Технологический процесс изготовления детали; виды, требования, порядок разработки. Разработка технологических процессов обработки деталей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

Кафедра технологии РЭА

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу "Технология машиностроительного производства"

на тему "Разработка технологического процесса изготовления детали

экран РГРА 745 561.002"

Проект выполнила

студентка гр. 070 А. А. Болтукова

Руководитель проекта

С. А. Лобанов

Рязань 2003
Задание
Чертеж детали
Содержание

Задание………………………………………………………………………………………………………………..2

Чертеж детали………………………………………………………………………………………………………..3

Введение………………………………………………………………………………………………………………5

1.Проектирование технологического процесса с использованием типового……………….……..……..6

1.1 Анализ исходных данных…………………………………………………………………………...…….6

1.2 Определение конструкторско-технологического кода детали……………………………………..7

2. Оценка показателя технологичности конструкции детали………………………………………………8

3. Выбор метода изготовления детали………………………………………………………………………...9

4. Выбор заготовок и технологических баз…………………………………………………………………..10

5. Назначение режимов обработки…………………………………………………………………………....12

6. Выбор технологической оснастки…………………………………………………………………………..13

7. Техническое нормирование………………………………………………………………………………….14

7.1 Раскрой на гильотинных ножницах……………………………………………………………………14

7.2 Холодная штамповка…………………………………………………………………………………….15

8. Определение типа производства…………………………………………………………………………...17

9. Технико-экономические показатели разработанного технологического процесса………………...18

10. Расчет размера партии деталей, заготовок………………………………………………………………21

12. Мероприятия по безопасности труда………………………………………………………………………23

13. Заключение……………………………………………………………………………………………………..24

14. Библиографический список………………………………………………………………………………….25

Приложение 1………………………………………………………………………………………………..…26

Приложение 2………………………………………………………………………………………………..…27

Приложение 3………………………………………………………………………………………………..…28

Приложение 4………………………………………………………………………………………………..…29

Введение

В настоящее время в нашей стране сложилась такая ситуация, что развитие промышленности является самой приоритетной из всех поставленных задач. Для того, чтобы Россия заняла прочное место среди ведущих мировых держав, в ней должна существовать развитая сфера промышленного производства, которая должна основываться не только на восстановлении основанных в советский период заводов, но и на новых, более современно оборудованных, предприятиях.

Одним из важнейших шагов на пути к экономическому процветанию является подготовка специалистов, которые имели бы не строго ограниченные рамками своей профессии знания, а могли комплексно оценить выполняемую ими работу и ее результат. Такими специалистами являются инженеры-экономисты, разбирающиеся не только во всех тонкостях экономических аспектов функционирования предприятия, но и в сущности производственного процесса, который и обуславливает это функционирование.

Целью данного курсового проекта является ознакомление непосредственно с процессом производства, а также оценка и сравнение его эффективности не только с экономической, но и с технологической точек зрения.

Производство изделия, его сущность и методы оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики этой продукции, а, следовательно, на его себестоимость, от которой в прямой зависимости находятся цена изделия, спрос на него со стороны пользователей, объемы продаж, прибыль от реализации, а, следовательно, все экономические показатели, которые и определяют финансовую устойчивость предприятия, его рентабельность, долю рынка и т.д. Таким образом, то, как изготовляется продукция, оказывает влияние на весь жизненный цикл товара.

Сегодня, когда конкурентный рынок вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым продуктам, особенно важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Это помогает также в совершенствовании технологических процессов, которые разрабатываются часто не только исходя из потребностей рынка в изготовлении новый продукции, но и принимая во внимание стремление производителей к более дешевому и быстрому способу получения уже существующей продукции, что сокращает производственный цикл, уменьшает величину связанных в производстве оборотных средств, а, следовательно, стимулирует рост инвестиций в новые проекты.

Итак, проектирование технологического процесса является важнейшим этапом производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и способен стать определяющим при принятии решения о производстве того или иного продукта.

1. Проектирование технологического процесса с использованием типового

Технологический процесс - главная часть производственного процесса, включающая действия по изменению размеров, формы, свойств и качества поверхностей детали, их взаимного расположению с целью получения нужного изделия.

Типовой технологический процесс является унифицированным для наиболее типичных деталей, обладающих сходными технико-конструктивными параметрами. Инженерами высокого класса разрабатывается технологический процесс для типовых деталей, а затем, с их помощью, составляют рабочие технологические процессы для конкретной детали. Использование типового технологического процесса позволяет упростить разработку тех. процессов, повысить качество этих разработок, сэкономить время и сократить затраты на технологическую подготовку производства.

Разработка технологического процесса включает в себя следующие этапы :

Определение технологической классификационной группы детали;

Выбор по коду типового технологического процесса (выбор метода получения детали);

Выбор заготовок и технологических баз;

Уточнение состава и последовательности операций;

Уточнение выбранных средств технологического оснащения.

1.1 Анализ исходных данных

Для определения технологической классификационной группы детали необходимо изучить исходные данные, в которых содержится информация о детали и располагаемом для ее изготовлению оборудовании.

Исходные данные содержат:

· чертеж детали

· сборочный чертеж штампа

· спецификация

В результате изучения этих данных, получаем:

Деталь - экран - представляет собой плоскую деталь с конструкторским кодом:

РГРА. 755561.002.

Материал: Сталь 10 ГОСТ 914- 56 - качественная низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода 0,2 %. Этот сплав хорошо сваривается и обрабатывается резанием, а также давлением в холодном состоянии. Эти свойства доказывают целесообразность использования холодной штамповки для изготовления этой детали.

Сортамент: лист толщиной 1 мм. Из данного материала обычно изготавливают горячекатаные листы.

Шероховатость: для всей поверхности детали высота неровностей профиля по десяти точкам R z =40 мкм, среднеарифметическое отклонение профиля R a =10 мкм. Класс шероховатости 4. Поверхность детали образуется без удаления верхнего слоя.

Степень точности: наибольший квалитет 8

Технологический процесс: в данном случае наиболее целесообразно применять холодную штамповку.

Холодная штамповка - это процесс формообразования поковок или готовых изделий в штампах при комнатной температуре.

Масса детали:

M = S*H*r, где S – площадь детали, мм 2 ; H – толщина, мм; r - плотность, г/мм 3

Штамп последовательный

Штамп - деформирующий инструмент, под воздействием которого материал или заготовка приобретает форму и размеры, соответствующие поверхности или контуру этого инструмента . Основными элементами штампа являются пуансон и матрица.

Конструкция данного штампа включает пуансон для пробивки отверстия диаметром 18 мм, а также пуансон для вырубки наружного контура детали.

Этот штамп является последовательным многооперационным штампом, который предназначен для штамповки деталей из листового материала. Изготовление заготовки проходит в 2 этапа: сначала пробиваются отверстие диаметром 18 мм, затем получение наружного контура детали.

1.2 Определение конструкторско-технологического кода детали

При нахождении технологической классификационной группы детали необходимо к уже имеющемуся конструкторскому коду детали добавить технологический код детали.

Для определения технологического кода детали по имеющимся данным определим ряд признаков, а затем найдем их код по "Конструкторско-технологическому классификатору деталей" :

Таблица 1.

Таким образом, полный конструкторско-технологический код детали имеет вид:

РГРА. 745561.002 5У611М.1125Д4П3

Технологичность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность его выпуска с наименьшими затратами времени, труда и материальных средств при сохранении заданных потребительных качеств .

Значение показателя технологичности определяется как комплексное через значения частных показателей в соответствии с ОСТ 107.15.2011-91 по формуле:

k i - нормированное значение частного показателя технологичности детали

Конструкция детали является технологичной, если рассчитанное значение показателя технологичности не меньше его нормативного значения. В противном случае конструкция детали должна быть доработана конструктором.

Оценка технологичности детали 5У611М.1125Д4П3

Таблица 2

Нормативное значение показателя технологичности равно 0,88. Рассчитанный . Следовательно, конструкция детали технологична.

Технологическому процессу сопутствует ряд вспомогательных процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки.

Технологический процесс условно состоит из трех стадий:

1. Получение заготовок.

2. Обработка заготовок и получение готовых деталей.

3. Сборка готовых деталей в изделие, их настройка и регулировка.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности размеров, формы, относительного положения и шероховатости поверхностей детали с учетом ее размеров, массы, свойств материала, типа производства, выбираем один или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования .

Деталь представляет собой плоскую фигуру, поэтому она может быть изготовлена из листового материала с помощью штампа.

Маршрут изготовления изделия:

1) подготовительная операция:

1.1) выбор заготовок;

1.2) составление карт раскроя материала;

1.3) расчет режимов обработки;

2) заготовительная операция - на гильотинных ножницах разрезают листы на полосы согласно карте раскроя; эта операция выполняется низко квалифицированным (1…2 разряд) резчиком с помощью гильотинных ножниц.

3) штамповочная операция - придание заготовке формы, размеров и качества поверхности, заданных чертежом; эта операция исполняется более квалифицированным (2…3 разряд) рабочим - штамповщиком, с применением штампа, оснащенного прессом.

4) галтовочная операция - снятие заусенцев; эту операцию выполняет слесарь 2…3 разряда на вибрационной машине

5) контрольная операция - контроль после каждой операции (визуальный), выборочный контроль на соответствие чертежу. Контроль размеров проводится с помощью штангенциркуля - для контура детали, и с помощью пробок - для отверстий.

Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.

Так как деталь изготавливается из плоского материала, то в виде исходных материалов целесообразно использовать листы. Вследствие того, что деталь изготавливается методом холодной штамповки в последовательном штампе, то листы для подачи в штамп нужно разрезать на полосы. Необходимо найти как можно более рациональный способ раскройки материла, который определяется с помощью формулы:

где А - наибольший размер детали, мм

δ - допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах, мм

Zн - гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой, мм

δ" - допуск на расстояние между направляющими планками и полосой, мм

а - боковая перемычка, мм

С помощью таблиц определяем для данной детали:

Для данной детали подойдут круглые заготовки.

Наибольший размер детали А = 36 мм.

Перемычки а=1,2 мм; в=0,8 мм

Допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах δ=0,4 мм

Гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой Zн=0,50 мм

Допуск на расстояние между направляющими планками и полосой δ"=0,25

Продольный раскрой:

Получаем коэффициент использования материала:

Где S А - площадь детали, мм 2 ;

S Л - площадь листа, мм 2 ;

n - количество деталей, полученных из листа.

В результате получаем:

Проанализируем поперечный раскрой:

Таким образом, продольный раскрой более экономичен, так как при этом раскрое коэффициент использования материала больше, чем при поперечном.

Приведем схемы раскрой для продольного раскроя материала (рис. 1, 2)

а=1,2 t=D+в=36,8

Рис. 1. Раскрой полосы

2000

Рис. 2. Раскрой листа.

Исходя из конструкции штампа, базирование заготовки осуществляется с помощью упора и направляющих планок штампа, а базирование пуансонов - по геометрическому центру пуансона матрицы (по контору детали).

