Раздел 8 (Методические указания по выполнению задания), страница 3

Детали типа вал длиной более 100 мм изготавливают в следующей последовательности:

1. получение заготовки;

2. термическая – отжиг после штамповки;

3. предварительная (черновая и получистовая) обработка основных поверхностей вала;

4. чистовая обработка основных поверхностей вала с припусков под шлифование ответственных поверхностей;

5. получение вспомогательных поверхностей на основных поверхностях (пазы, шлицы, отверстия радиальные и др.);

6. термическая обработка ответственных поверхностей;

7. выполнение отделочных переходов по ответственным поверхностям.

При изготовлении валов используют следующие схемы установки:

• установка на центровые отверстия с поводковым устройством для приведения во вращение заготовки при обработке;

• при сверлении отверстий, обработке шпоночных пазов используют базирование на две шейки и один из торцев вала.

На основании выше перечисленного с использованием сформированных в разделе 4 данного параграфа маршрутов обработки поверхностей детали сформирован маршрут изготовления данного вала, который установлен в виде таблицы 8.1.

Таблица 8.1. Маршрут изготовления детали

№ п.п.	Наименование и краткое содержание операции	Технологические базы	Тип оборудования
1	2	3	4
005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075 080	Заготовительная. Получение заготовки штамповки на ГКМ Термическая. Отжиг штампованной заготовки. Фрезерно-центровальная. Фрезерование крайних торцев заготовки, сверление центровых отверстий. Токарно-винторезная (2 установа). Точение черновое и получистовое ступеней вала, подрезка торцев. Токарная с ЧПУ. Точение чистовое и тонкое ступеней вала, прорезка двух канавок, подрезка торцев. Шпоночно-фрезерная. Фрезерование предварительное шпоночного призматического паза. Шпоночно-фрезерная. Фрезерование окончательное шпоночного паза. Вертикально-сверлильная. Сверление радиального отверстия Æ3Н12. Термическая. Цементация и закалка шеек вала до HRC 40-45. Токарная. Правка центровых фасок. Круглошлифовальная. Шлифование шейки Æ23k6 предварительное Круглошлифовальная. Шлифование шеек Æ18j6 и Æ18g6 предварительное. Круглошлифовальная. Шлифование шейки Æ23k6 окончательное с подшлифовкой торца. Круглошлифовальная Шлифование шеек Æ18j6 и Æ18g6 Моечная. Мойка детали в горячем содовом растворе и сушка Контрольная. Контроль окончательный размеров, шероховатости и физико-механических свойств поверхностного слоя, а также технических требований по расположению поверхностей вала	Ступени заготовок и торец Центровые отверстия Центровые отверстия Шейки вала и торец Шейки вала и торец Шейки вала и торец Шейки вала, торцы Центровые отверстия Центровые отверстия Центровые отверстия Центровые отверстия	Горизонтально-ковочная машина Печь термическая Фрезерно-центровальный станок Токарно-винторезный станок Токарный станок с ЧПУ Шпоночно-фрезерный станок Шпоночно-фрезерный станок Вертикально-сверлильный станок Печь термическая Токарный станок Кругло-шлифовальный станок Кругло-шлифовальный станок Кругло-шлифовальный станок Кругло-шлифовальный станок Ванны моечные, установки для сушки Плита контрольная, средства и установки для контроля и измерения

8.2.7. Определение припусков (на наиболее точную поверхность) и промежуточных размеров.

Расчет проводим для шейки вала 2 диаметром Æ23k6 с шероховатостью Rа = 0,63 мкм.

1. Маршрут обработки этой поверхности следующий:

• штамповка на ГКМ

• черновое точение до IT12

• получистовое точение до IT10

• чистовое точение до IT9

• тонкое точение до IT8

• термическая обработка

• предварительное шлифование до IT7

• окончательное шлифование до IT6

1. Определим допуски для заготовки по переходам:

• штамповка на ГКМ Т_заг = 1,3 мм ( );

• черновое точение Т₁ = 0,210 мм;

• получистовое точение Т₂ = 0,084 мм;

• чистовое точение Т₃ = 0,052 мм;

• тонкое точение Т₄ = 0,033 мм;

• предварительное шлифование Т₅ = 0,023 мм;

• окончательное шлифование Т₆ = 0,011 мм

1. Для каждого перехода определяем по «Справочнику технолога-машиностроителя» том 1, значения высоты неровностей Rz, и глубину поверхностного слоя:

• штамповка на ГКМ Rz_заг = 160 мкм; h_з = 200 мкм

• черновое точение Rz₁ = 50 мкм; h₁ = 50 мкм

• получистовое точение Rz₂ = 38 мкм; h₂ = 38 мкм

• чистовое точение Rz₃ = 25 мкм; h₃ = 25 мкм

• тонкое точение Rz₄ = 10 мкм; h₄ = 10 мкм

• предварительное шлифование Rz₅ = 10 мкм; h₅ = 10 мкм

• окончательное шлифование Rz₆ = 2,5 мкм h₆ = 2,5 мкм

1. Для каждого перехода рассчитаем значение пространственных отклонений :

• Штамповка на ГКМ

,

где l_k – размер до сечения оси левого торца, l_k = 100

_ку – удельная кривизна в мкм на мм длины заготовки (_ку = 6 мкм/мм)

_см – смещение штампуемой правой шейки заготовки по отношению к цилиндру остальной части, _см = 0,25 мм.

