Разработка технологического процесса

Технологический процесс разрабатывался по рекомендациям [1].

При разработке технологического процесса руководствуемся следующими принципами:

1) в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций. В качестве технологических баз применяются поверхности достаточных размеров, тем самым обеспечивается большая точность базирования и достаточная сила закрепления заготовки в приспособлении;

2) затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой металла что, позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки;

3) каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

4) обработка поверхностей ведется в последовательности, обратной степени их точности (чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается), т.е. точные поверхности обрабатываются в последнюю очередь;

5) при выборе баз следует иметь в виду, что наибольшая точность базирования на всех операция механической обработки достигается при условии базирования на одни и те же поверхности, т.е. при соблюдении принципа постоянства баз. При чистовой обработке необходимо соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которому в качестве технологических баз поверхностей используются технологические, конструкторские и мерительные базы.

Исходными данными для расчета геометрических параметров являются: маршрут обработки детали с изображением операционных эскизов и указанием установочных баз, исходных размеров, технических требований, шероховатости обработанных поверхностей; конфигурации и координации поверхностей исходной заготовки; рабочий чертеж детали.

Данный технологический процесс разработан с учетом особенностей конструкции детали и с учетом технических требований. Деталь
«вал-шестерня» достаточно технологична. Являясь телом вращения, позволяет вести обработку на универсальном оборудовании. Ко всем поверхностям детали при обработке возможен свободный доступ обрабатывающего инструмента.

Разработку технологического процесса изготовления детали начинают с установления плана обработки отдельных поверхностей (рисунок 3.4). Для каждой поверхности необходимо определить пути достижения заданного качества.

Рисунок 3.4 – Схема с обозначенными поверхностями

В таблице 3.1 представлены квалитеты и шероховатости поверхностей чертежных размеров и экономически целесообразные.

Таблица 3.1 – Квалитеты и шероховатости поверхностей

№ пов-ти	It черт	Ra черт	Форма пов-ти	It справ	Ra справ
		1,25	плоская		1,25-2,5
		1,25	цилиндрич.		1,25-2,5
		1,25	сложнопроф.		0,63-1,25
		0,16	цилиндрич.		0,16-0,32
		0,16	цилиндрич.		0,16-0,32
		0,16	плоская		0,16-0,32
		1,25	цилиндрич.		1,25-2,5
		1,25	сложнопроф.		1,25-2,5
		0,16	плоская		0,16-0,32
		0,16	цилиндрич.		0,16-0,32
		0,16	цилиндрич.		0,16-0,32
		1,25	плоская		1,25-2,5

 

В таблице 3.2 представлены стадии обработки поверхностей детали
вал-шестерня. Штампованную заготовку выбираем с шероховатостью Ra 12,5 и квалитетом It 12.

Таблица 3.2 – Стадии обработки поверхностей детали вал-шестерня

	Поверхности 1, 12 It 8, Ra 1,25	Поверхности 2, 7 It 8, Ra 1,25	Поверхности 4, 6, 9, 11 It 6, Ra 0,16	Поверхности 5, 10 It 6, Ra 0,16	Поверхность 3 It 8, Ra 1,25	Поверхность 8 It 8, Ra 1,25
I	Черновое точение It 10, Ra 3,2	Черновое точение It 10, Ra 3,2	Черновое точение It 10, Ra 3,2
II		Получистовое точение It 8, Ra 1,25	Получистовое точение It 8, Ra 1,25	Получистовое точение It 8, Ra 1,25		Зубофрезерная It 8, Ra 1,25
III	Чистовое точение It 8, Ra 1,25		Чистовое точение It 7, Ra 0,32	Чистовое точение It 7, Ra 0,32	Шлицефрезерная It 8, Ra 1,25	Зубошевинговальная It 8, Ra 1,25
Промывка, цементация и закалка
IV			Шлифо-вание It 6, Ra 0,32	Шлифование It 6, Ra 0,32	Шлицешлифова-ние It 8, Ra 1,25	Зубохонинговальная It 8, Ra 1,25
V			Шлифование It 6, Ra 0,16	Шлифование It 6, Ra 0,16

Следующим шагом в проектировании технологического процесса изготовления детали является разделение процесса на операции.

