Изготовление детали вал-шестерня (стр. 2 из 6)

При С = 0,987 сложность поковки соответствует классу С1.

1.7 Конфигурация поверхности разъема штампа - П ( плоская)

1.8 Исходный индекс 13.

2. Расчет припусков на механическую обработку.

2.1 Основные припуски:

Поверхности диаметром 45 мм и шероховатостью поверхности 1,25 мкм - 2,0 мм ( 2 поверхности)

Поверхности диаметром 80 мм и шероховатостью поверхности 10 мкм – 1,8 мм

Поверхности диаметром 50 мм и шероховатостью поверхности 1,25 мкм - 2,0 мм.

2.2 Линейные размеры

Линейный размер 214 мм с шероховатостью поверхности 10 мкм – 2,3 мм

Линейный размер 48 мм с шероховатостью поверхности 10 мкм – 1,8 мм

Линейный размер 100 мм с шероховатостью поверхности 10 мкм – 1,8 мм.

2.3 Дополнительные припуски.

Смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм ( по диаметрам)

Отклонения по плоскостности ( по торцам) – 0,5 мм.

2.4 Размеры поковки

Æ45: 45+(2,0+0,3)*2 = 50 мм

Æ50: 50+(2,0+0,3)*2 = 55 мм

Æ80: 80+(1,8+0,3)*2 = 85 мм.

Линейные размеры:

214: 214+(2,3+0,5)*2 = 220 мм

100: 100+(1,8+0,5-1,8) = 100,5 мм

48: 48+(2,3-1,8+0,5) = 49 мм.

2.5 Допускаемые отклонения размеров, мм

диаметр 50

диаметр 55 диаметр 85

длина 49

длина 100,5 длина 220

2.4 Разработка технологического процесса изготовления детали

Выбор технологической базы.

Технологические базы – это поверхности детали, которыми она ориентируется в пространстве на станке относительно режущего инструмента. При выборе технологической базы руководствуются следующими принципами:

1) Постоянство баз;

2) Совмещение баз;

Принцип постоянства баз требует на большинстве операций технологического процесса в качестве технологических баз использовать одни и те же поверхности. Это обеспечит точность взаимного положения поверхностей детали. Принцип совмещения баз требует при выборе схемы базирования в качестве технологической базы использовать измерительные базы детали. Это позволяет повысить точность размеров детали.

При изготовлении валов в качестве основных баз, которые могут быть использованы на большинстве операций технологического процесса, рекомендуют использовать центровые гнезда ( конические отверстия, просверленные в торцах вала). Большинство размеров вала задается от его оси, то есть измерительной базой его является ось. Фиксированное положение оси заготовки на станке позволяет совмещать измерительную и технологическую базу. Погрешности базирования для таких поверхностей равны нулю. И з возможных вариантов выполнения центровых гнезд берем ( по ГОСТ) тип 2 с предохранительной конусом, выполненным под углом 120 градусов. Он предохраняет основную базу - конусное отверстие ( выполненное под 60°) от забоя и других возможных повреждений при транспортировке вала. По длине деталь базируется в торец. центровые гнезда получают на первой операции технологического процесса. На ней базирование заготовки приходиться выполнять на черные, необработанные поверхности. В качестве черновых баз на первой операции рекомендуется брать поверхности, которые у детали должны быть выполнены с наибольшей точностью. Фрезерование шпоночного паза производиться при установке на шейки вала, предварительно прошлифованные. Нарезка зубьев производиться на центрах.

Выбор методов обработки поверхностей детали.

Точность поверхностей (две поверхности) Æ 45 мм при шероховатости

должна быть выполнена по седьмому квалитету точности. Это можно обеспечить последовательностью следующих операций:

вариант 1		вариант 2
точение черновое	12 квалитет	Точение черновое	12 квалитет
получистовое	10 квалитет	получистовое	10 квалитет
Чистовое	8 квалитет	Шлифование
шлифование чистовое	7 квалитет	предварительное	8 квалитет
чистовое	7 квалитет

Для выбора наиболее подходящего варианта прежде всего нужно сравнить их с технико-экономической точки зрения. Наиболее выгодным вариантом является вариант номер,его мы и будем использовать.

