Технологический процесс обработки вала шлицевого

метки: Шлицевый, Деталь, Поверхность, Размер, Припуск, Рассчитать, Сталь, Штамповка

Проектирование технологических процессов является составной частью единой системы технологической подготовки производства.

Эта система установлена на базе государственных стандартов с целью организации и управления технологической подготовкой производства на основе новейших достижений науки и техники.

Проектирование технологических процессов состоит из следующих этапов: анализа исходных данных, технологического контроля детали, выбора заготовки, баз, установления маршрута обработки отдельных поверхностей, проектирование технологического маршрута изготовления детали с выбором типа оборудования, расчёта припусков, построение операций, расчётов режима обработки, техничес — кого нормирования операций, оформления технологической документации.

Дисциплина «Основы технологии машиностроения» включает в себя комплекс технических дисциплин по организации во времени и пространстве технологичес — кого процесса.

Основным направлением развития технологических процессов в металообра — ботке в настоящее время является: повышение производительности труда, качества обработки и снижения затрат на изготовление деталей. Вопрос повышения технического уровня технологических процессов — является одним из актуальных, так как на наших предприятиях эксплуатируется много устаревшего оборудования, не обеспечивающего требуемой эффективности и качества обработки.

Валы входят в конструкцию многих узлов станков и машин. Валы предназначены для передачи крутящих моментов и монтажа на них различных деталей и механизмов. Конструктивно ступенчатые валы подразделяют на: гладкие, фланцевые и валы-шестерни. В общем случае они представляют собой сочетание гладких посадочных и непосадочных, шлицевых, шпоночных, резьбовых и переходных поверхностей.

От качества их изготовления зависит долговечность работы изделий и надёжность, поэтому совершенствованию технологии их изготовления постоянно уделяется самое серьёзное внимание.

В последние годы разработано много прогрессивных конструкций инструментов, создано достаточное количество износостойких инструментальных материалов, что должно способствовать при использовании современных станков повышению производительности обработки и снижению затрат на изготовление деталей.

Целью данного проекта является снижение технологической себестоимости изготовления шлицевого вала, за счёт совершенствования технологического процесса его изготовления.

1. Анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение детали

В механизмах транспортных и технологических машин, колёсных и гусеничных машинах применяют валы различной конструктивной формы: бесступенчатые (гладкие), ступенчатые с прямой геометрической осью, коленчатые, эксцентри — ковые (кулачковые), кривошипы, поворотные кулаки и др.

Монтаж и эксплуатация технологических машин

... B) подрядный; C) смешанный; D) цикловой; E) последовательный. * * * 14.1 При последовательном способе монтажа машин, аппаратов и агрегатов: A) отдельные операции сборки выполняют строго одну после другой; ... до начала монтажных работ; B) руководители монтажа до начала монтажных работ, а затем уточняют в процессе их выполнения; C) руководители монтажа во время монтажных работ; D) предприятие ...

Наибольшее распространение в этих машинах (60 -70% от общего количества) получили ступенчатые валы средних размеров (диаметром 25…125 мм, длиной до 250 мм) — шлицевые с глухим или сквозным центральным отверстием.

Шлицевые валы изготавливают в основном с закрытыми шлицами прямобочного или эльвовентного профиля.

Данная деталь — шлицевой вал входит в состав раздаточной коробки транспорт — ного средства.

Служебное назначение вала — передача крутящего момента с зубчатого колеса на фланец. Вал работает с большими нагрузками, так как раздаточная коробка транспортного средства включается в работу при его движении по дорогам среднего и низкого качества.

Поэтому в качестве материала вала выбрана сталь 45Х с последующей термической обработкой. Смазка хорошая — из общей картерной системы смазки раздаточной коробки жидким маслом за счёт его разбрызгивания зубчатыми колёсами при работе механизма. Запылённость вала низкая, так как он находится внутри корпуса раздаточной коробки и большей частью изолирован от внешней среды и пыли с помощью уплотнительных устройств и сопрягаемых деталей.

Характерные виды износа элементов вала: усталостное выкрашивание, заедание или излом шлицев, износ из-за трения шеек под подшипники или соприкасающихся со втулками. Температура вала при установившемся режиме работы механизма не превышает 80 ⁰ С.

