Разработка технологического процесса
Технологический процесс разрабатывался по рекомендациям [1].
При разработке технологического процесса руководствуемся следующими принципами:
1) в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций. В качестве технологических баз применяются поверхности достаточных размеров, тем самым обеспечивается большая точность базирования и достаточная сила закрепления заготовки в приспособлении;
2) затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой металла что, позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки;
3) каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;
4) обработка поверхностей ведется в последовательности, обратной степени их точности (чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается), т.е. точные поверхности обрабатываются в последнюю очередь;
5) при выборе баз следует иметь в виду, что наибольшая точность базирования на всех операция механической обработки достигается при условии базирования на одни и те же поверхности, т.е. при соблюдении принципа постоянства баз. При чистовой обработке необходимо соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которому в качестве технологических баз поверхностей используются технологические, конструкторские и мерительные базы.
Исходными данными для расчета геометрических параметров являются: маршрут обработки детали с изображением операционных эскизов и указанием установочных баз, исходных размеров, технических требований, шероховатости обработанных поверхностей; конфигурации и координации поверхностей исходной заготовки; рабочий чертеж детали.
Данный технологический процесс разработан с учетом особенностей конструкции детали и с учетом технических требований. Деталь
«вал-шестерня» достаточно технологична. Являясь телом вращения, позволяет вести обработку на универсальном оборудовании. Ко всем поверхностям детали при обработке возможен свободный доступ обрабатывающего инструмента.
Разработку технологического процесса изготовления детали начинают с установления плана обработки отдельных поверхностей (рисунок 3.4). Для каждой поверхности необходимо определить пути достижения заданного качества.
Рисунок 3.4 – Схема с обозначенными поверхностями
В таблице 3.1 представлены квалитеты и шероховатости поверхностей чертежных размеров и экономически целесообразные.
Таблица 3.1 – Квалитеты и шероховатости поверхностей
№ пов-ти | Itчерт | Raчерт | Форма пов-ти | Itсправ | Raсправ |
1,25 | плоская | 1,25-2,5 | |||
1,25 | цилиндрич. | 1,25-2,5 | |||
1,25 | сложнопроф. | 0,63-1,25 | |||
0,16 | цилиндрич. | 0,16-0,32 | |||
0,16 | цилиндрич. | 0,16-0,32 | |||
0,16 | плоская | 0,16-0,32 | |||
1,25 | цилиндрич. | 1,25-2,5 | |||
1,25 | сложнопроф. | 1,25-2,5 | |||
0,16 | плоская | 0,16-0,32 | |||
0,16 | цилиндрич. | 0,16-0,32 | |||
0,16 | цилиндрич. | 0,16-0,32 | |||
1,25 | плоская | 1,25-2,5 |
В таблице 3.2 представлены стадии обработки поверхностей детали
вал-шестерня. Штампованную заготовку выбираем с шероховатостью Ra 12,5 и квалитетом It 12.
Таблица 3.2 – Стадии обработки поверхностей детали вал-шестерня
Поверхности 1, 12 It 8, Ra 1,25 | Поверхности 2, 7 It 8, Ra 1,25 | Поверхности 4, 6, 9, 11 It 6, Ra 0,16 | Поверхности 5, 10 It 6, Ra 0,16 | Поверхность 3 It 8, Ra 1,25 | Поверхность 8 It 8, Ra 1,25 | |
I | Черновое точение It 10, Ra 3,2 | Черновое точение It 10, Ra 3,2 | Черновое точение It 10, Ra 3,2 | |||
II | Получистовое точение It 8, Ra 1,25 | Получистовое точение It 8, Ra 1,25 | Получистовое точение It 8, Ra 1,25 | Зубофрезерная It 8, Ra 1,25 | ||
III | Чистовое точение It 8, Ra 1,25 | Чистовое точение It 7, Ra 0,32 | Чистовое точение It 7, Ra 0,32 | Шлицефрезерная It 8, Ra 1,25 | Зубошевинговальная It 8, Ra 1,25 | |
Промывка, цементация и закалка | ||||||
IV | Шлифо-вание It 6, Ra 0,32 | Шлифование It 6, Ra 0,32 | Шлицешлифова-ние It 8, Ra 1,25 | Зубохонинговальная It 8, Ra 1,25 | ||
V | Шлифование It 6, Ra 0,16 | Шлифование It 6, Ra 0,16 |
Следующим шагом в проектировании технологического процесса изготовления детали является разделение процесса на операции.
