3. Способ получения заготовки

Вид заготовки и способ ее получения зависит от конструкции детали, материала и серийности выпуска [1, 3]. Заготовки деталей машин могут изготавливаться литьем, прокатом, штамповкой, сваркой, а также комбинированными способами. Для получения заготовок при единичном и мелкосерийном производстве применяется свободная ковка, используется стандартный прокат, при серийном и массовом производстве – литьем, штамповкой и прокатом.

Оптимальной является заготовка, обеспечивающая наименьшую технологическую себестоимость изготовления деталей, но ее можно определить только после подробной разработки технологического процесса, поэтому варианты получения заготовок можно сравнивать по следующим параметрам:

- сложность получения заготовок того или иного типа;

- возможность получения заготовки;

- коэффициент использования материала.

Учитывая, что в качестве материала вала используется относительно недорогая марка углеродистой стали Сталь 45 ГОСТ 1050-88, а также то, что производство мелкосерийное, то в качестве заготовки можно использовать стандартный прокат.

4. Выбор технологических баз и маршрута обработки

4.1. Выбор баз

Чтобы из заготовки получить деталь, необходимо обработать заготовку, выдержав все требования чертежа, т.е. выдержать все требования по точности размеров и взаимного расположения поверхностей и их шероховатости. Точность размеров и взаимное расположение поверхностей зависят от того, насколько точно ориентирована обрабатываемая заготовка в пространстве. Придание заготовке требуемого положения относительно заданной системы координат называется базированием [1, 5].

Весьма серьезным является выбор черновых баз, т.е. для выполнения первой операции, когда нет еще никаких обработанных поверхностей.

При выборе чистовых баз необходимо учитывать следующие условия:

- за базы при точной обработке выбираются основные поверхности;

- в качестве базирующей, при точной обработке выбирается та поверхность, от которой дан размер, определяющий положение данной обрабатываемой поверхности.

Разрабатываемая деталь является цилиндрической, поэтому ее базируем по 4-м точкам.

Схемы установки представлены на соответствующих эскизных картах. Поверхность выбирается так, чтобы была достигнута наименьшая деформация детали от усилия резания.

4.2. Выбор маршрута обработки

При определении маршрута обработки детали учитывают маршрут обработки отдельных поверхностей (в первую очередь самых ответственных) и их взаимное расположение [1, 3, 5]. При этом руководствуются следующими принципами: в первую очередь обрабатываю поверхности, используемые как технологические базы и поверхности, обработка которых позволяет выявить дефекты заготовки, а затем остальные поверхности по мере возрастания точности. Самые ответственные легко повреждаемые поверхности обрабатывают в конце маршрута.

Схема расположения поверхностей приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема расположения поверхностей

С учетом имеющихся рекомендаций, маршрут обработки представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Маршрут обработки детали

№ п/п	Краткое содержание операции
005	Отрезка заготовки
010	Точить торцы в размер 500 мм и центровать с двух сторон; черновое точение поверхности 2 выдерживая размер 250 мм, поверхности 3 выдерживая размер 150 мм, поверхности 5 выдерживая размер 100, конусной поверхности 4; точить канавку в размер 3 мм; чистовое точение поверхности 2, поверхности 3, поверхности 5
015	Фрезерование шпоночного паза в размер 5,4х18х44
020	Термообработка
025	Шлифование черновое поверхности 2, поверхности 5; шлифование чистовое поверхности 2 до диаметра 125h6, поверхности 5 до диаметра 75р6
030	Технический контроль

4.3. Расчет припусков на механическую обработку

Всякая заготовка, предназначенная для механической обработки, изготовляется с припуском на размеры готовой детали.

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности.

Операционный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

Промежуточный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода.

Припуск на механическую обработку может быть как назначенным по справочнику, так и рассчитан на основе расчетно-аналитического метода.

Применение расчетно-аналитического метода покажем на примере обработки цилиндрической поверхности диаметром 125h6. На остальные поверхности припуски назначаются в соответствии с нормативными таблицами [5].

Значения допусков на размеры выбираются из таблиц и минимальный расчетный припуск рассчитывается по формуле [6]:

(5)

где Rz – высота микронеровностей, мкм;

Т – глубина дефектного слоя, мкм;

ρ₀– суммарные отклонения расположения, мкм;

ε_γ- величина погрешности установки, мкм.

Результаты расчета припусков на механическую обработку поверхности вала диаметром 125h6представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Карта расчета припусков на механическую обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Поверхность детали и технологический маршрут ее обработки	Элемент припуска, мкм			Расчетный припуск 2zmin	Расчетный минимальный размер, мм	Допуск на изготовление TD, мкм	Принятые размеры по переходам, мм		Полученные предельные припуски, мкм
	Rz	h	Δ				Dmax	Dmin	2zmax	2zmin
Прокат	200	300	200	-	126,975	1400	128,400	127,000	-	-
Черновое точение	100	100	25	1400	125,575	540	126,120	125,580	2280	1420
Чистовое точение	25	25	-	450	125,125	220	125,350	125,130	770	450
Черновое шлифование	15	15	-	100	125,025	54	125,079	125,025	271	105
Чистовое шлифование	3,2	5	-	35	124,975	25	125,000	124,975	79	60