Технология изготовления детали типа «Вал»

Машиностроение обеспечивает новой техникой все отрасли экономики и определяет её технический прогресс. В связи с этим развитие машиностроения имеет первостепенное значение для развития экономики страны.

Для обеспечения конкурентоспособности продукции машиностроительных предприятий необходимо повышать качество и производительность машин без существенного повышения их стоимости. Эту задачу невозможно решить только с помощью конструктивных новшеств, без серьёзной технологической подготовки производства на основе новейших технологических решений, использующих новые материалы, технологическую оснастку, оборудование.

Применение новых технологий, сочетающих использование прогрессивных, высокоточных методов обработки с энергосбережением, экологичностью и безопасностью, высокопроизводительного технологического оборудования, оснащённого системами управления с элементами искусственного интеллекта, переналаживаемой автоматизированной технологической оснастки позволяет достигать существенного повышения производительности труда и качества изготовляемых изделий.

Современные требования к точности деталей машин и приборов, качеству их поверхностей, точности сборки столь высоки, что их достижение невозможно без применения научных достижений.

Сочетание гибкости с высокой производительностью и качеством достигается в современном производстве при помощи автоматизированных гибких производственных систем, а сокращение трудоёмкости и продолжительности подготовки производства при помощи систем автоматизированного проектирования.

Внедрение новых технологий и современной техники в производство невозможно без высококвалифицированных специалистов, обладающих передовыми знаниями и навыками, для приобретения которых и служит курсовое проектирование, как первая ступень применения полученных знаний на практике.

Предлагаемый курсовой проект посвящен разработке технологии изготовления детали типа «Вал».

1. Выбор типа производства

1.1 Расчёт объёма выпуска и размера партии деталей

Объем выпуска характеризует примерное количество машин, сборочных единиц, деталей, заготовок подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, квартал, месяц).

Годовой объем выпуска деталей «Вал» можно определить по формуле:

N_Д = N_СЕ•n•(1+), (1)

где N_СЕ = 1000 — годовой объём выпуска СЕ «Вал эксцентриковый»,

n = 1 — количество деталей «Вал» в СЕ;

в = 0% - процент запасных деталей.

N_Д = 1000•1•(1+) = 1000

Принимаем N_Д = 1000 шт.

Такт выпуска деталей можно определить по формуле:

ф_В.Д. =, (2)

где F_Д = 2010 ч — действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах, ф_В.Д. = = 120,6 мин Приближенно коэффициент закрепления операций можно вычислить по формуле:

К_ЗО =, (3)

где t_ШТ.СР. — среднее штучное время.

По заводскому технологическому процессу для операций механической обработки:

t _ШТ.СР. = 10,8 мин К_ЗО = = 11,2

Согласно рекомендациям ГОСТ 3.1108 — 74, К_ЗО = 10…20 соответствует среднесерийному типу производства.

В связи с этим определяем тип производства как среднесерийный, который характеризуется достаточно большим объёмом выпуска с широкой номенклатурой изделий, изготовляемых повторяющимися партиями, что вызывает необходимость применения оборудования с высокой степенью механизации и автоматизации, но обладающего гибкостью, применения специальной технологической оснастки.

Размер партии деталей можно определить по формуле:

n_Д =, (4)

деталь вал конструкция технологический где t_З = 21 день — срок, в течение которого должен храниться на складе запас деталей; Ф = 250 дней — число рабочих дней в году.

n_Д = = 84

Принимаем размер партии деталей n_Д = 84 шт.

Число запусков деталей в месяц:

i_расч =, (5)

i_расч = = 0,99

Принимаем число запусков изделий в месяц i = 1.

2. Описание служебного назначения детали

Деталь «Вал эксцентриковый» предназначена для приема от привода вращательного движения и преобразование его в возвратнопоступательное движение детали «Шатун» далее движение передается на деталь «Поршень».

