1. 1 службове призначення деталі, вибір матеріалу та варіантів замін

1АНАЛІЗ ВИХІДНИХ ДАНИХ

1.1 СЛУЖБОВЕ ПРИЗНАЧЕННЯ ДЕТАЛІ, ВИБІР МАТЕРІАЛУ ТА ВАРІАНТІВ ЗАМІН

Деталь вал ведучий входитьу склад суміщеноговузла, який передаєвеликі крутні моменти на низьких швидкостях (див.креслення у додатку). У процесі роботи деталь підлягає дії крутного моменту,крученнюта згину, працює припідвищених температурах, що ведедоутворення тріщин.

Виходячи з умов роботидеталі, матеріал ії повинен бути міцним, таким що видержуєзгибніта крутні моменти ізносостійким, таким щоопирається стиранню.Такожтемпературостійким і не утворюючим тріщин при коливанні температур.

Для виготовлення вал ведучийобираєтьсясталь 34ХН1М ГОСТ 8479-70, яка використовується для виготовлення дисків, валів, муфт, шестерен, напівмуфт, вал-шестерен, болтів, силових шпильок та інших особливо відповідальних високонавантажених деталей, до яких пред являють високі вимоги по механічним властивостям і працюючих при температурі до 500С.[10,14,16].

В якості заміни матеріала вибираємо сталі38Х2НМ и 34ХН3М, які мають подібний хімічний склад і механічні властивості (див. таблиця 1 і 2).

Таблиця 1.1 – Хімічний склад сталей

Марка сталі	C	Cr	Mo	Si	Ni	Mn
34ХН1М	0.3-0.4	1.3-1.70	0.2-0.3	0,17-0,37	1,3-1,7	0.5-0.8
38Х2НМ	0.32 - 0.42	1.8 - 2.3	0.6 - 0.9	до 0.03	до 0.035	0.5-0.8
34ХН3М	0.3-0.4	0.7-1.1	0.25-0.4	0,17-0,37	2.75-3.25	0.5-0.8

Таблиця 1.2 – Механічні властивості сталей

, МПа	, МПа	, %	, %	, кДж/м^2	Твердість НВ
не менше	Не більше
					229÷280
					255…321
					233…321

Аналіз таблиць показує, що більший склад вуглецю у запропонованих для заміни сталях, забезпечує високу твердість і зносостійкість. Однакці сталімають меньше відносне подовження і меньшу міцність.Таким чином, залишаємо сталь34ХН1М тому, що вона задовольняє нашим вимогамі має необхідніякості.

При виготовленні деталі валведучий для зняття внутрішніх напруг і підвищення оброблюваності необхідно виконати покращення до НВ 229÷280.

1.2 ТЕХНІЧНИЙ КОНТРОЛЬ РОБОЧОГО КРЕСЛЕННЯ

На кресленні (див.додаток) вал ведучийпредставленийодним видом,поперечним перерізом та двомавиносними елементами один з яких пояснює розміри шліців.Це дає повне уявлення про формудеталі, так як деталь має форму тіла обертання.

На кресленні указаніусінеобхідні діаметральні розміризквалітетамиточності. Номінальні розміри діаметрів взяті з «Нормального ряда линейных размеров» [13].

Лінійні розміри проставлені ланцюговим та координатним методами і утворюють замкнені размірні ланцюги. Їх номінальні розміри не всі відповідають «Нормальному ряду линейныхразмеров» тому, що є розрахунковими замикаючими ланками у размірних ланцюгах.

Допуски на лінійні розміри не вказаніівиконуються по 14 квалітету, про що свідчитьзапис на полі креслення.

Присвоїмокожній поверхні порядковий номер, рухаючись протичасовоюстрілки,починаючи злівоготорця (див.рис. 1).

Основними базами є шійки Ø290e8 іØ320e8 (поверхнні3і4), на які насаджуютьсяпідшипники ковзання івони визначають положення вала ведучогоу просторі. Шийки під підшипники виготовляються з точністю 8квалітета і шорсткістю Ra 2,5 мкм, що відповідає стандартним вимогам до таких посадок [7,31,32].

Допоміжними поверхнями є шийкаØ320e8зшорсткістюRa 3,2пов.8 і пов. 9, яка обробляється з такою ж шорсткістю по 8 квалітету точності.

Базою деталіє ось, про що свідчить затемненийтрикутник, проставленний на кресленні вала ведучого(див.рис. 1). Вимоги до відносного розташування основних і допоміжних поверхонь представлені у вигляді радіальногобиття, яке повинно бути не більше 0,9 мм, що відповідає нормальній точності, так як складає біля 60% допуска на размір. Виконання цих умовзабезпечується жорсткістю верстата і точністюналагодження інструментів. Ніяких допоміжних прийомів, для забезпечення нормального радіальногобиття використовувати не слідприкінцевій обробці шийок.

Спряженими є пов. 5 і 7– шийки Ø250h12 з шорсткістю Ra 6,3 мкм. на якій розташовані кільця.

Такі вимоги до точності і шорсткості спряжених поверхонь є доцільними.

Інші поверхні є вільними і виконуються з точністю IT 14 і шорсткістю Ra 12,5÷3,2 мкм., що відповідає стандартним вимогам.

В технічних вказівках присутні вимоги донеуказаноїточності та твердості деталі. В відповідності до вимог ЕСКД в правій частині кресленнярозташована таблицязпереліком всіх необхідних даних для виготовлення шліців

У штампі приведенаназвадеталіі її маса, марка матеріала, вказано масштаб.

Таким чином, креслення виконаноу повнійвідповідальності до вимог ЕСКД і має всю необхіднуінформацію для повногоуявлення про форму, розміритаякість деталі.

1.3.ОЦІНКА ДЕТАЛІ НА ТЕХНОЛОГІЧНІСТЬ

1.3.1 ЯКІСНИЙ АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ

Деталь вал-шестерня відноситься до 71 классу, 5підкласу і має конструкторський код 715611. Вона виготовляється з горячокатаного круглого прокату. Деталь має достатньо розвинутіповерхні для її закріплення в процесіобробки.

Деталь має простуконструкцію, що не перешкоджає вільному підводуі відводу режучогоінструмента в процесіїїобробки. Досягненнянеобхідної точності розмірів можливо на універсальних верстатах звикористанням стандартних інструментів іоснащення.

Жорсткість деталі середня приl/d=1510/320=4,7, тому при обробці деталі на токарній операції необхідно закріпитиїї в трикулачковий патрон звстановленням на люнет. Вільна не спряжена поверхнямає шорсткість Ra 12,5 мкм, що указує на роботу деталі при знакопереміннихнавантаженнях (вібраціях)

1.2 КІЛЬКІСНИЙ АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ

1. Коефіцієнтвикористання матеріала:

К _им.

де: mд- маса деталі;mз – масазаготовки.

Низькезначення коефіцієнта використання матеріала пояснюється великою масою вала ведучого і вибором у якості загатовки поковки.Але для таких умов такий коефіцієнт допустимий.

Середня шорсткість:

Ra _ср. – середнівимоги до шорсткості.

Середняточність:

IT_ср. 11,6 – середнівимоги.

Середнівимоги до шорсткості і точності досягаються без зайвих зусиль на верстатах нормальної і підвищеної точності з використанням інструментів нормальної точності без додаткових переходів та спеціальних методів обробки.

Коефіцієнт уніфікації:

К _ун. 0,72 – низький з-за невідповідності розмірів довжин „Стандартному ряду нормальных линейных размеров”.

Таким чином деталь вал ведучий є технологічною за виключенням великої маси.

2 РОЗРОБКА МАРШРУТУ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛІ

2.1 ВИБІР ТА АНАЛІЗ ДІЮЧОГО АБО ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ. ЗАДАЧИ ПРОЕКТУВАННЯ

Передбачається, що валведучий буде випускатись в умовах одиничного виробництва. У якості базового Т.П. вибирається маршрут обробки вала ведучого з описанням технологічних операцій згідно ДСТУ2391:2010 «Система технологическойдокументации», ксерокопія якого приведена у „Додатках”.