Исходя из служебного назначения детали, при разработке технологического процесса её изготовления, — особое внимание следует уделить выбору методов обработки шлицев, шеек под подшипники.

Все поверхности вала должны быть механически обработаны, так как необработанные поверхности могут стать причиной вибрации при его вращении.

1.2 Классификация поверхностей детали по функциональному назначению

В таблице 1 представлена классификация поверхностей вала.

Номера поверхностей указаны на эскизе детали, рисунок 1.

Рис. 1 Систематизация поверхностей детали.

Таблица 1. Классификация поверхностей детали

Вид поверхности	Номер поверхности
Основная конструкторская база	2, 4, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 18
Вспомогательная конструкторская база	5
Исполнительные поверхности	1, 3, 14, 15, 16, 17
Свободные поверхности	10, 12

Целью систематизации поверхностей детали является выявление — какие из них имеют определяющее значение для качественного выполнения валом своего служебного назначения.

Основными конструкторскими базами, определяющими положение детали в узле, — являются торцы вала 6; 13 и шейки под подшипник 2; 4.

Торец вала и шейка под подшипник фиксируют положение детали в раздаточной коробке.

Вспомогательные конструкторские базы определяют положение присоединяемых деталей. Поверхности 1; 3 — определяет положение опорной втулки.

Поверхности 1, 3, 14, 15, 16, 17 — являются исполнительными, так как выполняют служебное назначение — передают крутящий момент от двигателя на исполнитель-ный механизм раздаточной коробки.

Остальные поверхности являются свободными, не соприкасающимися с другими деталями.

Определим свойства и химический состав материала вала (сталь 45Х).

Таблица 2. Химический состав стали 45Х ГОСТ 4543-71, %

Cr	Si	Mn	C	Ni	Cu	S	P
0,8-1,1	0,17-0,37	0,5-0,8	0,41-0,49	—	—	—	—

Таблица 3. Механические свойства стали 45Х ГОСТ 4543-71

Предел текучести у т , н/мм2	Временное сопротивление у в , н/мм2	Относительное удлинение дз, %	Ударная вязкость Дж/см 2	Твёрдость, НВ
835	1030	9	49	229

2. Определение типа производства, его характеристика

2.1 Определение типа производства

Тип производства бывает: единичный, мелкосерийный, среднесерийный, крупносерийный и массовый. Серийный тип производства характеризуется выпуском деталей партиями.

В нашем случае тип производства — среднесерийный.

Годовая программа выпуска изделий N = 500 шт.

Режим работы предприятия — 2 смены в сутки.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд = 4015 час.

Расчёт количества деталей в партии

Периодичность запуска — выпуска изделий а = 2 дня.

Число рабочих дней в году F = 254 дня.

Расчётное количество деталей в партии определим по формуле:

n = (N ^. а⁾ / F,

где N — программа выпуска, N = 500 шт.;

• а — периодичность запуска — выпуска изделий, а = 2 дня;
• F — число рабочих дней в году, F = 254 дня.

n = (500 ^. 2) /254 = 4 шт.

2.2 Выбор стратегии разработки ТП

Для среднесерийного типа производства выбираем следующую стратегию разработки ТП.

Форма организации ТП — переменно-поточная. Детали запускаются периодически повторяющимися партиями.

Метод получения заготовки — штамповка на механическом прессе, расчёт припусков подробный по переходам, табличный.

ТП разрабатывается специально для данной детали на базе типового ТП обработки деталей типа «вал шлицевой». Технологический маршрут предусматривает достаточно высокую концентрацию переходов.

В ТП предусматривается применение как универсальных, так и специальных станков, приспособлений, стандартный и специальный режущий инструмент.

Технологические операции разрабатываются подробно по переходам. Оборудование периодически загружается деталями разных партий. Оборудование расставляется с учётом характерного направления грузопотоков.

Коэффициент закрепления операций Кз.о. = 10…20

Настройка станков — по измерительным инструментам и приборам.

Режимы резания рассчитываются по отраслевым нормативам и эмпирическим формулам.

Нормирование ТП — детальное, пооперационное.

Квалификация рабочих — средняя, наладчиков — значительно выше.