Для обеспечения служебного назначения деталь «Вал» имеет высокоточную поверхность диаметром 45k6 на которую устанавливается деталь «Шатун». На поверхности диаметрами 30k6,20k6 устанавливаются шариковые подшипники наружные канавки диаметром 622 мм, в которые устанавливаются клиновые ремни. Для обеспечения служебного назначения деталь «Вал» имеютcя высокоточные поверхности диаметром 30k6,20k6 предназначенные для установки подшипников, также на детали «Вал» имеется канавка для установки стопорного кольца, шпоночный паз предназначенный для установки детали «Маховик»

Габаритные размеры детали «Вал»: диаметр — 45 мм; ширина — 181 мм, масса 1,193 килограмм. Деталь имеет наружные поверхности симметричные относительно оси вращения, а также торцы, удобные для установки детали на станок. Деталь «Вал» изготавливается из стали 40Х13 ГОСТ 5632–72

Материал заменитель 30×13

Свойствa материала представлены в таблице

Таблица 1 — Свойства стали 40Х13

3. Анализ соответствия технических условий и норм точности назначению детали

Проведем анализ соответствия технических условий и норм точности служебному назначению детали. Качественная оценка касается правильности формулировки технических условий, формы задания допустимых отклонений, достаточности норм точности и технических условий.

Поверхности диаметрами 30к6, 20к6 с шероховатостью Rа =1,25 мкм и радиальным биением 0,006 мм является базовыми поверхностями, предназначены для установки подшипников и служащие для ориентирования детали в изделии «Насос».

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 40к6 с шероховатостью Rа =1,25 мкм и радиальным биением 0,006 мм предназначена для установки детали «Шатун»

Торцевые поверхности с шероховатостью Rа =2,5 мкм и торцевым биением 0,006 мм предназначены для установки детали без перекоса. относительно цилиндрических поверхностей к которым они прилегают Шпоночный паз шириной 8_-0,35 мм и глубиной 4_-0,2мм предназначен для плотной установки шпонки.

Канавка диаметром 37,5 предназначена для установки стопорного кольца Остальные поверхности являются свободными и предназначены для соединения основных и вспомогательных баз.

Материал: углеродистая сталь 40Х13 термообработанная и обладающая высокой твердостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью — соответствует конструктивным и прочностным характеристикам детали;

Деталь подвергается термической обработке — улучшению для обеспечения твердости 28.32 HRСэ, при дальнейшей обработке некоторые поверхности заготовки подвергаются закалки токами высокой частоты, данное условие необходимо для обеспечения твердости 50.55 HRСэ;

Остальные ТТ по ОСТ 3−3189−75. Отраслевой стандарт предусматривает ряд технических требований, предъявляемых к механической обработке и обеспечивающих требуемое качество.

4. Анализ технологичности конструкции детали

Под термином технологичность понимают такое проектирование, которое при соблюдении всех эксплуатационных качеств, обеспечивает минимальную трудоспособность изготовления материалоемкость, себестоимость, а также возможность быстрого освоения выпуска изделий в заданном объеме и использование современных методов обработки и сборки.

Конструкция детали, считается технологичной, если она позволяет в полной мере использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий ее качество и удовлетворяющий служебному назначению. Такой технологический процесс, при соблюдении всех эксплуатационных качеств, обеспечивает минимальную трудоемкость изготовления, материалоемкость, себестоимость, а также возможность быстрого освоения выпуска изделий в заданном объеме и использование современных методов обработки.

Технологичность — важнейшая техническая основа, обеспечивающая использование конструкторских и технологических резервов, для выполнения задач по повышению технико-экономических показателей изготовления и качества изделий.

Технологичность конструкции деталей обуславливается:

1) рациональным выбором исходной заготовки и материала;

2) технологичностью формы детали;

3) рациональной простановкой размеров;

4) назначением оптимальной точности размеров.

Эскиз детали с обозначением поверхностей требующих механической обработки показан на рисунке 1.