№ операції	Найменування і зміст операцій	Тип обладнання та оснащення
	Обдирка
	Токарно-гвинторізна (чистова) Встановити люнет. Встановити, вивірити і закріпити деталь. Підрізати торець як начисто і зацентрувати А10 по ГОСТ14034-74 Перевстановити, вивірити і закріпити. Підрізати торець в р-р1510 і зацентрувати А10 по ГОСТ14034-74 Зняти деталь. Зняти люнет Встановити деталь в центра. Закріпити. Точити деталь 290(+0,5/-1) =90 за 2 прохода (напівчистова і чистова) 290е8 =320 за 2 прохода (напівчистова і чистова) 320е8 =1010 витримавши розмір 1330 (+1,2/+0,6), проточити канавку до 250h12В=50Н11 і 2R5, зняти 2 фаски 5х45 Контроль ОТК по переходам не знімаючи з верстата.	Токарно-гвинторізний верстат мод.165. Люнет ГОСТ15760-70
	Фрезерна Встановити і закріпити Фрезирувати 12 шліців В=30(-0,14/-0,28) двома спаренними фрезами =250 з поворотом Перевстановити Фрезирувати 12 шліців В=30(-0,14/-0,28) двома спаренними фрезами =290 з поворотом	Продольно-фрезерний верстат мод.6642
	Слюсарна Зачистити завусенці і зняти фаски 0,5х45 на 24-х шліцах с двухсторон
	Розміточна Розмітити отв. 10 на длине 625
	Свердлильна Свердлити отв. 14,5 =640 цекувати до 60 =20. Розсверлити фаску 1,6х45 на 14,5 Нарізати різьбу Rc 3/8 ГОСТ6211-81	Свердлильний верстат мод.2А587
	Свердлильна Свердлити отв. 10 на =160	Свердлильний верстат мод.2А587

Аналіз ТП показав, що його розроблено для умов одиничного виробництва, заготовкою деталі служить п0ковкаØ400 мм., термообробка покращення, обробка шийок проводиться на одній токарниій операції на токарно-гвинторізному верстаті, також нарізається дві шліцьові поверхні. Для розробки ТП необхідно зробити наступне:

- взяти представлений маршрут за основу і залишити послідовність обробки без змін;

- зменшити кількість токарних операцій за рахунок об‘єднання напівчистових і чистових переходів в одній операції з ЧПК;

- замінити фрезерний верстат.

2.2 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ БАЗ

Деталь має форму обертання і це визначає правила базування деталі. За своїм призначенням і області використання в машинобудуванні бази під

розділяються на конструкторські, вимірювальні та технологічні, які використовуються при складанні, вимірюванні чи при механічній обробці.

Конструкторськими базами називаються поверхні, які визначають положення деталі в вузлі. Конструкторськими базами для даного валу є поверхні під підшипники 1, 3 і торець

Технологічні бази – поверхні, які використовуються для установки деталі на верстаті при механічній обробці. Технологічними базами є штучні центрові отвори в торцях валу і торець – один комплект баз. Другий комплект складається з конструкторських баз. Вимірювальними базами називаються поверхні від яких відбуваються заміри розмірів і контроль відносного положення поверхонь.

Для забезпечення найбільшої точності обробки необхідно виконати два основних технологічних закони:

- закон суміщення баз. Поверхні, які слугують конструкторськими базами, повинні обиратись у якості технологічних і вимірювальних баз;

- закон єдності баз. При обробці деталі необхідно використати не більше двох комплектів баз.

Теоретична схема базування на токарній, шліцефрезерній та шліфувальній операціях представлена на рисунку 1, де вісь деталі – подвійна напрямна база, яка лишає тіло 4 ступенів свободи, торець – упорна база, яка лишає ще одного ступеню свободи. Шосту точку до деталі можні не прикладати, тому маємо не повний комплект баз. Теоретична схема базування на фрезерно-центрувальній, свердлильній і фрезерній операціях зображена на рисунку 2, де зовнішня циліндрична поверхня – подвійна напрямна база, торець – упорна база.