Наибольшую точность обеспечивает совпадение конструкторской и технологической баз. В данном случае будет трудно обеспечить высокую точность, так как последовательный штамп предполагает движение заготовки от пуансона к пуансону, что, естественно, увеличивает погрешность изготовления детали.

Режимы обработки представляют собой совокупность параметров, определяющих условия, при которых изготавливаются изделия.

Штамп последовательного действия предполагает сначала - пробивка отверстий, а затем - вырубка по контуру. Вырубка и пробивка являются операциями отделения части листа по замкнутому контуру в штампе, после которых готовая деталь и отход проталкиваются в матрицу.

Для детали, получаемой штамповкой, расчет режимов заключается в определении усилий штамповки. Полное усилие штамповки складывается из усилий пробивки, вырубки, снятия и проталкивания детали.

Условие пробивки определяется по формуле:

где L - периметр пробиваемого отверстия, мм;

h - толщина детали, мм;

σ ср - сопротивление срезу, МПа.

Из таблицы находим: σ ср =270 МПа.

Таким образом,

Усилие вырубки детали по контуру определяется по той же формуле:

Определение требуемых усилий проталкивания детали (отхода) сквозь матрицу производится по формуле:

где К пр - коэффициент проталкивания. Для стали K пр =0,04

Аналогично определяется усилие снятия отхода (детали) с пуансона:

;

где K сн - коэффициент проталкивания. Для стали K сн =0,035

Полное усилие штамповки найдем по формуле:

где 1,3 - коэффициент запаса на усиление пресса.

Для данной детали получим полное усилие штамповки:

Технологическая оснастка представляет собой дополнительные устройства, применяемые для повышения производительности труда, улучшения качества.

Для изготовления детали сепаратор, исходя из имеющегося оборудования, целесообразно применять штамп последовательного действия, когда вырубка отверстий и контура детали производится последовательно, что позволяет использовать простую конструкцию штампа, а в качестве оборудования по технологическому процессу требуются гильотинные ножницы и механический пресс.

Гильотинные ножницы представляют собой станок для резки бумажных кип, металлический листов и т.д., в котором один нож неподвижно закреплен в станине, а другой, поставленный наклонно, получает возвратно-поступательное движение.

Главными параметрами, который является наиболее показательным для выбираемого оборудования и который обеспечивает выполнение режимов, предусмотренных технологическим процессом, для пресса является усилия штамповки, прессования, а для гильотинных ножниц - наибольшая толщина разрезаемого листа и его ширина.

Таблица 3

Характеристики ножниц Н475

Рассчитанное усилие штамповки Р п =63,978 кН выбираем [по приложению 5, 3051] пресс таким образом, чтобы его номинальное усилие превышало значение требуемого усилия штамповки.

Таблица 4

Характеристики пресса КД2118А

Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Т ш для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Т шт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Т пз.

Величины и Т шк определяют по формулам:

; Т шк = Т ш + Т пз /n,

где Т о - основное технологическое время, мин;

Т в - вспомогательное время, мин

Т об - время обслуживания рабочего места, мин;

Т д - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Т пз – подготовительно-заключительное время, мин;

n – количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.

Рассчитаем нормирование технологического процесса нарезки листа материала на полосы.

7.1 Раскрой на гильотинных ножницах.

Так как в последовательный штамп подаются полосы материала, то требуется разрезать листы стали 10 на полосы, ширина которых равна ширине заготовок. Для этого используем гильотинные ножницы

Операция - резка полос из стального листа 710 х 2 000;

шаг - 38,75 мм;

18 полос из листа;

18 х 54 = 972 шт. -заготовок из листа;

ручной способ подачи и установки листа;

ручной способ удаления отхода;

оборудование - гильотинные ножницы Н475;

40 ходов ножа в минуту;

способ включения ножной педалью;

муфта включения фрикционная;

положение рабочего - стоя.

1. Расчет нормы штучного времени на резку стального листа

1.1. Взять лист из стопы, положить на стол ножниц, установить по заднему упору. Время на эти операции зависит от площади листа и обычно указывается в расчете на 100 листов.

При площадь листа время на 100 листов- 5,7 мин.

Следуя указаниям по расчетам:

1.1.1) при подсчете нормы штучного времени на заготовку, время по нормативам делим на число заготовок, получаемых из листа;

1.1.2) при установке листа по заднему упору, время по нормативам принимаем с коэффициентом, равным 0,9;

1.1.3) поправочный коэффициент при толщине листа стали 1 мм - 1,09.

1.2. Включить ножницы 18 раз. Так как требуется получить 18 полос: 17 включений ножниц для того, чтобы отделить полосы одну от другой и еще одно - чтобы отделить последнюю полосу от остатка листа. Время, затрачиваемое на это, зависит от способа включения гильотинных ножниц.

При нажатии педали сидя - 0,01 мин на полосу.

АΔmax и AΔmin входят в допустимый интервал. В результате при сборке обеспечивается точность исходного звена. 2. Разработка технологического процесса изготовления плиты нижней Служебное назначение детали Плита нижняя представляет собой базовую деталь, на которую устанавливают другие детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться...

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в машиностроении и станкостроении происходит перевооружение на базе сложной высокопроизводительной техники поставило задачу подготовки высококвалифицированного персонала, участвующего в её создании, освоении и эксплуатации. В указанных процессах принимают участие конструкторы, технологи, программисты, наладчики, операторы, специалисты инструментальных и ремонтных служб, организаторы производства.

Устойчивое развитие экономики во многом определяется уровнем технического прогресса в машиностроении, которое создает условия для развития многих других видов производства и отраслей промышленности. При этом важно как увеличение выпуска машиностроительной продукции, так и повышение её качества. Указанный рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники и применения прогрессивных технологий.

Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.

В настоящее время чрезвычайно важное значение приобретают такие качества производства, как его маневренность и мобильность, то есть способность в короткие сроки переключаться с выпуска одних видов продукции на другие и при необходимости резко наращивать объем производства определенных изделий. Эти качества проявляются в готовности производства к быстрой реорганизации и перестройке на освоение и выпуск требующейся рынку номенклатуры изделий.

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технологические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечения заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.

Припуск на обработку может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку, разработанный профессором В. М. Кованом, базируется на анализе факторов,

влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. РАМОП предусматривает расчёт припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки.

Применение РАМОП сокращает в среднем отход стружки по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.

Дипломный проект - это квалификационная работа, подводящая итоги учебы студента в вузе, характеризующая уровень приобретенных им знаний и навыков, необходимых для самостоятельной инженерной деятельности.

Темой данного дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Картер ШНКФ 453461.100/032», которая является базовой деталью гидроусилителя рулевого управления для автомобиля ГАЗ, изготавливаемого на предприятии «Борисовский завод автогидроусилителей»

Главной целью дипломного проекта является создание совершенного и экономически эффективного технологического процесса механической обработки, с использованием современного высокопроизводительного оборудования, режущего инструмента и технологической оснастки, на основе существующего базового технологического процесса, применяемого на производстве

В данном дипломном проекте будут рассмотрены следующие вопросы:

Определение типа производства;

Анализ конструкции и технологичности детали;

Выбор заготовки;

Выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;

Выбор оборудования;

Расчет и назначение припусков;

Расчет режимов резания и нормирование операций;

Расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.

Помимо этого, дипломный проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Анализ служебного назначения и конструкции детали

Деталь картер ШНКФ 453461.100/032 входит в состав рулевого механизма с гидроусилителем ШНКФ 453461.100 и является его базовой деталью.

Рисунок 1.1 - Рулевой механизм с гидроусилителем ШНКФ 453461.100

Конструкция рулевого механизма с гидроусилителем ШНКФ 453461.100 (интегрального типа) состоит из механического редуктора, гидравлического распределителя роторного типа и встроенного силового гидроцилиндра. Тип передачи - винт - шариковая гайка - поршень рейка - конический зубчатый сектор. Предназначен для установки на легковые автомобили. Устанавливается на автомобили марки "ГАЗ-3110", "ГАЗ-3102" и их модификации.

Данную деталь изготавливают из высокопрочного чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85, который широко применяется для изготовления ответственных деталей, испытывающих вибрационные нагрузки: корпусы, зубчатые колёса, шатуны, стаканы, диски ручных тормозов.

В данном случае способ получения заготовок - отливка в песчаных формах. Получаемая отливка имеет очень сложную конфигурацию и максимально приближена к форме готовой детали. Точность отливки 9-0-0-8 ГОСТ 26645-85. Применяемый материал - чугун ВЧ50 - обладает хорошими физико-механическими свойствами, поэтому пригоден для получения заготовок литьём. Данный метод получения заготовок очень производителен, что удовлетворяет условиям массового производства.

Таблица 1.1 - Химический состав чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85,%

Таблица 1.2 - Механические свойства чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85

Недостатки: большие припуски на механическую обработку; наличие напусков, упрощающих конфигурацию отливки, увеличивают затраты на дальнейшую механическую обработку; наличие уклонов на поверхностях поковки усложняет дальнейшую механическую обработку, так как создаётся неравномерный припуск; смещение осей оказывает влияние на соосность цилиндрических поверхностей.

Рисунок 1.2 - Трёхмерная модель и эскиз детали с указанием её основных поверхностей

На плоские поверхности 1, 9, 11 устанавливаются крышки, которые крепятся к картеру болтами при помощи резьбовых отверстий 8, 12, в результате чего обеспечивается герметичность всего гидроусилителя. Поверхности 4, 6 Шслужат для установки подшипников качения в которых установлен вал с коническим зубчатым сектором, обеспечивающий реализацию передачи винт - шариковая гайка - поршень рейка - конический зубчатый сектор. Поверхности 3,6 Ш служат для установки манжет, защищающих подшипники качения. Канавка 2 Ш служит для установки стопорного кольца. По поверхности 7 Ш перемещается рейка поршень. Отверстие 13 Ш и паз 14 служат для установки в картер резьбовой втулки в которой размещается роликовый упорный подшипник который установлен на винте. Установочные плоскости с крепёжными отверстиями 10 служат для установки гидроусилителя на автомобиль.

1.2 Анализ технических условий изготовления детали

В ходе этого анализа необходимо установить, в какой мере с о став и численные показатели технических у с ловий, указанных на чертеже детали, соответствуют её назначению и условиям р а боты.

Исходя из назначения и условий работы детали одним из важнейших технических условий является герметичность картера, так как от этого зависит работа гидроусилителя.

Анализ технических требований представим в виде таблицы.

Таблица 1.3 - Анализ технических требований, предъявляемых к детали

Ответственные поверхности, контактирующие с поршнем-рейкой, для уменьшения трения и лучшего прилегания поверхностей имеют низкую шероховатость Ra 1,25 мкм и 7 квалитет точности. Крепёжные поверхности имеют шероховатость Ra 10 мкм. Отверстия для течения жидкости между различными полостями картера имеют шероховатость Ra 2,5 мкм. Плоские поверхности, которые должны обеспечивать герметичное прилегание крышек к картеру имеют шероховатость Ra 3,2 мкм.

По результатам анализа технических условий изготовления детали "Картер ШНКФ 453461.100/032" можно сделать вывод, что состав и численные значения технических условий изготовления детали обоснованы, поскольку повышенные требования к точности изготовления и шероховатости поверхностей необходимы для нормальной и долговечной работы гидравлического усилителя, обеспечения герметичности узла.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Отработка детали на технологичность - комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращении времени на изготовления изделия при обеспечении необходимого качества.

Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали - возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости возможность обработки детали высокопроизводительными методами.

Произведём анализ технологичности конструкции детали:

1. На полученной заготовке присутствуют литейные уклоны, заливы по разъёму отливки и остатки питателя.

2. Заготовка имеет сложную конфигурацию. В конструкции детали имеются поверхности, которые можно применить для черновых баз - это поверхность отверстия и наружные плоскости. В качестве чистовых баз используем плоскость и два отверстия, которые обрабатываются на первой операции.

3. Материал детали - чугун, механическая обработка которого возможна при обработке твердым сплавом. Материал режущей части лезвийного инструмента - быстрорежущая сталь и твёрдый сплав ВК8. Этот материал наиболее приемлем для обработки деталей из чугуна, так как имеет высокую износостойкость, хорошую теплостойкость, низкую истирающую способность а, следовательно, высокую износостойкость.

4. Предварительную обработку можно производить на станках нормальной точности при использовании литой заготовки. При предварительной обработке окончательный параметр шероховатости, точность размеров не формируется, основная задача - снять поверхностный слой металла и подготовить поверхность для последующей чистовой обработки. При чистовой обработке окончательно формируется параметр шероховатости, точность формы, размеров и взаимного расположения поверхностей. Допуски взаимного расположения поверхностей, допуски линейных и диаметральных размеров, величины шероховатостей не позволяют обрабатывать начисто данную деталь на станках нормальной точности. Поэтому отделочные операции выполняются на станках повышенной и высокой точности.

5. Отказаться от специального инструмента невозможно, т. к. есть нестандартные канавки, пазы, ступенчатые отверстия, а также применение специального комбинированного инструмента обусловлено массовым типом производства.

6. Для обработки детали необходимо применять ряд специальных станков повышенного класса точности. Также из-за сложной формы детали необходимо применять специальные станочные и контрольные приспособления.

7. Наличие в детали длинных основных отверстий повышенной точности создаёт ряд трудностей при их обработке, так как необходимо применять расточные резцы на длинных оправках, которые обладают низкой жёсткостью.

8. Деталь жесткая, возможно применение высокопроизводительных методов обработки.

10. В конструкции детали присутствуют места резких изменений формы, отверстия, которые являются концентраторами напряжений.

11. На детали имеется большое количество глухих крепёжных отверстий, нарезание резьбы в которых требует наличия специальных патронов для метчиков, чтобы недопустить их поломки. Крепёжные отверстия имеют одинаковые размеры М10х1,25, что является технологичным моментом.

12. На детали отсутствует большая разностенность.

13. Присутствует резьба большого диаметра М45.

14. Деталь не подвергается термообработке, поэтому дефекты связанные с короблением не возникнут.

15. Присутствуют отверстия расположенные не под прямым углом и отверстия, оси которых пересекаются.

16. К детали предъявляются специфические требования, в частности требование по герметичности.

17. Не везде на детали имеются канавки для выхода инструмента.

18. На детали в отверстии имеется радиус обработка которого связана с возникновением вибраций вследствие прерывистого резания.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, у данной детали низкая технологичность.

1.4 Определение типа производства предварительно

Тип производства влияет на построение технологического процесса изготовления детали и орг анизации работы на предприятии.

Предварительно тип производства определяем по таблице 1, с. 11 . С учетом массы детали (7,15 кг) и годовой программы 80000 шт. принимаем массовый тип производства.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объёмом выпуска изделий непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течении продолжительного промежутка времени. Оно характеризуется:

- на одном рабочем месте выполняется только одна операция;

- используется специальное высокопроизводительное оборудование: агрегатные станки, одношпиндельные и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, оборудование расположено по ходу техпроцесса;

- применяются высокоточные заготовки с минимальными припусками: штамповки, высокоточные методы литья, иногда точный прокат;

- применяют высокопроизводительный специальный инструмент и приспособления;

- необходимая точность механической обработки обеспечивается методом автоматического получения размеров на настроенных станках;

- квалификация работающих низкая, за исключением наладчиков;

- технологическая документация разрабатывается самым тщательным образом, применяется операционное описание;

- нормы времени рассчитываются и проверяются экспериментально.

После разработки технологического процесса механической обработки и определения норм времени, а также расчета основного оборудования, тип производства будет уточнен.

1.5 Анализ базового варианта технологического процесса

Совершенство технологического процесса характеризуется уровнем его механизации, наименьшей потерей времени на транспортирование деталей, меньшим количеством рабочих, задействованных в производстве, соблюдения принципов единства и постоянства баз. Таким образом, проведем анализ базового технологического процесса обработки детали «Картер ШНКФ 453461.100» с точки зрения обеспечения заданного качества детали (точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а также технических требований к детали), производительности, обеспечения заданного объёма выпуска.

Результаты анализа базового техпроцесса сведём в таблицу 1.3, в которой рассмотрим содержание операций технологического процесса, а также применяемый режущий и измерительный инструмент.

Более подробный анализ и предложения по изменению базового варианта технологического процесса приведем в конце таблицы.

Таблица 1.4 ? Анализ базового техпроцесса изготовления картера

Анализ соответствия последовательности операций обработки следующим положениям:

В первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут использоваться в качестве технологических баз на последующих операциях.

В базовом техпроцессе на первой операции обрабатываются плоскости и два отверстия, которые в дальнейшем используются в качестве технологических баз.

Затем обрабатываются те поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.

В базовом техпроцессе на второй операции предварительно обрабатывается отверстие под поршень-рейку.

Каждая последующая операция должна уменьшать погрешность и улучшать качество поверхности, при этом чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается.

Самые точные поверхности: диаметры под подшипники, манжеты и поршень-рейку обрабатываются в последнюю очередь.

В базовом техпроцессе черновая и чистовая обработки разделены и не выполняются на одном и том же станке.

Технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а также в конце обработки детали.

В базовом техпроцессе контрольная операция поставлена после отделочной обработки детали на алмазно-расточном станке, после слесарных операций. В результате общего контроля ОТК контролируются все размеры, которые необходимо выдержать по чертежу, а также допуски взаимного расположения поверхностей, формы, шероховатость поверхностей.

Применяются специальные агрегатные станки, которые обеспечивают высокую производительность за счёт многопозиционной обработки, а также высокую точность размеров детали. В условиях массового производства это оправдано. Применяемое оборудование обеспечивает требуемую точность размеров благодаря высокой квалификации рабочих.

В данном техпроцессе на всех операциях применяется как стандартный так и комбинированный, специальный инструмент. Считаю, что используемый инструмент является оптимально выбранным для обработки данной детали и типа производства.

Применяемый контрольно-измерительный инструмент обеспечивает удобство, заданную точность и производительность контрольно-измерительных операций. Для измерений используется как стандартный измерительный инструмент, так и специальный. Использование специального инструмента обусловлено наличием у детали точных конструктивных элементов. Также применение специальных контрольных приспособлений позволяет значительно сократить время на контроль, так как специальные приспособления (калибры, шаблоны) просты по конструкции и предназначены для контроля одного конкретного размера. Кроме того, специальные приспособления изготавливаются с точностью, необходимой для контроля определённого размера. Но все затраты на изготовление специальных приспособлений окупаются только при очень большом выпуске продукции. Внашем случае применение специальных приспособлений оправдывается большим объёмом выпуска деталей.

Я считаю, что данный технологический процесс является подходящим для получения данной детали в условиях массового производства, но в нём можно сделать несколько изменений, которые позволят сэкономить энерго и материальные ресурсы.

В качестве улучшения технологического процесса можно предложить следующие изменения:

На операции 010 убираем цековку бобышек под крепёжные болты, в результате чего убирается одна установка, упрощается конструкция приспособления и агрегатного станка, что значительно удешевит его. Цековку переносим на вертикально-сверлильный станок 2Н135 с четырёхшпиндельной головкой. На операции 010 также мы будем зенкеровать и развёртывать отверстие под базу напроход, что позволит в последствии отказаться от его доработки и тем самым освободить радиально-сверлильный станок RB-40.

На операции 035 сверление отверстий производим комбинированным сверлом с одновременным образованием фасок, что позволит убрать несколько переходов, упростить конструкцию станка тем самым удешевив его;

Заменим изношенный алмазно-расточной станок EX-CELL-O станком АМ19003, на котором время обработки меньше на 1мин;

Фрезерование торца картера с необходимой точностью можно выполнить за два перехода на агрегатном станке, в результате чего высвобождается вертикально-фрезерный станок ЛГ-26, уменьшается трудоёмкость;

Старый хонинговальный полуавтомат «Геринг» можно исключить из технологического процесса и пересмотрев режимы резания получить необходимую шероховатость отверстия под поршень-рейку на алмазно-расточном станке АМ19003;

Все слесарные операции будем производить один раз, а не на трёх операциях 038, 042, 062, что уменьшит трудоёмкость.

1.6 Выбор метода получения заготовки

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества детали при ее минимальной себестоимости.

Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество операций технологического процесса. Следует стремиться к наибольшему коэффициенту использования материала, то есть максимально приближать форму и размеры исходной заготовки к форме и размерам готовой детали при условии наименьшей себестоимости ее изготовления.

В качестве заготовки картера будем использовать отливку в песчано-глинистые формы (ПГФ), поскольку данный способ наиболее универсален, существуют возможности его механизации, что позволяет использовать его для массового производства. Отливка в ПГФ по сравнению с отливкой в кокиль будет иметь большие припуски на обработку, что в нашем случае является больше плюсом, чем минусом, так как в картере есть поверхности, которые обрабатываются с точностью до 7 квалитета, для достижения которой требуется большое количество переходов. Поэтому малые припуски, которые обеспечивает литьё в кокиль, могут быть недостаточны для достижения требуемой точности. Также литьё ВЧ50 предпочтительнее осуществлять в ПГФ, чем в кокиль, из-за литейных свойств высокопрочного чугуна.

Исходные данные для определения припусков на механическую обработку.

Наибольший габаритный размер отливки - 262 мм.

Точность отливки 9-8-11-8 ГОСТ 26645-85:

9 - класс размерной точности (по таблице 9 для технологического процесса литья - литьё в ПГФ, типа сплава - черные сплавы);

8 - степень коробления (по таблице 10 для отливок в однократных формах);

11 - степень точности поверхностей - по таблице 11 для технологического процесса литья - литье в ПГФ, типа сплава - черные сплавы;

8 - класс точности массы (по таблице 13 для технологического процесса литья - литье в кокиль без песчаных стержней, типа сплава - черные сплавы;

Ряд припусков на обработку отливок - 6 (по таблице 14 для степени точности 11).

Шероховатость поверхностей Ra не более 20 мкм (по таблице 12 для степени точности поверхностей 11).

Формовочные уклоны - 2о.

Согласно этой информации по ГОСТ 26645-85 определим допуски, припуски на механическую обработку и рассчитаем размеры отливки (по таблицам 1, 2, 3, 4, 5 ).

