Выбор и обоснование технологического оборудования для обработки детали Вал

Введение

В современном машиностроении выбор оборудования для различных
операций играет решающую роль в производственном процессе. Качество,
точность и эффективность производства напрямую зависят от правильного
подбора станков для каждой конкретной операции. При выборе станков на
операцию необходимо учитывать несколько ключевых аспектов.
Важно анализировать технические характеристики станков, такие как
мощность, скорость, точность и возможности настройки. Каждая операция
требует определенного типа станка, способного обеспечить необходимый
уровень производительности и качества обработки.
Также следует учитывать объем производства, чтобы выбрать станок,
который соответствует потребностям производства. Например, для
крупносерийного производства могут потребоваться
высокопроизводительные станки, в то время как для изготовления
прототипов или небольших партий могут быть важны гибкость и
универсальность оборудования.
Экономические аспекты также играют важную роль при выборе
станков на операцию. Необходимо оценить затраты на приобретение,
эксплуатацию и обслуживание станка, а также его срок окупаемости.
Важно стремиться к оптимальному соотношению цены и качества
оборудования, чтобы обеспечить эффективность производственного
процесса.






1 Цель и задачи работы

Цель работы: провести выбор технологического оборудования для
разрабатываемого технологического маршрута обработки заготовки.
Пояснить выбор конкретной модели технологического оборудования на
основе анализа основных факторов, определяющих область использования
конкретного станочного оборудования.
Задачи:
1. Анализ технологических требований: (требования к точности и
качеству обработки).
2. Анализ возможных методов получения поверхностей.
3. Изучение рынка оборудования:(изучить рынок оборудования,
ознакомиться с существующими моделями станков, их характеристиками и
возможностями).
4. Сравнительный анализ станков:(провести сравнительный анализ различных моделей станков на основе технический характеристик, производительности, надежности, точности и других параметров.


2 Описание обрабатываемой детали

Вал выходной (тихоходный) передает крутящий момент от зубчатого колеса к звездочке при помощи шпоночных соединений.



Рисунок 1 – Чертеж детали Вал

Деталь состоит из двух цапф под подшипники диаметром и , посадочных поверхностей под зубчатое колесо диаметром и под звездочку диаметром . Поверхность диаметром предназначена для установки уплотнительной армированной манжеты, которую надо полировать для качественной гидроизоляции. На валу предусмотрены канавки для выхода шлифовального круга.
Вал изготавливается из нелегированной специальной стали 50 ГОСТ 1050-2013.

2.1 Анализ обрабатываемых поверхностей

На цапфах диаметром установлен шестой квалитет с полем допуска , образующий посадку с небольшим натягом и шероховатость Данные поверхности являются базовыми и обозначаются буквами В и Г. В технических требованиях установлен допуск цилиндричности не более 0,005 мм и условие соосности данных поверхностей не более 0,016 мм. На поверхность под зубчатое колесо установлена точность также по шестому квалитету, но с другим полем допуска – , это уже гораздо больший натяг. Требование к данной поверхности – допуск на радиальное биение должен быть не более 0,02 мм и требование соосности не более 0,03 мм относительно базовых поверхностей В и Г Также установлено требование торцовой опорной поверхности торца зубчатого колеса – торцевое биение не более 0,02 мм относительно базовых В и Г. На поверхность под звездочку установлено поле допуска по 6-му квалитету – это средний натяг. Требование – радиальное биение не более 0,016 мм и требование соосности не более 0,02 мм относительно базовых поверхностей В и Г. Шероховатость установлена на все описываемые поверхности.
На четырех поверхностях снимаются фаски: две размером и две размером для уменьшения опасности ранения острыми кромками и. чтобы не появлялись крошки металла при чистовых операциях.
Также на двух поверхностях имеются шпоночные пазы шириной и . Требования к поверхностям шпоночных пазов: отклонение от параллельности не более 0,02 мм относительно поверхностей со шпоночным пазом Д и Е и отклонение от симметричности оси шпоночного паза относительно оси поверхностей Д и Е.

2.2 Анализ возможных методов получения поверхностей

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в
последовательном использовании различных технологических способов
воздействия на обрабатываемую заготовку, с целью предать ей заданную
форму и размеры указанной точности. Деталь Вал должна обладать достаточной износостойкостью, прочностью, а также относительно низкой стоимостью изготовления.
Для этого проведем анализ методов получения поверхностей Вала и составим таблицу.
Таблица 1 – Методы получения поверхностей Вала
Обрабатываемая
поверхность Методы обработки Вид обработки Квалитет Шерохова-тость
Обработка торцов и центровых отверстий Фрезерование торцевой фрезой Однократное 12-14 6,3
Сверление отверстий Сверление 12-14 6,3
Обработка базовых поверхностей и поверхностей под зубчатое колесо и звездочку Точение
продольной подачей черновое 12-14 50…6,3
чистовое 10-12 25…1,6
предваритель-ное тонкое 6-9 0,8…3,2
окончатель-ное тонкое 6 0,2…0,8
Обработка торцевых поверхностей Точение
поперечной подачей Однократное 12-14 6,3
Обработка торца
буртика для зубчатого колеса Точение
поперечной подачей черновое 12-14 50…6,3
чистовое 10-12 25…1,6
Обработка канавок Точение
поперечной подачей Однократное 12-14 6,3
Обработка шпоночных пазов Фрезерование концевой
фрезой
сначала врезание затем продольная подача Однократное 12-14 12,5…3,2
Обработка поверхностей под зубчатое колесо и звездочку Точение
продольной подачей черновое 12-14 50…6,3
получистовое 10-12 25…1,6
чистовое 6-9 0,8…3,2
тонкое 6 0,2…0,8

Вариант 1.
Торцы вала обрабатываем по 14 квалитету, шероховатостью . По таблице 1 видим, что это можно сделать торцевой фрезой при
днократной обработке. Центровочные отверстия необходимое для
базирования в центрах, сверлим центровочным сверлом по 12 квалитету с
шероховатостью .
Ступени вала обрабатываем сначала черновой, затем чистовой продольной подачей на токарном станке, получая 12 квалитет и шероховатость Ra 6,3 мкм.
Ступени, не предназначенные для посадки сопрягающихся деталей, обрабатываем однократно. Цилиндрические поверхности под
подшипники, зубчатое колесо и звездочку, обтачиваем после черновой обработки, чистовой продольной подачей достигая 9 класса точности
с шероховатостью После чистовой обработки точим
поперечной подачей канавки под выход шлифовального круга, однократной обработкой для получения 14 квалитета и .
Для получения шпоночного паза применяем однократную фрезерную обработку.
Шлифование цапф под подшипники, зубчатое колесо и звездочку
применяем предварительное и окончательное шлифование.
Представляем несколько вариантов технологического процесса.