Технологический процесс изготовления вала насоса (стр. 2 из 19)
(2.2)где Nг – годовой объем выпуска деталей;
F – число рабочих дней в году.
2.1.2 Выбор стратегии разработки технологического процесса
Задача данного подраздела – в зависимости от типа производства выбрать оптимальную стратегию разработки технологического процесса – принципиальный подход к определению его составляющих (показателей ТП), способствующей обеспечению заданного выпуска деталей заданного качества с наименьшими затратами.
1. В области организации технологического процесса:
Вид стратегии – последовательная, в отдельных случаях циклическая; линейная, в отдельных случаях разветвленная; жесткая, в отдельных случаях адаптивная;
· Форма организации технологического процесса – переменно-поточная форма организации технологического процесса
· Повторяемость изделий – периодически повторяющиеся партии
2. Метод получения заготовки:
· Оптимальный вариант получения заготовки – прокат или штамповка на ГКМ;
· Выбор последовательности обработки – по таблицам с учетом коэффициентов удельных затрат;
· Припуск на обработку – незначительный;
· Метод определения припусков – табличный.
3. В области разработки технологического процесса:
· Степень унификации ТП – разработка технологического процесса на базе типового ТП;
· Степень детализации разработки ТП – маршрутный или маршрутно-операционный технологический процесс;
· Принцип формирования маршрута – концентрация операций и
совмещение по возможности переходов;
· Обеспечение точности – работа на настроенном оборудовании, с частичным применением активного контроля;
· Базирование – с соблюдением принципа постоянства баз и по возможности принципа единства баз на последующих операциях технологического процесса;
4. В области выбора средств технологического оснащения (СТО):
· Оборудование – универсальное, в том числе с ЧПУ, специализированные;
· Приспособления – универсальные, стандартные, нормализованные,
специализированные;
· Режущие инструменты – стандартные, нормализованные, специальные;
· Средства контроля – универсальные, специальные
5. В области проектирования технологических операций:
· Содержание операций – одновременная обработка нескольких поверхностей, исходя из возможностей оборудования;
· Загрузка оборудования – периодическая смена детали на станках, коэффициент закрепления операций от 10 до 20;
· Расстановка оборудования – по группам станков, предметно замкнутые участки;
· Настройка станков – по измерительным инструментам и приборам или работа без предварительной настройки по промерам.
6. В области нормирования технологического процесса:
· Определение режимов резания – по общемашиностроительным
нормативам и эмпирическим формулам;
· Нормирование – детальное пооперационное;
· Квалификация рабочих – средняя;
· Технологическая документация – маршрутные и операционные карты.
Принятой стратегией будем руководствоваться при разработке технологического процесса изготовления вала.
2.2 Выбор и проектирование заготовки
Задача данного подраздела - выбрать методы получения заготовки и обработки поверхностей, обеспечивающих минимум суммарных затрат на получение заготовки и ее обработку.
2.2.1 Выбор метода получения заготовки
Учитывая конструкцию изготавливаемого вала и материал заготовки – сталь 30ХМ, можно предложить два основных альтернативных метода получения заготовки:
1. Прокат;
2. Штамповка на ГКМ.
1. Прокат
По ГОСТ 2590-71 определим диаметр прутка для данной заготовки:
1) определим припуск на механическую обработку шейки вала наибольшего диаметра:
, (2.3.)где Dдmin – наименьший предельный размер расчетной ступени по чертежу, мм;
2 Zomin – расчетный минимальный общий припуск на обработку по диаметру, мм;
Определим значение минимального припуска
после каждой операции по формуле: 
, (3.3)где Rz , h, мм – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;
Di ,мм- суммарное значение пространственных отклонений;
eуi,мм - погрешность установки.
Суммарное значение пространственных отклонений определим по формуле:
(3.4)где Dк.о. –общая кривизна заготовки (учитывается на первой операции механической обработки);
Dсм - величина смещения заготовки, т.к. обработка ведется в патроне за величину смещения принимаем отклонение от соосности.
Общая кривизна заготовки:
(3.5)где Dк – удельная изогнутость и коробление заготовки, мкм/мм;
l – длина заготовки, мм. Так как допустимая кривизна реза прутка не должна превышать 5 мм, длина заготовки составляет 209,5 мм.
Погрешность установки для однопозиционной обработки:
(3.6)где eб – погрешность базирования;
eз – погрешность закрепления.
Так как при обработке диаметра измерительные и технологические базы совпадают, погрешность базирования eб = 0 при всех установках заготовки.
2) по рассчитанному диаметру определяем ближайший диаметр заготовки из сортового проката: Dз = 95 мм.
Для проведения в дальнейшем технико-экономического обоснования выбора заготовки необходимо определить коэффициент использования материала для данного метода.
Коэффициент использования материала определим по формуле:
Ки1=q/Q, (2.2.)
где q – масса детали, q = 2,56 кг (см. п. 2.1.1.);
Q- масса заготовки
Объем заготовки:
Зная объем детали и плотность материала, определяем массу заготовки:
Подставив полученные значения масс детали и заготовки в формулу 2.2., получим коэффициент использования материала для отрезки из проката: Ки1=2,56/11,653=0,22.
2. Штамповка на ГКМ
Ведем расчет поковки по ГОСТ 7505-89.
Исходные данные для расчета.
Ориентировочная величина расчетной массы поковки, кг:
(2.2.)где МД –масса детали, кг;
Кр – расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с приложением 3 (табл.20).
Класс точности – Т5 ( приложение 1).
Группа стали – М1 (табл.1).
Степень сложности – С3 (приложение 2).
Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская) (табл.1)
Исходный индекс – 9 (табл.2).
По табл. 3 ГОСТ 7505-89 определяем припуски на механическую обработку, рассчитываем размеры поковки и их допустимые отклонения, учитывая дополнительные припуски, по табл. 8 ГОСТ 7505-89 назначаем допуски поковки. Все значения вносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Допуски и припуски на размеры поковки
| Размер детали, мм | Поверхн-ти, на которые назначается припуск | Допуск на размер поковки, мм | Припуск, мм | Расчет размера поковки | Окончатль-ный размер (учитывая округления до 0,5 мм) |
| Æ87 | 2 | 1,4 | 1,4 | Æ87+2×(1,4+0,3+0,4) | Æ91  |
| Æ63 | 4 | 1,4 | 1,4 | Æ63+2×(1,4+0,3+0,4) | Æ67 |
| Æ45 | 11 | 1,4 | 1,5 | Æ45+2×(1,5+0,3+0,4) | Æ50 |
| 19,5 | 33 | 1,2 | 1,3 | 19,5+(1,3+0,3+0,4) | 21,5  |
| 21 | 5 | 1,2 | 1,4 | 21+(1,4+0,3+0,4) | 23 |
| Остальные требования по ГОСТ 7505-89 | |||||
Дополнительные припуски, учитывающие:
смещение по поверхности разъема штампа - 0,3 мм (табл.4);
изогнутость и отклонения от плоскости и от прямолинейности – 0,4 мм (табл.5);
Радиус закругления наружных углов – 4,0 мм (табл.7).
Штамповочный уклон - 7Å (табл.18).
Для проведения в дальнейшем технико-экономического обоснования выбора заготовки необходимо определить коэффициент использования материала для данного метода. Коэффициент использования материала определим по формуле 2.2.
Объем заготовки определяем как алгебраическую сумму объемов тел за вычетом полых цилиндрических составляющих и сегментов, входящих в конфигурацию заготовки:
Зная объем детали и плотность материала, определяем массу заготовки: