5 Выбор варианта технологического маршрута и его обоснование

В данном пункте курсового проекта я проанализирую различные методики изготовления шевера и выберу наиболее оптимальную из всех (см. табл.5).

Для анализа и выбора метлики изготовления шевера я проанализирую методики, изложенные в [3], [4] и [5]. Рассмотрим отдельные операции технологии изготовления шевера из этих источников.

На 025 операциях (см. табл. 5) можно применять следующее оборудование: токарно-винторезный, токарно-револьверный станки и токарный станок с ЧПУ. Токарно-винторезный станок является самым дешевым из предложенных, но процесс обработки на нем усложняется тем, что обрабатываемая деталь (шевер) имеет ступенчатую форму, а также высокие требования к точности, что не в полной мере обеспечивает данный станок. Токарно-револьверный станок имеет большие возможности в сравнении с токарно-винторезным станком, но станок имеет невысокую жесткость и мощность, что необходимо для обработки инструментальной стали Р6М5, из которой изготовлен шевер. Всем требованиям по точности, сложности обрабатываемых поверхностей, твердости материала, мощности резания удовлетворяет токарный станок с ЧПУ, который я и принял в своей технологии (см. табл. 5).

На 055 операции можно использовать горизонтально-протяжной станок и вертикально-протяжной станок. Т.к. вертикально-протяжной станок имеет меньшую площадь в сравнении с горизонтально-протяжным станков, то в своей технологии я принимаю вертикально-протяжной станок модели 7Б65.

Аналогичным образом анализируем и все остальные операции предложенных технологических процессов. Окончательный технологический процесс изготовления шевера приведен в таблице 5

Таблица 5 – Технологический процесс обработки шевера

Номер, наименование и содержание операции	Операционный эскиз	Оборудование, приспособление, инструмент
1	2	3
005 Отрезная 1. Отрезать заготовку, выдерживая размер 1		Станок 8Б672; Патрон самоцентрирующий; Пила дисковая
010 Штамповка 1. Осадить заготовку 2. Штамповать осаженную заготовку		ПШМ; Штамп молотовой.
015 Отжиг	-	Печь для отжига
020 Контрольная	-	Стол ТК; Штангенциркуль, радиусомер.
025 Токарная с ЧПУ 1. Точить поверхности, выдерживая размеры 1,2,3,5,8. 2. Точить поверхности, выдерживая размеры 4, 5, 6. 3. Расточить отверстие, выдерживая размеры 7, 9		Станок 16М30Ф3; Патрон самоцентрирующий; Резец; проходной, подрезной расточной; Штангенциркуль.

Продолжение таблицы 5

1	2	3
030 Токарная с ЧПУ 1. Точить поверхности, выдерживая размеры 1, 2,3,6,8. 2. Точить поверхности, выдерживая размеры 4,5,6,7.		Станок 16М30Ф3; Патрон самоцентрирующий; Резец; проходной, подрезной расточной; Штангенциркуль.
035 Контрольная	-	Стол ТК; Штангенциркуль
040 Плоскошлифовальная 1. Шлифовать торцы, выдерживая размер 1 2. Шлифовать торцы, выдерживая размер 2		Станок 3П722; Магнитный стол; Шлифовальный круг; Микрометр.
045 Токарно-винторезная 1. Точить поверхность, выдерживая размер 1		Станок 16К25; Оправка, центра, хомутик; Резец проходной; Штангенциркуль

Продолжение таблицы 5

1	2	3
050 Контрольная	-	Стол ТК; Штангенциркуль, микрометр, прибор для контроля биения.
055 Горизонтально-протяжная 1. Протянуть шпоночный паз, выдерживая размеры 1,2		Станок 7Б65; Адаптер; Протяжка; Калибр-пробка
060 Слесарная 1. Зачистить заусенцы и снять фаски по шпоночной канавке	-	Верстак; Напильник.
065 Зубофрезерная 1. Фрезеровать зубья		Станок 53А30П; Оправка; Фреза модульная червячная.