Результаты расчётов сведём в таблицу 1.4

Таблица 1.5 - Припуски и допуски отливки

Коэффициент использования материала:

где Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг.

Рассчитаем стоимость заготовки. Стоимость заготовок, полученных литьем в ПГФ, определим по следующей формуле:

Тыс. руб.,

где Si - базовая стоимость 1т заготовок, руб.;

kт, kс, kв, kм, kп - коэффициенты, зависящие соответственно от класса

точности, группы сложности, массы, марки материала и объема

производства заготовок;

Sотх - стоимость 1т отходов, руб.

Базовая стоимость 1т отливок, полученных литьем в ПГФ, S1=1935 тыс. руб., стоимость отходов SОТХ=97 тыс. руб.

kм=1,24 - так как заготовка из чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85;

kс=1,2 - заготовка 4-й группы сложности;

kв=0,91 - при массе отливки Q=10,1 кг из чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85;

kп=0,76 - 2-я группа серийности.

Стоимость заготовки, полученной литьем в ПГФ:

1.7 Выбор методов обработки поверхностей детали

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось как можно большее количество поверхностей заготовки, что дает возможность разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки заготовки.

В этом разделе приведём выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей детали на основании технических требований чертежа детали, формы поверхностей, качества заготовки, типа производства, при выборе методов обработки будем пользоваться приведёнными справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Таблица 1.6 - Выбор методов обработки

Все фаски получаем однократным зенкерованием или растачиванием; канавки - однократным зенкерованием или растачиванием.

Проверим число переходов, которые обеспечат заданную точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, по величине требуемого уточнения.

Требуемая величина уточнения для определенной поверхности находится по формуле:

где КУ - требуемая величина уточнения;

заг - допуск размера, формы или расположения поверхностей

заготовки;

дет - допуск размера, формы или расположения поверхностей

Затем определяется расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки поверхности

где Ку.расч. - расчетная величина уточнения;

К1 , К2 …Кn - величины уточнения по каждому переходу или

операции при обработке рассматриваемой поверхности.

где n - величина максимальной погрешности размера, формы или

расположения поверхностей, которая имеет место на n переходе

(операции) при обработке рассматриваемой поверхности.

После выбора методов обработки поверхностей детали проверим правильность выбора методов для наиболее точных поверхностей детали и торец отверстия под поршень-рейку, имеющего размер путём расчёта заданного и расчетного уточнений.

По чертежу детали картер необходимо обработать внутренний диаметр с шероховатостью Ra=1,25мкм. Заготовка - отливка в ПГФ.

Заготовка - 16 квалитет, =2,8 мм;

1. зенкерование предварительное - 13 квалитет, 1 =0,46 мм;

2. зенкерование получистовое - 10 квалитет 2 =0,12 мм;

3. зенкерование чистовое - 8 квалитет, 3 =0,046 мм;

4. растачивание тонкое - 7 квалитет, 5 =0,04 мм.

Кур1 =6,09; Кур2 =3,83; Кур3 =2,61; Кур4 =1,15;

Так как 70=70, то есть Ку.расч.=Ку, то назначенный маршрут обработки поверхности картера обеспечит заданную точность.

По чертежу детали картер нужно обработать торец картера, выдержав размер с шероховатостью Ra=3,2 мкм. Заготовка - отливка в ПГФ.

Назначаем следующие виды обработки поверхности:

Заготовка - 16 квалитет; =2,2 мм;

1. фрезерование предварительное - 14 квалитет, 1 =0,4 мм;

2. фрезерование окончательное - 12 квалитет, 2 =0,3 мм;

3. точение - 11 квалитет, 2 =0,2 мм;

Требуемая величина уточнения находится по формуле (1.3):

Расчетное уточнение на первом и последующих переходах по формуле (1.5)

Кур1 =5,5; Кур2 =1,33; Кур3 =1,5;

Общая расчетная величина уточнения находится по формуле (1.4):

Так как 11=11, то есть Ку.расч.=Ку, то назначенный маршрут обработки торца картера обеспечит заданную точность размера до оси отверстия под поршень-рейку.

1.8 Выбор технологических баз

Выбор баз для механической обработки производится с учетом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям, обеспечения простоты и унификации станочных приспособлений, а так же удобства установки в них заготовки.

В технологическом процессе обработки детали Картер ШНКФ 453461.100 используются следующие схемы базирования:

Рисунок 1.3 - Базирование по отверстию и наружным поверхностям заготовки в специальном приспособлении при обработке базовых поверхностей.

Рисунок 1.4 - Базирование детали по плоскости и двум отверстиям на первой установке агрегатного станка в специальном приспособлении при обработке отверстий под поршень-рейку

Рисунок 1.5 - Базирование детали по плоскости и двум отверстиям на второй установке агрегатного станка в специальном приспособлении при обработке отверстий под поршень-рейку

В разрабатываемом технологическом процессе мы будем придерживаться принципа постоянства баз и на всех операциях кроме операции на которой сверлятся отверстия под табличку в качестве баз использовать одни и те же поверхности - плоскость и два отверстия.

Рисунок 1.6 - Базирование детали по торцу и поверхности отверстия диаметром 75 мм в специальном приспособлении при сверлении отверстий под табличку

1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали

На данном этапе разрабатывается общий план обработки детали «Картер ШНКФ 453461.100», определяется содержание операций более совершенного технологического процесса. При этом заполняются маршрутные карты техпроцесса (см. приложение).

При составлении маршрута обработки воспользуемся проанализированным заводским базовым технологическим процессом с учетом предлагаемых изменений.

Также следует учитывать следующие положения:

Каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить качество поверхности;

В первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут служить технологическими базами для следующих операций;

На первой операции обрабатываем базовые плоскости и крепёжные отверстия, два отверстия зенкеруются и развёртываются. Это необходимо для того, чтобы потом использовать их в качестве баз на последующих операциях.

На второй операции деталь устанавливается на плоскость и два пальца в специальное приспособление и ведётся предварительная обработка отверстий 75 мм и 45 мм в которые устанавливаются элементы передачи винт - шариковая гайка - поршень рейка.

На третьей и четвёртой операциях ведется предварительная обработка центральных отверстий 42 мм, 44 мм, 45,9 мм и 48,5 мм, в которые устанавливается вал с зубчатым сектором в подшипниках и манжеты.

Таким образом, на второй и третьей операциях производится обработка поверхностей, с которых необходимо снять наибольший слой металла. Это позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки. При этом профиль заготовки последовательно приближается к профилю детали.

На пятой операции проводится испытание картера на герметичность.

На шестой операции на алмазно-расточном станке производится окончательная обработка всех основных отверстий в которые устанавливаются детали передачи винт - шариковая гайка - поршень рейка-зубчатый сектор.

На седьмой операции на агрегатном станке обрабатываются отверстия под каналы и крепёжные отверстия для установки крышек.

На восьмой операции сверлятся два отверстия для крепления таблички.

На девятой операции цекуются бобышки под крепёжные болты.

На десятой операции производится зачистка заусенцев.

На одиннадцатой операции детали промываются и сушатся.

На двенадцатой операции производится контроль всех размеров.

На тринадцатой операции деталь складируется в тару.

Разработка технологического маршрута обработки картера

Операция 005 Транспортная

Электропогрузчик ЕВ-738-12

Операция 010 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18474

Операция 015 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18472

Операция 020 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18472

Операция 025 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18475

Операция 030 Испытания

Стенд испытательный

Операция 035 Алмазно-расточная

Станок: агрегатный АМ19003

Операция 040 Агрегатная

Станок: агрегатный СМ427

Операция 045 Сверлильная

Станок: настольно-сверлильный 2С108

Операция 050 Сверлильная

Станок: вертикально-сверлильный 2Н135

Операция 055 Слесарная

Верстак слесарный

Операция 060 Моечная

Машина моечная М-485

Операция 065 Контрольная

Стол контрольный

Операция 070 Транспортирование

Электропогрузчик ЕВ-738-12

1.10 Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

Операция 005: Транспортная. Электропогрузчик ЕВ-738-12.

1. доставить заготовки на участок механической обработки.

Операция 010: Агрегатная. Станок агрегатный модели АМ18474.

Позиция 1

1. установить отливку в приспособление;

2. включить станок на цикл обработки;

Позиция 2

3. фрезеровать два базовых платика предварительно, выдерживая размеры, ;

Позиция 3

4. сверлить одновременно 5 отверстий, выдерживая размеры, 4min;

Позиция 4

5. зенкеровать предварительно два отверстия, выдерживая размеры глубину;

6. смещение угольника вниз;

7. развернуть одновременно два отверстия, выдерживая размеры 14min,74, 60, 78, ;

Позиция 5

8. фрезеровать два базовых платика окончательно, выдерживая размеры 15max, 12min, ;

9. поворот стола на позицию 1.

РИ: напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80; фреза 2214-0161 ГОСТ 9473-80;

сверло Ш13,2; сверло Ш12,3 2301-3421 ГОСТ 12121-77; сверло Ш13;

зенкер Ш30; зенкер Ш13,15/ 15,3; развёртка Ш13,34; фреза 2214-0161 ГОСТ 9473-80.

ВИ: оправка специальная; оправка переходная специальная быстросменная; кондукторные втулки; патрон быстросменный; патрон плавающий.

ИИ: Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89; пробка специальная; приспособление специальное; индикатор ИЧ10 кл. 0 ГОСТ577-68.

Операция 015:

Позиция 1

Позиция 2 Установка 1

Позиция 2 Установка 2

Позиция 3 Установка 1

8. зенкеровать отверстия и обточить фаску, выдерживая размеры,;

Позиция 3 Установка 2

9. зенкеровать отверстие предварительно, выдерживая размер и;

Позиция 4 Установка 1

10. зенкеровать два отверстия, выдерживая размеры, ;

Позиция 4 Установка 2

11. зенкеровать отверстие глубиной, выдерживая размеры, ;

Позиция 5 Установка 1

12. подрезать торец В и расточить канавку, выдерживая размеры, ;

Позиция 5 Установка 2

13. подрезать торец Г и расточить канавку, выдерживая размеры, ;

Позиция 6 Установка 1

14. фрезеровать паз, выдерживая размеры, ;

15. поворот стола на позицию 1.

ПР: приспособление специальное.

РИ: напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80; фреза 2214-0157 ГОСТ 9473-80;

зенкер Ш26/ Ш41; резец специальный; зенкер Ш70; зенкер Ш27,5/ Ш47;

зенкер Ш72; резец специальный; фреза 2254-13361 ГОСТ 2679-73.

ВИ: прибор специальный; оправки специальные; ключ специальный

ИИ: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89; пробка; эталон; приспособление специальное;

индикатор ИЧ10 ГОСТ577-68; штангенглубиномер специальный;

нутромер специальный; индикатор ИЧ10 кл. 0 ГОСТ577-68; стойка специальная.

Операция 020: Агрегатная. Станок агрегатный модели АМ18472.

