Актуальные проблемы металлургии

 

      Для изготовления данной детали, Ролик, используем заготовку прокат L = 1850мм; Ø = 350 мм, материал заготовки Сталь 45.

      Материал  заготовки Сталь  45широко применяется в производстве режущих инструментов, применяется в машиностроении и считается одной из наиболее используемых.

Сталь 45 - сталь углеродистая, качественная она имеет следующие свойства:

 Механические  свойства:

 Предел  текучести 353 мПа

 Время  сопротивления раз 598мПа

 Относительное  удлинение 16%

 Ударная  емкость 490 кДж

 Плотность  7,814 г/см

 Применяются  в деталях от которых требуется  повышенная прочность.

.

Так как  деталь представляет собой ступенчатый  вал, и разница между ступенями не большая, выбираем заготовку прокат. 

 

1.4 Выбор операционного маршрута обработки детали                                                               При обработке заготовки, как правило, осуществляется снятие основного припуска (черновая обработка, получение заданных размеров, формы и взаимного положения поверхностей заготовки, получение заданной шероховатости и качества нового слоя). Методы обработки, оборудование, инструменты и приспособления не позволяют выполнить все поставленные задачи за один ход режущего инструмента. При черновой обработке действующие силы и работа резания особенно велики, заготовка сильно нагревается. При этих условиях получить точные размеры заготовки невозможно, поэтому последовательность операций необходимо назначать исходя из следующих соображений:

1. при чистовой обработке снимаются наименьшие слои металла
2. чистовые операции необходимо выполнять в конце обработки заготовки, так как при этом уменьшается возможность повреждения уже обработанных поверхностей
3. при определенной последовательности выполнение черновых и чистовых операций следует учитывать, что совмещение их на одних и тех же станках приводит к снижению точности обработки вследствие повышенного износа станка на черновых операциях
4. в первую очередь следует обрабатывать поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жесткость заготовки; например, при обработке ступенчатых валов в начале обрабатывают ступени большего диаметра, а затем ступени меньшего диаметра
5. повышение с одинаковой точностью относительного расположения нужно обрабатывать в одной установке и в одной позиции
6. при использовании в технологическом процессе автоматических линий следует применять метод концентрации операций технологического процесса, т. е. одновременного выполнения большого числа переходов на каждой позиции и использовать необходимые инструменты.

   Операции  обработки резанием необходимо увязывать с термическими, назначая определенные операции после операции термической обработки, повышающих механические свойства металла (цементация, закалка). От вида термической обработки зависят межоперационные припуски.

1.5 Разработка операционного технологического процесса для обработки детали «Вал – шестерня»

 

           Технологический процесс:

 

Операция 005 Фрезерная

Станок  горизонтально-расточной

Установ А

Установить  и закрепить заготовку в призмах краном

 

Переход 1

Фрезеровать торец Ø =370мм

(Фреза  торцовая Ø 160 T5K10)

 

Переход 2

Сверлить торец Ø = 200мм по разметки отв Ø 12мм на глубину 33мм

(сверло Ø 12Р5М5)

 

Переход 3

Зенковать Ø = 12мм L= 18мм

Операция 010 Токарная

Станок токарно-винторезный 1М65

 

Установ А

Установить заготовку с помощью крана и закрепить

Переход 1

Точить Ø =150мм L=280мм

(резец проходной упорный Т5К10, ШЦ- III)

 

Переход 2

Точить Ø =180мм L=40mm

(резец проходной упорный Т5К10,ШЦ-П)

 

Переход 3

Точить Ø =35Омм L=l 117мм

(резец проходной Т5К10, МК- 400)

 

Переход 4

Точить Ø =18Омм L=33,5mm

(резец проходной упорный Т5К10,ШЦ- II)

 

Переход 5

Точить скос Ø =35Омм до Ø =18Омм L=155,3мм

(резец проходной отогнутый, МК- 400)

 

Установ Б

Переустановить  и закрепить заготовку 

Переход 1

Сверлить Ø =12мм L=28,4mm

(сверло Ø 12Д1Щ-1)

 

Переход 2

Подрезать торец  Ø =2О7мм L=l 850мм

(резец подрезной  отогн. Т5К10, рулеткг 

 

Переход 3

Сверлить Ø =12мм L=28,4mm

(сверло Ø 12, ШЦ-1)

 

Переход 4

Точить Ø =15Омм L=386,5mm

  (резец проходной упорный Т5К10)

 

Переход 5

Точить Ø =170мм L=76,5mm

 

Переход 6

Точить Ø =180мм L=22mm

(резец проходной  упорный Т5К10)

 

Переход 7

(резец проходной  отогн. Т5К10)

 

Операция 015 Сверлильная

Станок токарно-винторезный SP10/500

Установ А

Установитьв закрепить  заготовку 

Переход 1

Сверлить отверстие  Ø =8Омм L=1650mt (сверло перовое Ø 80) Операция 020

 

Фрезерон-сверлильная

Станок горизонтально-расточной  W/H

Установ А

Установить деталь в призмах и закрепить

 

Переход 1

Сверлить Ø =7мм L=56mm

(сверло Ø 7)

 

Переход 2

Сверлить Ø =18,43мм L=27mm

(сверло Ø 18,5)

 

 Переход 3

Нарезать внутреннюю резьбу M20*l,5-H7 L=21mm

  (набор метчиков (2) N120*1,5)

 

 Переход 4

Сверлить Ø =7 мм L=26мм (сверло 0 2)

 

Переход 5

Фрезеровать паз  h=2,5 b=l 8 L=51мм

(фреза концевая  Ø 14 Т5К10)

1.6 Выбор схемы базирования детали

        Для изготовления детали гильза  выбираем схему базирования для  точения цилиндрических деталей при креплении в трехкулачковом патроне.Рис.2.5

                                рис.2.5

         При обработке деталей необходимо придать ей определенное положение. Любая координата  лишает одной степени свободы.

