Курс лекций по дисциплине МДК.01.01 «Технологические процессы изготовления деталей машин». Лекция 156 «Проектирование техпроцесса обработки детали «Шлицевой вал»

Курс лекций по дисциплине МДК.01.01

«Технологические процессы изготовления деталей машин».

Лекция 156 «Проектирование техпроцесса обработки детали «Шлицевой вал»

1.Необходимо спроектировать технологический процесс обработки шлицевого вала коробки скоростей. Деталь «вал шлицевой» является одной из основных деталей коробки скоростей.

Деталь «вал шлицевой» изготавливается из стали 45. Способ получения заготовки детали достаточно прост – прокат круглый стальной..

2.Поверхности 1,4 диаметром 20р6 мм предназначены для монтажа подшипников.

Поверхность 3 – шлицевая поверхность вала предназначена для установки зубчатых колес.

Поверхности 2,6 – канавки  предназначены для установки стопорных колец, обеспечивающих определенное положение зубчатых колес.

Поверхности 5 – канавки служат для выхода шлифовального круга.

Поверхности 7  - конусные поверхности центровых отверстий обеспечивают базирование заготовок на операциях, являются вспомогательными базами.

Поверхность 8 – отверстие с резьбой служит для ввертывания винта, который крепит шайбу, закрепляющую подшипник.

Поверхности 9 – торцевые поверхности предназначены для упора подшипников в них.

3.Контроль размеров обработанных поверхностей предлагаю производить:

- диаметров 20р6мм – на контрольной операции скобой ПР/НЕ, в процессе обработки прибором активного контроля.

- шлицы контролируются калибром   мм ПР/НЕ, скобой ПР/НЕ и кольцом ПР.

- резьба М8-6Н контролируется резьбовыми пробками;

- контроль линейных размеров можно производить, как предельными калибрами, так и штангенциркулем ШЦI-250-0,05 ГОСТ 166-80.

Контроль параметров шероховатости предлагаю производить визуально по образцам шероховатости и эталонной детали.

Таблица № 1 «Предварительный технологический процесс изготовления детали «Вал шлицевый »

5.Таблица 2 – Схемы установки и схемы базирования при обработке детали «шлицевой вал»

6. Производим расчет припусков аналитическим методом на две наиболее точные поверхности: диаметр 28d11 мм, размер   мм.

7. Операция 015                    Фрезерно-центровальная

Данная операция выполняется на фрезерно-центровальном полуавтомате МР-71М последовательного действия. Заготовка устанавливается в станочном приспособлении по наружной поверхности. Обработка осуществляется в следующей последовательности:

- загрузка заготовки и закрепление;

- фрезерование торцев в размер   мм;

- сверление двух центровых отверстий А 3,15 выдерживаются размеры 3,07 мм, 3,9 мм, угла 60±30´, диаметров 3,15 мм, 6,7 мм.

Переход 02 – Фрезерование торцев.

Режущий инструмент – фрезы торцевые со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава Т15К6, по ГОСТ 22085-80, диаметр фрез Д=50 мм; число зубьев Z=5.

Переход – Сверление отверстий центровочных

Режущий инструмент – сверла центровочные по ГОСТ 14952-75 из быстрорежущей стали Р6М5.

Операция 020                               Сверлильная

Данная операция производится на вертикально-сверлильном станке 2Р135Ф2 с программным управлением, на котором заготовка устанавливается в приспособлении по наружной поверхности и торцу с фиксацией по центровому отверстию.

Обработка производится в следующей последовательности со сменой инструментов:

- рассверливание отверстия диаметром  мм на глубину 28±0,15мм;

- рассверливание отверстия диаметром  мм на глубину 8±0,1 мм и снятие фаски 1,25х45⁰ – ступенчатым сверлом;

- зенкование отверстия зенковкой с выдерживающем диаметров 12,5 мм, 16 мм углов 60⁰, 120⁰, размера 4,5 мм;

- нарезание резьбы М8-6Н с выдерживанием размера 26 min мм.

Переход – Нарезание резьбы М8-6Н.

Режущий инструмент – метчик из быстрорежущей стали Р6М5.