3. Технологический анализ чертежа

3.1 Выбор заготовки и способа её получения

При выборе материала учитывали:

• условия работы детали;
• характер и величину действующей на деталь нагрузки;
• температуру и коррозионное воздействие среды;
• степень и вид изнашивания: под действием сил трения,

абразивное, усталостное и др.

Учитывая условия эксплуатации детали и встречающиеся на практике виды разрушений и износа, вал шлицевой относится к деталям I группы.

Материал должен обладать высокой твёрдостью и износостойкостью поверхностного слоя при вязкой и достаточно прочной сердцевине. Такие свойства обеспечивают цементуемая сталь марки 45Х.

Материал детали — Сталь 45Х. В условиях серийного производства предпочтительным способом получения заготовок для детали типа «вал» является штамповка на КГШП.

3.2 Определение размеров и массы заготовки

Материал детали — сталь 45Х по ГОСТ 4543-71

Годовая программа выпуска изделий N = 500 шт.

Производство — среднесерийное.

Определим массу детали, исходя из заданного чертежа детали и удельного веса стали 45Х.

При определении массы детали сложной геометрической формы, — следует разделить её на простые по форме элементы, удобные для расчёта объёма, а затем просуммировать найденные значения.

Объём заготовки круглого сечения рассчитаем по формуле:

V = (рD ² /4).

l

В нашем случае:

V _детали = V_{заготовки} — V_{1 шлицевой проточки} — V_{2 шлицевой проточки}

V _заг. = + . 6 + 57 + . 88 + . 51 =

V _заг = . (54^{2 .} 66 + 46^{2 .} 6 + 60² . 57 + 72^{2 .} 88 + 50^{2 .} 51)

V _{заготовки} = 745694 мм³ = 0,746 дм³

V _{шлицевой проточки} = l . (( — ) + ( — ).

s. n),

где s — ширина шлица; n — количество шлицев; l — длина шлица.

V _{1 шлицевой проточки} = (0,785 (54² — 48² ) + (27 — 24)^. 6. 6).

66 = 0,039 дм³

V _{2 шлицевой проточки} = (0,785 (72² — 62² ) + (36 — 31).

8. 6).

88 = 0,115 дм³

V _детали = V_{заготовки} — V_{1 шлиц. проточки} — V_{2 шлиц. проточки} = 0,746 — 0,039 — 0,115 = 0,592 дм³

Масса детали:

М _Д = с. V_детали = 7,82. 0,592 = 4,63 кг,

где: с = 7,82 кг/дм ³ (удельный вес стали 45Х).

3.3 Выбор вариантов исходной заготовки

Одним из основополагающих принципов выбора метода получения заготовки является — обеспечение максимального приближения её формы, размеров и качества поверхности к аналогичным характеристикам получаемой детали. В этом случае существенно сокращается расход металла, объём механической обработки и производственный цикл изготовления детали.

Однако при этом в заготовительном производстве увеличиваются расходы на технологическое оборудование и оснастку, их ремонт и обслуживание.

Поэтому при выборе метода получения заготовки следует производить технико-экономический анализ двух этапов производства — заготовительного и механо-обрабатывающего.

Выбор метода получения заготовки должен осуществляться на основе технического и экономического принципов.

В соответствии с техническим принципом выбранный технологический процесс должен полностью обеспечивать выполнение всех требований на изготовление изделия.

В соответствии с экономическим принципом изготовление заготовки следует вести с минимальными производственными затратами.

Из нескольких возможных методов получения изделия — выбирают наиболее экономичный, а при равной экономичности — наиболее производительный.

В данном курсовом проекте метод получения заготовки определяется размерами программного задания, материалом детали, её назначением и техническими требованиями на изготовление, формой поверхности и размерами получаемой детали.

Сделаем предварительное сопоставление двух возможных способов получения заготовки с целью выбора оптимального варианта.

Рис. 2 Варианты конструкции заготовок

Из рисунка 2 видно, что заготовка из проката имеет значительно большие напуски (зоны А и Б), чем заготовка, получаемая методом штамповки.

В основу анализа положим сравнение суммарных стоимостей переменных долей затрат на получение заготовки «С _з » и её механическую обработку «С_обр ».

Расчёт выполним по методике: С _i = С_з + С_обр.

где i — номер варианта получения заготовки.

