Технология машиностроения.Технология изготовления вала

 

Вывод: для получения поковки будем использовать горизонтально-ковочную машину.

 

 

1.3.1 Расчёт припусков на обработку  аналитическим методом

Заготовка – штамповка на прессе в открытом штампе;

Класс точности – 2-ой;

Масса заготовки – 1,54 кг.

Технологический процесс обработки поверхности состоит из точения чернового и чистового и шлифования чернового и чистового.

Записываем технологический маршрут  обработки в таблицу. В таблицу  также записываем соответствующие  заготовке и каждому технологическому переходу значение элементов припуска. Так как в данном случае обработка ведётся в центрах, то погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для рассчитываемого размера. В этом случае эта величина исключается из основной формулы для расчёта минимального припуска, и соответствующую графу можно не включать в расчётную таблицу.

Суммарное отклонение определим по формуле:

 (7)

 (8)

 (9)

Допуск на поверхности, используемых в качестве базовых на фрезерно-центровальной операции рассчитывается по формуле:

 (10)

Н_ед=1,2 мм, И_ш=0,5 мм; К_у=0,35мм.

Остаточная величина пространственного  отклонения:

– после предварительного обтачивания:

;

– после окончательного обтачивания:

;

– после предварительного шлифования:

;

Расчёт минимальных значений припусков  производим, пользуясь основной формулой:

 (11)

Остаточная величина пространственного  отклонения:

– под  предварительное обтачивание:

– под окончательное обтачивание:

– под предварительное шлифование:

– под окончательное шлифование:

.

Графа "расчётный размер" (d_р) заполняется, начиная с последнего (чертёжного) размера, путём последовательного прибавления расчётного минимального припуска каждого технологического перехода.

Записав в соответствующей графе  расчётной таблицы значения допусков на каждый технологический переход  и заготовку, в графе «Наименьший  предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчётные размеры увеличением их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округлённому предельному размеру:

;

;

;

;

.

Предельные значения припусков  определяем как разность наибольших предельных размеров и – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

;

;

;

;

;

;

;

.

Общие припуски и рассчитываем суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.

 

Таблица 6 – Расчёт припусков и  предельных размеров по технологическим  переходам на обработку поверхности шпинделя

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм			Расчётный припуск  , мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск δ, мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
	Rz	Т	ρ				dmin	dmax
Заготовка	150	250	1790		40,1	3000	40,1	43,1
Обтачивание:
предварительное	50	50	107	2.2190	35,72	600	35,7	36,3	4400	6800
окончательное	30	30	72	2.207	35,31	320	35,31	35,63	390	670
Шлифование:
предварительное	10	20	36	2.132	35,05	200	35,05	35,25	260	380
окончательное	5	15		2.66	34,92	160	34,92	35,08	130	170
Итого:									5180	8020

 

Величину номинального припуска в данном случае определяем с учётом несимметричного расположения поля допуска заготовки:

; (12)

;

;

.

Припуски на остальные размеры  определяем табличным методом.

1.3.2 Определение  припусков табличным методом.

Допуски, припуски и кузнечные напуски  устанавливаются 
в зависимости от конструктивных характеристик поковки и определяются исходя из шероховатости обработанной поверхности детали, изготовляемой из поковки, а так же в зависимости от величины размеров и массы поковки.

1. Исходные данные по детали:

 

Материал Сталь 40ХН:

Сталь	С	Si	Mn	Cr	Ni
40 ХН	0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,45-0,75	1,00-1,40

 

Масса детали: 1,027 кг.

1 Исходные данные для расчёта:

– Определим массу поковки:

Расчётный коэффициент для расчёта массы поковки будет равен К_р=1,5.

Рассчитаем массу поковки:

 (13)

 кг.

– Класс точности – Т2.

– Группа стали – М2.

– Степень сложности.

Степень сложности детали определяют путём вычисления отношения массы  G_п поковки к массе G_ф геометрической фигуры в которую вписывается форма поковки. Масса поковки равна G_п=1,54 кг. Поковку можно описать цилиндром с диаметром 45 мм и длинной 242 мм. G_ф=3 кг. Тогда отношение G_п/ G_ф=0,51. Отсюда следует, что степень сложности С2.

– Конфигурация поверхности разъёма  штампа П (плоская).

– Исходный индекс – 7.

2 Припуски и кузнечные напуски.