Позиция 1

1. открепить и снять деталь со второй установки;

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую;

3. установить на первую установку заготовку;

4. включить станок на цикл обработки;

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию;

Позиция 2 Установка 1

6. фрезеровать торец в размер;

Позиция 2 Установка 2

7. фрезеровать торец в размер;

Позиция 3 Установка 1

8. зенкеровать отверстие 4 до;

Позиция 4 Установка 1

9. зенкеровать отверстие выдерживая размеры, ;

Позиция 5 Установка 1

10. зенкеровать два отверстия одновременно, выдерживая размеры, ;

Позиция 5 Установка 2

11. зенкеровать два отверстия с одновременным снятием фаски, выдерживая размеры, ;

Позиция 6 Установка 1

12. расточить канавку, выдерживая р...

Подобные документы

Анализ служебного назначения детали. Классификация поверхностей, технологичность конструкции детали. Выбор типа производства и формы организации, метода получения заготовки и ее проектирование, технологических баз и методов обработки поверхностей детали.

курсовая работа , добавлен 12.07.2009


Анализ назначения и конструкции детали "Шатун Д24 100-1". Выбор метода получения заготовки. Анализ базового варианта технологического процесса. Разработка технологических операций. Расчет припусков на обработку детали и нормы времени на операции.

дипломная работа , добавлен 27.02.2014


Описание служебного назначения детали. Определение типа производства от объема выпуска и массы детали. Выбор вида и метода получения заготовки. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки и оборудования. Разработка техпроцесса изготовления корпуса.

курсовая работа , добавлен 28.10.2011


Анализ служебного назначения детали, физико-механических характеристик материала. Выбор типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали. Разработка технологического маршрута обработки поверхности и изготовления детали.

курсовая работа , добавлен 22.10.2009


Конструкция детали, анализ её технических требований и служебного назначения. Характеристика заданного типа производства. Выбор вида и метода получения заготовки. Расчет и кодирование программ для станков. Описание контрольно-измерительного инструмента.

дипломная работа , добавлен 04.08.2014


Анализ служебного назначения вала ступенчатого. Физико-механические характеристики стали 45 по ГОСТ 1050–74. Выбор метода получения заготовки и ее проектирование. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали.

курсовая работа , добавлен 13.06.2014


Анализ служебного назначения и технологичности детали. Выбор способа получения заготовки. Обоснование схем базирования и установки. Разработка технологического маршрута обработки детали типа "вал". Расчет режимов резания и норм времени по операциям.

курсовая работа , добавлен 15.07.2012


Описание служебного назначения детали и ее технологических требований. Выбор типа производства. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрута изготовления детали. Расчет и определение промежуточных припусков на обработку поверхности.

курсовая работа , добавлен 09.06.2005


Проведение анализа технологичности и разработка технологического процесса изготовления детали "Корпус разъема". Обоснование метода получения заготовки и выбор способов обработки поверхностей детали. Расчет технологического маршрута изготовления детали.

курсовая работа , добавлен 05.11.2011


Служебное назначение и конструкция детали "Корпус 1445-27.004". Анализ технических условий изготовления детали. Выбор метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута обработки детали. Расчет припусков на обработку и режимов резания.

Введение

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенного для производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество металлорежущих станков, их технический уровень в значительной степени характеризует производственную мощность страны.

Основным направлением народного хозяйства предусматривается увеличить объем выпуска металлорежущих станков, кузнечно-прессовых машин, обеспечит опережающее развитие выпуска станков с ЧПУ, развитие производства тяжелых и уникальных станков.

Главная задача состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорение научно-технического прогресса перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования потенциала страны всемирной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы.

В решении этой задачи существенное место занимает ускорение научно-технического прогресса на базе технического перевооружения производства, создание высокопроизводительных машин и оборудования большой единичной мощности, внедрение новой техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства.

Ведущее место в дальнейшем росте экономики страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства.

Практическому осуществлению широкого применения прогрессивных типовых технологических процессов, оснастки оборудования, средств механизации и автоматизации, содействует единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП), обеспечивающая для всех организаций и предприятий системный подход оптимизации выбора методов и средств технологической подготовки производства.

Разработка новых синтетических сверхтвёрдых инструментальных материалов позволило расширить не только диапазон режимов резания, но и спектр обрабатываемых материалов. Повышение точности станков было достигнуто введением в их конструкцию узлов, реализующих новые принципы (например, использование бесконтактных измерительных систем).

Наряду с повышением точности станков происходит процесс дальнейшей их автоматизации на базе регулируемых электроприводов, средств электроавтоматики и вычислительной техники. В связи с применением числового программного управления при обработке на станке увеличилась степень концентрации на каждом отдельном станке, и для дальнейшего повышения их надёжности стали оснащать средствами диагностирования и оптимизации обработки, что весьма важно для станков в составе гибких производственных систем.

В настоящее время развитие станкостроительной отрасли идёт в направлении повышения производительности металлорежущих станков, их надёжности и точности на базе применения автоматизированных процессов, унифицированных станочных модулей, роботизированных технологических комплексов и вычислительной техники.

…, c.5-8
1.1 Назначение детали, ее технологический анализ

Деталь «Крышка» , чертеж №711-21-32 является составной частью заднего моста и служит для предотвращения попадания грязи в рабочий узел, где находится зубчатая передача и подшипники качения, а также для удержания масла в механизме.

Для базирования детали используется торец и внутренняя поверхность вращения E134,5 +0,26 . Для свободного прохождения конца вала через крышку в ней предусмотрено отверстие E92. Изделие крепится к корпусу узла посредством болтов М15х1,5 , для чего в детали изготавливаются 5 отверстий с резьбой М16х1,5. С целью придания крышке наибольшей прочности и жесткости на ней выполняют 5 ребер жесткости, предохраняющие её от поломки.

По своей конструкции деталь является достаточно технологической. Изготовленные, путем механической обработки, поверхности имеют необходимую и достаточную точность и шероховатость поверхностей. Выполненные резьбовые отверстия соответствуют установленным ГОСТом на резьбы, изделие имеет ряд вспомогательных поверхностей, не подлежащих механической обработке, что удешевляет и значительно упрощает технологический процесс её изготовления. Неуказанные предельные отклонения ряда поверхностей выполняется в соответствии со СТ СЭВ 144-75, точность резьбы в отверстиях устанавливается в соответствии с ГОСТ 16093-70, резьба выполняется в соответствии со СТ СЭВ 180-75. Для изготовления детали используется сталь 45 ГОСТ 1050-88, заготовка получается методом штамповки.

Деталь изготовлена с минимальными трудовыми затратами и с соблюдением требований и технологии.

1.2 Материал детали, ее химический состав

Для изготовления детали «Крышка» используется сталь 45 ГОСТ 1050-88. Данная сталь относится к разряду среднеуглеродистых сталей.

Сталь 45 применяется после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Наиболее легко обрабатывается доэвтектоидные стали со со структурой пластинчатого перлита. Прокаливаемости стали не велика, в связи с этим их следует применять для небольших деталей или крупных, но не требующих сквозной прокаливаемости.

Химический состав стали 25ХГНМТ

Не более 0,05

Не более 0,04

Не более 0,008

Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88

Марка стали

Твердость по Бринелю (кг\мм 2)

Предел текучести кг/мм 2

Предел прочности при растяжении кг/мм 2

Относительное удлинение

Относительное сужение

Ударная вязкость

Горячекатаной

Отожженной

Не более

1.3 Определение типа производства

Деталь «Крышка» чертёж №711-21-32. Годовая программа выпуска согласно заданию составляет 3000 шт. Масса детали равна 2,7 (кг). Устанавливаем ориентировочно тип машиностроительного производства.

Исходя из количества деталей, подлежащих обработке, и массы детали, устанавливаем тип производства – среднесерийное. Так как производство серийное, определяем величину серии по формуле:

шт. (1.1)где:

N – годовой объём выпуска в штуках;

Р g – число рабочих дней в году;

g – необходимый запас деталей на складе;

Производство серийное характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии. Различают мелкосерийное, серийное и крупносерийное производство.

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащённых как универсально-наладочными, так и универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снять трудоёмкость и удешевить производство. В отличие от единичного производства, где применяются лишь универсальные станки, в серийном производстве уменьшается процент универсальных станков, но увеличивается удельный вес специализированных и специальных станков. В серийном производстве допускается широкое применение таких станков, как револьверные, токарные многорезцовые, а в крупносерийном производстве так же токарные полуавтоматы и автоматы. Специализация станков даёт возможность использовать наряду с универсальными специализированные и специальные приспособления и режущий инструмент, обеспечивающие повышение производительности труда и снижение себестоимости изделий. Зачастую точность обработки деталей контролируют предельными калибрами.

Для серийного производства характерен дифференцированный технологический процесс изготовления деталей. Он расчленён на ряд небольших по объёму операций, выполняемых на различных станках. Операции, требующие более одной установки, в серийном производстве обычно не встречаются.

Представляется так же возможным располагать оборудование в последовательности технологического процесса. Для обработки одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, с соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке. При небольшой трудоёмкости обработки или не достаточно большой программе выпуска изделий, целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, то есть после обработки всех заготовок партии на одной операции производить обработку этой же партии на другой операции.

При этом время обработки на различных станках не согласуют. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

В серийном производстве применяют ту же переменно-поточную группу организации работ. Здесь оборудование то же располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причём заготовки каждой партии могут несколько отличатся размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании. В этом случае время обработки на смежных станках согласуют, по этому движение заготовок одной партии осуществляется непрерывно, в порядке последовательности технологического процесса. Для перехода к обработке партии других деталей переналаживают оборудование и технологическую оснастку.

Квалификация рабочих в серийном производстве значительно ниже, чем в единичном производстве, а производительность труда – выше.

1.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки

Кованные и штампованные заготовки изготавливают различными способами. В серийном и массовом производстве изготовление заготовок допускается производить на штамповочных молотах, а так же прессах, в закрытых или открытых штампах. В случае изготовления в заготовок в открытых штампах образуется облой, то есть излишки металла, а следовательно, и его отходы, образующегося в результате его истечения; облой компенсирует неточность в массе исходной заготовки. В случае же изготовления заготовки путём закрытой штамповки облой практически отсутствует, как следствие этого расход металла на заготовку существенно уменьшается. Технологическими процессами, интенсифицирующими технологию штамповки, являются: штамповка заготовок из центробежных отливок и отливок в кокиль, штамповка методом выдавливания в обычных закрытых и разъёмных штампах, безоблойная штамповка, штамповка из периодического проката, объёмная штамповка из заготовок, полученных непрерывной разливкой стали.

Штамповка заготовок, отлитых методами центробежного и кокильного литья, предназначается для изготовления заготовок типа пустотелых цилиндров, минуя процессы разливки стали в слитки и последующую их прокатку и расковку. При этом процессе заготовки для последующей штамповки или раскатки отливаются на центробежной машине, а затем в горячем виде (при t=1250...1300 0 С) извлекаются из кокиля или центробежной машины.

2.1. Технико-экокономическое обоснование вида заготовки

В качестве заготовки для детали «Крышка» чертех №711-21-32 используется штамповка.