При разработке технологических операций необходимо особое внимание уделять выбору баз для обеспечения точности обработки деталей и выполнения технических требований чертежа.

Выбор технологических баз проводят с учетом основных принципов базирования:

- принцип совмещения баз: технологические и конструкторские базы по возможности должны быть совмещены;

- принцип постоянства баз: точность обработки будет более высокой если проводить обработку на одних и тех же базах;

- принцип надежности закрепления: базы должны обеспечивать хорошую устойчивость и надежность установки заготовки.

За технологические базы приняты поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах. Форма центрового отверстия для изделий, после изготовления которых необходимость в центровых отверстиях отпадает, изображена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Форма центрового отверстия

При установке и обработке данной заготовки вала в качестве дополнительной опоры, повышающей жесткость технологической системы, применятся люнеты (подвижные и неподвижные).

Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает применения того или иного поводкового устройства, передающего крутящий момент заготовке. Такими устройствами являются поводковые патроны, хомутики и т.д.

Основное содержание и объем операций устанавливается, как правило, в пределах одного этапа обработки с учетом технологических возможностей оборудования, что позволяет наиболее рационально использовать средства технологического оснащения. При этом нужно исходить из двух различных принципов: принципа концентрации и принципа дифференциации операций.

Виды обработки отдельных поверхностей заготовки устанавливаются с учетом требуемой точности и шероховатости.

В таблице 3.3 представлен технологический маршрут обработки
вала-шестерни.

Таблица 3.3 – Технологический маршрут обработки вала-шестерни

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции	Технологическая база	Оборудование
	Заготовительная: штампованная заготовка нормальной точности Ra 12,5, It 11	-	-
	Фрезерно-центровальная: фрезеровать торцы 1 и 12, зацентровать с двух сторон	Ось и торец исходной заготовки	Фрезерно-центровальный полуавтомат МР73М
	Токарная: точить поверхность 7 и 11, фаски, подрезать торец 9 (Ra 1,25, It 8)	Ось и торец 12	Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3
	Токарная: точить поверхности 2 и 4, фаски, подрезать торец 6 (Ra 1,25, It 8)	Ось и торец 1	Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3
	Токарная: обточить поверхности 4, 5 и торец 6 (Ra 0,32, It 7)	Ось и торец 1	Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3
	Токарная обточить поверхность 10,11 и торец 9 (Ra 0,32, It 7)	Ось и торец 12	Токарно-винторезный с ЧПУ 16К20Ф3
	Шлицефрезерная Фрезеровать поверхность 3 на шлицы с припуском на шлифование (Ra 1,25, It 8)	Ось вала	Шлице-фрезерный 5350Б
	Зубофрезерная: фрезеровать зубья 7 (Ra 1,25, It 8),	Ось вала	Зубофрезерный полуавтомат 5В312
	Зубошевинговальная: шевинговать зубья 7 (Ra 1,25, It 8),	Ось вала	Зубошевинговальный 5702
	Промывочная		Ванна
	Контрольная промежуточная		Контрольный стол
	Цементация и закалка: цементировать и калить до 51…56 HRC		Шахтная электропечь типа ПШЦ 6.12/9
	Правильная: править центра
	Шлицешлифовальная. Шлифовать шлицы 3 по внутреннему диаметру (Ra 1,25, It 8)	Ось вала	Шлице-шлифовальный3Б450
	Зубохонинговальная: хонинговать зубья 7 (Ra 1,25, It 8),	Ось вала	Зубохонинговальный 5А913
	Круглошлифовальная: шлифовать поверхности 4,5 торец 6 (Ra 0,16, It 6)	Ось вала	Кругло-шлифовальный 3У10В
	Круглошлифовальная: шлифовать поверхности 10,11 торец 9 (Ra 0,16, It 6)	Ось вала	Кругло-шлифовальный 3У10В
	Промывочная		Ванна
	Контрольная окончательная		Контрольный стол

 

Выбор режущего инструмента, его вида, конструкции, размеров и материала режущей части в значительной мере определяется методами обработки, формой обрабатываемой поверхности, свойствами материала заготовки, требуемой точностью и характеристиками качества материала поверхностного слоя заготовки.

Контроль параметров детали осуществляется стандартным мерительным инструментом [5].