– Основные припуски на размеры:

1,0 – диаметр поверхности 30 мм и чистота поверхности 5;

1,1 – диаметр поверхности 45 мм и чистота поверхности 5;

1,1 – диаметр поверхности 35 мм  и чистота поверхности 1,25;

1,0 – диаметр поверхности 25 мм  и чистота поверхности 5;

1,0 – диаметр поверхности 20 мм и чистота поверхности 5;

1,1 – толщина 14 мм и чистота  поверхности 1,25;

1,0 – толщина 24 мм и чистота  поверхности 5;

1,1 – длинна 83 мм и чистота  поверхности 5;

1,0 – длинна 17 мм и чистота  поверхности 5;

1,3 – длинна 104 мм и чистота  поверхности 5;

3.2 Дополнительный припуск, учитывающий  отклонение от плоскостности  – 0,3 мм.

4. Размеры поковки и их допускаемые  отклонения.

4.1 Размеры поковки, мм:

диаметр 30+1.2=32	принимаем 32мм
диаметр 45+1,1.2=47,2	принимаем 47,5 мм
диаметр 35+1,1.2=37,2	принимаем 37,5 мм
диаметр 25+1,0.2=27	принимаем 27 мм
толщина 20+1,1.2=22,2	принимаем 22,5 мм
толщина 20+1,0=21	принимаем 21 мм
длина 100+1,3=100,3	принимаем 100,5 мм
длина 242+1,3.2=244,6	принимаем 245 мм

4.2 Радиус закруглений наружных  углов – 2,0 мм (минимальный) принимаем 3 мм.

4.3 Допускаемые отклонения размеров:

Диаметр мм;

Диаметр мм;

Диаметр мм;

Диаметр мм;

Длина мм;

Длина мм;

Длина мм;

Длина мм.

4.4 Допускаемое  отклонение от плоскостности  0,3 мм.

 

 

1.4 Разработка технологического  процесса изготовления детали

1.4.1 Структурная схема технологического  процесса

 

 

1.4.2 Выбор и описание технологического  оборудования

Механическая обработка детали состоит из фрезерно-центровальной, токарной, фрезерной, сверлильной и шлифовальной операций. Основываясь на габаритные размеры и форму детали, форму поверхностей и их взаимное расположение, технические требования и точности размеров, шероховатости обрабатываемых поверхностей выберем станки для проведения операций.

Для проведения фрезерно-ценровальной операции выбираем станок МР-71. Технические  характеристики станка приведены в таблице 7.

 

Таблица 7 – Технические характеристики фрезерно-центровального станка МР-71М.

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	25-125
Длина обрабатываемой заготовки, мм	200-500
Число скоростей шпинделя фрезы	6
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы  в минуту	125-712
Наибольший ход головки фрезы, мм	220
Пределы рабочих подач фрезы, мм/мин	20-40
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Пределы чисел оборотов сверлильного шпинделя в минуту	238-1125
Ход сверлильной головки, мм	75
Пределы рабочих подач сверлильной головки, мм/мин	20-30
Продолжительность холостых ходов, мин	0,3
Мощность электродвигателей, кВт фрезерной головки сверлильной головки	7,5/10 2,2/3

 

Для токарной операции выберем станок 16К20. Технические характеристики станка приведены в таблице 8.

 

Таблица 8 – Технические характеристики токарного станка 16К20.

Станок	16К20
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм	415
Расстояние между центрами, мм	1000
Число ступеней вращения шпинделя	22
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-1600
Число ступеней подач шпинделя	42
Подача суппорта, мм/об продольная: поперечная:	0,05- 4,16 0,035-2,08
Мощность главного электродвигателя, кВт	10
КПД станка	0,75
Наибольшая сила подачи механизмом подачи, Н	600

Выберем резьбо-фрезерный станок Е310А. Технические характеристики станка Е310А привед ены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Технические характеристики резьбо-фрезерного станка Е310А

Показатель	Характеристика
Диаметр нарезаемой резьбы, мм	100
Шаг нарезаемой резьбы	12
Наибольшая длина нарезаемой резьбы, мм	1200
Частота вращения шпинделя инструмента, об/мин	160-2500
Габариты станка, мм	2385x1400x1725
Масса станка, мм	4800

 

Выберем вертикально-сверлильный станок 2Н118. Технические характеристики станка 2Н118 приведены в таблице 5.

 

Таблица 10 – Технические характеристики вертикально-сверлильного станка 2Н118

Показатель	Характеристика
Наибольший условный диаметр сверления, мм	18
Вертикальное перемещение сверлильной  головки, мм	150
Число ступеней частоты вращения шпинделя	9
Частота вращения шпинделя, об/мин	180–2800
Число ступеней подач	6
Подача шпинделя, мм/об	0,1–0,56
Крутящий момент на шпинделе, Н	68
Наибольшая допустимая сила подачи, Н	5,6
Мощность электродвигателя, кВт	1,5
КПД станка	0,85