Технологический процесс изготовления вал-шестерни дифференциального редуктора

В начале технологического процесса с заготовки удаляем наибольшие припуски ,при черновом точении, что способствует перераспределению остаточных напряжений в материале заготовки.

В конце технологического процесса выполняем слесарные работы,  промывку, малярные работы и контроль.

Намеченная последовательность обработки поверхностей заготовки позволяет составить маршрут технологического процесса изготовления детали в виде списка переходов с соблюдением последовательности их выполнения.

Маршрутный технологический процесс данной детали представлен в маршрутной карте технологического процесса изготовления детали.

На выбор оборудования влияют следующие параметры:

• состав технологического процесса изготовления изделия;
• свойства материала обрабатываемой заготовки;
• себестоимость изготавливаемого изделия;
• требования к качеству детали.

В связи с этим целесообразно применить в процессе обработки нашей заготовки      следующее оборудование:

• Токарно-винторезный станок 16К20  на первой операции
• Горезонтально-фрезерный станок 6п10
• Круглошлифовальный станок  3153М

 

В соответствии с выполнением требуемых операций необходима следующая оснастка:

• Патрон трехкулачковый самоцентрирующий
• Универсальная делительная головка УДГ-40
• Тиски с  самоцентрирующими призмами и гидравлическим поджимом на вертикально-фрезерной операции при фрезеровании шпоночного паза.
• Центр  упорный ГОСТ 8742-75- на круглошлифовальной  операции.

 

3.7  Определение  припусков на обработку,  межпереходных 

       размеров и их  допусков. Определение размеров исходной

       заготовки.

 

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

Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска.

Для определения минимального припуска используются следующие формулы:

• при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) zi min = ( Rz + h )i-1 + Δi-1 + ei
• при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск) 2zi min = 2 [ ( Rz + h )i-1 + Δi-1 + ei ]
• при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск)

 

 

где:	Rzi-1	–	высота неровностей профиля на предшествующем переходе,
	hi-1	–	глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе,
	Δi-1	–	суммарное отклонение расположения поверхности, полученное на предшествующем переходе;
	ei	–	погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

 

 

 

Расчетные и максимальные значения припусков определяются по формулам:

Zi нб = Zi нм + Ti-1 + Ti;

где :   Zi нм – наименьший припуск  на   данном  переходе;

         Ti – допуск  на  размер,  получаемый  на  данном  переходе;

        Ti-1 – допуск на   размер,  полученный  на  предшествующем  переходе.

Общие припуски определяются как сумма межоперационных (расчетных).

Zобщ =Zрасч 1 + Zрасч 2 +... + Zрасч n

 

Расчет припусков на размер Ø 12 e8 мм;   Ra=1,25 мкм

Обработку указанной поверхности следует производить в 3 этапа:

        1. Точение  черновое

    2. Точение получистовое

    3. Точение  чистовое

Для обработки целесообразно выбрать в качестве технологической базы наружнюю цилиндрическую поверхность заготовки и её торец, который является установочной базой. Деталь устанавливается в 3-х кулачковый самоцентрирующийся патрон, и данная поверхность обрабатывается за один установ,  ввиду чего погрешность установки ey1 = ey2  = ey3 =  0

 

Определение расчетных значений минимальных припусков:

 

Начинаем  с шлифования:

Ra = 0,8 мкм; Rz = 4*Ra = 3,2мкм (0,0032 мм); h = 0,005 мм; =0,03

2 = 2(0,0032+0,005+0,03) =0,0764 0,08 мм

Точение чистовое:

Ra = 1,6 мкм; Rz = 4*Ra = 6,4мкм (0,0064 мм); h = 0,015 мм; =0,06

2 = 2(0,0064+0,015+0,06) =0,16 мм

Точение получистовое:

Ra = 2,5 мкм; Rz = 4*Ra = 10 мкм (0,01 мм); h = 0,07 мм; =0,12

2 = 2(0,01+0,07+0,12) = 0,4мм

Точение черновое:

Ra = 12,5 мкм; Rz = 4*Ra = 50 мкм (0,05 мм); h = 0,15 мм; =0,7

2 = 2(0,05+0,15+0,7) = 1,8 мм

 

 

Определение расчетных значений максимальных припусков:

2Zmaxi = Zi min +Ti+ Ti-1

2Zmax4  =  0,008 + 0,011 + 0,1 = 0,191 мм

2Zmax3  =  0,16 + 0,1 + 0,25 = 0,51 мм

2Zmax2 =  0,4 + 0,25+0,6 = 1,25 мм

2Zmax1  =  1,8 + 0,6 + 1,0 = 3,4 мм

Определение номинальных припусков:

2 Zномi = Zmini + Δнi-1 + Δвi

2ZH4 = DH+Zmin4+DB4= 0,012 + 0,008 + 0,099 =0,191 мм

2ZH3 = DH4+Zmin3+DB3= 0,15 + 0,16 + 0,20 =0,51 мм

2ZH2 = DH3+Zmin2+DB2= 0,25 + 0,4 + 0,60 = 1,25 мм

2ZH1 = DH2 + Zmin1+DB 1= 0,23+1,8 + 1,37 = 3,4 мм

Расчёт межпереходных размеров

А4=ДД= мм

А3=Дд + 2ZH3 = 15 + 0,191 = 12,191 »

А2=Дд + 2ZH3 = 15,191 + 0,51 = 15,701 »

А1=А2 + 2ZH2  = 15,701 + 1,25 = 16,95 »

Азаг=Дзаг=А1 + 2ZH1 = 16,95 + 3,4 = 20,35 »

Zоб=Дзаг-Ддет=20,4 – 15 = 5,4 мм.