Рисунок 1 — Характеристика поверхностей детали «Вал»

Таблица 2 — Характеристика поверхностей детали «Вал»

Q_э= 25 О_уэ=17

Для определения степени технологичности определяем следующие показатели:

1. Коэффициент использования материала

0,7,(6)

где m_д — масса детали, кг;

m_з — масса заготовки, кг.

> 0,7 — деталь технологична

2. Коэффициент унификации конструктивных элементов

(7)

где N_у — число унифицированных элементов;

N₀ — общее количество обрабатываемых поверхностей.

>0,6 — деталь технологична

3. Коэффициент точности

(8)

где А_ср — средний квалитет точности

(9)

где n_i — количество поверхностей одного и тогоже квалитета;

N₀ — общее количество поверхностей.

>0,8 — деталь технологична.

4. Коэффициент шероховатости

(10)

где Б_ср— среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру R_a

_, (11)

где n_i — количество поверхностей одного и тогоже квалитета;

N₀ — общее количество поверхностей.

<0,32 — деталь технологична Таким образом, проанализировав все имеющиеся коэффициенты, можно говорить, что деталь «Вал» является технологичной по всем рассчитанным коэффициентам.

5. Выбор исходной заготовки

5.1 Определение вида и метода получения исходной заготовки

Правильный выбор исходной заготовки непосредственно влияет на построение технологического процесса изготовления детали, способствует снижению материалоёмкости, затрат на изготовление, а следовательно, снижение себестоимости изготовления детали.

Эксплуатационные параметры детали «Вал» и вид материала позволяют изготавливать заготовку из проката по ГОСТ 2590–74 и щтамповкой получаемую на кривошипном горячештамповочный пресс и закрепленный открытый штамп с предварительным нагревом заготовки в газопламенной печи.

Материал, из которого изготовлена деталь — 40Х13 ГОСТ 5632–72, данный материал имеет хорошие штамповочные свойства, обладает достаточной прочностью и относительно низкой стоимостью. Сравним два метода получения заготовки — горячекатаный прокат по ГОСТ 2590–74 и штамповкой получаемую на кривошипном горячештамповочный пресс и закрепленный открытый штамп с предварительным нагревом заготовки в газопламенной печи. Оба рассматриваемых вида могут быть применены в среднесерийном производстве, поэтому необходимо выбрать наиболее рациональный вид заготовки методом технико-экономического сравнения. Для этого нужно определить размеры и массу указанных выше заготовок.

5.2 Определение общих припусков на обработку и размеров заготовки

Определение вида и метода получения заготовки

На рисунке 1.4 а обозначим поверхности для штамповочной заготовки, на которые назначим припуски, поверхности вращения 2,4,6,8,11,13 и торцы 1,3,5,7,9,10,12,14. На рисунке 1.4 б обозначены поверхности для горячекатаного проката поверхность 1, торцы 2,3.

Рисунок 2 — Эскиз заготовки детали «Вал»: а) поковка; б) прокат

Для заготовки получаемой способом штамповки припуски назначаем по ГОСТ 7505–74[1] и (табл.20−21, стр.138−140, табл.23 стр. 146, [2])

1. Определяем группу материала, из которого изготавливается штамповка:

Материал сталь углеродистой стали 40Х13 ГОСТ 5632–72 относиться к группе стали — М2 (табл.1 стр. 8 [2])

2. Конфигурация поверхностей разъема штампа П — плоская;

3. Исходный индекс — 8 (табл.2 стр. 9 [2]);

4. Степень сложности штамповки — С2 (приложение 2 стр. 30 [2]);

Степень сложности определяется путём соотношения массы штамповки к массе геометрической фигуры, в которую она вписывается.

5. Класс точности нормальный — Т3 (приложение 1 т. 19 стр. 28 [2]);

6. Дополнительные припуски, учитывающие смещение по поверхности разъема штампа — 0,2 мм (табл. 4 стр. 20 [2]);

7. Штамповочные уклоны по наружной поверхности — 1⁰ (табл.18 стр. 26 [2]);

8. Дополнительная величина остаточного облоя — 0,6 мм;

9. Минимальная величина радиусов закругления наружных и внутренних углов поковки 2 мм (табл.7 стр. 15 [2];

10. Дополнительное отклонение по изогнутости от прямолинейности и от плоскостности 0,2 мм (табл.13 стр. 23 [2]).

