Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка (стр. 2 из 22)

Таблица 1.6.

Анализ недостатков базового технологического процесса и пути их устранения

Объект совершенствование	Применяемое техническое решение (недостатки)	Усовершенствованное техническое решение (предложения)	Технический и другие виды эффектов
Технологический процесс	Разделена черновая и получистовая токарная обработка на отдельные операции	Совместить черновые и получистовые переходы в одну операцию	Повышение производительности и точности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.
	Чистовые и отделочные операции обработки опорных шеек и соосных с ними наружных поверхностей шпинделя производят на специальных пробках устанавливаемых с обеих сторон в конические отверстия. Пробки служат технологическими базами.	Вместо пробок в качестве технологических баз использовать центровые фаски, выполненные с обеих сторон шпинделя.	Уменьшается количество звеньев в технологической размерной цепи, погрешность установки. Повышается точность положения исполнительной поверхности центрального отверстия относительно поверхностей опорных шеек.
	На окончательной операции для достижения заданного параметра шероховатости применяется полирование.	Применить суперфинишную обработку.	Данный способ обработки обеспечивает малую шероховатость поверхности, уменьшает погрешности формы. Благоприятно влияет на износостойкость и усталостную прочность детали, упрочняя поверхностный слой металла.
Объект совершенствование	Применяемое техническое решение (недостатки)	Усовершенствованное техническое решение (предложения)		Технический и другие виды эффектов
Режущий инструмент	Сверление центрального отверстия производится перовым сверлом из быстрорежущей стали.	Подобрать сверло для глубокого сверления из твердого сплава с использованием специального оборудования.		Повышение производительности, качества и точности обработки.

2. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ

2.1 Выбор оптимального варианта получения заготовки

Для сравнения рассмотрим три способа получения заготовки для детали шпиндель:

- прокат ( по базовому ТП);

- поковка;

- литьё в песчаные формы.

2.1.1 Расчет заготовки из проката

За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали

мм.

Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки поверхности детали

мм:

Операция 10 Токарная черновая

Операция 20 Токарная чистовая

Операция 30 Термическая HRC_Э 59…63

Операция 40 Шлифовальная.

Определяем расчетный размер заготовки:

Dр.з=Dн+2z10+2z20+2z40, мм

(2.1.)

где, D_н=133мм - номинальный размер;

2z₁₀ = 9,0 мм, 2z₂₀ = 3,0мм, 2z₄₀= 0,9мм – припуски на диаметр на операциях 10, 20, 40 [2, с. 41, табл.3.13].

D_р.з=133+9,0+3,0+0,9=145,9 мм.

По расчетным данным выбираем размер горячекатаного проката обычной точности Æ150

мм по ГОСТ 2590-71 [2, с.43, табл. 3.14]

Круг

Нормальная длина проката 7 м.

Общая длина заготовки:

Lз=Lд+2zподр, мм

(2.2.)

где, L_д = 660 мм – номинальная длина детали;

2z_подр= 3,0 мм – припуск на подрезку торцевых поверхностей

[2, с. 40, табл.3.12].

L_з=660+3,0=663 мм.

Объем заготовки:

, мм

(2.3.)

мм².

Масса заготовки:

mз=r.Vз , кг

(2.4.)

где, r = 7,85 кг/м³ – плотность стали;

m_з=7,85^.11,72=92,0 кг.

Неоднократность в зависимости от принятой длины проката:

Lнк =Lпр- lзаж - lот -x.(Lз+lр), мм

(2. 5.)

где, L_пр=7м – длина выбранного проката;

l_заж =100 мм – минимальная длина зажимного конца;

l_от – длина торцевого обрезка проката, мм;

lот = 0,3.dз ,мм

(2.6.)

L_з – длина заготовки, мм;

l_р = 6 мм – ширина реза [2, с. 37];

х – число заготовок, изготовляемых из принятой длины проката, шт;

, шт

(2.7.)

l_от = 0,3^.150 = 45 мм;

шт.

Принимаем х = 10 шт.

L_нк =7000 – 45 –100 –10^.(663+6) = 165 мм.

Общие потери материала к длине выбранного проката:

Пп.о=Пнк+Пот+Пзаж+Пр , %

(2.8.)

где, П_нк – потери материала на неоднократность, %

;

(2.9.)

П_от – потери на торцевую обрезку проката, %

;

(2.10.)

П_заж – потери при выбранной длине зажима, %

;

(2.11.)

П_р –потери на отрезку заготовки, %

.

(2.12.)

% ;

%;

%;

%;

П_п.о=2,36 + 0,64 + 1,43 + 0,09 = 4,52 %.

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических потерь:

, кг

(2.13.)

кг

Коэффициент использования материала:

(2.14.)

.

2.1.2 Расчет заготовки поковки

2.1.2.1 Вид заготовки

Выбираем заготовку – поковку полученную на кривошипном горячештамповом прессе в открытом штампе. Нагрев индукционный.

2.1.2.2 Расчетная масса поковки

mзр = mд.Кр , кг

(2.15.)

где, m_д = 16,8 кг – масса детали;

К_р = 1,5 – расчетный коэффициент [3, прил. 3, табл. 20];

m_з^р =16,8^.1,5 = 25,2 кг.

2.1.2.3 Класс точности поковки

Класс точности выбираем по [3, прил. 4, табл. 19]. Исходя из способа получения заготовки – на кривошипном горячештамповом прессе – Т4.

2.1.2.4 Группа стали

Выбираем по [3, с. 8, табл.1]. Сталь 12ХН3А – группа стали М2.

2.1.2.5 Степень сложности

Размеры описывающей заготовку фигуры (цилиндр):

D = 133^.1,05 = 139,6 мм; H = 660^.1,05 = 693 мм.

Масса описывающей фигуры: m_р = 83,2 кг.

m_з^р/ m_р = 25,2/83,2 = 0,3 – следовательно степень сложности С3 (m_з^р /m_р = 0,16…0,32) [3, с. 30, прил. 2].