Операция 025                       Токарная

Данная операция осуществляется на токарном многорезцовом гидрокопировальном полуавтомате ЕМ288.  Заготовка устанавливается в центрах и поводковом патроне. Обработка производится по двум копирам черновая и чистовая резцом копировального суппорта, точение канавок производится резцами поперечного суппорта. Полуавтомат Ем288 имеет цикловое программное управление, оснащен много проходным устройством и механизмом смены инструментов.

Производим расчет режимов резания для каждого технологического периода.

Переход – Точение шеек вала диаметрами  мм,  мм, с выдерживанием размеров  мм,  мм.

Глубина резания максимальная – t=3 мм.

Резец проходной – твердосплавная пластина Т15К6.

Переход – Точение шеек вала чистовое и одновременное точение трех канавок резцами поперечного суппорт.

Операция 035                  Фрезерная

Данная операция производится на горизонтально-фрезерном станке 6Р82Г, оснащенном приспособлением, обеспечивающим автоматический поворот заготовки. Заготовка базируется по центровым отверстиям. Параметры шероховатости поверхностей Ra=3,2 мкм. Размеры шлицев под шлифование: Д=23,3d11мм; Д₁=28,4d11мм; В=6,3d11мм.

Режущий инструмент – фреза специальная из быстрорежущей стали Р6М5, диаметр фрезы – 25 мм, число зубьев фрезы Z=6.

Операция 065               Шлифовальная

Данная операция производится на круглошлифовальном станке 3М153, на котором осуществляется шлифование шейки вала диаметром 20р6 мм с подшлифовкой торца. Заготовка устанавливается в центрах. Параметр шероховатости поверхности Ra=0,8 мкм.

Производим выбор шлифовального круга.

Для получения заданной шероховатости поверхности принимаем:

- маркировка абразивного материала 24А;

- зернистость – 40;

- индекс зернистости – М;

- твердость – СМ2;

- связка керамическая К8;

- структура круга - №5;

- допустимая скорость круга – 35 м/с;

- класс круга А;

- тип круга – ПВД (плоский с двухсторонней выточкой) [14]

Размеры нового круга по паспортным данным станка: наружный диаметр 500 мм.

Высота круга – 63 мм.

Маркировка полной характеристики круга: ПВД 500х127х63 24А40НСМ25К8-А-35 м/с ГОСТ 2424-83.

8. Производим расчет резца канавочного, который применяется на полуавтомате ЕМ88 для точения канавки шириной 3±0,125 мм диаметром  мм.

В качестве материала для корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с   МПа и допустимым напряжением на изгиб   МПа [8]

Конструктивные размеры резца принимаем по ГОСТ: длина резца L=120 мм; пластина из твердого сплава Т15К6 № 01391 ГОСТ 25395-82; гнездо под пластину размерами в₁=22 мм; в₂=18,5 мм; а₁=8 мм; а₂=12,4 мм; угол под пластину – 10⁰.

Геометрические параметры резца:

Передний угол 

Задний  угол 

2 радиуса при вершине R=1 мм; R₁=0,5 мм; угол профиля 45⁰±30´ [14]

Материал припоя – латунь марки Л-68 ГОСТ 15527-70.

Профиль резца необходимо контролировать по шаблону.

Остальные технические требования по ГОСТ 5688-61.

9. Приспособление предназначено для операции фрезерования шести шлицев на горизонтально-фрезерном станке 6Р82Г.

Конструкция прибора представляет собой плиту, на которой монтируются стойки шпиндельная и зажимная, механизмы фиксации и поворота.

Принцип действия приспособления следующий: обрабатываемая деталь устанавливается в центрах и закрепляется с помощью пневмоцилиндра стойки зажимной. Фрезеруется шлиц. Затем включается пневмоцилиндр механизма поворота, вращательный момент передается через зубчатую шестерню шпинделю, деталь также поворачивается. Включается пневмоцилиндр механизма фиксации, клин фиксирует положение шестигранника, установленного на шпинделе и соответственно фиксируется определенное положение детали. Цикл фрезерования шлица повторяется и т.д.

10. Прибор активного контроля предназначен для контроля в процессе обработки методом врезания гладких цилиндрических поверхностей деталей на полуавтоматических универсальных станках в условиях механических цехов машиностроительного предприятия [4]

Конструкция прибора включает сборочные единицы – навесную скобу, противовес, траверсу, преобразователь индуктивный БВ-6067.00.