Продолжение таблицы 5

1	2	3
070 Вертикально-сверлильная 1. Сверлить 64 отверстия, выдерживая размер 1		Станок 2Н135; Кондуктор; Сверло спиральное
075 Универсально-заточная 1. Прорезать 64 перемычки, выдерживая размер 1		Станок 3М642; Приспособление; Вулканитовый шлифовальный круг.
080 Зубошлифовальная 1. Предварительно шлифовать профиль зубьев		Станок 5В833; Втулка переходная; Шлифовальный круг

Продолжение таблицы 5

1	2	3
085 Долбежная 1. Долбить 8 канавок на боковых сторонах зубьев с двух сторон, выдерживая размеры 1,2		Специальный долбежный станок; Специальная гребенка; Шаблон.
090 Контрольная	-	Стол ТК; Штангенциркуль, калибр-пробка, шаблон, прибор для профиля зубьев.
095 Термическая	-	Печь закалочная с баком
100 Плоскошлифовальная 1. Шлифовать торцы, выдерживая размер 1 2. Шлифовать торцы, выдерживая размер 2		Станок 3П722; Магнитный стол; Шлифовальный круг; Микрометр.
105 Размагничивание	-	Прибор для размагничивания

Продолжение таблицы 5

1	2	3
110 Внутришлифовальная 1. Шлифовать отверстие, выдерживая размер 1		Станок 3К227А; Планшайба; Шлифовальный круг; Калибр-пробка
115 Доводочная 1. Довести отверстие, выдерживая размер 1		Станок 3К833; Подставка; Притир чугунный; Калибр-пробка
120 Контрольная	-	Стол ТК; Микрометр, калибр-пробка
125 Зубошлифовальная 1. Предварительно шлифовать профиль зубьев по эвольвенте с двух сторон		Станок 5А893С; Втулка переходная; Шлифовальный круг.

Продолжение таблицы 5

1	2	3
130 Зубошлифовальная 1. Предварительно шлифовать профиль зубьев по эвольвенте с двух сторон		Станок 5А893С; Втулка переходная; Шлифовальный круг; Шагомер, эвальвентомер
135 Круглошлифовальная 1. Шлифовать по наружному диаметру, выдерживая размер 1		Станок 3М161Е; Оправка, центра, хомутик; Шлифовальный круг; Микрометр, ролики, зубомер
140 Контрольная	-	Стол ТК; Микрометр, ролики, зубомер, шагомер, эвальвентомер, нутромер.

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИПУСКОВ, ДОПУСКОВ И РАЗМЕРЫ ЗАГОТОВКИ

В данном пункте курсового проекта я произведу расчет припусков на механическую обработку цилиндрических поверхностей 1 и 2детали (см. рисунок 4): Ø240,17±0,072(js9) с шероховатостью Ra1,25 мкм и Ø63.5^+0.019 (H6) с шероховатостью Ra0,25 мкм.

Рисунок 4 – Фрагмент детали.

Поверхность 1 подвергается следующим видам механической обработки:

1 Обтачивание черновое – квалитет 13, δ = 0,72 мм, Ra6,3 мкм;

2 Обтачивание чистовое – квалитет 11, δ = 0,29 мм, Ra2,5мкм;

3 Термическая обработка (закалка и отпуск)

4 Шлифование черновое – квалитет 10, δ = 0,185 мм, Ra1,25мкм.

5 Шлифование чистовое – квалитет 9, δ = 0,144 мм, Ra1,25мкм.

Обтачивание черновое поверхности 1 производится в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, а чистовое точение и шлифование – при установке заготовке на оправку. Т.о. формула для расчета припуска будет иметь вид:

[7, c 62]

где Rz – средняя высота микронеровностей, мкм;

Т – глубина дефектного поверхностного слоя, мкм;

ρ – геометрическая сумма пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, мкм;

ε – погрешность установки на выполняемом переходе, мкм.

Припуск на термообработку включает отклонение на коробление и кривизну ρ_кор=0.04·240,17 =10 мкм [9, с 185]

Поверхность 2 подвергается следующим видам механической обработки:

1 Растачивание черновое – квалитет 12, δ = 0,3 мм, Ra6,3 мкм;

2 Растачивание чистовое – квалитет 10, δ = 0,12 мм, Ra2,5мкм;

3 Термическая обработка (закалка и отпуск)

4 Шлифование черновое – квалитет 8, δ = 0,046 мм, Ra1,25мкм;

5 Шлифование тонкое (доводка) – квалитет 6, δ = 0,019 мм, Ra0,25мкм.

Токарная обработка поверхности 2 производится при установке детали в самоцентрирующем трехкулачковом патроне, шлифование предварительное – при установке на планшайбе, а доводка – при установке на столе станка.

Припуск на термообработку включает отклонение на коробление и кривизну ρ_кор=0.04·63.5 =3 мкм [9, с 185]

Для расчета припуска составим таблицу 4 (для поверхности 1) и 5 (для поверхности 2).

Таблица 4 - Расчет припусков (поверхность 1).

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск, мм
	Rz	Т	ρ	ε	2zmin	dр	δ
Заготовка	150	250	1131	-		245,5	2,9
Точение черновое	50	50	68	700	4462	241,04	0,72
Точение чистовое	30	30	45	80	496	240,54	0,29
Термообработка	-	-	10	-	10	240,534	0,29
Шлифование черновое	10	20	23	40	290	240,244	0,185
Шлифование чистовое	5	15	-	20	146	240,098	0,144

Таблица 5 – Расчет припусков (поверхность 2)

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск, мм
	Rz	Т	ρ	ε	2zmin	dр	δ
Заготовка	150	250	1131	-		58,1	1,9
Точение черновое	50	50	68	700	4462	62,6	0,3
Точение чистовое	30	30	45	35	406	63,02	0,12
Термообработка	-	-	3	-	3	63,023	0,120
Шлифование черновое	10	20	23	50	310	63,333	0,046
Шлифование чистовое	5	15	-	40	186	63,519	0,019

Необходимые значения элементов припуска для стадии «заготовка» берем из таблицы 4.3 [7, с 63] и заносим в таблицу 4 и 5. Для остальных технологических переходов элементы припуска берем из таблицы 4.5 [7, c 64-65].

Суммарное отклонение для стадии «заготовка» (для поверхностей 1 и 2) определяется по формуле:

[7, c 67]

где ρ_см, ρ_экс – отклонение, связанное со смещением одних участков поверхности относительно других в поперечном и продольном направлениях. В нашем случае он равно допустимому смещению по поверхности разъема штампа (п. 4) и равно ρ_экс = ρ_см = 0,8 мм.

Остаточное пространственное отклонение (поверхность 1): [7, c 73]

- после чернового точения: ;

- после чистового точения: .

- после шлифования чернового:

Остаточное пространственное отклонение (поверхность 2): [7, c 73]

- после чернового точения: ;

- после чистового точения: ;

- после шлифования чернового: .

Погрешность установки определяется по формуле:

[7, c 73]

где ε_б – погрешность базирования;

ε_з – погрешность закрепления;

ε_пр – погрешность положения заготовки в приспособлении, ε_пр = 0, т.к. имеет малое значение и ее включают в погрешность закрепления.

В результате формула примет вид:

[7, c 74]

Погрешность установки для поверхности 1:

- точение черновое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 700 мкм [7, c 75]

- точение чистовое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 80 мкм [7, c 77]

- шлифование черновое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 40 мкм [7, c 77]

- шлифование чистовое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 20 мкм [7, c 77]

Погрешность установки для поверхности 2:

- растачивание черновое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 700 мкм [7, c 75]

- растачивание чистовое:

т.к. черновое и чистовое растачивание производятся за один установ, то:

[7, c 85]

- шлифование черновое:

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 50 мкм [7, c 80]

- шлифование тонкое (доводка):

ε_б = 0, т.к. совпадают технологическая и установочная базы.

ε_з = 40 мкм [7, c 80]

Минимальный припуск для поверхности 1:

под точение черновое:

под точение чистовое:

под шлифование черновое:

под шлифование чистовое:

Минимальный припуск для поверхности 2:

под точение черновое:

под точение чистовое:

под шлифование черновое:

под шлифование тонкое (доводку):

Расчетные размеры для поверхности 1:

Расчетные размеры для поверхности 2:

Наибольшие (наименьшие) предельные размеры вычисляем прибавлением (вычитанием) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) размеру, который равен расчетному размеру. Рассчитанные размеры заносим в таблицу 6 и 7.

Наибольшие предельные размеры для поверхности 1:

Наименьшие предельные размеры для поверхности 2:

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и - как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего (выполняемого) и выполняемого (предшествующего) переходов. Рассчитанные значения заносим в таблицу 6 и 7.

Предельные значения припусков для поверхности 1:

Предельные значения припусков для поверхности 2:

Находим общий припуск суммированием промежуточных припусков. Рассчитанные значения внесем в таблицу 6 и 7.

Общий припуск для поверхности 1:

Общий припуск для поверхности 2:

Выполним проверку правильности произведенных расчетов:

[7, c 62]

Проверка для поверхности 1:

6,64–4,46=2,9–0,72

2,18 = 2,18

0,93–0,5=0,72–0,29

0,43 = 0,43

0,187–0,146=0,185–0,144

0,041 = 0,041

Проверка для поверхности 2:

6,1 – 4,5 = 1,9 – 0,3

1,6 = 1,6

0,6 – 0,42 = 0,3 – 0,12

0,18 = 0,18

0,384 – 0,310 = 0,12 – 0,046

0,074 = 0,074

0,213 – 0,186 = 0,046 – 0,019

0,027 = 0,027

Таблица 6 - Предельные размеры и припуски (поверхность 1)

Технологический переход	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мм
	dmin	dmax
Заготовка	245.5	248.4
Точение черновое	241.04	241.76	4.46	6.64
Точение чистовое	240.54	240.83	0.5	0.93
Термообработка	240.534	240.82	0.01	0.006
Шлифование черн.	240.244	240.429	0.29	0.391
Шлифование чист.	240.098	240.242	0.146	0.187
Общий припуск zO:			5.402	8.158

Таблица 7 - Предельные размеры и припуски (поверхность 2)

Технологический переход	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мм
	dmin	dmax
Заготовка	56.2	58.1
Точение черновое	62.3	62.6	4.5	6.1
Точение чистовое	62.90	63.02	0.42	0.6
Термообработка	63.023	62.903	0.003	0.003
Шлифование черновое	63.287	63.333	0.310	0.384
Шлифование тонкое (доводка)	63.5	63.519	0.164	0.191
Общий припуск zO:			5.419	7.3

Определим общий номинальный припуск: [7, c 62]

- поверхность 1:

где Н_З – нижнее отклонение размера заготовки

Н_Д – нижнее отклонение размера готовой детали

- поверхность 2:

где В_З – верхнее отклонение размера заготовки

В_Д – верхнее отклонение размера готовой детали

Номинальный размер заготовки для поверхности 1:

Номинальный размер заготовки для поверхности 2:

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-89 (см. п. 4). Наносим припуски на деталь (см. рис. 5)

Рисунок 5 – Эскиз заготовки с назначенными припусками и допусками.

Строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхностей с размерами Ø240.17js9(±0.072) мм и Ø63.5H6^(+0.019).

Рисунок 6 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку наружной поверхности шевера Ø240.17js9(±0.072)

Рисунок 7 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия шевера Ø63.5H6^(+0.019)