2. Технологічний розділ

2.1 Проектування заготівки

У даному розділі виробляється обгрунтування вибору заготівки, розрахунок її розмірів, маси і загальних припусків.

Далі приведена методика розрахунку штампованої заготівки для деталі вал-шестерня.

2.1.1 Вибір вигляду і методу отримання заготівки (характеристика методу)

Виходячи з конфігурації, розмірів ( , кг), матеріалу (Сталь ГОСТ 4543-88), кількості одержуваних заготівок (типу виробництва – середньосерійне), необхідної точності, шорсткості якості поверхонь заданої деталі приймаємо:

- вид заготівки – штучна;

- спосіб отримання – обробка тиском;

- метод отримання – штампування на горизонтально – кувальній машині (ГКМ) в багатострумкових закритих штампах.

Сутність процесу полягає в примусовому перерозподілі металу нагрітої заготівки в струмках штампу. Деформований метал набуває форму, відповідну формі струмка штампу.

Заготівка, одержана об'ємним штампуванням, має конфігурацію обробленої деталі, і її розміри наближені до розмірів готової деталі. Внаслідок цього припускі на обробку виходять мінімальними, і коефіцієнт використовування металу досягає 80% і більш.

Гаряче об'ємне штампування є одним з самих високоточних методів виробництва заготівок.

Недолік – необхідність дорогого устаткування і оснащення, але в умовах середньосерійного типу виробництва вартість устаткування і оснащення окупаються.

Визначення загальних припусков і розмірів з допуском

Загальні припускі і допуски встановлюємо по ГОСТ 7505 – 89. Поковки сталеві штамповані.

Встановлюємо характеристики поковки по таблиці 1 ГОСТ 7505 – 89:

- клас точності приймаємо Т4 по додатку 1,таблица;

- група стали визначається за змістом вуглецю і легуючих елементів.

- ступінь складності – визначимо по додатку 2 шляхом обчислення відношення маси поковки до маси геометричної фігури, в яку вписується поковка.

(2.1)

де - маса поковки, кг;

- маса геометричної фігури, в яку вписується поковка, кг. Орієнтовну величину розрахункової маса поковки x0, кг, обчислюємо по формулі:

(2.2)

де М_д - маса деталі, кг;

- розрахунковий коефіцієнт.

По додатку 3, таблиця приймаємо =1,4-1,6

Мф = (2.3)

де do = 1, 05 • d maх

Lo = 1,05 • L max (2.4)

де L max d max відповідно мінімальні розміри деталі, мм

– питома вага стилі, = 7,85 г/мм

Конфігурація поверхні роз'єму П – плоска.

По таблиці ГОСТ 7505 – 89 визначаємо початковий індекс

2.1.2 Визначення загальних припусков і розмірів з допусками

По таблиці 10 встановлюємо загальні припускі (основний і додаткові) з урахуванням маси і характеристики поковки, розміру і параметра шорсткості поверхонь деталі після механічної обробки.

Допуски і відхилення лінійних розмірів поковки, що допускаються, призначаємо залежно від початкового індексу і розмірів поковки по таблиці 12.

Розрахунок розмірів заготівки зводимо в таблицю 2.1

Таблиця 2.1 Розрахунок розмірів заготівки

Розмір готової деталі, мм	Параметр шорсткість. Ra, мм	Загальний припуск, мм	Допуск, мм	Розмір заготівки, мм
				розрахунковий	прийнятий
Ш85m6	0,8	2(3+0,4+0,6)	2,8	Ш93	Ш92
L283 h14	12,5	2(1,5+0,4+0,6)	3,0	288	288

По таблиці 14 встановлюємо штампувальні ухили.

Відповідно до рекомендацій таблиці і вимог креслення готової деталі встановлюємо радіуси закруглює – R. Оформляємо креслення заготівки, яке представлене в графічній частині проекту.

2.1.3 Розрахунок маси заготівки і коефіцієнта використовування матеріалу

Розрахуємо масу заготівки, для чого її обумовлено розглядаємо тією, що складається з циліндрів.

Маса заготівки x0.,кг:

(2.6)

де – густина (питома маса), г/ ;

d – діаметр циліндра, мм;

l – довжина циліндра, мм;

Коефіцієнт використовування металу ;

(2.7)

Висновок: відносне високе значення коефіцієнта використовування металу ( ) – свідоцтво правильності вибору вигляду, способу і методу отримання заготівки з погляду корисного використовування металу.

2.2 Проектування технологічного процесу

2.2.1 Аналіз базового техпроцессу виготовлення деталі

У даному пункті слід розглянути технологічний процес, розроблений на базовому підприємстві, виділити його недоліки і запропонувати заходи по підвищенню продуктивності праці.

Так само необхідно привести норми часу на операції базового техпроцессу, дані слід звести в таблицю.

Далі приведений приклад аналізу базового техпроцессу для деталі вал.

На базовому підприємстві ВАТ “МК Азовсталь” прийнятий технологічний процес маршрутного характеру за принципом групового методу обробки.

В процесі механічної обробки використовується в основному універсальне устаткування. Так обробка торців валу і свердлення 2 -х центрових отворів В16 ГОСТ 14034 – 74 виконується по розмітці на розточувальному верстаті. Токарна обробка здійснюється на токарному верстаті 1М62, а шліфування на круглошліфовальному 3М151. Паз шпони одержують на універсальному вертикальному – фрезерному верстаті 6Р12 з використанням розмітки. Широко застосовуються розмічальні і слюсарні операції.

Контроль виробляється на робочому місці універсальними вимірювальними засобами (лінійка, штангенциркуль, мікрометр).

Рівень механізації і автоматизації низький. Режими різання занижені, а норми часу високі, тому трудомісткість виготовлення деталі висока.

У проекті при проектуванні нового технологічного процесу виробляємо розділення операцій (виробництво середньосерійне). З цією метою вводимо фрезерно-центруючу операцію (фрезерування, а потім центрування торців вал – шестерні на спеціальному фрезерно-центруючому верстаті). Токарну операцію в 6 переходів (попередню і чистову з ліва і з права, точіння канавки і нарізування різьблення) виконуватимемо на токарному верстаті з ЧПК паз шпони одержуємо на спеціальному шпона – фрезерному напівавтоматі (виключаємо розмічальну операцію).

Разом з універсальними використовуємо також спеціальні пристосування, ріжучий і вимірювальний інструмент.

2.2.2 Розробка маршрутного техпроцессу, обґрунтування послідовності операцій

Під технологічним маршрутом виготовлення деталі розуміється послідовність виконання технологічних операцій, прийнятих по типовому або груповому технологічному процесу.

При розробці маршруту обробки доцільно відділити чорнову обробку від чистової. Обробну обробку виробляти на кінцевій стадії процесу.

Співісні поверхні обертання і прилеглі до них торці необхідно обробляти з однієї установки.

Обробка зубів, шліців, пазів виділяються в самостійні операції.

Для обпилювання задирок і гострих кромок передбачається слюсарна операція.

Визначається місце термічної обробки в технологічному процесі з урахуванням її характеру (попередня, проміжна і остаточна).

Паралель з питанням про послідовність і методи обробки окремих поверхонь заготівки, розв'язується питання про вибір технологічних баз. При цьому необхідно максимально дотримуватися принципу постійність баз і принципу поєднання баз, тобто приймати поверхні, які одночасно є конструкторськими і вимірювальними базами деталі.

Основою для проектування технологічного маршруту обробки деталей є річна виробнича програма (тип виробництва), від якої залежить структура техпроцессу і характер устаткування, що приймається, а також робітників креслення деталей і технічні умови на їх виготовлення (точність розмірів, форми, взаємного розташування поверхонь, їх шорсткість, відомості про термообробку). Для розробки техпроцессу виготовлення деталі необхідно призначити методи обробки поверхонь деталі, технологічні бази, а також вибрати устаткування і технологічне оснащення.