Данный вид заготовки является наиболее экономически выгодным по ряду причин. Дело в том, что заготовка данной конфигурации не может быть получена методом проката из-за сложной формы внешних и внутренних поверхностей. Еще одним из вариантов получения заготовки для делали «крышка» является метод отливки, но для этого необходимо увеличивать припуски на механическую обработку. Такая необходимость вызвана тем, что у отливок присутствуют значительные термические деформации, в следствии ее остывания в форме, а так же различные посторонние включения на поверхности заготовки, которые снижают качество структуры металла на поверхности. Далее стоит отметить, что внутри объема металла так же возникают значительные внутренние напряжения, вызванные термическими деформациями, что может привести к появлению трещин, что повышает вероятность поломки детали.

Сталь 45 имеет низкую текучесть, это может стать причиной неполного заполнения формы, образования раковин.

Из вышесказанного следует, что заготовка в виде штамповки является экономически более выгодной, более технологической.

2.2. Анализ заводского варианта технологического процесса

Для обработки детали «Крышка» чертеж №711-21-32 используется 4 операции: токарная, сверлильная, сверлильная, сверлильная.

На токарной операции деталь обрабатывается на станке 1282 за 2 установки, где производится обработка внутренних поверхностей вращения и подрезка торцов. Далее производится обработка на сверлильных станках.

Предложенный заводской вариант достаточно рационален и соответствует условиям серийного производства, но обработка внутренних поверхностей вращения и подрезка торцов производится за две установки, что повышает затраты рабочего времени на обработку заготовки, кроме того в серийном производстве необходимо стремиться к тому чтобы обработка велась за одну установку заготовки с целью реализации этого принципа первая операция – токарная, станком модели 1282 была разбита на 2 операции, выполненных на шестишпиндельных полуавтоматах модели 1284.

Далее в 015 операции заводского технологического процесса было внесено изменение – вместо зенкования 5-и фасок в данной работе предложено предложено использовать колибровочный инструмент зенкер-зенковка, для одновременнойго зенкерования отверстий и зенкования фасок.

2.3 Разработка технологического маршрута

таблица 2.1

№ операции

Наименование операции

Технологическая база

Применяемое оборудование

токарная

Торец, кромка, фланца

токарная

Торец, кромка, фланца

сверлильная

Торец, кромка, фланца

сверлильная

Торец, кромка, фланца

сверлильная

Торец, кромка, фланца

2.4. Разработка технологического процесса

Таблица 2.2

№ операции

№ установа

№ перехода

Тип и модель станка

Приспособление

Инструменты

Мерительный

Токарная

Точить заготовку до E90 -1,0 +0,5

Резец Т5К10 16х25х100

Калибр-пробка

Точить заготовку до E132 -1,0 +0,5

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Точить заготовку до E92

Резец Т15К6 16х25х100

Калибр-пробка

Точить заготовку до E98 -1,0 +0,5

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Подрезать торец на L=42,5A1

Резец Т15К6 16х25х100

Калибр-пробка

Подрезать торец на L=23A1

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

Подрезать торец на L=9,5 +1.5

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

Точить E134,5 +0,26

Резец Т15К6 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Точить E100 +0,23

Резец Т15К6 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Точить галтель E110; R3

Резец Т5К10 16х25х100

Точить фаску на E100 3х45 0

Резец Т15К6 16х25х100

Шаблон 3х45 0

Точить торец на L=20,5

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

Точить галтель E110; R3

Резец Т15К6 16х25х100

Токарная

Установить заготовку в приспособление и закрепить

Точить торец h= +1.7 -0.8

Резец Т5К10 16х25х100

Калибр-скоба

Точить поверхность E138A1,0

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Точить торец h=31A1.0

Резец Т5К10 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

Точить поверхность E140 +0.26

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

Точить галтель R0,5

Резец Т5К10 16х25х100

Шаблон R0,5

Точить торец h=32A0.1

Резец Т5К10 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

Точить фаску 1,5х45 0

Резец Т5К10 16х25х100

Шаблон 1,5х45 0

Сверлильная

Установить заготовку в приспособление и закрепить

кондуктор

Сверлить отв. E14

Сверло E14 Р18

Калибр-пробка

Сверлильная

Установить заготовку в приспособление и закрепить

подставка

Зенкеровать отверстия E14,5

Зенкер E14,5 Р18

Калибр пробка

Зенковать фаску 1,5с углом 120 0

Зенковка 120 0 ; Р18

Шаблон 120 0

Сверлильная

Установить заготовку в приспособление и закрепить

подставка

Резать резьбу М16х1,5

Метчик М16х1,5 ГОСТ 3206-81

Калибр пробка М16х1,5

2.5. Описание назначения и целей операции

Операция 005 – токарная. Станок мод. 1284.

Цель – окончательное формирование контура части наружных и внутренних поверхностей в соответствии с требованиями чертежа.

Операция 010 – токарная. Станок мод. 1284. Цель: окончательное формирование контура наружных поверхностей в соответствии с требованиями чертежа.

Приспособление: резцедержатель, прихват.

Позиция А

Установ А. Установить заготовку в приспособление и снять после обработки.

Позиция В.

Переход 1. Точить торец h=40 +1.7 -0.8

Позиция С

Переход 2. Точить поверхность E138K1,0 предварительно

Позиция D

Переход 3. Точить торец h=31K1.0 предварительно

Позиция Е

Переход 4. Точить поверхность E140 +0,26

Переход 5. Точить галтель R0,5

Позиция F

Переход 6. Точить торец h=32K0,1 окончательно

Переход 7. Точить фаску 1,5х45 0

Режущий инструмент: резец проходной Т5К10 ГОСТ 24248-80

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ1 ГОСТ 166-63, Пробка Пр140 Н11, Пробка Не Н11, Штанген-глубиномер 0-200 ГОСТ 162-64

Операция 015 – сверлильная. Станок 2А150.

Цель: формирование пяти отверстий в соответствии с требованиями чертежа детали.

Сведения о данной операции вынесены на лист №3

Операция 020 – сверлильная. Станок 2А53.

Цель: формирование пяти отверстий под резьбу и пяти фасок.

Сведения о данной операции вынесены на лист №2

Операция 025. Сверлильная. Станок мод. 2А53

Цель – окончательное формирование пяти резьбовых отверстий в соответствии с требованиями рабочего чертежа.

Приспособление: подставка, патрон.

Установ А. Установить заготовку в приспособление, закрепить и снять после обработки.

Переход 1-5 . Резать резьбу М16х1,5

Режущий инструмент: метчик М16х1,5 ГОСТ 3266-81

2.6. Выбор оборудования и его техническая характеристика

Станок радиально-сверлильный модели 2А53

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.

Основные данные:

Наибольший диаметр сверления 35мм

Наибольший ход шпинделя 300 мм

Вылет шпинделя 400-1200 мм

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до плиты 1500 мм

Конус шпинделя – морзе №4

Наибольшее горизонтальное перемещение шпиндельной головки 800 мм.

Наибольшее вертикальное перемещение рукава 700 мм

Наибольший угол поворота рукова вокруг колонны 360 0

Число скоростей шпинделя – 8

Предел подач шпинделя 0,06I1,22 мм/об

Мощность главного электро-двигателя 2,4 квт

Габариты станка 2250х910х3070

Вес 3050 кг.

Список литературы

1. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» М. Машиностроение 1985 г.

2. Данилевский В. В. Технология машиностроения. М. «Высшая школа» 1984 г.

3. Ковшов А. Н. Технология машиностроения М. Машиностроение 1987 г.

4. Захаров В. И. Технология токарной обработки Ленинград 1972 г.

5. Нефёдов Н. А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах

6. Справочник технолога машиностроителя под ред. Косиловой А. Г., Мещеряковой Р. К. М. Машиностроение. 1980 г.

7. Справочник технолога машиностроителя под ред. Кована В. М. М. 1963 г. Т. 1, 2

8. Основы теории транспортных гусеничных машин. Под редакцией Н. А. Забавникова; Машиностроение, М. 1968 г.

9. Справочник по материалам гусеничных машин. Под редакцией Е. Д. Цыпкина; М. 1972 г.

10. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева «Металоведение». М.Машиностроение 1990 г.

11. Данилевский В.В. Справочник технолога-машиностроителя М. Трудрезеридат 1958г.

12. Конспект лекций 1996-2001 учебные года.

2. ГОСТ 166-63

3. ГОСТ 577-72

4. ГОСТ 1050-88

5. ГОСТ 3266-81

6. ГОСТ 10903-72

7. ГОСТ 16093-70

8. ГОСТ 24248-80

9. СТ СЭВ 144-75

10. СТ СЭВ 180-75

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ:

1.1. Назначение детали, его технологический анализ _________________

1.2. Материал детали, ее химический состав ________________________

1.3. Определение типа производства_______________________________

1.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки ______________

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

2.1. Технико-экономическое обоснование вида заготовки ____________

2.2. Анализ заводского варианта технологического процесса__________

2.3. Разработка маршрута технологической обработки детали _________

2.4. Разработка технологического процесса механической обработки детали __________________________________________________________

2.5. Описание назначения и целей операции ________________________

2.6. Выбор оборудования и его техническая характеристика ___________

СПИСОК СТАНДАРТОВ__________________________________________

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: _________________________________________

Министерство образования РФ

Брянский государственный педагогический университет
им. акад. И.Г. Петровского

КУРСОВАЯ РАБОТА

по технологии машиностроения на тему:

«Разработка технологического процесса изготовления детали»

номер обозначений на плане;

наименование оборудований или устройства;

характеристика оборудования (основные размеры, грузоподъемности, площадь и

мощность электродвигателей оборудования и устройств.

При разработке общей компоновки и планировки сборочного цеха (участка) необходимо руководствоваться методическими положениями по разработке технологических планировок, нормами технологического проектирования, руководящими материалами по охране труда и техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности , а так же системой стандартов безопасности труда (ССБТ):

ГОСТ 12.1.004-85, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.2.002-91.

ГОСТ 12.2.029-88, ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.001-89,

ГОСТ 3.1120-83.

ТЕМА 14. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ (8 ЧАСОВ ЛЕКЦИИ)

Разработка технологических процессов изготовления деталей

Задача разработки технологического процесса изготовления детали заключается в нахождении для данных производственных условий оптимального варианта перехода от полуфабриката, поставляемого на машиностроительный завод, к готовой детали. Выбранный вариант должен обеспечивать требуемое качество детали при наименьшей ее себестоимости.

Технологический процесс изготовления детали рекомендуется разрабатывать в следующей последовательности:

1)изучить по чертежам служебное назначение детали и проанализировать соответствие ему технических требований и норм точности;

2)выявить число деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемому чертежу, наметить вид и форму организации производственного процесса изготовления деталей;

3)выбрать полуфабрикат, из которого должна быть изготовлена деталь; 4)выбрать технологический процесс получения заготовки, если

неэкономично или физически невозможно изготовлять деталь непосредственно из полуфабриката;

5)обосновать выбор технологических баз и установить последовательность обработки поверхностей заготовки;

6)выбрать способы обработки поверхностей заготовки и установить число переходов по обработке каждой поверхности исходя из требований к качеству детали;

8) оформить чертеж заготовки;

9) выбрать режимы обработки, обеспечивающие требуемое качество детали и производительность;

10)пронормировать технологический процесс изготовления детали; 11)сформировать операции из переходов и выбрать оборудование для их

осуществления; 12)выявить необходимую технологическую оснастку для выполнения

каждой операции и разработать требования, которым должен отвечать каждый вид оснастки (приспособления для установки заготовки и режущего инструмента, режущий инструмент, измерительный инструмент и пр.);

13) разработать другие варианты технологического процесса изготовления детали, рассчитать их себестоимость и выбрать наиболее экономичный вариант;

14)оформить технологическую документацию;

15)разработать технические задания на конструирование нестандартного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента.