В нашем случае возьмём: i = 1 — для проката; i = 2 — для штамповки.

Переменные затраты на получение заготовки С _з , руб.:

С _{З i} = (Ц_м /1000).

М_{З i} . К_сл . К_т . К_сп

С _{З i} = (Ц_м /1000).

М_Д ^. (К_сл . К_т . К_сп )/ К_им

где Ц _м — цена исходного материала, руб./т;

М _{З i} — масса заготовки для данного варианта получения заготовки, кг;

М _Д — масса детали, кг;

К _им — коэффициент использования материала;

К _сп , К_т , К_сл — коэффициенты, учитывающие способ получения заготовки, точность и сложность.

Рассчитаем затраты С _З для каждого из вариантов.

На рис. 2. вычерчиваем контуры заготовок из проката и штамповки.

По таблице определяем ориентировочно припуск на обработку, определяем размеры заготовки с учётом припусков и проставляем на рисунке 2.

Для заготовки из проката принимаем ближайший диаметр прутка: D = 75 мм.

Для штамповки назначаем уклоны 5 ⁰ и радиусы переходов R =3,5 мм. Вычерчиваем напуски на рисунке 2.

Определяем массу детали М _Д и массу заготовки М_З , кг:

М _Д = 4,63 кг — масса детали, рассчитана выше.

с = 0, 00782 кг/см ³ — удельный вес стали 45Х

V _З1 = р (7,5² /4).

27 = 1192 см³ (для проката)

М _З1 = с^. V_З1 = 0,00782^. 1192 = 9,32 кг (для проката)

V _З2 = (р^. 6,2² . 12,9)/4 + (р. 7,5² . 8,8)/4 + (р. 5,2² . 5,1)/4 = 885 см³ (для штамповки)

М _З2 = с^. V_З2 = 0,00782. 885 = 6,9 кг (для штамповки)

Коэффициент использования материала определим по формуле:

К _им = М_Д / М_З

К _им1 = 4,63 / 9,32 = 0,5

К _им2 = 4,63 / 6,9 = 0,67

Определяем цену исходного материала Ц _{м ,} руб./т и поправочные коэффициенты по таблицам из методического пособия по курсовому проектированию:

Ц _м1 = 25560 руб./т (для проката);

Ц _м2 = 20280 руб./т (для штамповки)

К _сп1 = 1,5; К_сп2 = 2,5; К_т1 = 1; К_т2 = 1; К_сл1 = 1; К_сл2 = 1

Подставляем найденные значения в формулу:

С _З1 = (25560/1000).

9,32. 1,5. 1. 1 = 357,3 руб.

С _З2 = (20280/1000).

6,9. 2,5^. 1. 1 = 350,0 руб.

Переменные затраты на черновую обработку С _обр , руб. определим по формуле:

С _обр = С_уд . (М_з — М_Д ) / К_о

где С _уд — удельные затраты на снятие 1 кг стружки при черновой механической обработке, руб.; К_о — коэффициент обрабатываемости материала.

Рассчитаем С _обр для каждого из вариантов.

Для серийного типа производства С _уд = 40; Для стали 45Х: К_о = 1.

Подставляя значения в вышеприведённую формулу, получим:

С _обр1 = 40. (9,32 — 4,63)/1 = 187,6 руб.

С _обр2 = 40. (6,9 — 4,63)/1 = 90,80 руб.

Таким образом, суммарная стоимость заготовок получается:

С _i = С_з + С_обр.

С ₁ = 357,3 + 187,6 = 544,9 руб.

С ₂ = 350,0 + 90,80 = 440,8 руб.

Вывод: по минимальным переменным затратам выбираем более экономичный вариант получения заготовки, т.е. штамповку на механическом прессе.

3.4 Технико-экономическое обоснование вариантов заготовки

Экономический эффект от использования выбранной заготовки рассчитаем по формуле:

Э = (С ₁ — С₂ ).

N,

где С ₁ — стоимость проката, руб.;

С ₂ — стоимость штамповки, руб.;

• N — годовой объём выпуска деталей, шт./год.

Э = (544,9 — 440,8).

500 = 52050,00 рублей.

Таким образом, экономический эффект от использования заготовки из штамповки составит: 52050,00 рублей в год.