Основные припуски и допуски на размеры поковки назначим согласно (табл.3.8 [2]).

Таблица 3 — Общие припуски для детали из поката

Таблица 4 — Общие припуски на поверхности для штамповоной заготовки

5.3 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Подтвердим выбор заготовки путем сравнения себестоимости двух вариантов.

Оценку различных вариантов получения заготовок чаще всего производят по 2-м показателям:

— по коэффициенту использования материала К_ИМ;

— по технологической себестоимости изготовления детали.

Для расчета К_им необходимо определить массу детали и заготовок.

Масса заготовки из проката:

(12)

где D — диаметр заготовки;

l-длина заготовки;

кг Расчет штамповоной заготовки производим при помощи Solid Works эскиз штамповоной заготовки представлен на рисунки m_шт=1.686кг Рисунок 3 — Масса штамповоной заготовки

Расчет массы детали производим при помощи Solid Works эскиз детали представлен на рисунки m_д=1.193кг Рисунок 4 — Масса заготовки Определим коэффициент использования материала:

— для I варианта К_{ИМ 1}=;

— для II варианта К_ИМ 2=, так как 0,707>0,34 — II вариант экономичней.

Для вычисления технологической себестоимости изготовления детали из двух вариантов заготовок необходимо знать массу детали, массу заготовки, а также стоимость материала заготовки.

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали по формуле

C_Т=Q_заг С_заг+С_мех (Q_заг-Q_д)-С_отх (Q_заг-Q_д),(13)

где Q_заг — вес заготовки, кг;

С_заг — оптовая цена 1 кг заготовки, рублей;

С_мех — стоимость механической обработки 1 кг заготовки, рублей;

С_отх — стоимость 1 кг отходов, рублей.

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали из проката С_{Т. ПР}=3,4325 + 20(3,43−1,193)-1(3,43−1,193)=128,25 руб.

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали из штамповочной заготовки

C_шт.= C_{шт. б}Ч_.k_тЧk_сЧk_мЧk_вЧk_п, (14)

где C_{шт. б}— базовая стоимость 1 кг заготовок, 35 рублей;

k_т =1 — коэффициент, зависящий от класса точности поковки;

k_с=0,77 — коэффициент, зависящий от группы сложности;

k_м=1,18 — коэффициент, зависящий от массы;

k_в=1 — коэффициент, зависящий от марки материала;

k_п=1 — коэффициент, зависящий от серийности.

С_{Т. шт}=31,801.686 + 20(1,686−1,193)-1(1,686−1,193)=61,23 рублей Годовой экономический эффект определим по формуле Э=(С_Т.ПРОК — С_Т.ОТЛ) N (15)

где N = - годовая программа выпуска детали, шт.

Э=(128,25−61,23) = рублей Так как изготовление детали из заготовки, полученной прокатом не рационально в отношении использования материала, окончательно выбираем заготовку, полученную методом штамповки с уже готовым профилем детали, что значительно уменьшит расход материала и время на механическую обработку.

6. Разработка технологического маршрута изготовления детали

6.1 Разработка плана обработки поверхностей заготовки

При определении последовательности обработки поверхности необходимо выбрать метод обработки, соответствующий её форме, точности, шероховатости, учитывающий свойства материала заготовки.

Определить последовательность и число переходов обработки можно, используя коэффициент ужесточения точности поверхности и учитывая параметры её шероховатости.

Коэффициент ужесточения точности определяется по формуле

(16)

где — поле допуска заготовки;

— поле допуска детали.

Количество требуемых технологических переходов определяется по формуле

(17)

Полученное число округляется до ближайшего целого значения.