При разработке технологического процесса изготовления детали используют чертежи сборочной единицы, в состав которой входит деталь, чертежи самой детали, сведения о количественном выпуске деталей, стандарты на полуфабрикаты и заготовки, типовые и групповые технологические процессы, технологические характеристики оборудования и инструментов, различного рода справочную литературу, руководящие материалы, инструкции, нормативы.

Технологический процесс разрабатывают либо с привязкой к действующему, либо для создаваемого производства. В последнем случае технолог обладает большей свободой в принятии решений по построению технологического процесса и выбору средств для его осуществления.

Выбор вида и формы организации производственного процесса изготовления деталей

Вид и форму организации производственного процесса изготовления деталей выбирают в соответствии с их количественным выпуском. Прежде всего необходимо выяснить возможность использования наиболее производительных вида и формы организации производственного процесса (непрерывного или переменного потока). Непрерывно-поточное производство можно организовать при условии, что технологическое оборудование будет полностью загружено изготовлением деталей одного наименования. В тех случаях, когда относительно небольшое число малотрудоемких деталей делают неэкономичным использование непрерывно-поточного производства, детали объединяют в группы по признакам близости служебного назначения, конструктивных форм, размеров, технических требований, материалов. Объединение деталей в

группы позволяет использовать метод групповой технологии и организовать переменно-поточное производство.

Там, где незначительное число одноименных деталей делает неэкономичным их изготовление поточными методами, остается возможность создания технологически замкнутых участков с использованием высокопроизводительного оборудования, технологической оснастки и применением метода групповой технологии.

В мелкосерийном и единичном производстве приходится организовывать участки, объединяющие оборудование со сходным служебным назначением.

Выбор полуфабриката и технологического процесса изготовления заготовок

Задачей разработчика технологического процесса на этом этапе является нахождение кратчайшего и экономичного пути превращения полуфабриката, производимого металлургической, химической и другими отраслями промышленности, в готовую деталь.

Для изготовления деталей машиностроительные заводы используют разнообразные виды прокатов черных и цветных металлов, стальные слитки, чугун и алюминий в виде чушек, порошковые металлические материалы, гранулированные и порошковые пластические материалы и пр. При избранном конструктором материале детали возможны различные пути превращения полуфабриката в готовую деталь.

Получать детали в готовом виде в ряде случаев удается методами точного литья, пластического деформирования и прессованием металлических порошков. Те же результаты достигаются при изготовлении деталей из пластмасс с помощью литьевых машин.

Если для изготовления детали нельзя подобрать полуфабрикат, который можно сразу превратить в готовую деталь, то приходится сначала превращать полуфабрикат в заготовку, а затем – заготовку в готовую деталь. В таких случаях приходится выбирать полуфабрикат, обеспечивающий экономичное получение заготовки, и изыскивать способ получения заготовки, позволяющий превратить ее в деталь с наименьшими затратами труда и материала.

В современном машиностроении для получения заготовок деталей используют разнообразные технологические процессы и их сочетания: различные способы литья (в землю, в опоках, кокильное,

центробежное, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, под давлением и др.), различные способы пластического деформирования металлов (свободная ковка, ковка в подкладных штампах, штамповка на молотах и прессах, периодический и поперечный прокат, высадка, выдавливание и др.), резка, сварка, комбинированные способы штамповки – сварки, литья – сварки, порошковая металлургия и пр.

Главными факторами, от которых зависит выбор технологического процесса получения заготовки, являются следующие:

конструктивные формы готовой детали; материал, из которого должна быть изготовлена деталь; размеры и масса заготовки;

количественный выпуск деталей в единицу времени, по неизменяемым чертежам и объемы партий;

стоимость полуфабриката, используемого для получения заготовки; себестоимость заготовки, получаемой выбранным способом; расход

материала и себестоимость превращения заготовки в готовую деталь. Критерием избираемого процесса получения заготовки служит ее

себестоимость с учетом затрат на изготовление детали.

Изучение служебного назначения детали. Анализ технических требований и норм точности

Разработка технологического процесса изготовления любой детали должна начинаться с глубокого изучения ее служебного назначения и критического анализа технических требований и норм точности, заданных чертежом.

Служебное назначение детали может быть выявлено в результате изучения чертежей сборочной единицы (машины), в состав которой входит деталь. Выясняя назначение детали и ее роль в работе сборочной единицы, необходимо разобраться в функциях, выполняемых ее поверхностями. Напоминаем, что, с точки зрения выполняемых функций, поверхности детали могут быть исполнительными, основными или вспомогательными базами, либо свободными.

Анализ соответствия технических требований и норм точности служебному назначению детали следует вести в двух направлениях. Прежде всего должна быть сделана оценка технических требований и норм точности с качественной стороны. Эта оценка касается правильности формулировок технических требований, правильности размерных связей, установленных между поверхностями детали, наличия необходимых размеров, формы задания допусков, достаточности технических требований и норм точности и пр.

Проводя качественный анализ, в первую очередь необходимо обратить внимание на правильность задания относительного положения поверхностей в комплектах исполнительных поверхностей

Анализируя правильность простановки размеров в чертеже детали, следует руководствоваться положением о том, что на чертеже должны быть проставлены те размеры, которыми деталь непосредственно участвует в работе сборочной единицы или машины. Для нахождения этих размеров надо выявить задачи, в решении которых деталь участвует своими размерами, и вскрыть конструкторские размерные цепи, с помощью которых эти задачи решаются.

При анализе технических требований и норм точности с качественной стороны нельзя упускать из виду правильность формулировок технических

требований, формы задания норм точности, их достаточность. Нельзя, например, задавать в миллиметрах допуск, ограничивающий относительный поворот поверхностей детали, без указания длины, на которой допускается указанное отклонение.

Анализ технических требований и норм точности служебному назначению детали с количественной стороны должен подтвердить или опровергнуть правильность значений установленных норм и выявить их требуемые значения.

Если технологическим процессом сборки изделия предусмотрено достижение точности замыкающего звена одним из методов взаимозаменяемости, то, решив обратную задачу в отношении полей допусков и координат их середин, можно выяснить соответствие допуска на интересующий размер требованиям точности замыкающего звена. При отсутствии такого соответствия необходимо перераспределить допуск замыкающего звена между составляющими звеньями, добившись необходимого соответствия, и скорректировать значение допуска на анализируемый размер детали.

Если точность замыкающего звена намечено обеспечивать методами пригонки или регулирования, то целесообразность значения допуска, установленного на анализируемый размер детали, оценивается с экономических позиций.

О важности проведения анализа соответствия технических требований

и норм точности служебному назначению детали можно судить по рассмотрению примера, взятого из практики машиностроения. При отладке технологического процесса изготовления подшипников качения в автоматизированном производстве долгое время не удавалось достичь их требуемого качества. Как выяснилось впоследствии, причиной этого были неправильно сформулированные технические требования. Например, к наружному кольцу конического роликоподшипника были предъявлены, в числе прочих, следующие технические требования: 1) торцовая поверхность А кольца должна быть перпендикулярна к оси цилиндрической наружной

поверхности, допустимое отклонение 0,004 мм; 2) отклонение от параллельности торцов А и Б н е должно превышать 0,02 мм. На рис. 11.15,б показаны размеры и технические требования, заданные рабочим чертежом.

Рис. 11.15. Роликовый подшипник, требования к относительному положению поверхностей наружного кольца согласно рабочему чертежу и в соответствии с его служебным назначением

Анализируя служебное назначение кольца и функции, используемые его поверхностями, можно сделать вывод о том, что поверхность А и наружная цилиндрическая поверхность являются основными установочной и двойной опорной базами (рис. 11.15,а) . В соответствии с правилами установления относительного положения

баз, составляющих комплект, ось цилиндрической поверхности кольца должна быть перпендикулярна к поверхности А , а не наоборот.

Что касается относительного положения торцов А иБ , то избранная форма задания технического требования внесла неопределенность в выбор начала отсчета. ПоверхностьБ является свободной, и она должна быть параллельна поверхностиА как основной установочной базе детали. Из того, как были сформулированы технические требования, можно прийти и к абсурдному заключению о том, что поверхностьА должна быть одновременно перпендикулярна к оси цилиндрической поверхности и параллельна торцуБ. Формулировки обоих технических требований имеют еще один недостаток: не указаны длины, к которым должны быть отнесены нормы отклонений от перпендикулярности и параллельности.

Недочеты в формулировках технических требований привели к неправильному базированию заготовок колец в процессе обработки, что стало причиной несогласованности в относительном положении поверхностей изготовленных колец. Технологический процесс удалось отладить лить после того, как базирование колец на операциях было приведено в соответствие с техническими требованиями, изложенными следующим образом.

1.Ось наружной цилиндрической поверхности должна быть перпендикулярна к поверхности торца А (рис. 10.9,в) ; допустимое отклонение 0,004 мм на длине 20 мм.

2.Допустимое отклонение торцовой поверхности Б от параллельности поверхности торцаА не должно быть более 0,02 мм на диаметре кольца.

Техпроцессы разрабатываются в случае:

а) при подготовке к выпуску новых машин;

б) при модернизации конструкций освоенных машин;

в) при изменении объёма производства;

г) при внедрении нового технологического оборудования.

Исходные данные для разработки технологических процессов:

а) рабочие чертежи деталей;

б) годовая программа выпуска деталей;

в) сведения об оборудовании;

г) принятые типовые или групповые технологические процессы;

д) справочные материалы (каталоги, альбомы, стандарты и др.).

Разработку предваряет технологический контроль чертежей для проверки запроектированных деталей на технологичность их конструкции.

Технологичность конструкции детали (по ГОСТ 14.201 – 83) – это совокупность свойств, обеспечивающих заданные эксплуатационные характеристики деталей при минимальных производственных издержках (трудозатраты, материалы, энергоресурсы, сырьевые ресурсы).

Разработка технологических процессов должна производиться на основе использования ресурсосберегающих технологий.

В общем случае разработка технологического процесса изготовления детали включает следующие этапы:

1) Анализ исходных данных и выбор действующего типового (группового) технологического процесса или поиск его аналога;

2) Выбор способа получения заготовки и метода её изготовления;

3) Выбор методов и последовательности обработки отдельных поверхностей детали, а также её базирования;

4) Составление технологического маршрута обработки детали;

5) Разработка технологических операций;

6) Нормирование технологических процессов (установление норм расхода материала, норм времени на обработку, квалификации исполните-

7) Расчёт экономической эффективности технологического процесса;

8) Оформление технологической документации и разработка заданий на

проектирование оснастки, нормоконтроль и т.д.