Рисунок1 – Теоретична схема базування на токарній та шліфувальній операціях

Рисунок 2 – Теоретична схема базування при виконанні решти операцій

Механічну обробку валів починають з підготовки технологічних баз – підрізання торців і їх центрування. Це дозволяє обробляти майже усі зовнішні поверхні валу на єдиних базах з установкою в центрах

При чорновій токарній обробці деталь встановлюється в трьохкулачковий патрон і піджимається центром, що обертається. Це дозволяє лишити деталь п’яти ступенів вільності і забезпечити високу жорсткість. На токарній чистовій, зубофрезерній і шліфувальній операціях необхідно забезпечити точність обробки, тому деталь установлюється в центрах а обертання передається за допомогою хомутика або поводкового патрону. Теоретична схема базування відповідає рисунку 1. На фрезерно-центрувальній і шпонково-фрезерній операціях деталь установлюється по теоретичній схемі рисунка 2 у призмах з упором у торець. Таким чином при обробці виконується принцип єдності баз тому, що використовується тільки два комплекти баз. У якості установчих технологічних та вимірювальних баз використовуються конструкторські бази, які є основними поверхнями, і це забезпечує виконання принципу суміщення баз.

3.3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ПОСЛІДОВНОСТІ ОБРОБКИ ПОВЕРХОНЬ ДЕТАЛІ

У якості заготовки вибираємо прокат Ø50мм. ГОСТ 7417-67.

Типова послідовність переходів вибирається з таблиць [14]. Розрахований межопераційний розмір для кажноїповерхнідеталіприведено в таблиці3.

Таблиця 3 – Послідовність переходів при обробці поверхонь

№ пов.	Наїменування перехода	Шорсткість, Ra	Точність, IT	Допуск, мкм	Припуск, мм	Межопераційний розмірз допуском
1,13 L1510 мм Ra 12,5	Заготовка			10,0
Точіння чорнове	12,5			9×5	1510-1,55
Ø290 Ra 12,5	Заготовка
Точіння чорнове	12,5		1,5	4×4,75
Ø290е8 Ra 1,6	Заготовка					Ø25,5-0,21
Точіння чорнове	12,5		2,5	4×3,5
Точіння напівчистове	6,3		1,8
Точіння чистове	3,2		0,9
Точне точіння	1,6		0,301	0,5
Ø320е8 Ra 1,6	Заготовка
Точіння чорнове	12,5		2,7	3×3,6
Точіння напівчистове	6,3		1,0	3,5
Точіння чистове	3,2		0,7
Точне точіння	1,6		0,339	0,5
Ø250h12 Ra 6,3	Заготовка
Точіння чорнове	12,5		1,75	4×3,5
Точіння напівчистове	6,3		0,46	2×2,5
Ra12,5	Заготовка
Точіння чорнове	12,5		1,5	4×4,75
250h12 Ra6,3	Заготовка
Точіння чорнове	12,5		1,75	4×3,5
Точіння напівчистове	6,3		0,46	2×2,5

3.4 РОЗРОБКА МАРШРУТУ ОБРОБКИ ДЕТАЛІ

Маршрут обробки деталі вал-шестерня приведена в таблиці 4. Послідовність технологічних операцій розробляється на основі типового (див. додаток) або заводського ТП. Обладнання вибирається з [22] або з паспортів верстатів. Позначення поверхонь згідно п.1.2.

Таблиця 4 – Маршрут обробки деталі

№ пов.	Назва операції	№ поверхні,що обробляється	№ базових поверхонь	Тип и модель верстата
	Розточна	1,14	4,3
	Розмітка		4,3,1	Токарно-гвинторізний 16К20
	Розточна		1) 1, 2,16	Токарний 16К20Ф3
	2) 1,2,15
	Токарна (чорнова)	2,3,4,5	11,13,6	Шпонково-фрезерний 6930
	Токарна (получистова, чистова)	3,4,5	6,7	Зуборізний напів-автомат 5К301П
	Шліцефрезерна	1)8; 2)9	4,3,14 4,3,1
	Свердлильна		4,3	Кругло-шліфувальний 3М153
	Свердлильна		2,5	Стіл ОТК

Дата добавления: 2015-08-28