Определим количество переходов для поверхности торцов 1,14

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет Определим количество переходов для поверхности 2

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=1,25)

При обработке происходит уточнение размера на 10 квалитетов точности (с 16 квалитета до 6 квалитета поверхности детали). Распределим по переходам уточнение размера поверхности В по методу арифметической прогрессии:

— черновое точение — 14 квалитет;

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

— шлифование- 6 квалитет

Определим количество переходов для торцов 3

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=2,5)

— черновое точение — 14 квалитет

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 4:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 5:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 6

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=1,25)

При обработке происходит уточнение размера на 10 квалитетов точности (с 16 квалитета до 6 квалитета поверхности детали). Распределим по переходам уточнение размера поверхности В по методу арифметической прогрессии:

— черновое точение — 14 квалитет;

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

— шлифование- 6 квалитет

Определим количество переходов для торца 7:

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=2,5)

— черновое точение — 14 квалитет

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

Определим количество переходов для торца 8:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для торца 9:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для торца 10:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для торца 11:

Назначаем

— черновое точение — 14 квалитет;

Определим количество переходов для торца 12:

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=2,5)

— черновое точение — 14 квалитет

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 13

Назначаем (т.к. эта поверхность имеет шероховатость Ra=1,25)

При обработке происходит уточнение размера на 10 квалитетов точности (с 16 квалитета до 6 квалитета поверхности детали). Распределим по переходам уточнение размера поверхности В по методу арифметической прогрессии:

— черновое точение — 14 квалитет;

— получистовое точение — 10 квалитет;

— чистовое точение — 8 квалитет;

— шлифование- 6 квалитет

На остальные поверхности назначаем однократную обработку Заносим в таблицу 5 план обработки на каждую поверхность Таблица 5 — План обработки детали «Вал»

6.2 Выбор вариантов схем базирования заготовки

На первой фрезерно-центровальной операции базируем заготовку по наружным поверхностям диаметром 33 и 34 мм, выбрав ее в качестве черновой базы, для одновременной обработки торцов и сверления центровых отверстий.

Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы — перемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Наружная цилиндрическая поверхность является двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец является опорной базой и лишает заготовку 1 степени подвижности. Наружная цилиндрическая поверхность является черновой базой и используется на черновых операциях. Такая схема реализуется при установке заготовки в тисках с призматическими губками.

Рисунок 5 — Схема базирования заготовки 015 операции

На 020 токарной с ЧПУ операции базируемся по центровым отверстиям, выбрав ее в качестве чистовой базы и торцу для обработки базовой поверхности для черновой и чистовой обработки поверхностей диаметром 30,233 и 35 и подрезки торцов в размер 102 и 84 мм

Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободыперемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Торец является опорной базой и лишает заготовку 1-х степеней свободы, а наружная цилиндрическая поверхность — двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец и центровые отверстия являются чистовыми базами и используются неоднократно. Такая схема реализуется при установке заготовки в комбинированном патроне и заднем центре.

Рисунок 6 — Схема базирования заготовки 020 операции На 025 токарной с ЧПУ операции базируемся по центровым отверстиям, выбрав их в качестве чистовой базы и торцу для обработки поверхности диаметром 45,40,239 и подрезки торцов в размер 74, 79 мм, а также обработки канавки диаметром 37,5

Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободыперемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Торец является опорной базой и лишает заготовку 1-х степеней свободы, а наружная цилиндрическая поверхность — двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец и центровые отверстия являются чистовыми базами и используются неоднократно. Такая схема реализуется при установке заготовки в центросместитильный патрон и задний центр.

Рисунок 7 — Схема базирования заготовки 025 операции На 030 токарной с ЧПУ операции базируемся по центровым отверстиям, выбрав ее в качестве чистовой базы и торцу для обработки базовой поверхности для черновой и чистовой обработки поверхностей диаметром 30 и 20,233 и подрезки торцов в размер 32 и 14 мм

Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободыперемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Торец является опорной базой и лишает заготовку 1-х степеней свободы, а наружная цилиндрическая поверхность — двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец и центровые отверстия являются чистовыми базами и используются неоднократно. Такая схема реализуется при установке заготовки в комбинированном патроне и заднем центре.