Значний вплив на послідовність операції технологічного процесу роблять прийняті методи і маршрути обробки поверхонь деталі, на основі яких розробляємо маршрут обробки заданої деталі (загальний план).

2.2.3 Призначення методів обробки поверхонь

Методи обробки поверхонь вибираємо з урахуванням габаритних розмірів, характеру і точності початкової заготівки, властивостей матеріалу, наявності устаткування, на вибір методів обробки впливає тип виробництва.

При виборі чорнових, чистових і обробних методів обробки окремих поверхонь заготівки користуємося довідковими таблицями економічної точності обробки (при цьому прагнемо до можливо меншого числа переходів). Методи обробки кожної поверхні деталі призначаються за даними [ 9 ] і приклад приведений в таблиці 2.2

Таблиця 2.2 – Призначення методів обробки поверхонь

Найменування поверхні	Квалітет точність	Шорсткість, Rа, мкм	Пріпуськ, мм
1	2	3	4
Ø 65h6	7 9 12 Т4	1,6 3,2 6,3 25	Шліфування одноразове Точіння остаточне Точіння попереднє Заготівка
Паз шпони	9 -	3,2 -	Фрезерування одноразове Заготівка
Торці L=855Js14	14 Т4	12,5 25	Фрезерування одноразове Заготівка

2.2.4 Вибір технологічних баз

Призначення технологічних баз – один з основних етапів при проектуванні технологічного процесу.

Від правильності рішення питання про технологічні бази в значній мірі залежать: точність одержуваних розмірів в процесі механічної обробки, правильність взаємного розташування оброблюваних поверхонь, а так само ступінь складності і конфігурація необхідного технологічного оснащення. Тому питання про вибір технологічних баз вирішуємо на самому початку проектування технологічного процесу механічної обробки деталі паралельно з розробкою маршруту обробки.

2.2.5 Вибір обладнання

Вибір технологічного устаткування є одним з головних етапів при проектуванні технологічного процесу.

Загальні правила вибору устаткування регламентовані ГОСТ 14.404 -73.

Вибір устаткування виробляємо по каталогах, номенклатурних довідниках і методичній літературі. Моделі верстатів записуємо в маршрутні і операційні карти при цьому воно повинне відповідати таким вимогам:

• відповідати типу виробництва;

• забезпечення виконання вимог по точності і шорсткості;

• робоча зона верстата повинна відповідати габаритним розмірам деталі;

• потужність верстата повинна забезпечити обробку на оптимальних режимах різання..

Загальні правила вибору устаткування регламентовані ГОСТ 14.404 -73.

Вибір устаткування виробляємо по каталогах, номенклатурних довідниках і методичній літературі. Моделі верстатів записуємо в маршрутні і операційні карти.

У записці пояснення слід привести основні технічні характеристики вибраних верстатів

2.2.6 Вибір оснащення.

Вибір технологічного оснащення регламентований ГОСТ 14.305-73. При цьому враховується характер операції, модель верстата, тип виробництва, конструкція деталі і ін. Вибрані пристосування повинні забезпечити якість і точність обробки, знизити трудомісткість обробки і забезпечити безпечні умови праці. Для вибору технологічного оснащення використовуються державні стандарти, каталоги, довідкова література.

Зрештою вибрані пристосування забезпечують якість і точність обробки, знижують трудомісткість механічної обробки (швидкодійні) і забезпечують безпечні умови праці. Вибір пристосувань виробляємо по довідниках і каталогах, а потім записуємо в операційні карти і таблицю 2.3 (дивись додаток)

2.2.7 Вибір ріжучого інструменту

Інструмент - технологічне оснащення, призначене для дії на предмет праці з метою зміни його форми і розмірів, стан предмету праці визначається за допомогою вимірювальних засобів.