Точность поверхности Æ 50мм должна быть выполнена по 6 квалитету точности при шероховатости

. Это достигается следующими вариантами:

вариант 1		вариант 2
точение черновое	12 квалитет	Точение черновое	12 квалитет
получистовое	10 квалитет	получистовое	10 квалитет
чистовое	8 квалитет	Шлифование
шлифование чистовое	6 квалитет	предварительное	8 квалитет
чистовое	6 квалитет

Точность поверхности Æ 80 мм должна быть выполнена по 11 квалитету точности с шероховатостью

. Получаем эти величины при помощи чернового и получистового точения, которые дают соответственно 12 и 11 квалитеты.

Фрезерование шпоночного паза:

Производим с помощью шпоночно-фрезерного станка при установке на шейки вала.. Одна операция вполне достаточна чтобы получить требуемую степень точности шпоночного паза ( 9 квалитет ).

Нарезание резьбы.

Производим на зубофрезерном станка. Нарезание дисковой фрезой дважды (2 операции) и последующее шевингование в итоге дает нам требуемую степень точности шестерни, а именно 7-х.

Операция точения

Определяем штучное время тшт:

Тшт = t0+tвсп+tобс+tп,

где tо = (L+y1+y2)/S0n, где у1- врезание ( 2 мм при токарной обработке)

у2 – перебег ( =0 так как резец упирается )

S0 –подача при фасонном точении, зависит от шероховатости обработки и радиуса

резца. Принимаем S0 = 0,11 мм/об.[1- стр. 268. т. 2, табл. 14]

Рассчитываем скорость резания :

V =

,

где Т – стойкость, равная 60 мин при одноинструментной обработке [ 1- стр. 264, табл. 8]

t- припуск на обработку, при точении принимаем равный 0,3 мм;

S – подача ( см. выше)

m,x,y- коэффициенты [1- стр. 269, табл. 17] x =0.15;y =0.20; m = 0.20.

Кv – произведение ряда коэффициентов ( см.выше)

Кv= Км ×Кп×Ки,

где Км – коэффициент, учитывающий качество обрабатывания поверхности. ( Км = (750/640)=1,17)

Кп - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки.

Ки – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Кп = Ки =1, так как сталь материала резца Т15К6.

Следовательно можно подсчитать и скорость резания.

Кv = 1×1×1,75 = 1,17

V=

= 405 м/мин

Отсюда находим частоту вращения

nрасч =

= = 2552,5 об/мин

Принимаем частоту вращения nст станка равную 800 об/мин.

Тогда фактическая скорость

Vфакт =

= = 127 об/мин

Определим составляющую силы резания :

Рz = 10 Cp×tx×Sy×vn×Kp=

= 77,3 Н

Рассчитаем мощность станка ( требуемую):

N =

= = 0,16 кВт

Тогда основное время будет равно:

t0 =

= = 0,59 мин

tвсп =0,3 мин

tобс = 0,04×(t0+tвсп) = 0,0356 мин

tп = 0,02×(t0+tвсп) = 0,0007 мин

Тогда общее время :

Tшт = t0+tвсп +tобс +tп= 0,59 + 0,3 + 0,0356 + 0,0007 = 0,926 мин

Аналогично расчет выполняем для операции шлифование:

t = 0,3 мм

S = 0,005 мм/об

Vкр = 35 м/с

Vдет = 40 м/мин

nрасч =

= 251,63 об/мин

nст = 250 об/мин

Получим основное время:

t0 =

× К = 0,3×1,2/(0,005+250) = 0,288 мин

tвсп = 0,3 мин

tобс = 0,04(t0+ tвсп) = 0,024 мин

tп = 0,02(t0+ tвсп) = 0,012 мин

Получаем штучное время:

Tшт = 0,288+0,3+0,024+0,012 = 0,624 мин

Вычисляем трудоемкость:

при точении :

t = f/g =

= 1,81 мин

при шлифовании :

t =

= 1,69 мин

2.5 Выбор оборудования и разработка технологического маршрута

При составлении маршрутной технологии ориентируются на типовой технологический процесс изготовления деталей класса «ВАЛ», при этом всю механическую обработку распределяют по операциям, придерживаясь следующих правил. На первых операциях технологического процесса, обрабатываемые поверхности приняты за основные технологические базы: центровые гнезда и торец. Остальные поверхности детали обрабатываются в последовательности обратной степени их точности. Заканчиваем изготовление детали обработкой наиболее точной, имеющей наибольшее значение для детали поверхности ( поверхность Æ 50 мм и 6 квалитет). Операции технологического контроля выполняем после тех этапов, где вероятно