3.5 Проектирование заготовки

Проанализировав полученные результаты, приходим к выводу, что способ получения заготовки штамповкой на механическом прессе является оптимальным, так как себестоимость заготовки меньше, чем отрезкой из проката.

Принимаем метод получения заготовки вала штамповкой, что даёт экономию по сравнению с отрезкой из проката в размере 52050,00 руб. в год.

Окончательно заготовка будет спроектирована после разработки пункта — «Расчёт операционных размеров и припусков».

4. Расчёт операционных размеров и припусков

При годовой программе выпуска N = 500 шт./год (серийное производство), для получения заготовки припуск на поверхность, допуска, уклоны назначаем в соответствии с ГОСТ 7505-89.

Массу заготовки определим по следующей зависимости:

m _заг = m_Д k_p

где m _Д = 4,63 кг (масса детали);

k _p — расчётный коэффициент для определения массы заготовки для данной детали.

Примем k _p = 1,6 по ГОСТ 7505-89.

Получаем: m _заг = 4,631,6 = 7,41 кг

По ГОСТ 7505-89 определим:

• группу стали М2 (содержание углерода от 0,35% до 0,65%);
• степень сложности заготовки С1;
• группа точности заготовки Т4 — штамповка на КГШП (ГОСТ 6809-87) в открытых штампах.

Конфигурация плоскости разъёма — плоская (П).

Припуском на обработку называется слой материала, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки — для получения готовой детали и достижения заданной точности и качества обрабатываемой поверхности.

Припуск может быть назначен на основе расчётно-аналитического метода определения припусков.

Расчётно-аналитический метод базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предыдущих и выполняемого переходов технологического процесса обработки детали. Расчётный метод позволяет определить минимальный необходимый припуск, который является оптимальным для данных условий обработки.

Аналитически рассчитаем припуск на механическую обработку на поверхность диаметром 50k6 мм по формуле:

Z _i = T_Di-1 + (R_Zi-1 + T_i-1 ) + (_i-1 + _i )

где Z _i — припуск на рассматриваемой операции (таблица 4);

T _{Di -1} — допуск от предыдущей операции (таблица 4);

R _{Zi -1} — шероховатость поверхности от предыдущей операции (таблица 4);

_{i -1} — пространственные отклонения, возникающие на предыдущей операции;

_i — погрешность установки на рассматриваемой операции.

В связи со спецификой детали, примем _i = 0 (обработка в центрах).

Пространственные отклонения для заготовки рассчитаем по формуле:

_заг = ² _СМ + ² _КОР + ² _Ц

где _СМ = 0,1 мм (погрешность заготовки по смещению);

_КОР = l мм (погрешность заготовки по короблению);

_Ц = 0,08 мм (погрешность зацентровки);

• = 2 мкм = 0,002 мм (удельная кривизна заготовки).

l = 268 мм — длина заготовки, выступающей из патрона.

Получаем погрешность заготовки по короблению:

_КОР = 0,002 268 = 0,536 мм

Подставляя значения в формулу, получим пространственные отклонения для заготовки:

_заг = 0,1² + 0,536² + 0,08² = 0,551 мм = 551 мкм

Величина пространственных отклонений для последующих переходов:

_{чист. точ} = 0,06 _заг = 0,06 551 = 33,1 мкм = 0,033 мм

_шлиф. = 0,04 _заг = 0,04 551 = 22,04 мкм = 0,022 мм

Величина расчётного припуска по технологическим переходам:

Для чистового точения:

2Z _MIN = 2 (60+60+551) = 2 671 мкм

Для шлифования шеек детали:

2Z _MIN = 2 (30+30+33) = 2 93 мкм

Расчётный размер d _Р находится последовательно в обратном порядке технологических переходов, т.е. снизу верх (таблица 4), начиная с последней операции шлифования.

Расчётный размер d _Р при шлифовании шейки принимают по d_{M IN} .

d _Р1 = 50,002 + 20,671 = 51,344 мм

d _заг = 51,344 + 20,093 = 51,53 мм

При обработке наружных поверхностей расчётный размер занесем в графу d _{M IN} таблицы 4.

Величину допусков принимаем для чистовой обработки поверхности по Н10 при обработке наружных поверхностей.