Конструкція і розміри ріжучого інструменту залежить від виду обробки, розмірів оброблюваної поверхні, властивостей матеріалу, необхідної точності і шорсткості оброблюваної поверхні.

При виборі ріжучих інструментів необхідно прагне до вибору високопродуктивного інструменту з високою стійкістю і можливе ширшому використовуванню стандартного інструменту.

Вибір найпрогресивніших конструкцій ріжучих інструментів сприяє досягненню високих показників технологічного процесу.

При розробці проекту вибираємо високопродуктивні інструменти з високою стійкістю, дозволяючі якнайповніші використовувати можливості верстатів. При цьому можливо ширше використовуємо стандартний інструмент. Вибрані ріжучі інструменти (позначення інструменту згідно діючих стандартів) вносимо з операційної карти.

2.2.8 Вибір методів контролю і вимірювального інструменту

На кожну операцію технологічного процесу призначаються контрольно-вимірювальні інструменти залежно від прийнятого типу виробництва і прийнятого методу контролю.

Під методом вимірювання розуміють сукупність використовуваних вимірювальних засобів і умов вимірювань. Вимірювання циліндрових поверхонь виробляється абсолютним методом, тобто приладами, що показують абсолютне значення вимірної величини.

При виборі вимірювальних засобів враховують організаційні форми контролю, тип виробництва, характеристики вимірюваних деталей і їх точність виготовлення. Організація контролю залежить від технічних вимог і організаційних умов. Для обробки деталі пропонується 100%-ний контроль готових виробів.

При записі в технологічній документації пристосувань, ріжучих і меряльних інструментів необхідно вказувати його найменування, код, позначення, ГОСТ

Наприклад:

Токарний поводковий патрон 396110 7106-0021 ГОСТ 2591-71

Центр Морзе, що обертається, 5 392841 А1-2НП-ЧПУ ГОСТ 8742-75

Різець токарний, правий, прохідний, наполегливий з пластинкою твердого сплаву Т15К6 з перетином державки 25Ч16 мм

Різець 2103-0007 Т15К6 ГОСТ 18879-73

Калібр-скоба гладка одностороння Дном=32 мм контролю валу з полем допуску h7.

Калібр-скоба 8113-0253h7 ГОСТ 16776-71

Прийнятий маршрут обробки заноситься в МК (маршрутні карти)

Приклад вибору устаткування і пристосувань і маршрут виготовлення деталі приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3. Маршрут технологічного процесу виготовлення валу-шестерні