В данном приспособлении установочная поверхность лишает заготовку трех   степеней свободы, а направляющая двух.

Закрепить - означает сохранить положение заготовки, полученное при базировании. Реальное  базирование происходит в очке закрепления

 

1.7 Расчет межоперационных припусков на обработку детали «Ролик Ø350»

   Под припуском на обработку понимают слой материала, который необходимо оставлять у обрабатываемой заготовки на её обработку. Припуски разделяют на общие и межоперационные.

Общий припуск на обработку - это слой металла, удаляемый при выполнении всех технологических операций, в результате которых получают готовую деталь, соответствующую размерам чертежа и техническим условиям.

   Межоперационный припуск на обработку - это слой металла, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Различают припуск: минимальный, номинальный, максимальный. Минимальный припуск рассчитывается технологом. Номинальный припуск служит для определения размеров, по которым изготавливается технологическая оснастка Максимальный припуск - определяет нагрузку на режущий инструмент и экономию металла. Расчет припусков на обработку определяют двумя методами: расчетно аналитическим и статистическим методами.

Расчетно-аналитическим методом припуски определяют по значениям припусков на переход.

Статистическим методом определяют общие и операционные припуски по справочным таблицам, которые составляют применительно к конкретным условиям производства.

   2.2.1. Определяю припуски расчетно-аналитическим методом на цилиндрическую поверхность Ø =350 мм, L = 800мм. Материал заготовки - сталь марки , 45 заготовка прокат, базы заготовки, используемой при центровании q = Vpk + рц = V800 + 350=1150мкм.

На остальные переходы определяю величину пространственных отклонений с учетом коэффициента уточнения:

qocT.= Ky * q_jar.([ 1 ], стр. 189).

   Коэффициент уточнения принимаем ([ 1 ], стр. 190, табл. 29). После чернового точения К_у = 0,08

qocx. - 0,08 * 1150=92мкм. После чистового точения К_у= 0,06 qocx.⁼0,06*92=5,52мкм. После чернового шлифования К_у=0,04 q_ocT=0,04* 5,52=0,22мкм. После чистового шлифованияК_у=0,03 qocT.=0,03*0,22=0,0066мкм.

Т.к. значение пространственных отклонений очень мало, то в дальнейших расчетах ими можно пренебречь.

Т.к. заготовка обрабатывается в центрах, при этом конструкторская и технологическая базы совпадают, то погрешность установки принимается равной нулю (Е=0). 3.Рассчитываю минимальный припуск по переходам: Черновое точение: 2Z 2min= 2(Rzi+Ti+Vpi +E_V2>2*(200+1.03+л/78.6 +0.4)=0.419 мкм.

   Чистовое точение: 2Z 3min=

   Черновое шлифование:

   2Z 4min= 2(Rz3+T3+Vp< +Е_У4 )=2*( 1 0+0,3 1 7+л/ОД 88 +0.6 )=0.022 мкм.

   Чистовое шлифование:

   2Z ₅тin=2(Кг4+Т4+л1р.+ fE_y5 )=2*(6,3+0,32+л/0,000+0.2)=0.013 мкм.

   4. Определяю максимальный припуск по переходам: Чистовое шлифование: 
2Z max5= 2Zmin5+5d4-6d5=0.0 13+0.06-0.025=0.048 ММ.

   Черновое шлифование:

   2Z тах4= 2Zmin4+5d3-8d4=0.022+0.16-0.06=0.122 ММ.

   Чистовое точение:

   2Z max3= 2Zmin3+6d2-6c»3=0.131+0.6-0.16=0.571 ММ.

   Черновое точение:

   2Z max2= 2Zmin2+5dl-5d2=0.419+1.2-0.6=1.019 ММ.

5. Определяю общий минимальный припуск:2Zomin= Z2Zmin-1.5+0.26+0.022+0.013=1.795 мм.

       

  1.8   Выбор технологического оборудования для обработки детали

       Выбор модели станка, прежде всего, определяется  его возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также качество поверхности изготовляемой детали. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках, определенную модель выбирают из следующих соображений:

1. Соответствие основных размеров станка габаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых  по принятой схеме обработки;
2. Соответствие станка по производительности заданному масштабу

   производства;

3. Возможность работы на оптимальных режимах резания;
4. Соответствие станка по мощности;
5. Возможность механизации и автоматизации выполняемой обработки;
6. Наименьшая себестоимость обработки;
7. Реальная возможность приобретения станка;
8. Необходимость использования имеющихся станков.