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 30Х. (ГОСТ 4543-71). Химический состав и механические свойства приведены в таблицах 1.1и 1.2.

Таблица 1.1

Химический состав стали 30Х по ГОСТ 4543-71, %

С	Cr	Mn	Si
0,24…0,32	0,8…1,1	0,5…0,8	0,17…0,37

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 48000 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=40 мм; l₂=d₂=50 мм

Тфр=0,006*50=0,3 мин

Тц=0,00052*l*d=1,3 мин

d-диаметр отверстий, мм

l-длина отверстий, мм

∑То₁=1,3 мин

Рис. 2.2.

010-токарно-черновая операция (рис. 2.3).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То₂=0,00017*l*d₁=0,00017*125*51,25=1,08 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d₁= (60+45+50+50)/4=51,25 мм

d=m*(z+2)=1,5*(30+2)=48 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*105*48,75=0,87 мин

l₁-длина обрабатываемого участка детали, мм

d`-средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм

d`=(40+50+45+60)/4=48,75мм

Рис. 2.4.

020-чистовое точение с образованием фасок (рис.2.5).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То4=0,00017*l4*d=0,00017*125*51,25=1,09 мин

Рис. 2.5.

025-чистовое точение с образованием фасок (рис.2.6).

Токарно-винторезный станок 16К20.

То5=0,00017*l1*d`=0,00017*105*48,75=0,87 мин

l1-длина обрабатываемого участка детали, мм

d`-средний диаметр обрабатываемого участка детали, мм

d`=(40+50+45+60)/4=48,75 мм

Рис. 2.6

030-фрезерование зубьев на станке 5М-310 (рис.2.7).

То6=0,0022*b*D=0,0022*60*45=5,94 мин

b-ширина шестерни, мм

D-делительный диаметр шестерни, мм

D=m*z=1,5*30=45 мм,

b=60 мм

Рис. 2.7

035-шлифование опорных шеек (рис 2.8). Станок 3М151.

То7=0,00015*l*d=0,00015*(22+22)*50=0,33 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм

Рис. 2.8

040-шлифование поверхностей зубчатых колёс (рис. 2.9).

Станок 3М151.

То8=0,00015*l*d=0,00015*50*40=0,3 мин

То8=0,00015*l*d=0,00015*30*60=0,27 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм

∑То₈=0,57 мин

Рис. 2.9

045-фрезерование шпоночного паза (рис.2.10). Станок 6Д92.

То9=0,0004*l=0,0004*22=0,88 мин

То9=0,0004*l=0,0004*22=0,88 мин

∑То₉=1,76 мин

Рис. 2.10.

050- повторное шлифование опорных шеек (рис.2.11). Станок 3М151.

То₁₀=0,00015*l*d=0,00015*(22+22)*50=0,33 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).

То11=0,00015*l*d=0,00015*50*40=0,3 мин

То11=0,00015*l*d=0,00015*30*60=0,27 мин

l-длина обрабатываемого участка детали, мм

d- диаметр обрабатываемого участка детали, мм

∑То₁₀=0,57мин

Рис. 2.12.

060-хонингование зубьев на станке 5В913 (рис. 2.3).

То12=3÷5=4мин

Рис. 2.13.