Найменування і зміст операції	Бази	Технологічне оснащення		Ріжучий і вимірювальний інструмент
4268 005 фрезерно-центрувальна 1 Фрезерувати торці в розмір 283±0,5 одночасно 2 Свердлити 2 центрових отвору В10 одночасно	Циліндрова поверхня 93, торець	381631 Фрезерно-центруючий верстат МР71М 396131 Лещата 7200-0301 П ГОСТ 20746-84		391801 Фреза торець О 160 z=12 2210-3345 ГОСТ 9304-69, 391303 Свердло центровочноє В10 I ГОСТ 14904-80, штангенциркуль шЦ-III-300-0,1 ГОСТ 166-80 Оаблон кута 60є
4110 010 Токарна з ЧПК 1 Точити правий контур за програмою заздалегідь 2 Точити лівий контур за програмою заздалегідь 3 Точити правий контур за програмою остаточно 4 Точити лівий контур за програмою остаточно	центрові отвори, торець 283	4110 Токарний верстат 16К20Ф3 392641 Центр А-1-2 НП ЧПУ 7032-0035 ГОСТ 8742-75 з показником осьового зусилля 392841 Центр поводковий зубчатий типа А-1 ГОСТ 18257-72		392190Резец токарних прохідних наполегливих ГОСТІВ 18879-73 (лівий і правий) з ріжучою пластиною Т5К10 392190 Різець токарний для контурного точіння (правий і лівий) ГОСТ 20872-80 з багатогранною пластиною Т5К10 393410 Мікрометр МК-100 ГОСТ 6507-90
015 Термічна поліпОення до твердості HВ262-286	-		Пекти	-
4153 020Зубофрезерная 1 Фрезерувати 18 зубів модулем 6 заздалегідь	центрові отвори, Циліндрова поверхня О 75,4		381572 Зубофрезерний п/а моделі 53А20 396110 Патрон поводковий ГОСТ 3890-82 392841 Центр 7032-0005 ГОСТ 13214-79	391810 Фреза черв'ячна модульна 4 х 90А-2 ГОСТ 9324-80 двозахідна 394650 Зубомер нормалемер ГОСТ 7760-81
4153 025 Зубофрезерная 1 Фрезерувати 18 зубів модулем 6 остаточно	центрові отвори, Циліндрова поверхня О 85,6		381572 Зубофрезерний п/а моделі 53А20 396110 Патрон поводковий ГОСТ 3890-82 392841 Центр 7032-0005 ГОСТ 13214-79	391810 Фреза черв'ячна модульна 6 х 112А-2 МКП У 271 118 001 однозаходная 394650 Зубомер нормалемер ГОСТ 7760-81
Найменування і зміст операції	Бази		Технологічне оснащення	Ріжучий і вимірювальний інструмент
030 Термічна Цементація і гарт ТВЧ зубів до твердості HRC 55…58	-		Індуктор, піч, камера для цементації	-
4131 035 Колошліфувальна 1. Шліфувати поверхню. О 90m6 в розмір 54 мм	Центрові отвори, торець, циліндрова поверхня О 85,6		381311 Колошліфувальний верстат моделі ЗЕ12 392841 Центр 7032-0035 ГОСТ 13214-75 396110 Патрон поводковий з плаваючим центром ГОСТ 3890-82	398110 Круг шліфувальний ПП-15А-250-С1-К ГОСТ 2424-83 393410 Мікрометр МК-125 ГОСТ 6507-90 394300 Стійка з індикатором годинного типу ГОСТ 11098-80
4131 040 Колошліфувальна 1 Шліфувати поверхні О 85m6 в розмір 45 мм 2 Шліфувати поверхні О 85m6 урізуванням	Центрові отвори, торець		381311 Колололіфувальний верстат моделі ЗМ151 392841 Центр 7032-0035 ГОСТ 13214-75 396110 Центр поводковий зубчатий типа А-1 ГОСТ 18257-72	Круг шліфувальний ПП-15А-250-С1-К ГОСТ 2424-83 394300 Стійка з індикатором годинного типу ГОСТ 11098-80383131 Калібр-скоба О85m6 МКПУ 271 118 100СБ
4261 045 Шпоно-фрезерна 1 Фрезерувати паз шпони 25N9 х9х79 +0,3,	Циліндрові поверхні О85m6, торець		381611 Опона-фрезерний п/а модели6Д92. Призми опорні ГОСТ 21168-75 Спеціальне притискне пристосування	391820 Фреза Опони О 25 ГОСТ 9140-78 393131 Калібр пазовий ГОСТ 24968-81
4221 050 Горизонтально-розточувальна 1 Свердлити 3 отвори О10Н14 одночасно 2 Нарізувати різьблення в трьох отворах М12х1 одночасно	Циліндрові поверхні О85m6, торець		381261 Горизонтально-розточувальної верстат модель2М614 Призми опорні ГОСТ 21168-75 Спеціальне притискне пристосування	391267 Свердло спіральне О 10 мм з конічним хвостовіком ГОСТ 10903-77 391350 Мітчик з твердого сплаву машинний для метричної резьбыМ12 ГОСТ 3266-81, 393311 Штангенциркуль ШЦ-III-300-0,1 ГОСТ 166-80 крокомір.
055 Мийна Промивка і сушка деталей	-		Мийна машина	-
060 Контрольна Остаточний контроль	-		Стіл ОТК	-