Курсовик (Разработка технологического процесса механической обработки ступенчатого вала), страница 3

1. ВЫБОР СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Согласно заданию на проектирование: материал детали – сталь 40, твердость 217HB.

Химический состав стали 40 приведен в табл. 4.1.

Содержание элементов в %.

Таблица 4.1

Механические свойства стали 40 приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

где σ_т - предел текучести, кгс/мм²;

σ_в - предел прочности при растяжении, кгс/мм^2;

δ – относительное удлинение, %;

ψ – относительное сужение, %;

а_i - ударная вязкость, Дж/мм².

Выбираем заготовку из сортового проката: сталь горячекатаная – круг В58 ГОСТ 2590-71/ сталь 40 ГОСТ 535-58. Диаметр заготовки 58_-0,8^+0,2 , длина заготовки (предварительная) – 167 мм, масса 1 м – 20,74 кг. Определяем массу заготовки:

М_з = (167 / 1000) ^. 20,74 = 3,38 кг

Коэффициент использования материала:

К_им = М_д / М_з

где М_д – масса детали.

М_д = ρ ^. V_д , где ρ = 7,85 ^. 10^-6 кг/мм³ - плотность стали

V_д – объем детали

V_д = V_ц1 + V_ц2 = V_ц3 – V_ш – V_л

V_ц1 = π ^. d₁^{2 .} (l₆ – l₂) / 4 = 3,14 ^/ 54² (73 – 32) / 4 = 93851 мм³

V_ц2 = π ^. d₂^{2 .} (L – l₆ ) / 4 = 3,14 ^.39² (160 – 73) / 4 = 103877 мм³

V_ц3 = π ^. d₃^{2 .} l₂ / 4 = 3,14 ^.23^{2 .} 32 / 4 = 13288 мм³

V_ш = h₁ ^. l₃ ^. (L – l₁) = 10 ^. 6 (160-105) = 3300 мм³

К_им = 1,60 / 3,38 = 0,47

Это укладывается в ориентировочные величины коэффициента использования материала

К_им = 0,45…0,55 [1].

Чертеж заготовки приведен на рис. 4.1

Рис. 4.1 Чертеж заготовки

1. ВЫБОР МАРШРУТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Укрупненный маршрут механической обработки детали:

Оп.005 Заготовительная

Резка сортового проката на заготовки

Оп. 010 Термическая

Термическая обработка (нормализация).

Оп. 015 Токарная

Обработка торцев 4, 7 , зацентровка технологических отверстий.

Оп. 020 Токарная

Обработка цилиндрических поверхностей 1, 2, торца 5, фаски 10.

Оп. 025 Токарная

Обработка цилиндрических поверхностей 3, торца 6, фаски 11.

Оп. 030 Фрезерная

Фрезеровка шпоночного паза 9.

Оп. 035 Фрезерная

Фрезеровка лыски 8.

Оп. 040 Шлифовальная

Шлифовка цилиндрических поверхностей 1, 2, 3.

Поскольку деталь технологична, предлагаемый технологический процесс близок к типовому.

1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

В проектируемом технологическом процессе предусмотрено обеспечение принципа постоянства баз за счет обработки вала в центрах. Поэтому первой операцией будет обработка торцев и выполнение центровых отверстий. Заготовка базируется по наружной поверхности с упором в торец.

На всех последующих операциях деталь базируется в центрах с упором в торец 4. Таким образом обеспечивается принцип постоянства баз, а также единство конструкторской, технологической и измерительной базы.

При фрезеровке лыски 8 (оп. 030) деталь дополнительно базируется по шпоночному пазу 9.

Погрешность базирования детали при установке её в приспособлении на станке возникает при несовпадении конструкторских, технологических и измерительных баз. На токарных и шлифовальных операциях, где все перечисленные базы совпадают, погрешность базирования равна нулю.

При фрезеровании шпоночного паза 9 погрешность базирования при установке детали в центрах равна половине допуска на диаметр d₂.

ε_δ = Т_d2 / 2 = 0,025 / 2 = 0,0125 мм

что значительно меньше допуска на получаемый размер Т_l3 = 0,12мм.

При фрезеровании лыски в размер 8 (размер l₇ = 22_-0,21) погрешность базирования равна нулю.

1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ОСНАСТКИ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Выбор оборудования и оснастки осуществляется на основании ранее выполненных работ по определению типа производства, маршрута обработки и т.д.

1. Режущий инструмент

Для токарной обработки детали будем использовать резцы со сменными твердосплавными пластинами. Материал пластин – твердый сплав Т15К6 из титано-вольфрамовой группы сплавов с износостойким покрытием. Это наиболее экономичный вариант для токарной обработки.

Фрезы (шпоночная и торцовая) обычно изготавливаются из быстрорежущей стали Р18, учитывая при этом, что твердость детали небольшая, а стоимость твердосплавной фрезы высокая.

Центровые отверстия выполняются центровочными сверлами из быстрорежущей стали.

1. Контрольно-измерительный инструмент

Для операционного контроля размеров детали используется универсальный измерительный инструмент: штангенциркули, микрометры. Погрешность средств измерения не должна превышать допустимых значений согласно ГОСТ 8.051-81. Учитывая, что погрешность универсальных средств измерения не превышает половины цены деления, выбираем измерительные приборы (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Шероховатость поверхностей детали определяется сравнением с образцами шероховатости. Твердость заготовки после термической обработки замеряется с помощью твердомера НВ (по Бринелю).

Результаты выбора оборудования, оснастки, режущего и контрольно-измерительного инструмента сведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2