_ц – пространственные отклонения, которые возникли при зацентровке вала

Пространственные отклонения при выполнении последующих переходов будут копироваться; их определим по формуле:

, где – пространственные отклонения, полученные на предшествующем переходе; K_у – коэффициент копирования погрешностей.

Пространственные погрешности при выполнении перехода:

• черновое точение ₁ = ₃K_у = 7760,06 = 46,56 мкм  47 мкм

• получистовое точение r₂ = r₁×K_у = 470,06  3 мкм

• чистовое точение r₃ = r_о×K_у  0.

После термической обработки возникает искривление заготовки в результате теплового воздействия на нее:

_Т.О. = _ТОУ  L_о/2 = 1 мкм/мм60 мм = 60 мкм, где _ТОУ  удельное значение кривизны стержня заготовки при термической обработке, L_о  общая длина вала.

1. Для каждого перехода обработки определяем погрешность установки _i. В данном случае схема установки будет одна и та же – в центрах с поводком. Погрешность установки _i для этой схемы установки равна 0.

2. Для каждого перехода обработки рассчитаем минимальный припуск по формуле ;

• черновое точение 2Z_1 min = 2 (360+776)=2272 мкм;

• получистовое точение 2Z_2 min = 2 (100+47)=294 мкм;

• чистовое точение 2Z_3 min = 2 (76+3)=158 мкм;

• тонкое точение 2Z_4 min = 2 (25+25)=100 мкм;

• предварительное шлифование 2Z_5 min = 2 (20+60)=160 мкм;

• окончательное шлифование 2Z_6 min = 2 (20+4)=48 мкм.

Расчет припусков минимальных закончен, переходим к расчету промежуточных размеров.

1. Рассчитываем наименьшие расчетные размеры по переходам.

Расчет начнем с последнего перехода обработки

• шлифование окончательное d_{6 min p} = d_{чертежа min} = 23,001 мм;

• шлифование предварительное

d_5 min p = d_6 min р +Z_6 min = 23,001 + 0,048 = 23,049 мм;

• точение тонкое d_4 min p = d_5 min р +Z_5 min = 23,049 + 0,160 = 23,209 мм;

• точение чистовое d_3 min p = d_4 min р +Z_4 min = 23,209 + 0,100 = 23,309 мм;

• точение получистовое d_2min p = d_3 min р +Z_3min = 23,309 + 0,158 = 23,467 мм;

• точение черновое d_1 min = d_2 min р +Z_2 min = 23,467 + 0,294 = 24,761 мм;

• штамповка на ГКМ d_заг min = d_1 min р +Z_1min = 24,761 + 2,272 = 27,033 мм

1. Определим предельные наименьшие размеры по переходам d_i min, для чего округляем расчетные наименьшие размеры в сторону увеличения до десятичного знака, какой имеет допуск

• штамповка на ГКМ – d_3 min = 27,1 мм; Т₃ = 0,3 мм;

• черновое точение – d_1 min = 24,77 мм; Т₁ = 0,21 мм;

• получистовое точение – d_2 min = 23,467 мм; Т₂ = 0,084 мм;

• чистовое точение– d_3 min = 23,309 мм; Т₃ = 0,052 мм;

• тонкое точение – d_4 min = 23,209 мм; Т₄ = 0,033 мм;

• шлифование окончательное – d_5 min = 23,049 мм; Т₅ = 0,023 мм;

• шлифование предварительное – d_6 min = 23,001 мм; Т₆ = 0,011 мм

1. Рассчитаем максимальные расчетные размеры по переходам

• штамповка на ГКМ – d_заг max = d_3 min + T_заг = 28,4 мм;

• черновое точение – d_1 max = d_1 min + T₁ = 24,98 мм;

• получистовое точение – d_2 max = d_2 min + T₂ = 23,551 мм;

• чистовое точение – d_3 max = d_3 min + T₃ = 23,361 мм;

• тонкое точение – d_4 max = d_4 min + T₄ = 23,242 мм;

• шлифование окончательное – d_5 max = d_5 min + T₅ = 23,072 мм;

• шлифование предварительное – d_6 max = d_6 min + T₆ = 23,012 мм

1. Определим размеры по переходам; для внешней цилиндрической поверхности отклонения размеров указывают в тело детали

• штамповка на ГКМ – ;

• черновое точение – 24,98_-0,21;

• получистовое точение – 23,551_-0,084;

• чистовое точение – 23,361_-0,052;

• тонкое точение – 23,242_-0,033;

• шлифование окончательное – 23,072_-0,023;

• шлифование предварительное –

1. Корректируем припуски на основе установленных предельных размеров: Z_i min = d_i-1 min – d_i min; Z_i max = d_i-1 max – d_i max

• черновое точение – Z_1 min = 2,33 мм; Z_1 max = 3,42 мм;

• получистовое точение – Z_2 min = 1,303 мм; Z_2 max = 1,429 мм;

• чистовое точение – Z_3 min = 0,158 мм; Z_3 max = 0,19 мм;

• тонкое точение – Z_4 min = 0,100 мм; Z_4 max = 0,119 мм;

• шлифование окончательное – Z_5 min = 0,16 мм; Z_5 max = 0,17 мм;

• шлифование предварительное – Z_6 min = 0,048 мм; Z_6 max = 0,060 мм

Общий минимальный припуск Z_0 min = 4,099 мм.