Разработка маршрутной технологии изготовления вала-шестерни (стр. 2 из 10)
Что касается суммарного допуска формы и расположения, то к детали предъявляется допуск на радиальное биение. Допуск на радиальное биение обеспечивается при круглошлифовальной операции зубчатого венца вала-шестерни.
3. Анализ технологичности конструкции детали
Технологичность конструкции – это соответствие детали изделия заданным условиям производства, которые обеспечивают изготовление данной детали или изделия с данной трудоемкостью и себестоимостью их изготовления.
Существует два вида показателей технологичности: качественные и количественные. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкций в процессе изделия предшествует количественной и определяет целесообразность затрат на определение численных показателей технологичности вариантов. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции.
Оценку конструкции детали на технологичность:
1. Данный вал-шестерня является жестким, т.к.
, а это является одним из условий технологичности.2. Деталь состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов: диаметральных и линейных размеров, зубчатого венца. Это способствует использованию стандартных режущих и измерительных инструментов.
3. Деталь имеет точность и шероховатость, которые можно получить стандартным унифицированным инструментом при стандартном технологическом процессе.
4. Материал заготовки отвечает требованиям технологии изготовления: при изготовлении нет необходимости применять сложные технологические процессы изготовления детали; для хранения материала нет необходимости создавать определенные условия хранения и транспортировки.
5. Шероховатость базовых поверхностей удовлетворяет требованиям точности установки детали, ее обработки и контроля.
6. Деталь симметрична относительно своей оси.
7. На детали имеются канавки для свободного выхода режущего инструмента и фаски, причем все эти элементы являются унифицированными, что способствует повышению технологичности конструкции детали.
8. Все обрабатываемые поверхности имеют свободный подвод и отвод режущего инструмента, за исключением шпоночного паза, который является закрытым. Для его обработки можно использовать только концевую фрезу.
9. Все шероховатости, обозначенные на чертеже, соответствуют данным квалитетам точности, а это также является одним из условий технологичности.
Коэффициент точности обработки:
, где 
– средний квалитет точности размеров; 
, где 
– число размеров заданного квалитета; 
; 
.Коэффициент точности обработки детали
, следовательно, деталь считается технологичной.Коэффициент шероховатости поверхности детали:
, где 
– средняя шероховатость поверхности детали; 
, где – число основных поверхностей детали соответствующей шероховатости;
; 
.Коэффициент шероховатости поверхности детали
, следовательно, деталь считается технологичной.4. Определение метода и способа получения заготовки
Метод – это совокупность способов формообразования или формоизменения. В машиностроении используется 3 основных метода получения заготовок:
· литье;
· обработка материалов давлением;
· порошковая металлургия.
Деталь изготавливается из стали 40Х (ГОСТ 4513-71), данная марка материала не обладает хорошими литейными свойствами (жидкотекучестью, низкой объемной и линейной усадкой и т.д.), также она не является порошком. Следовательно, методом получения данной заготовки является обработка материала давлением.
Что касается способов получения заготовок обработкой материала давлением, то они весьма разнообразны (молоты, ГКМ, КГШП, ГША). В данном случае наиболее оптимальным способом получения заготовки является получение заготовки горячей объемной штамповкой на молотах.
Особенностями ГОШ на молотах являются ударный характер деформирующего воздействия и возможность регулирования хода подвижных частей и величины удара при одновременном кантовании заготовки, что позволяет более эффективно производить перераспределение металла. Верхняя часть штампа заполняется лучше. Части штампа при штамповке на молоте должны смыкаться.
На молотах поковки изготавливаются с самым низким классом точности: Т5. Это обусловлено возможностью смещения частей штампа, отсутствием направляющих в конструкции штампа, ударным характером деформирования.
Допускаемые отклонения от номинальных размеров поковки соответствуют припускам, поэтому также являются увеличенными.
Кузнечные напуски имеют максимальные значения. Ввиду ударного характера работы молота в конструкции штампа нельзя использовать выталкиватели, поэтому для извлечения поковки из ручья штампа на вертикальных поверхностях поковок оформляются значительные штамповочные уклоны: наружные – до
, внутренние – до 
. Радиусы закругления назначаются для облегчения течения металла, повышения стойкости штампа, обеспечения расположения волокон.5. Расчет припусков на механическую обработку табличным методом
1. Определение класса размерной точности поковки.
Класс точности поковки определяется по табл. 9 из [5] в зависимости от применяемого деформирующего оборудования. При определении класса точности поковки необходимо учитывать способ нагрева исходной заготовки – пламенный нагрев.
По табл. 9 выбираем класс размерной точности поковки – Т5.
2. Определение группы материала.
Определение группы материала производится в зависимости от процентного содержания углерода и легирующих элементов.
Сталь 40Х относится к группе М2.
3. Определение степени сложности поковки.
Определяется степень сложности поковки по соотношению массы (объема) поковки
( 
) к массе (объему) геометрической фигуры 
( 
), в которую вписывается форма поковки (шар, цилиндр, параллелепипед, правильная призма). 
.Степень сложности поковки – С2.
4. Определение расчетной массы поковки.
Масса детали:
.Расчетная масса поковки:
, где 
– расчетный весовой коэффициент, определяемый по табл. 10 из [5]. 
.5. Определение исходного индекса поковки.
Исходный индекс определяется по табл. 11 из [5] в зависимости от массы, группы материала, степени сложности и класса точности поковки.
По табл. 11 принимаем исходный индекс поковки – 16.
6. Определение общего припуска на обработку.
Для поковок:
, где 
– основной припуск, определяемый по табл. 12 из [5] в зависимости от исходного индекса, номинального размера и шероховатости поверхности детали.Диаметральные размеры:
· для размеров
, 
, 
, 
основной припуск на сторону 
;