Рисунок 8 — Схема базирования заготовки 020 операции

На фрезерных 035,040 операциях базируемся по цилиндрической поверхности и торцу для обработки, шпоночного паза 8 и лыски радиусом 7. Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы. Торец — опорная база, лишающая заготовку 1-ой степени свободы, цилиндрическая поверхность — двойная направляющая база, лишающая заготовку 4-х степеней свободы. Торец и цилиндрическая поверхность являются чистовыми базами. Для закрепления приложена сила P. Данная схема реализуется при установки заготовки в спец. приспособление и призмы.

Рисунок 9 — Схема базирования заготовки 035 операции Рисунок 10 — Схема базирования заготовки 040 операции На шлифовальных 055,065 операции применяется базирование в поводковом патроне и заднем центре. Данная схема базирования применяется для шлифования поверхностей диаметром 20 k6, 30 k6 шероховатостью Ra=1,25 мкм. Данная схеме базирования лишает заготовку 5-ти степеней свободы — перемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Ось является двойной направляющей базой и лишает деталь 4 степеней свободы; торец являются опорной базой и лишает 1 степени свободы.

Рисунок 11 — Схема базирования заготовки 055 операции Рисунок 12 — Схема базирования заготовки 065 операции На шлифовальной 060 операции применяется базирование в спец. патроне со смещенным центром и заднем центре. Данная схема базирования применяется для шлифования поверхностей диаметром 40 k6 шероховатостью Ra=1,25 мкм. Данная схеме базирования лишает заготовку 5-ти степеней свободыперемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z. Ось является двойной направляющей базой и лишает деталь 4 степеней свободы; торец являются опорной базой и лишает 1 степени свободы.

Рисунок 13 — Схема базирования заготовки 060 операции

6.3 Разработка маршрута обработки заготовки

На основании плана обработки поверхностей и выбранных схем базирования заготовки, приступим к формированию маршрутного техпроцесса обработки детали «Вал». Представим в виде таблицы 6 маршрут механической обработки детали с кратким перечнем оборудования и технологической оснастки.

Таблица 6 — Маршрут обработки детали «маховик»

7. Разработка технологических операций

7.1 Выбор технологического оборудования

Подробное описание маршрутного техпроцесса с содержанием операций и перечнем оборудования, приспособлений и инструмента приведено в технологических картах на механическую обработку детали в приложении.

Принцип выбора оборудования основывается на концентрации и дифференциации операций.

По возможности необходимо стремиться к обработке с одной установки максимально возможного количества поверхностей.

Установив при проектировании технологического процесса план и метод обработки детали, указываем, на каком станке будет выполняться данная операция, с помощью каких приспособлений и инструмента:

На 015 фрезерно-центровальной операции выбираем фрезерно-центровальный станок МР-71М;

На токарной с ЧПУ операции 020, 025, 030 выбираем токарный станок с ЧПУ 16К20Т1;

На фрезерную операцию 035 используем вертикально-фрезерный станок 6P13;

На фрезерную операцию 040 используем горизонтальнофрезерный станок 6Р81;

На операции круглошлифовальной 055,060,065 выбираем круглошлифовальный станок 3М151.

Таблица 7 — МР-71М Фрезерно-центровальный станок

Таблица 8 — 16К20Т1 Токарный станок с ЧПУ

Таблица 9 — 6Р13 Вертикально фрезерный станок

Таблица 10 — 6Р81 Горизонтальнофрезерный станок

Таблица 11 — 3М150 Круглошлифовальный станок

7.2 Выбор станочных приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструмента

При механической обработке детали важными факторами в достижении требуемой точности изготовления является способ базирования и закрепления заготовки, используемый инструмент, а также средства и методы контроля.

