Разработка технологического процесса изготовления вала

Допуск полного радиального биения цилиндрической поверхности наружнего диаметра шлицев допускается не более 0,08 мм. Масса вала 3 кг.

Высокие требования по точности предъявляются тем ступеням вала, которые соприкасаются с подшипниками (цапфам). Нагрузки , воспринимаемыми валом передаются через опорные устройства – подшипники, устанавливаемыми на цапфах вала, на корпуса, рамы или станины машин. При серийном производстве заготовок валов получают методом горячей штамповки.

Анализ Материала Материал детали - сталь 18Х2Н4ВА Высококачественная легированная сталь Содержит 0,18 % - улерода 2 % - хрома 4% - никеля 1% -вольфрама А – обозначает, что сталь высококачественная 2. Количественная оценка выпуска деталей 2.1. Количество изготавливаемых деталей в год. Тк производственная программа задана количеством деталей, необходимо заданную программу увеличить только на процент брака. N i = m * N m * ( 1 + b /100) = 1 * 400 * ( 1 + 2/100 ) = 408 ( [1] , стр 5) m - количество одноименных деталей на машине , m =1 N m – количество изготавливаемых деталей в год , N =400 шт b = 2 % - процент возможного брака при обработке заготовок 2.2. Размер партии деталей P = N i * t / 253 * y = 408 * 6 / 253 * 1 = 10 шт. ( [1] , стр 5 ) t =6 , - Количество дней нахождения детали на складе 253 – Число рабочих дней в году y = 1 , - Количество смен работы цеха На основании таблицы №1 ( [1] стр 6 ) можно сделать вывод о типе производства – единичное ( Масса детали или заготовки до 200 кг, Число изготавливаемых деталей до 1000 ) 3. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления При выборе метода изготовления заготовки основным требованием является обеспечить свойства изготавливаемых деталей в заданных условиях эксплуатации и обеспечения требуемых свойств заготовки с учетом стоимости заготовки в конкретных производственных условиях. В качестве технических критериев при выборе заготовки принимают материал ( задан ), конфигурацию детали, размер , массу, требуемую точность изготовления итд . В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки. Т.к материал заготовки сталь (18Х2Н4ВА ) , то способом получения заготовки может быть Горячая штамповка ( [2] стр 138] или Прутки из проката . ( [1] стр 168 ) 3.1 Расчет первого варианта получения заготовки – Горячей штамповки . Определяем массу детали и массу заготовки G дет = S ср * L дет * g = 1520*250* 7,8 / 1000 = 3 кг D ср = ( 30*20 +40*60+50*150 +30*20 / 20+60+150+20 ) = 44 мм S ср = 3,14 * 44 2 / 4 = 1520 мм 2 ; L дет = 20 + 60 + 150 + 20 = 250 мм g - плотность стали , g =7,8 г/см 3 G заг = G дет / K исп = 3 / 0,75 = 4 кг K исп – коэффициент использования металла заготовки K исп = 0,75 ( [1], стр 11 Таблица №2 ) Расчет Общей стоимости изготовления детали С дет = С заг + С обр – С отх ( [1], стр 10 ) С заг - затраты на материал и изготовление заготовки С обр – затраты на механическую обработку заготовки С отх - стоимость отходов при механической обработки С обр = ( G заг – G дет )* 0,55 = ( 4 – 3 )* 0,55 = 0,55 руб ( [1], стр 10 ) G заг – масса заготовки , кг G дет – масса детали , кг 0,55 –стоимость механической обработки 1 кг металла , руб ( [1], ст 10 ) С отх = ( G заг – G дет )* С * отх * 10 = ( 4 – 3 )* 99*10 -3 * 10 = 0,99 руб С * отх – заготовительная цена 1 тонны стружки С * отх = 99*10 -3 руб за 1 кг стружки ( [1], стр 12 Таблица №3 ) С заг = G заг * С пр * 10 = 4 * 410*10 -3 * 10 = 16,4 руб ( [1], стр 12 ) С пр – оптовая стоимость заготовки С пр = 410*10 -3 руб за тонну ( [1], стр 16 Таблица №6 ) С дет = С заг + С обр – С отх = 16,4 + 0,55 – 0,99 @ 16 рублей 3.2 Расчет первого варианта получения заготовки – Из проката.

Определяем массу детали и массу заготовки G дет = 3 кг G заг = G дет / K исп = 3 / 0,54 = 5 ,5 кг K исп – коэффициент использования металла заготовки K исп = 0 ,54 ( [1], стр 11 Таблица №2 ) Расчет Общей стоимости изготовления детали С дет = С заг + С обр – С отх ( [1], стр 10 ) С заг - затраты на материал и изготовление заготовки С обр – затраты на механическую обработку заготовки С отх - стоимость отходов при механической обработки С обр = ( G заг – G дет )* 0,55 = ( 5,5-3 )* 0,55 = 1,375 руб ( [1], стр 10 ) G заг – масса заготовки , кг G дет – масса детали , кг 0,55 – стоимость механической обработки 1 кг металла , руб ( [1], стр 10) С отх = ( G заг – G дет )* С * отх * 10 = ( 5,5 -3)* 99*10 -3 * 10 = 2,475 руб С * отх – заготовительная цена 1 тонны стружки С * отх = 99*10 -3 руб за 1 кг стружки ( [1], стр 12 Таблица №3 ) С заг = G заг * С пр * 10 = 5,5 * 390*10 -3 * 10 = 21,45 руб ( [1], стр 12 ) С пр – оптовая стоимость заготовки С пр = 390*10 -3 руб за тонну ( [1], стр 16 Таблица №6 ) С дет = С заг + С обр – С отх = 21,45 + 1,375 - 2,475 @ 20 рублей Из экономических расчётов делаем вывод, что наиболее экономически целесообразным является изготовление заготовки методом Горячей штамповки. Выбор технологических баз Выбор технологических баз зависит от конструкций заготовки и готовой детали, от применяемого оборудования. За черновую базу берем наружную поверхность вращения . За чистовую базу принимаем центровые отверстия и торец. 1 – Черновая база 2- Чистовая база 5. Составление технологического маршрута обработки Схема маршрута определяется в зависимости от конфигурации, размеров, массы, методов получения заготовки.

Последовательность схемы технологической обработки составляем, руководствуясь тем, что 005 Токарная Обработка торцов вала и центрирование детали 010 Токарная 015 Токарная 020 Фрезерование Нарезание шлицев 025 Шлифование Шлифование шлицев по внешнему диаметру 030 Контроль Контроль детали , ее соответствие рабочему чертежу , точности размеров , итд . 6. Разработка технологических операций 6.1. Токарная операция. №1. Черновое точение.

Предварительный выбор оборудования.

Учитывая требуемую точность и шероховатость поверхности и размеры детали выбираем Токарно-Винторезный станок 16М63БФ101 ( мах диаметр обрабатываемой детали 650 мм, наибольшая длина обрабатываемой поверхности 2800 мм, частота вращения шпинделя 12,5-1600 об/мин , мощность 11 кВт.