Качество  детали обеспечивают постепенным ужесточением параметров точности и выполнении остальных  технических требований на этапах превращения  заготовки в готовую деталь.

     Ряд операций обработки (или технологических переходов), необходимых для получения каждой поверхности детали и расположенных в порядке повышения точности, образуют маршруты обработки отдельных поверхностей. Маршрут обработки назначают на основании технических требований чертежа детали и чертежа заготовки, начиная с выбора метода окончательной обработки, обеспечивающей заданные чертежом детали точность и состояние поверхностного слоя.

     При установлении последовательности обработки (для изготовления деталей нормальной геометрической точности) нужно руководствоваться следующими соображениями:

     1. В первую очередь следует обрабатывать  поверхности, принятые за чистовые (обработанные) технологические базы.

     2. При невысокой точности исходной  заготовки сначала следует обрабатывать  поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления литейных и других дефектов, например раковин включений, трещин, волосовин и т.п., и отсеивания брака).

     3. Последовательность операций необходимо  устанавливать в зависимости  от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее ее необходимо обрабатывать.

     4. Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение  и не влияющих на точность основных параметров детали (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, удаление заусенцев и т.п.) следует выполнять в конце ТП, но до операций окончательной обработки ответственных поверхностей.

     5. В конец маршрута следует выносить  обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относят, например, наружные резьбы, наружные зубчатые поверхности, наружные шлицевые поверхности и т.п.

     6. В том случае, когда заготовку  подвергают термической обработке,  для устранения возможных деформаций  нужно предусматривать правку  заготовок или повторную обработку  отдельных поверхностей для обеспечения заданных точности и шероховатости.

     7. отделочные операции по обработке наиболее точных поверхностей следует выносить в конец ТП.

     Ускоренное  и правильное составление маршрута изготовления детали определенного  класса (конфигурации) и уровня точности может быть успешно выполнено на базе типового маршрутного ТП.

4.2 Технология изготовления  вала

     В механизмах и машинах валы служат для передачи движения вращения. Обычно валы устанавливаются в корпусные детали на подшипниках качения и несут на себе детали передаточных устройств (шестерни, шкивы, муфты и т.п.).

     Исполнительными поверхностями валов являются шпоночные  пазы и шлицевые поверхности, сопрягающиеся  с деталями передаточных механизмов, либо винтовые, зубчатые поверхности на самом валу, через которые и передается крутящий момент.

     Основной  технологической базой деталей  типа «валы» является ось центровых  отверстий в крайних торцах вала, которые обрабатываются при базировании заготовки вала по будущим подшипниковым шейкам. 

Таблица 4.1

Маршрутный технологический процесс

 

5 Расчет припусков и межоперационных размеров

 

     Расчет  и назначение припусков является трудоемкой технической и важной экономической задачей. Завышенные припуски увеличивают расход металла, объем металлообработки и себестоимость изготовления детали. Заниженные припуски не обеспечивают достижение нужного качества обработки и могут привести к браку.

     В машиностроении применяют опытно-статистический и расчетно-аналитический методы установления припусков на обработку.

     Расчет  припусков аналитическим методом  ведется на те поверхности, к которым  предъявляются более жесткие  требования. На остальные поверхности  припуск назначается табличным  методом.

5.1 Расчетно-аналитический метод определения припуска

     В основе расчетно-аналитического метода назначения припусков лежит определение минимально необходимого припуска на переход, который должен перекрывать следующие погрешности:

                                         

,                          (5.1)

     где  - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

      - глубина дефектного поверхностного  слоя на предшествующем переходе, мкм;

      - суммарное отклонение расположения  поверхности и в некоторых случаях отклонение формы поверхности на предшествующем переходе, мкм;

       - погрешность установки заготовки  на выполняемом переходе, мкм.

     Порядок расчета минимальных припусков  и предельных размеров обрабатываемых поверхностей следующий:

