1. Назначение и конструкция детали
Заданная деталь – вал-шестерня из материала 30Х, играет роль паразитной шестерни, служит для передачи крутящего момента в силовой коробке, а также входит в состав различных редукторов, мультипликаторов и других передач. Наиболее важное значение для работы передачи имеют опорные шейки вала и поверхности, формирующие зубчатый венец. С целью повышения эксплуатационных характеристик, деталь подвергают термообработке до HRC 35-40.
Деталь имеет небольшие габариты, поэтому предусмотренная с целью повышения работоспособности термообработка не приведёт к ощутимым пространственным отклонениям исполнительных поверхностей относитель- но опорных шеек. Опорные шейки с диаметром 30 мм к6 имеют наиболее важное значение при монтаже и эксплуатации силовой коробки.
Конструкция детали не предусматривает центровых отверстий, однако они совершенно необходимы в техпроцессе изготовления детали в качестве вспомогательной чистовой установочной технологической базы. Деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, предусматривает постоянство баз на различных операциях механической обработки. Конструкция детали проста, не требует применения специнструмента и спецприспособлений.
Материал детали – сталь 12ХН3А (ГОСТ 4543-71). Химический состав и механические свойства приведены в таблицах 1.1и 1.2.
Таблица 1.1
Химический состав стали 12ХН3А по ГОСТ 4543-71, %
С |
Cr |
Mn |
0,12 |
0,8…1 |
3 |
Таблица 1.2
Механические свойства стали 20ХН3А.
σт, МПа |
σв, МПа |
δ, % |
HRCэ |
700 |
900 |
12 |
32…38 |
Термообработка – закалка Т=840 0С, охлаждающая среда – масло, отпуск – Т= 500 0С, охлаждающая среда – вода (масло).
2. Разработка маршрутного техпроцесса и разработка операций
Изготовление изделий на машиностроительных предприятиях осуществляется в результате производственного процесса, т.е. совокупности всех действий людей и орудий производства , необходимых для превращения сырья и полуфабрикатов в готовые изделия. Важнейшим элементом производственного процесса является технологический процесс, содержащий целенаправленные действия по изменению и последующему определению размеров, формы, взаимного расположения, а так же состояние труда. Каждый технологический процесс состоит из операций.
Определим
тип производства для заданного
технологического процесса механической
обработки вала-шестерни, пользуясь
исходными данными: годовая программа,
программа выпуска 15000 деталей, режим
двухсменной работы при сорокачасовой
рабочей неделе. Технологический процесс
состоит из 12-ти операций механической
обработки:
005-фрезерно-центровальная;
010 – токарно-черновая;
015 – токарно-черновая;
020 – чистовое точение с образованием фасок;
025 – чистовое точение с образованием фасок;
030 – зубофрезерная;
035 – шлифование опорных шеек;
040 – шлифование поверхностей под зубчатые колёса;
045 – фрезерование шпоночного паза;
050 – повторное шлифование опорных шеек;
055 – повторное шлифование поверхностей под колёса;
060 – хонингование зубьев.
Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность считаем целесообразной, так как соблюдаются принципы последовательности формирования свойств обрабатываемой детали (рис.2.1).
Рис.2.1
005-фрезерно-центровальная операция. Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-71М. Фрезеруются одновременно 2 торца (рис. 2.2).
Тфр=0,006×l
l1=d1=60 мм; l2=d2=70 мм
=0,006×60=0.36
мин
=0,006×70=0.42
мин
=0,00052×l×d
= 1,872 мин
=0,00052×l×d==2,548
мин
d-диаметр отверстий, мм
l-длина отверстий, мм
=5,2
мин
Рис.2.2
010-токарно-черновая операция (рис. 2.3).
Токарно-винторезный станок 16К20.
=0,00017×l×d1=0,00017×123×78,4+0,2=1,84
мин
l-длина обрабатываемого участка детали, мм
d1= (70+66+80+96+80)/5=78,4 мм
d=m×(z+2)=3×(30+2)=96 мм
d-диаметр вершин зубьев шестерни
Рис.2.3
015- токарно-черновая операция (рис.2.4).
Токарно-винторезный станок 16К20.
То3=0,00017×l1×d`=0,00017×77×65+0,2=1,05 мин
l1-длина обрабатываемого участка детали, мм
d`-средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм
d`=(60+70)/2= 65 мм
Рис.2.4
020-чистовое точение с образованием фасок (рис.2.5).
Токарно-винторезный станок 16К20.
=0,00017×l4×d=0,00017×123×78,4+0,2=1,84
мин
Рис.2.5
025-чистовое точение с образованием фасок (рис.2.6).
Токарно-винторезный станок 16К20.
=0,00017×l1×d`=0,00017×77×65+0,2
= 1,05 мин
l1 - длина обрабатываемого участка детали, мм
d` - средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм
d` =(20+30+25+40)/4=28,75 мм
Рис.2.6
030-фрезерование зубьев на станке 5М-310 (рис.2.7).
=0,0022×b×D=0,0022×70×90
= 13,86 мин
b-ширина шестерни, мм
D-делительный диаметр шестерни, мм
D
= m×z
= 3×30= 90 мм,
b=70 мм
Рис.2.7
035-шлифование опорных шеек (рис.2.8). Станок 3М151.
=0,00015×l×d=0,00015×
(70+70) ×27 = 0,567 мин
l-длина обрабатываемого участка детали, мм
d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм
Рис.2.8
040-шлифование поверхностей под зубчатые колёса (рис. 2.9).
Станок 3М151.
=0,00015×l×d=0,00015×50×60
= 0,45 мин
l-длина обрабатываемого участка детали, мм
d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм
Рис.2.9
045-фрезерование шпоночного паза (рис.2.10). Станок 6Д92.
=0,0004×l=0,0004×45
= 0,018 мин
Рис.2.10
050- повторное шлифование опорных шеек (рис.2.11). Станок 3М151.
=0,00015×l×d=0,00015×(70+70)×27
= 0,567 мин
l-длина обрабатываемого участка детали, мм
d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм
Рис.2.11
055- повторное шлифование поверхностей под колёса.
Станок 3М151 (рис.2.12).
=0,00015×l×d=0,00015×50×60
= 0,45 мин
l-длина обрабатываемого участка детали, мм
d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм
Рис.2. 12
060-хонингование зубьев на станке 5В913 (рис. 2.3).
=3÷5=4мин
Рис.2.13