Принцип работы прибора активного контроля с навесной скобой следующий:

- в начальной фазе цикла шлифовальная бабка станка и скоба занимают исходное положение. В этот период для включения ложных команд связи между электросхемами измерительной системы и станка заблокированы.

После установки в центре станка заготовки осуществляется ускоренный подвод шлифовальной бабки.

- Скоба, шарнирно подвешенная, вручную накидывается на обрабатываемую поверхность и прижимается к детали за счет усилия, развивает его спиральной пружиной противовеса. Ориентация скобы в контролирующем положении осуществляется тремя твердосплавными наконечниками.

- Автоматическое управление рабочим циклом станка осуществляется электронным отсчетно-командным устройством прибора; командами поступающими во внешние электрические цепи при достижении заданных размеров. Предварительные команды, воздействующие на исполнительные органы станка, регулируют скорость подачи шлифовальной бабки. По окончательной команде, поступающей в момент достижения заданного размера. Обработка прекращается и шлифовальной бабке сообщается ускоренный отвод на исходную позицию.

- Для подготовки элемента схемы счетно-командного устройства к очередному циклу в исходном положении шлифовальной бабки из электросхемы станка поступает сигнал. После установки скобы в исходную позицию рабочая зона станка освобождается для беспрепятственного удаления обработанной детали и установки в центра очередной заготовки.

11. Приведенные затраты равны:

- по проектируемому варианту Wпр=6096+0,12·9020=7178,4 тыс.руб.

- по базовому варианту Wб=6499+0,12·11880=7924,6 тыс.руб.

Очевидно, что приведенные затраты по проектируемому варианту значительно меньше; для заданной программы при получении заготовки из проекта обработка детали «шлицевой вал» по проектируемому техпроцессу является экономически выгодной.

Заключение

При проектировании техпроцесса обработки детали «шлицевой вал» произведен выбор заготовки, экономически наиболее выгодной при заданной программе является заготовка, полученная методом резки калиброванного горячекатаного проката.

При разработке технологического процесса применимо высокопроизводительное оборудование – станки с программным управлением 2Р135Ф2, полуавтоматы копировальные с цикловым программным управлением ЕМ288. Расчет режимов резания произведен в основном аналитическим методом. Для обеспечения технических условий базирование заготовок производилось по принципу постоянства технологических баз с использованием вспомогательных баз – центровых отверстий.

При проектировании техпроцесса произведена разработка конструкций; приспособления для фрезерования шлицев на станке 6Р82Г, прибора активного контроля на станок 3М153.

В результате приведенные затраты по проектируемому варианту изготовления детали, «шлицевой вал» по пяти рассчитанным операциям значительно снижены по сравнению с базовым вариантом.

Использован материал:

1. https://vunivere.ru/work20270

2. https://vunivere.ru/work20270/page2

3 . https://vunivere.ru/work20270/page3

Домашнее задание

Выполнить до 06.11.2020

Выше приведен пример технологического процесса изготовления детали «Вал шлицевый ».

Вам необходимо:

- по образу и подобию написать технологический процесс изготовления детали по своим данным (из табл. №3),

- оформить отчет по шаблону, приведенному ниже.

Номер варианта выбрать из таблицы № 3

1. Отчет по практической работе оформить в виде таблиц №№1 и 2

Шаблон для отчета по практической работе приведен ниже:

Дисциплина _________________________________

Группа ______________________________________

Ф.И.О. студента______________________________

Практическая работа №_____________________

Название ____________________________________

Вариант № ____________________________________

- Длина вала в чистом виде _____________________

^{Из таблицы №3}

Результаты сводим в таблицы №№1 и 2

Таблица № 1«Предварительный технологический процесс изготовления детали «Вал шлицевый »

Таблица 2 – Схемы установки и схемы базирования при обработке детали «шлицевой вал»

А) Если отчет выполнен в письменном виде – Сделать скриншот и загрузить на сайт INCODEX

Б) Если отчет выполнен в вордовском документе – прикрепить (загрузить) файл на сайт INCODEX в разделе «ответ»