Для правильного выбора станочных приспособлений, посредствам которых можно осуществить требуемую схему базирования, режущего и мерительного инструмента воспользуемся литературой [2,8,10,11]. Сведем данные в таблицу 12.

Таблица 12 — Выбор станочных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, а так же средств контроля

7.3 Формирование структуры операций.

Для создания чёткой картины обработки сформируем структуру операций и отобразим всё это в таблице 13.

Таблица 13 — Операционный технологический процесс

7.4 Расчет припусков и размеров заготовки

Определим минимальные припуски на механическую обработку.

Для поверхностей вращения двухсторонний минимальный припуск рассчитаем по формуле рекомендуемой (стр. 175 [1]):

(18)

где R_z — шероховатость поверхности;

hтолщина дефектного слоя поверхности;

— суммарное отклонение расположения и формы поверхности заготовки;

_у — погрешность установки;

iиндекс перехода.

Для штамповки определяем промежуточные припуски, промежуточные размеры и допуски на них.

Определяем элементы припуска для поверхности гарячештампованной поковки.

На поверхность 1,14

переход I

Z_1min1,14=2(R_z0+h₀+₀+_у1)=2(160+200+100+100)= 1120мкм

R_{z0 1,14} = 200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 1,14} =250 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 1,14} =4; длина поверхности 25 мм;

_{0 1,14} =425=100 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_{у1А 1,14} =100 мкм (табл.15, стр. 43, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 2:

переход I

R_{z0 2}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 2}=200мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 2}=3; длина поверхности 13,5 мм;

₀₂ =313,5=40,5 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_у12=200 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_{z1 2}= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.25, стр. 188, [1])

h_{1 2}= 50 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

_{1 2}=0,0640,5=2,43 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_{у1 2}=0 мкм (без переустановки) переход III

2Z_3min2= мкм

R_z22= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

h₂₂= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₂₂=0,062,43=0,12 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у22=0 мкм (табл.13, стр. 42, [1]);

переход IV

R_z32= 5 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

H₃₂= 15 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₃₂=0,060,12=0,0072 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_{у3 2}= 80 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

Рассчитаем припуски на поверхность 3:

переход I

R_{z0 3}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 3}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 3}=3; длина поверхности 33 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₃ =333=99 мкм

_{у0 3}=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_z1Г3= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.24, стр. 187, [1])

h₁₃= 50 мкм (табл.24, стр. 187, [1])

₁₃=0,0699=5,94 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_{у1 3}=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

переход III

2Z_3min3=мкм

R_z23= 120 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

h₂₃= 125 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

₂₃=0,065,94=0,35 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,05 (стр. 190, таб.29, [1])

_у23=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

На поверхность 4

переход I

R_{z0 4}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 4}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 4}=3; длина поверхности 18,5 мм; при диаметре 33 мм

₀ 4=318,5=55,5 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_{у0 4}=200 мкм (табл.15, стр. 43, [1])

На поверхность 5

переход I

R_{z0 5}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 5}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 5}=3; длина поверхности 45 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₅ =345=135 мкм

_у05=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 6:

переход I

R_{z0 6}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 6}=200мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 6}=3; длина поверхности 41.1 мм;

₀₆ =341.1=125.1 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_{у0 6}=200 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_z16= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.25, стр. 188, [1])

h₁₆= 50 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₁₆=0,6 125.1=7.5 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_у16=0 мкм (без переустановки) переход III

2Z_3min6= мкм

R_z26= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

h₂₆= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₂₆=0,067.5=0.45 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у26=0 мкм (табл.13, стр. 42, [1]);

переход IV

R_z36= 5 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

H₃₆= 15 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₃₆=0,060,45=0,027 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у36= 80 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

Рассчитаем припуски на поверхность 7:

переход I

R_{z0 7}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 7}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 7}=3; длина поверхности 47.6 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₇ =347.6=142.8 мкм

_у07=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_z17= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.24, стр. 187, [1])

h₁₇= 50 мкм (табл.24, стр. 187, [1])

₁₇=0,6 142.8=8.56 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_у17=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

