Выбор и обоснование технологического процесса

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 14Следующая ⇒

Деталь "Вал" предназначена для передачи крутящего момента. В детали "Вал" обработка концов производится по 6 классу (Ra 1,25мкм). Высокая точность обработки говорит о том, что на концы вала устанавливаются подшипники. В детали имеется шпоночный паз. При помощи шпонки на вал насаживается зубчатое колесо, при помощи которого происходит зацепление с другим колесом и производится передача крутящего момента.

Деталь имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки и довольно проста по конструкции. Поверхности вращения обрабатываются на станках с ЧПУ за один установ ( черновое и чистовое точение).

Деталь "Вал" изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88.

Таблица 1. Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr	Cu
C	Si	Mn	не более		не более
0,40-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,045	0,045	0,30	0,30	0,30

Таблица 2. Механические свойства стали 45 [1]

σт,МПа	σвр,МПа	δ5,%	Ψ,%	ан,	НВ(не более)
					горячека- танной	отоженной

360	610	16	40	50	241	197

Деталь "Вал" подвергается закалке ТВЧ до твердости ≥ НRC 50.

Разработку технологического процесса обработки детали начинают с установления типа производства.

Предварительно тип производства определяется по известному годовому объему выпуска и массе детали.

Годовая программа выпуска N=12000 шт., масса детали – mg=12,85кг.

Производство будет среднесерийным.

Окончательное определение типа производства осуществляется после разработки технологического процесса и расчета количества рабочих мест по ГОСТ 3,1121-84, коэффициентом закрепления операций:

Кз.о.= , где

О – число различных операций, выполняемых в течение планового периода,

Р – число различных мест, выполняющих различные операции.

Все расчеты сведем в таблицу:

Таблица 3. Выбор типа производства.

Операции	Тшт	mp.	Р		О
Фрезерно-центровальная	2,65	0,03	1	0,03	26,7
Токарная с ЧПУ	5,34	0,066	1	0,066	12,1
Токарная с ЧПУ	4,53	0,056	1	0,056	14,3
Вертикально-фрезерная	8,34	0,104	1	0,104	7,7
Круглошлифовальная	2,19	0,027	1	0,027	29,6
Круглошлифовальная	2,86	0,036	1	0,036	22,2
Итого	25,91		Σ6		Σ112,6

Кз.о.= ,

- производство будет среднесерийным.

Технологическую характеристику детали приведем в табличной форме. (Приложение 2 Таблица 1)

Значение полученного коэффициента точности близко к единице, что свидетельствует о низкой точности большинства поверхностей детали. Значение коэффициента шероховатости свидетельствует о низкой шероховатости поверхностей детали "Вал".

Механическая обработка вала данной конфигурации не вызывает значительных трудностей. При обработке вала возможно применение станков с ЧПУ, режущего инструмента с пластинами из твердого сплава.

Деталь имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. В качестве баз на токарных и шлифовальных операциях используются торцевые поверхности вала и центровочные отверстия, обработанные на первой операции (операция 005 – фрезерно-центровальная). Это способствует снижению погрешности базирования, достижению высокого качества обрабатываемых поверхностей детали. При обработке шпоночного паза в качестве баз используются обработанные поверхности вращения.

Обработка поверхностей вращения, фрезерование шпоночного паза достигается за один проход. При обработке детали "Вал" режущий и измерительный инструменты имеют свободный доступ и выход. Поверхности вращения обрабатываются на станках с ЧПУ.

В целом, деталь достаточно технологична, обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

Для получения заданной прочности поверхностей вала i80h6, i80js6 целесообразно применить термическую обработку (закалка ТВЧ), что возможно для стали 45.

Выбор заготовки.

Сравним стоимость двух заготовок – заготовку-штамповку и заготовку из проката - круг.

Степень сложности штамповки определяется путем вычисления отношения массы Gп штамповки к массе Gф геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки. В нашем случае геометрической фигурой будет цилиндр.

Рис.1. Определение степени сложности штамповки.

Gф = кг.

Степень сложности поковки – С1

Определяем исходный индекс штамповки – 15.

Рис.2. Заготовка-штамповка.

Сравним два варианта изготовления вала и выберем оптимальный.

Вариант 1. Штамповка на ГКМ.

Заготовкой для детали "Вал" является штамповка, получаемая на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Для определения припусков на механическую обработку штамповки необходимо определить ее исходный индекс по ГОСТ 7505-89.

Исходный индекс определяется в зависимости от класса точности штамповки, группы стали, степени сложности. Рассчитанная масса штамповки определяется исходя из ее номинальных размеров.

Ориентировочно определим массу поковки по формуле: