2.2 Выбор метода получения заготовки

Выбор заготовки означает определение рационального метода ее получения, назначение требуемых припусков на механическую обработку и выявление комплекса механических требований, характеризующих геометрическую точность заготовки. Процессы получения заготовок тесно связаны с последующей обработкой. Трудоемкость последней в большой степени зависит от точности выполнения заготовок и от приближения их конфигурации к конфигурации готовых деталей. Заготовку для вала из стали 45 можно получить ковкой. Наиболее приемлемым методом является ковка на гидропрессе.

Наружные поверхности поковки выполнены со штамповочными уклонами (5 – 7)⁰, переходы поверхностей выполнены с радиусом скругления 2,5 мм.

1. Назначаю припуски на номинальные размеры по ГОСТ 7505. Припуски на обработку заготовок зависят от класса точности поковки. Процесс получения заготовки на прессе относится к классу Т4, степень сложности С1 (отношение объема описанного цилиндра к объему поковки свыше 0,63), группа стали М2 (содержание углерода в пределах от 0,35 до 0,65%). Исходный индекс заготовки – 9. Значения припусков свожу в таблицу 1.

Таблица 1

Размер детали	Припуски	Допуски	Размер заготовки
1	2	3	4
Ø112,8	2*1,5	+1,3 -0,7	Ø116	+1,3 -0,7
19	2 *1,5	+0,9 -0,5	22	+0,9 -0,5
52	2*1,5	+1,1 -0,5	55	+1,1 -0,5

2. Назначаю допуски и отклонения на номинальные размеры по ГОСТ 7505. Допускаемые отклонения по размерам на штампованные поковки зависят от массы поковки, группы стали, степени сложности и номинального размера.

3. Рассчитываю вес заготовки Qз

Qз = Vз * γ , (10)

где γ - удельный вес материала, для стали γ = 7,85 г/см³

V – объем заготовки

V = π * D ² * L / 4 (11)

Условно делю заготовку на несколько тел вращения, размерами:

D- наружный диаметр,

L- высота тела.

Вычисляю вес заготовки

Qз = (11,6² *2,2 +5,0²*3,3) = 2,27 кг.

4. Для обоснования правильности выбора метода заготовки определяю коэффициент использования материала.

К им. = Q дет. /Q заг., (12)

где Q дет.- масса детали

Q заг. - масса заготовки

Ким.=1,456/2,27 = 0,64

Рисунок 1. Эскиз заготовки.

2.3 Разработка технологического маршрута

Таблица 2

Операция	Установ	Переход	Содержание операции	Оборудование, приспособление	Базы
1	2	3	4	5	6
005 010 015 020 025 030 035	А А Б	1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9	Заготовительная Штамповать заготовку, выдерживая размеры согласно операционному эскизу. Контроль Проверить размеры согласно операционному эскизу. Транспортирование Транспортировать в термический цех. Термическая Произвести отпуск до t =850 - 860˚С, охладить на воздухе. Контроль Проверить механические свойства. Транспортирование Транспортировать в мех цех. Токарная Установить, закрепить заготовку Точить торец Ø 116, выдерживая 53,5-074. Точить поверхность Ø 116 на проход, выдерживая Æ114-0,87 предварительно. Точить фаску 2 х30°. Сверлить сквозное отв Ø27+0,52, Расточить Ø60+0,74 , выдерживая 2±0,12. Расточить фаску, выдерживая Ø38 и 15°. Установить в противошпиндель Точить торец Ø 53, выдерживая 52-0,74. Точить торец Ø 114, выдерживая 18-043 и Ø65-0,74, и 45°. Точить поверхность Ø 53 с подрезкой торца, выдерживая Æ51 –0,74, размер 32,5 ±031 предварительно.	Гидропресс РСС-80 Стол контрольный Электрокар Печь термическая ПВП15.20.15 Стол контрольный Электрокар Токарный станок с ЧПУ S310SM DOOSAN Патрон специальный Противошпиндель	База и зажим Ø 54, упор в торец Ø 106 База и зажим Ø 111, упор в торец Ø 60
Продолжение таблицы 2
1	2	3	4	5	6
040 045 050 055 060 065 070 075	В А Б А Б	10 11 12 1 1 2 3 4 5 6 1 1 1	Расточить сквозное отв Ø27,6+0,084, Расточить сквозное отв Ø28+0,021, Расточить фаску, выдерживая Ø38 и 15°. Снять деталь. Контроль Проверить размеры согласно операционному эскизу. Транспортирование Токарная Установить, закрепить заготовку Точить поверхность Ø 114, выдерживая Æ112,8 –0,022 окончательно. Точить поверхность Ø 51 с подрезкой торца, выдерживая Æ50,4 –0,074, размер 32,8 ±0,31 окончательно. Точить канавку, выдерживая Æ 47 –0,3, размеры 4+0,36 и 29,8+0,1. Точить фаску 1,6 х45°. Точить канавку, выдерживая Æ 49,5 –0,62, размеры 2±0,13, и 0,3±0,12, 45° и R0,5. Фрезеровать паз, выдерживая 8и 10±0,18, 20+0,52. Снять деталь. Контроль Проверить размеры согласно операционному эскизу. Транспортирование Протяжная Установить деталь в патрон, закрепить Протянуть шлицевые пазы d6x28H7x34-7D8 Открепить деталь, снять, уложить в тару Контроль Проверить размеры согласно эскизу Транспортирование	Стол контрольный Электрокар Токарный станок с ЧПУ 160НТ Центр упорный, центр вращ. Стол контрольный Электокар Вертикально-протяжной 7Б64	Фаски центро вые 15° База и упор Ø 112,8
Продолжение таблицы 2
1	2	3	4	5	6
080 085 090 095 100 105 110 115 120 125 130	А А	1 1 1 2 1 1 1 1 1	Зубофрезерная Установить, закрепить, снять заготовку Фрезеровать зубья m=2,5 мм, z=44. Контроль Проверить размеры согласно операционному эскизу. Транспортирование Термическая Произвести закалку при t = 8000 -8400С, до НRC 35-38, охлаждение в воде. Произвести отпуск при t =4000С, охлаждение на воздухе. Контроль Проверить твердость заготовки НВ 266-290 Транспортирование Круглошлифовальная Установить, закрепить, снять заготовку Шлифовать поверхность Ø50,4 и торец, выдерживая Æ 50, 33 ±0,31 величину шероховатости Rа 0,8, неперпендикулярности 0,05. Контроль Проверить размеры согласно операц эскизу Транспортирование Зубошлифовальная Установить деталь в присп, закрепить Шлифовать зубья z= 44, m =2,5 мм. Открепить деталь, снять, уложить в тару Контроль Проверить размеры согласно операц эскизу	Зубофрезерный 53А32Ф6 Центр упорный, центр вращающийся Стол контрольный Электокар Печь термическая Стол контрольный Электрокар Круглошлифовальный с ЧПУ RSM 500 CNC Центр вращающийся Центр упорный Стол контрольный Электрокар Зубошлиф 5В832 Присп. спец Стол контрольный	Фаски центровые 15° Фаски центровые 15° Фаски центровые 15°

Продолжение таблицы 2
1	2	3	4	5	6
135 140 145 150 155 160	А А Б	1 1 1 1	Транспортирование Мойка Промыть детали Транспортирование Зубозакругление Установить деталь в присп, закрепить Закруглить зубья z= 44, m =2,5 мм. Открепить деталь, снять, уложить в тару Контроль Проверить размеры согласно операц эскизу Транспортирование Транспортировать на склад продукции.	Электрокар Моечная машина Электрокар Зубозакругляющий 5582 Стол контрольный Электрокар	Фаски центровые 15°

2.4 Выбор и обоснование баз

Выбор технологических баз и последовательности обработки поверхностей заготовки является наиболее ответственным этапом разработки технологического процесса.

Правильность принятых решений на этом этапе технологического проектирования во многом определяет достижение требуемой точности детали в процессе ее изготовления и экономичность технологического процесса.

При обработке деталей необходимо стремиться вести обработку на одной базовой поверхности или обрабатывать деталь, используя минимальное число баз.

На первой токарной операции деталь устанавливается по необработанной поверхности Ø53 мм. На этой операции подготавливаются базы для дальнейшей обработки, то есть обрабатываются торцы заготовки, обрабатываются наружные поверхности Ø114, Ø51 обрабатываются фаски - эти фаски в дальнейшем служит для базирования при шлифовании, зубофрезеровании и зубозакруглении.

Выбранные базы совпадают с конструкторскими и измерительными, обеспечивают наименьшие погрешности установки детали, то есть соблюдается принцип единства и постоянства баз.

5. Определение припусков на обработку

Рассчитываю припуски на обработку и промежуточные предельные размеры на поверхность Ø 50к6() [13] .

Заготовка – штамповка.

Технологический маршрут обработки:

1. Обтачивание черновое по 12 квалитету точности Rа 12,5

2. Обтачивание окончательное по 9 квалитету точности Rа 2,5

3. Шлифование однократное по 6 квалитету точности Rа 0,8

Расчет минимального припуска

2 Zmin = 2 (Rz _i-1 + T _i-1 +) (13)

где Rz – высота микронеровностей поверхности, оставшейся после выполнения предыдущего перехода, мкм

Т – глубина дефектного слоя, оставшейся после выполнения предыдущего перехода, мкм

r₀ - суммарные отклонения расположения поверхности, мкм

r_{0 =} (14)

где r_{0 м} – суммарное отклонение расположения заготовки, мм.

При консольном закреплении заготовки:

r_{0 м} = (15)

_к - величина удельной кривизны, мкм,

_см –величина смещения заготовки, мм,

–расстояние от сечения до места крепления заготовки, для которого определяют величину кривизны.

Погрешность установки

ε_{у =} (16)

- погрешность установки, мкм.

- погрешность базирования,

- погрешность закрепления,

Расчет припусков.

1. на черновую обработку:

Rz = 160 мкм. Т =200 мкм.

r_{0 м} = =24 мкм.

_к = 1 мкм/ мм, _см = 0,5 мм

r_{0 =} =500 мкм.

= 280 мкм.

2 Zmin _черн = 2 (160 +200 + ) = 1870 мкм

2. Расчет припусков на чистовую обработку

Rz = 50 мкм, T = 50 мкм

r_ост = К_y r₀ (17)

К_y - коэфф. уточнения.

r_ост = 0,06 х 500 = 30 мкм

= 250 мкм.

2 Zmin _чист = 2 (50 + 50 + ) = 700 мкм.

3. Расчет припусков на шлифование.

Rz = 30 мкм, T = 30 мкм

r_ост = К_y r₀

К_y - коэфф. уточнения.

r_ост = 0,05 х 300 = 25 мкм

= 0 мкм.

2 Zmin _шл = 2 (30 + 30 +) = 170 мкм.

4. Общий припуск на размер

2 Zо min = 2 Zmin _черн +2 Zmin _чист =1870+700+170 = 2740 мкм.

5. Расчет промежуточных размеров

d min _чист = d д. _min + 2 Z min _шлиф (18)

d min _чист = 50,002 +0,170 = 50,172 мм

d min _черн = d д. _min.чист + 2 Z min _п.чист (19)

d min _черн = 50,172 +0,7 = 50,872 мм

d min _заг= d чист _min.черн + 2 Z min _черн (20)

d min _заг= 50,872 +1,87= 52,742 мм.

Принимаем диаметр Ø53.

Рисунок 2. Схема расположения полей допусков поверхности Ø 50к6().