переход III

2Z_3min7=мкм

R_z27= 120 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

h₂₇= 125 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

₂₇=0,068.56=0,51 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у27=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

Рассчитаем припуски на поверхность 8:

переход I

R_{z0 8}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 8}=200мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 8}=3; длина поверхности 8.1 мм;

₀₈ =38.1=24.3 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_у08=200 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 9:

переход I

R_{z0 9}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 9}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 9}=3; длина поверхности 47.6 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₉ =347.6=142.8 мкм

_у09=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 10:

переход I

R_z010= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 10}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 10}=3; длина поверхности 37.8 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₁₀ =337.8=113.4 мкм

_у010=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 11:

переход I

R_{z0 11}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 11}=200мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 11}=3; длина поверхности 19,1 мм;

_{0 11} =319,1=57.3 мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_у011=200 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

Рассчитаем припуски на поверхность 12:

переход I

R_{z0 12}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 12}=200 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 12}=3; длина поверхности 37.8 мм; (табл.16, стр. 186, [1])

₀₁₂ =337.8=113.4 мкм

_у012=100 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_z112= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.24, стр. 187, [1])

h₁₁₂= 50 мкм (табл.24, стр. 187, [1])

₁₁₂=0,6 113.4=6.8 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_у112=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

переход III

2Z_3min12=мкм

R_z212= 120 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

h₂₁₂= 125 мкм (табл.24, стр. 188, [1])

₂₁₂=0,066.8=0,4 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у212=0 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

Рассчитаем припуски на поверхность 13:

переход I

R_{z0 13}= 160 мкм (табл.12, стр. 186, [1])

h_{0 13}=200мкм (табл.12, стр. 186, [1])

_{0 13}=3; длина поверхности 82,9 мм;

₀₁₃ =382,9= 249.9мкм (табл.16, стр. 186, при D=25 мм)

_у013=200 мкм (табл.16, стр. 44, [1])

переход II

R_z113= 50 мкм — получили на черновом переходе (табл.25, стр. 188, [1])

h₁₁₃= 50 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₁₁₃=0,6 249.9=14.99 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.24, [1])

_у113=0 мкм (без переустановки) переход III

2Z_3min13= мкм

R_z213= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

h₂₁₃= 25 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₂₁₃=0,0614.99=0.89 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у213=0 мкм (табл.13, стр. 42, [1]);

переход IV

R_z313= 5 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

H₃₁₃= 15 мкм (табл.25, стр. 188, [1])

₃₁₃=0,060,89=0,053 — кривизна поверхности с учетом коэффициента уточнения К_у=0,06 (стр. 190, таб.29, [1])

_у313= 80 мкм (табл.16, стр. 44, [1]);

Определяем допуски на промежуточные размеры и допуски на заготовку.

Допуск на поверхности 2

б (-)₃= 1300мкм б₁ = 520 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 84 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₃ = 33 мкм (по 8 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Допуск на поверхности 3

б (-)₃= 1100мкм б₁ = 430 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 70 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Допуск на поверхности 6

б (-)₃= 1600мкм б₁ = 620 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 100 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₃ = 39 мкм (по 8 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Допуск на поверхности 7

б (-)₃= 1900мкм б₁ = 740 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 120 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Допуск на поверхности 12

б (-)₃= 2200мкм б₁ = 870 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 140 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Допуск на поверхности 13

б (-)₃= 1300мкм б₁ = 520 мкм (по 14 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₂ = 84 мкм (по 10 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

б₃ = 33 мкм (по 8 квалитету) (табл. 11 стр. 130)

Определяем промежуточные размеры:

На поверхность 1,14

мм — глубина резания t =1,1 мм На поверхность 2

мм — глубина резания на сторону t =0,1165 мм

мм — глубина резания на сторону t =0,092 мм

мм — глубина резания на сторону t =0,36 мм

мм — глубина резания на сторону t =1,92 мм На поверхность 3

мм — глубина резания на сторону t =0,12 мм