точить пов 10		16К20
040	Токарная  А установить деталь, закрепить, снять; I Нарезать резьбу B переустановить деталь, закрепить, нять II Нарезать резьбу		16К20
045	Фрезерная А установить деталь, закрепить, снять; I Фрезеровать паз		6Р12
050	Слесарная
060	Контрольная