Тогда допуски равны: Тd ₁ = 16 мкм

Тd ₂ = 48 мкм

Td _ЗАГ = 300 мкм

Для наружных поверхностей получим:

d _MAX = d_MIN + Td

d _{MAX 1} = 50,002 + 0,016 = 50,018 мм

d _{MAX 2} = 51,344 + 0,048 = 51,392 мм

d _{MAX заг} = 51,53 + 0,3 = 51,83 мм

Предельные значения припусков 2Z ^ПР _MAX для наружных поверхностей — определяют как разность наибольших предельных размеров,

2Z ^ПР _MIN — как разность наименьших предельных размеров предшествующего и предыдущего размеров.

2Z ^ПР _{MAX 1} = 51,392 — 50,018 = 1,374 мм = 1374 мкм

2Z ^ПР _{MAX 2} = 51,83 — 51,392 = 0,438 мм = 438 мкм

2Z ^ПР _{MIN 1} = 51,344 — 50,002 = 1,342 мм = 1342 мкм

2Z ^ПР _{MIN 2} = 51,53 — 51,344 = 0,186 мм = 186 мкм

Проверка правильности расчётов:

2Z ^ПР _{MAX 2} — 2Z^ПР _{MIN 2} = 438 — 186 = 252 мкм; Td_заг — Td₂ = 300 — 48 = 252 мкм

2Z ^ПР _{MAX 1} -2Z^ПР _{MIN 1} = 1374-1342 = 32 мкм; Td₂ — Td₁ = 48 — 16 = 32 мкм

Величина номинального припуска Z _oНОМ , определяется с учётом несимметричного расположения поля допуска заготовки.

Для наружных поверхностей:

Z _{o НОМ} = 2Z^ПР _MIN + Н_З — Н_Д

где Н _З = 0,25 мм — верхнее отклонение допуска заготовки;

Н _Д = 0,018 мм — верхнее отклонение допуска детали.

Z _{o НОМ} = 1528 + 250 — 18 = 1760 мкм = 1,76 мм

Тогда расчётный размер заготовки:

d _{НОМ.ЗАГ} = d + Z_{o НОМ} = 50 + 1,76 = 51,76 мм

d _{ма x заготовки} = 51,83 мм

d _{min заготовки} = 51,53 мм

d _{ма x чист. точение} = 51,392 мм

d _{min чист. точение} = 51,344 мм

d _{ма x шлиф.} = 50,018 мм

d _{min шлиф.} = 50,002 мм

2Z ^ПР _{MAX 2} 2Z^ПР _{MAX 1}

2Z ^ПР _{MIN 2}

2Z ^ПР _{MIN 1}

Таблица 4. Сводная таблица расчёта припуска на обработку поверхности 50k6 мм

Технологические переходы обработки поверхностей	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск, 2Z пр MIN , мм	Расчётный размер, d р , мм	Допуск Тd, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
	R Z	Т					d min	d max	2Z пр MIN	2Z пр MAX
Заготовка	60	60	551		51,53	300	51,53	51,83
Чистовое точение	30	30	33	2671	51,344	48	51,344	51,392	186	438
Шлифование	5	15	22	293	50,002	16	50,002	50,018	1342	1374
Итого:	1528	1812

По таблице 2 из ГОСТ 7505-89 (согласно группе стали М2, степени сложности заготовки С1, и группе точности заготовки Т4) находим исходный индекс заготовки — №15 и по нему назначаем припуски, допуски.

Таблица 5. Размеры заготовки «Вал шлицевой»

Размер, мм	Основной размер припуска, мм (табл. 3 ГОСТ 7505-89)	Размеры поковки, мм	Допускаемые отклонения, мм (табл. 8 ГОСТ 7505-89)	Размеры поковки с допусками, мм
60H7	2,3	60+2*2,3+0,6= 65,2 примем 65 мм	3,2 ()	65
73f7	2,3	73+2*2,3+0,6= 78,2 примем 78 мм	3,2 ()	78
268	3,3	268+2*3,3+0,8=275,4 примем 276 мм	4,5 ()	276
88	3	88+2*3+1= 95 примем 95 мм	3,2 ()	95 ()

Дополнительный припуск составит 0,2 мм (согласно таблице 14 по ГОСТ 7505-89).