Детализация разработки технологической документации зависит от стадии подготовки и типа производства. На стадиях предварительного проекта и изготовления опытной партии технологическую документацию выполняют в маршрутном описании (в сокращенном описании всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов) или маршрутно-операционном описании (с указанием переходов и режимов).

На стадии подготовки серийного или массового производства технологическая документация оформляется в операционном описании с составлением полного комплекта документов по ЕСТД (ГОСТ 3.1102 – 81; ГОСТ 3.1105 – 84).

Для единичного и мелкосерийного производства ограничиваются маршрутным или маршрутно-операционным описанием.

6.2.1 Выбор методов и последовательности обработки детали

При разработке технологического процесса, прежде всего, определяют способы окончательной обработки поверхности, и выбирают оборудование, которое может обеспечить необходимое качество.

Затем планируют всю последовательность обработки поверхности детали и выбирают необходимое оборудование. При этом учитывают, что каждый последующий этап должен быть точнее предыдущего. Кроме того, учитывают необходимость выбора технологического припуска на каждом этапе обработки.

Итак, намечается общий план обработки детали, содержание отдельных операций и выбор типа оборудования, что составляет основу технологического маршрута обработки детали.

Исходным при разработке технологического маршрута является типовой технологический процесс изготовления деталей данного типа (валов, ЗК и др.). Но затем маршрут уточняется с учётом особенностей данной детали и данного производства.

Первыми обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы. Затем обрабатываются остальные поверхности: чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается. Заканчивается обработка детали той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наиболее важное значение для работоспособности детали.

В маршрут включают операции по термической обработке. Закалка, цементация и последующая закалка – до окончательной обработки (шлифования). Цианирование, азотирование – после шлифования.

Перед механической обработкой (в целях улучшения обрабатываемости и снятия остаточных напряжений) или после её обдирки – отжиг, нормализация, улучшение (закалка).

6.2.2 Расчёт припусков на обработку

Припуском на обработку называют слой металла, снимаемый с заготовки в процессе механической обработки для получения детали с заданными точностью размеров и качеством поверхности.

Различают припуски промежуточные и общие.

Промежуточный припуск – толщина слоя металла, снимаемого при выполнении одного перехода или операции.

Общий припуск – толщина слоя металла, которая снимается в результате выполнения всех технологических операций и переходов при механической обработке.

Припуск должен быть оптимальным. Его увеличение даёт повышенные отходы, энергоёмкость и материалоёмкость. Пониженный припуск – это увеличение вероятности брака (т.к. не получить необходимой точности и шероховатости без удаления дефектного поверхностного слоя).

В машиностроении применяют в основном расчётно-аналитический метод определения припусков (В. М. Кована). Он основан на раздельном учёте факторов, влияющих на их величину (имеется и опытно-статистический метод).

Итак, после определения припусков по всем операциям и переходам в отдельности устанавливают операционные размеры деталей. Расчёт операционных размеров начинают с установления (и вычерчивания) размеров готовой детали. Затем на все обрабатываемые поверхности наслаиваются (в последовательности, обратной последовательности механической обработки) операционные припуски с округлением результатов в большую (для наружных поверхностей) и в меньшую (для внутренних поверхностей) сторону.

На операционные размеры устанавливают допуски (по таблице): при соблюдении размера детали в границах допуска припуск на последующую операцию не меньше минимально допустимого.

6.2.3 Выбор оборудования, приспособлений и инструмента

Станочное оборудование выбирают с учётом:

– конструкции и размеров детали;

– необходимой точности и чистоты обработки;

– требуемой производительности;

– минимальной себестоимости работ (т.е. на основе технико-экономи-

ческого анализа).

Одновременно создают необходимые специальные приспособления. Режущий инструмент выбирают с учётом:

– требуемой точности и чистоты обработки;

– способа крепления на выбранном станке или приспособлении;

– простоты в изготовлении и заточке;

– использование стандартных режущих инструментов;

– необходимой износостойкости материала инструмента с учётом

свойств материала детали.

Режущие пластинки изготавливают из быстрорежущих сталей (Р18; Р9; Р9Ф5; Р18Ф2), твёрдых сплавов (Т5К10; Т15К6; Т30К4; ВК8; ВК6; ВК2), металлокерамических материалов (ЦВ18), алмазов натуральных и синтетических.

Измерительный инструмент выбирают с учётом требований точности, удобства и быстроты измерений.

6.2.4 Определение режимных параметров и времени выполнения

операций

Режимы обработки характеризуются глубиной резания, подачей и скоростью резания.

Исходят из наименьшей себестоимости обработки детали с заданной чистотой и точностью (с учётом износостойкости режущего инструмента, т.е. продолжительности работы между двумя переточками – t = 60 мин). При расчётах сначала выбирают глубину резания, затем подачу и наконец скорость резания.

Глубину резания при грубой обработке берут равной величине припуска.

Получистовою и чистовую обработку выполняют за несколько проходов (с малой глубиной на последних проходах для обеспечения заданной точности и шероховатости).

В зависимости от глубины резания назначается максимально возможная величина подачи. При черновой обработке величина подачи ограничивается жесткостью и прочностью механизмов станка, приспособления, его мощностью и т.д. При чистовой – только требуемой шероховатостью поверхности. В свою очередь скорость резания определяют расчётом или выбирают (по нормативной таблице) в зависимости от вида материала, глубины и подачи, материала режущего инструмента.

Затем определяют усилие, крутящий момент и мощность резания. Эти результаты сравнивают с паспортными характеристиками станка и корректируют (если необходимо).

Нормы времени определяют на основе технико-экономических расчётов. Важный элемент нормирования – отнесение работ к тем или иным разрядам (т.е. установление квалификации работ и соответственно рабочих).

6.2.5 Понятия о типизации технологических процессов

Сущность типизации в том, что функционально различные, но сходные по конструктивным и технологическим признакам детали объединяют в группы, и изготавливают по единой технологии. Это резко увеличивает серийность и позволяет создавать поточные линии даже тогда, когда количество деталей каждого вида, входящих в данную группу, невелико.

Таким образом, при групповой обработке (по С. П. Митрофанову) объектом разработки технологического процесса является не отдельная деталь, а их группа.

Объединяют детали – по возможности их полного изготовления или выполнения отдельных операций по общей единой технологии на одном оборудовании с использованием единой оснастки (и с минимальной подналадкой).

В этом случае разработка технологического процесса, а также выбор оборудования и оснастки производят применительно к детали – представителю, в качестве которой принимается комплексная деталь, содержащая все обрабатываемые элементы данной группы.

Отметим, что комплексная деталь может быть условной (фиктивной), т.е. все детали, входящие в эту группу, будут проще комплексной детали. Их обработку производят с пропуском некоторых позиций.

С учётом типизации технологического процесса все детали объединены в группы по типовым признакам.

6.2.6 Основные сведения о технологии изготовления типовых деталей машин

Технология изготовления валов

В машинах применяются гладкие, ступенчатые, полые, кулачковые и коленчатые валы. Детали класса валов имеют соотношение между длиной l и диаметром d :

(l ≤ 1000 мм; d ≤ 120 мм).

Валы изготавливают из конструкционных углеродистых сталей 40 и 45, а также из легированных сталей 40Х, 45Г2, 18ГТ и др. В качестве заготовок используют прокат сплошного сечения, трубы, поковки, штамповки (иногда отливки).

В большинстве случаев маршрут обработки валов включает:

1. обработку торцов заготовки;

2. зацентровку заготовки;

3. черновое обтачивание;

4. предварительное шлифование шеек;

5. фрезерование шлицев и шпоночных пазов;

6. сверление отверстий;

7. нарезание резьб;

8. термическую обработку;

9. окончательное шлифование шеек;

10. обработку внутренних поверхностей (у полых валов).

В условиях серийного (в том числе мелкосерийного) производства применяют станки с ЧПУ, позволяющим быстро производить переналадку станков. Конструкции современных машин предъявляют высокие требования к качеству обработки валов.

Технология изготовления втулок и гильз

В машинах применяют бронзовые, латунные, стальные, чугунные и биметаллические втулки, а также чугунные и стальные гильзы. Их изготавливают из прокатных прутков, литых стержней, цельнотянутых труб, полых отливок и биметаллических лент.

В основном они концентричны, т.е. имеют общую ось наружной поверхностью и внутренней поверхностью и жёсткое ограничение допускаемой разностенности (разнотолщинности). Их наружные поверхности – обычно цилиндрические гладкие или ступенчатые или конические. Очень важно обеспечить концентричность наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярность торцов оси детали.

Эта задача решается тремя способами:

1. обработка наружной поверхности, отверстия и торцов за один установ;

2. первоначальная обработка внутренней поверхности и её использование в качестве базы при обработке наружной поверхности и торцов, которая производится с установкой детали на оправке;

3. первоначальная обработка наружной поверхности и базирование по ней при обработке внутренней поверхности и торцов детали с её установкой в патроне или приспособлении.

Технология изготовления зубчатых колёс (ЗК)

В машинах широко используют цилиндрические, конические, червячные зубчатые передачи (ЗП). Точность ЗК установлена ГОСТами и составляет 7 – 10 степени. ЗК изготавливают, из конструкционной стали 40, 45, 40Х, 30ХГТ и др. и редко из чугуна и бронзы.

Стальные ЗК больших диаметров, а также чугунные и бронзовые колёса делают из литых заготовок. Стальные ЗК меньших размеров делают из поковок и штамповок, которые подвергают нормализации или улучшению.

Изготовление ЗК включает:

1. обработку заготовки под нарезание зубьев;

2. нарезание, закругление и шевингование зубьев;

3. термическую и отделочную обработку.

Обработка ЗК до нарезания зубьев производится с учётом соблюдения концентричности поверхностей и перпендикулярности торцов к оси заготовки в пределах заданных допусков. Выполнение этих требований достигается применением тех же методов, что и при обработке втулок.

Технология изготовления корпусных деталей

К корпусным деталям относятся базовые детали, внутри которых размещают механизмы машины (например, картеры редукторов, раздаточных коробок, коробок передач и др.). Для них характерно наличие привалочных поверхностей, которыми они сопрягаются с другими узлами машины, а также систем отверстий (под подшипники валов, установочные штифты и крепёжные детали), точно координированных между собой и относительно привалочных поверхностей. Эта координация необходима для обеспечения нормального монтажа взаимосвязанных узлов машины. Поэтому обращают особое внимание при обработке корпусных деталей:

– обеспечению в пределах установленных допусков межосевых расстояний; параллельности и перпендикулярности осей основных отверстий друг к другу и привалочным плоскостям; размеров и геометрической формы всех отверстий и перпендикулярности их торцов осям; соосности отверстий для подшипников каждого вала.

Корпусные детали изготавливают из чугунных или стальных отливок, иногда из аллюминевых отливок и сварных конструкций. Их обработка начинается с основных базовых поверхностей, затем поверхностей параллельных и перпендикулярных базовым поверхностям, включая основные отверстия, и в конце крепёжные отверстия.

При выполнении первой операции установка детали производится на черновые базы. Их выбор должен обеспечить взаимно необходимое положение обрабатываемых поверхностей и необработанных поверхностей, а также равномерное распределение припусков.