Ø мм обеспечивает достаточный припуск для формообразования поверхности  Ø15k6 мм, но этот диаметр меньше максимального диаметра детали  Ø 27h7 мм, припуск на который составляет 2±0,5 мм. Поэтому, произведя расчёт по максимальному диаметру детали, примем ближайший размер сортового проката по ГОСТ 4543-71  Ø30 ±0,5;  мм L 108±1 мм.

 

 

3.8   Разработка  операционного технологического процесса.

 

 

         В ходе  бакалаврской  работы была разработана  технологическая документация  изготовления  детали Поршень,  которая представлена  в приложении 2

 

 

 3.9   Назначение режимов резания.

 

Глубина резания t : при черновой обработке (предварительной) назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке - в зависимости от размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

Скорость резания v: рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид

        

Значения коэффициента Сv и показателей степени, содержащихся в этих формулах, так же как и периода стойкости Т инструмента, применяемого для данного вида обработки, приведены в таблицах для каждого вида обработки. Вычисленная скорость резания учитывает конкретные глубины резания, подачи и стойкости и действительна при определенных табличных значениях других факторов. Поэтому для получения действительного значения скорости резания v с учетом конкретных упомянутых факторов вводится поправочный коэффициент Кv - произведение ряда коэффициентов. Важнейшими из них, общими для всех видов обработки, являются:

Кмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Кмv =1,2 -при обработке долбяком из быстрорежущей стали;

Кпv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

Кпv = 1.0 -  для заготовки из проката.

Киv - коэффициент, учитываеющий качество материала инструмента.

Киv = 0,3 - для инструментального материала для Р18.

Стойкость Т - период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует одноинструментной обработки.

Основное время для перехода рассчитывается по формулам:

для растачивания , сверления:  То = (L/n*So)*i ;   L = l1+l2+l3

      l1 – длина обраб. поверх.

      l2 – величина врезания ин-та

      l3 – величина переб. ин-та

      i – число проходов

Рассчитаем режимы резания на примере одного перехода.

Операция 020: Зубодолбежная

Долбить зубчатый венец m=1; z=25 на Ø 27h7

Инструмент –долбяк дисковый прямозубый Р6М5 m=1; z=25; d=48 мм

ГОСТ 9323-60

• t = 4 мм – глубина резания
• S = 0,7 мм/дв. ход

 

Вычисляем скорость резания:

 

 

 

Где  =0,6 – коэффициент учитывающий ударную нагрузку.

        = 340; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,20

        период стойкости Т = 60 мин.

Определим общий поправочный коэффициент:

Kv = Kmv * Kuv * Knv = 0,36 ; где

 

Kmv= 1,2; Kuv=0,3; Knv=1,0

 

 м/мин

 

Cила резания, стремящаяся повернуть заготовку относительно цанги:

Pz,y,x = 10CptxsyvnKp.                

                 

 

 

 

Мощность резания:

 

 

Основное время:

То = (L/n*So)*i ;   L = l1+l2+l3 = 12 мм ;  So = 0,7 мм/дв. ход.

l1 = 10 мм;  l2 = 2 мм ;  l0 = 0

То = (L/n*So)*i  = 11,67 мин

Операция 005   Заготовительная

№ пер	№ инст.	Обозначение инструмента	t	So	Sм	n	v	To
			мм	мм/об	мм/мин	мин-1	м/мин	мин
1	1	Ножовочное полотно 6645-53	22	-	120	-	30	0,33

 

 

 

 

 

 

 

                   3.11.  Контроль точности изготовленной детали

При выборе типа и конструкции измерительного инструмента следует учитывать следующие основные факторы:

- точность требуемого измерения;

- характер производства;

- размер измеряемой поверхности;

- качество измеряемой поверхности.

Точность требуемого измерения влияет на выбор точности измерительного инструмента. Например, грубые размеры можно измерить кронциркулем или линейкой, а точные размеры следует измерять штангенциркулем или микрометром и т. п.

Характер производства влияет на выбор конструкции и типа измерительного инструмента. Например, при большом количестве одинаковых деталей их целесообразно измерять калибрами или специальными измерительными инструментами. При индивидуальном изготовлении деталей применение специального измерительного инструмента нецелесообразно. В этих условиях пользуются обычно универсальными измерительными инструментами.

Размер измеряемой поверхности влияет на выбор размера измерительного инструмента.

Качество измеряемой поверхности влияет на выбор типа и конструкции измерительного инструмента. Так как грубо обработанные поверхности обычно не подвергаются точным измерениям, то применять для их измерения точный инструмент не следует. В этом случае мерительные поверхности инструмента будут быстро изнашиваться, инструмент выйдет из строя и будет негоден для прямого назначения, т.е. для точных измерений.

 

 

4.Проектирование приспособления.

 

1. Служебное назначение приспособления.  Обоснование         выбора вида приспособления.

 

Разработку ТП сопровождают проектированием приспособлений. Приспособлением называют вспомогательное устройство для выполнения операций механической обработки, сборки, испытания и контроля. Наибольшую группу составляют приспособления для механической обработки на станках. Применение станочных приспособлений устраняет разметку, повышает производительность труда и точность обработки, снижает себестоимость изделия, повышает безопасность работы и улучшает условия труда. По назначению приспособления делят на следующие группы:

- станочные приспособления, используемые для установки и закрепления заготовок на станках; - приспособления для закрепления режущих инструментов;

- сборочные приспособления, используемые для соединения сопрягаемых деталей и сборочных единиц, закрепления базовых деталей, выполнения сборочных операций, требующих приложения больших сил;

- контрольные приспособления, служащие для контроля заготовок, промежуточного и окончательного контроля обрабатываемых деталей, а также для проверки качества собранных сборочных единиц и машин;