Радиусы закруглений наружных углов — при диаметре заготовки 25-50 мм составляют R= 2,5 мм; при диаметре заготовки более 50 мм — составляют R= 3,6 мм (согласно таблице 7 по ГОСТ 7505-89);

• Отклонение от плоскостности 0,6 мм;
• Допускаемая величина высоты заусенца на поковке составляет 4 мм;
• Допускаемая величина остаточного облоя 1,6 мм;
• Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки 0,6 мм.

Штамповочные уклоны составляют (согласно таблице 8 по ГОСТ 7505-89):

• на наружной поверхности — не более 7;
• на внутренней поверхности — не более 10.

Рассчитаем коэффициент весовой точности материала по формуле:

К _и =q/Q

где q = 4,63 кг масса детали;

• Q = 7,41 кг масса заготовки.

К _и = 4,63/7,41 = 0,625

После разработки эскиза поковки, определяем массу поковки:

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Средство измерения
005	Заготовительная	Механический пресс КГШП ГОСТ 6809-87
010	Термообработка	Термическая ванна
015	Токарная	Токарно-винторезный станок модели 16K20	Трёхкулачковый самоцентрирующий патрон	ГОСТ 14952-75	Калибр-пробка ГОСТ 14810-70
020	Токарная	Токарно-винторезный станок модели 16K20	ГОСТ2578-70	Резец канавочный 2117-0055 ГОСТ 18885-73	Штангенциркуль ШЦ-II-250-630-0,1-1 ГОСТ 166-89
025	Токарная	Токарно-винторезный станок модели 16K20	ГОСТ 2578-70	ГОСТ 18880-73	ГОСТ 166-89
030	Шлицефрезерная	Широкоунивер-сальный фрезерный станок модели 679	ГОСТ 2578-70	Комплект двойных дисковых фрез	Пробка пазовая МН 2990-61
035	Шлицефрезерная	Широкоунивер — сальный фрезерный станок модели 679	ГОСТ 2578-70	Комплект двойных дисковых фрез	Пробка пазовая МН 2990-61
040	Шлифовальная	Круглошлифо — вальный станок 3М151	ГОСТ 2578-70	ГОСТ 52781-07
045	Слесарная	Слесарный верстак		Шкурка ГОСТ 13344-79
050	Моечная	Машина моечная
055	Контрольная	Стол контрольн.

• продольное шлифование — за несколько продольных ходов с подачей на глубину на двойной (или каждый) ход;
• глубинное шлифование — за один ход кругом, установленным на глубину;
• врезное шлифование — с поперечной подачей на всю ширину обработки в радиальном или тангенциальном направлении;
• шлифование последовательными врезаниями — с радиальной подачей уступами;
• комбинированное шлифование.

В отдельных случаях, — кругу сообщается дополнительное осевое колебательное движение с небольшой амплитудой — осциллирующее движение.

Мощность главного привода станка — 10 кВт.

7. Выбор режимов резания

Аналитически рассчитаем режимы резания для 2-х операций: 020 и 040.

Токарная операция 020.

Переход 1. Точить шейку вала размером Ш50 _+0,15 на длину 51 мм.

Определим длину рабочего хода L _{рх ,} мм по формуле:

L _Р.Х = L_РЕЗ + y + L_ДОП

где L _РЕЗ = 51 мм — длина резания;

• y = 3 мм — подвод, врезание, перебег инструмента.

L _ДОП = 0 — дополнительная длина хода.

L _Р.Х = 51 + 3 = 54 мм

Глубина резания: t = 1,25 мм.

Рекомендуемая подача: S _о = 0,25 мм/об.

Уточним величину подачи S _пр = 0,2 мм/об по паспорту станка.

Определим стойкость инструмента Т _Р , мин.: Т_Р =

где Т _М = 60 мин — рекомендуемое значение стойкости инструмента в зависимости от количества инструментов в наладке.

Расчёт скорости резания V, м/мин произведём по формуле:

V =V _ТАБ К₁ К₂ K₃

где V _ТАБ = 125 м/мин — рекомендуемое значение скорости резания.

К ₁ =1 — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

К ₂ =1,1 — коэффициент, зависящий от стойкости и марки материала инструмента.