При разработке технологических операций необходимо особое внимание уделять выбору баз для обеспечения точности обработки деталей и выполнения технических требований чертежа.
Выбор технологических баз проводят с учетом основных принципов базирования:
- принцип совмещения баз: технологические и конструкторские базы по возможности должны быть совмещены;
- принцип постоянства баз: точность обработки будет более высокой если проводить обработку на одних и тех же базах;
- принцип надежности закрепления: базы должны обеспечивать хорошую устойчивость и надежность установки заготовки.
За технологические базы приняты поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах. Форма центрового отверстия для изделий, после изготовления которых необходимость в центровых отверстиях отпадает, изображена на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Форма центрового отверстия
При установке и обработке данной заготовки вала в качестве дополнительной опоры, повышающей жесткость технологической системы, применятся люнеты (подвижные и неподвижные).
Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает применения того или иного поводкового устройства, передающего крутящий момент заготовке. Такими устройствами являются поводковые патроны, хомутики и т.д.
Основное содержание и объем операций устанавливается, как правило, в пределах одного этапа обработки с учетом технологических возможностей оборудования, что позволяет наиболее рационально использовать средства технологического оснащения. При этом нужно исходить из двух различных принципов: принципа концентрации и принципа дифференциации операций.
Виды обработки отдельных поверхностей заготовки устанавливаются с учетом требуемой точности и шероховатости.
В таблице 3.3 представлен технологический маршрут обработки
вала-шестерни.
Таблица 3.3 – Технологический маршрут обработки вала-шестерни
Номер операции | Наименование и краткое содержание операции | Технологическая база | Оборудование |
Заготовительная: штампованная заготовка нормальной точности Ra 12,5, It 11 | - | - | |
Фрезерно-центровальная: фрезеровать торцы 1 и 12, зацентровать с двух сторон | Ось и торец исходной заготовки | Фрезерно-центровальный полуавтомат МР73М | |
Токарная: точить поверхность 7 и 11, фаски, подрезать торец 9 (Ra 1,25, It 8) | Ось и торец 12 | Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3 | |
Токарная: точить поверхности 2 и 4, фаски, подрезать торец 6 (Ra 1,25, It 8) | Ось и торец 1 | Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3 | |
Токарная: обточить поверхности 4, 5 и торец 6 (Ra 0,32, It 7) | Ось и торец 1 | Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3 | |
Токарная обточить поверхность 10,11 и торец 9 (Ra 0,32, It 7) | Ось и торец 12 | Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3 | |
Шлицефрезерная Фрезеровать поверхность 3 на шлицы с припуском на шлифование (Ra 1,25, It 8) | Ось вала | Шлице-фрезерный 5350Б | |
Зубофрезерная: фрезеровать зубья 7 (Ra 1,25, It 8), | Ось вала | Зубофрезерный полуавтомат 5В312 | |
Зубошевинговальная: шевинговать зубья 7 (Ra 1,25, It 8), | Ось вала | Зубошевинговальный 5702 | |
Промывочная | Ванна | ||
Контрольная промежуточная | Контрольный стол | ||
Цементация и закалка: цементировать и калить до 51…56 HRC | Шахтная электропечь типа ПШЦ 6.12/9 | ||
Правильная: править центра | |||
Шлицешлифовальная. Шлифовать шлицы 3 по внутреннему диаметру (Ra 1,25, It 8) | Ось вала | Шлице-шлифовальный3Б450 | |
Зубохонинговальная: хонинговать зубья 7 (Ra 1,25, It 8), | Ось вала | Зубохонинговальный 5А913 | |
Круглошлифовальная: шлифовать поверхности 4,5 торец 6 (Ra 0,16, It 6) | Ось вала | Кругло-шлифовальный 3У10В | |
Круглошлифовальная: шлифовать поверхности 10,11 торец 9 (Ra 0,16, It 6) | Ось вала | Кругло-шлифовальный 3У10В | |
Промывочная | Ванна | ||
Контрольная окончательная | Контрольный стол |
Выбор режущего инструмента, его вида, конструкции, размеров и материала режущей части в значительной мере определяется методами обработки, формой обрабатываемой поверхности, свойствами материала заготовки, требуемой точностью и характеристиками качества материала поверхностного слоя заготовки.
Контроль параметров детали осуществляется стандартным мерительным инструментом [5].