1. Пользуясь рабочим чертежом детали и намеченным маршрутом обработки отдельных поверхностей, записать в расчетную карту обрабатываемые поверхности и их конечные размеры и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения от заготовки до окончательной обработки.
2. Рассчитать ρ. Руководствуясь значениями экономической точности, назначить допуски d на межоперационные размеры.
3. Определить расчетные величины минимальных припусков на обработку z_min; по всем технологическим переходам.
4. Записать для конечного перехода в графу «Расчетный размер», наименьший (наибольший для отверстий, пазов) предельный размер поверхности по чертежу.
5. Для перехода предшествующего конечному, определить расчетный размер путем прибавления к расчетному размеру (вычитания из расчетного размера) следующего за ним смежного перехода расчетного припуска z_min.
6. Последовательно определить расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем прибавления к расчетному размеру (вычитания из расчетного размера) следующего за ним смежного перехода расчетного припуска z_min.
7. Записать наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением (уменьшением) расчетных размеров. Округление производится до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
8. Определить наибольшие (наименьшие) предельные размеры путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру.
9. Записать предельные значения припусков z_max как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и z_min – как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.
10. Определить общие припуски z_0max и z_0min суммируя промежуточные припуски на обработку.

     Результаты расчетов обычно представляются в виде таблицы, а так же иллюстрируются схемой расположения припусков. 

Исходные  данные для расчета  припусков: 

Элементы  припуска:

R_z: заготовка – 150 мкм; черновое точение h13 – 50 мкм; чистовое точение h11 – 30 мкм; предварительно шлифование h9 – 10 мкм; окончательное шлифование n6 – 5 мкм.

Т: заготовка – 200 мкм; черновое точение h13 – 50 мкм; чистовое точение  h11 – 30 мкм; предварительно шлифование h9 – 20 мкм; окончательное шлифование n6 – 15 мкм.

Допуск: заготовка – 1; черновое точение h13 – 0,39 мм; чистовое точение h11 – 0,16 мм; предварительно шлифование h9 – 0,062 мм; окончательное шлифование n6 – 0,033 мм.

Рассчитываем:

1) r_см = 0,7 мкм;

2) r_кор = Dk * l = 1,5 * 185 = 277,5 мкм

3) r_{зацепления} =

Рассчитываем  припуск Z_min, мкм:

2 Z min₂ = 2 (150+200+16517) = 2 * 16867 мкм;

2 Z min₃ = 2 (50+50+991) = 2 * 1091 мкм;

2 Z min₄ = 2 (30+30+661) = 2 * 721 мкм;

2 Z min₅ = 2 (10+20+330) = 2 * 360 мкм.

Расчетный размер dp, мм:

dp   =  d + 2Zmin,  мм

dp₄   = 32 + 2*360 = 32,72 мм;

dp₃   = 32 + 2*721 = 33,442 мм;

dp₂   = 32 + 2*1091 = 34,182 мм;

dp₁   = 32 + 2*16867 = 65,734 мм. 

            Таблица 5.1

Расчет  припусков

 

2 Z_0max – 2 Z_0min = dз  - d_д

    34697-33730 = 1000-33

                    967 = 967 

 

Рис. 5.1 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности

 

6 Выбор оборудования

 

     Выбор оборудования для проектируемого технологического процесса производится после того, как определен маршрут обработки заготовки. На выбор типа оборудования оказывает существенное влияние принятый тип производства и структура технологического маршрута обработки.

     Для обработки заготовки в условиях единичного и мелкосерийного производства применяют универсальное оборудование [Косилова т.1].

6.1 Выбор режущего и мерительного инструмента

 

     Выбор режущего инструмента, его конструкции  и размеров определяется видом технологической  операции (точение, фрезерование, развертывание), размерами обрабатываемой поверхности, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и величиной шероховатости поверхности. Основную массу режущих инструментов составляют конструкции нормализованного и стандартизованного инструмента, для подбора которого существуют многочисленные справочники и каталоги. Лишь в крупносерийном и массовом производстве применяются специальные и комбинированные режущие инструменты, проектируемые в индивидуальном порядке.

     Первой  задачей, решаемой технологом при подборе  режущего инструмента, является назначение материала режущей части в строгом соответствии с материалом обрабатываемой детали и его свойствами (главным образом, твердостью) [Косилова, Панов].

     В технологические карты применяемый  режущий инструмент записывается напротив текста того перехода, где инструмент используется. Указывается его наименование, материал, размер и ГОСТ.

       Фреза торцовая Ø 80 z = 8 ВК8 ГОСТ 9473-80.

       Токарные проходные резцы из твердого сплава ГОСТ 18879-73

     Шлифовальные  круги  ГОСТ17123-79 тип круга 1А1-I

6.2 Выбор средств  измерения

 

     Выбор измерительных средств зависит  от масштаба производства. В единичном  и мелкосерийном производствах применяют универсальные средства контроля (штангенциркули, микрометры, микрометрические нутромеры и т.п.). [Косилова].