К ₃ = 0,85 — коэффициент, зависящий от вида обработки.

Тогда получим: V= 125 1 1,1 0,85 = 116,88 м/мин

Рассчитаем рекомендуемое число оборотов по значению расчётной скорости резания:

n = 1000 V/(d) = 1000 116,88/(3,14 50) = 744,5 об/мин.

Уточним число оборотов по паспорту станка n _ПР = 630 об/мин.

По уточнённому значению числа оборотов определим скорость резания V _ПР , м/мин.

V _ПР = ( d n_ПР )/1000 = (3,14 50 630)/1000 = 98,91 м/мин.

Определим основное машинное время обработки:

T _о = L_Р.Х /(S_ПР n_ПР ) = 54/(0,2 630) = 0,429 мин.

Шлифовальная операция 040.

Определим длину рабочего хода L _{рх ,} мм:

L _Р.Х = 55 мм

Рассчитаем скорость шлифовального круга V _КР , м/сек. по формуле:

V _КР = ( D n_КР )/(1000 60)

где n _КР = 1690 об/мин, число оборотов круга по паспорту станка;

• D= 600 мм — диаметр шлифовального круга.

Получим: V _КР = (3,14 600 1690)/(1000 60) = 53,1 м/сек.

Расчёт рекомендуемой скорости вращения детали V _Д , м/мин.:

V _Д = 35 м/мин

Рассчитаем рекомендуемое число оборотов по значению расчётной скорости вращения детали:

n = 1000 V _Д /( d) = 1000 35/(3,14 50) = 222,93 об/мин.

Уточним число оборотов по паспорту станка n _ДПР = 215 об/мин.

По уточнённому значению числа оборотов, определим скорость вращения детали:

V _ДПР = ( d n_ДПР )/1000 = (3,14 50 215)/1000 = 33,8 м/мин.

Выбираем минутную поперечную подачу S _М , мм/мин:

Ручной цикл:

S _М = S_МТАБ К₁ К₂ К₃

где S _МТАБ = 15 мм/мин, рекомендуемая минутная подача;

К ₁ = 0,85 — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости шлифовального круга.

К ₂ = 1 — коэффициент, зависящий от припуска и точности обработки.

К ₃ = 0,97 — коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов

и характера обрабатываемой поверхности.

Получаем: S _М = 15 0,85 1 0,97 = 12,4 мм/мин.

Определим время выхаживания: t _ВЫХ = 1,2 мин.

Определим величину слоя, снимаемого при выхаживании: a _ВЫХ = 0,05 мм.

Определим основное машинное время обработки, Т _О , мин.

При ручном цикле:

Т _О = (1,3 (a — а_ВЫХ )/S_{М )} + t_ВЫХ

где a _ВЫХ = 0,05 мм — слой, снимаемый на этапе выхаживания;

S _М = 12,4 мм/мин, поперечная минутная подача.

Получим: Т _О =(1,3 (1 — 0,05)/12,4) +1,2 = 1,3 мин

На 4 поверхности потребуется: Т _О = 4 1,3 = 5,2 мин.

На остальные переходы и операции режимы резания назначаем по нормативной литературе и сводим в таблицу 7.

Таблица 7. Сводная таблица режимов резания

Наименование операции	Припуск t, (мм)	Длина резания, l РЕЗ (мм)	Частота вращения, (об/мин)	Скорость резания, (м/мин)	Минутная подача, (мм/мин)	Подача, мм/об	Основное время, мин
015 Токарная				n P	n П	V P	V П	S М P	S	Т о
	1	3,5	25	250,2	200	166,5	155,2	40	0,2	0,7
	2	2,5	8	288,3	250	205,5	160	55	0,22	0,2
	3	3,5	25	250,3	200	166,5	155,2	40	0,2	0,7
	4	2,5	8	288,3	250	205,5	160	55	0,22	0,2
	По операции	1,8
020 Токарная	1	1,25	51	744,5	630	116,8	98,91	126	0,2	0,429
	2	1,2	88	765,8	630	118,9	99,2	126	0,2	0,722
	3	1,5	11	765,8	630	118,9	99,2	126	0,2	0,111
	4	1	1,3	765,8	630	118,9	99,2	126	0,2	0,024