Разработка технологического процесса

1. Назначение и краткое техническое  описание детали

Деталь класса «втулка» служит как  промежуточный элемент для базирования  в корпусных деталях подшипников  опор и для выполнения функции  передачи крутящего момента с вала на шестерню.

Втулка используется для передачи крутящего момента с вала на шестерню, выполняя также опорную функцию. С одной стороны во втулку устанавливается вал, с другой – шестерня. На втулку напрессовываются подшипники.

Втулка — деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы (с осевой симметрией), имеющая осевое отверстие, в которое входит сопрягаемая деталь.

В зависимости от назначения применяют  втулки подшипниковые, закрепительные, переходные и др.

Втулка  переходная - инструмент, используемый на металлообрабатывающем оборудовании для установки инструмента с  разными конусами Морзе.

• На токарном станке втулка переходная используется для установки инструмента в заднюю бабку, неподвижного центра в переднюю бабку.
• Для фрезерного станка втулка переходная - основной переходный элемент, позволяющий значительно снизить затраты на технологическую подготовку производства.

Деталь представлена на рис. 1.1.

 

 

Рис. 1.1. Деталь – втулка переходная.

 

 

2. Конструктивно-технологический анализ   детали.

 

Одним из важных этапов проектирования является отработка конструкции на технологичность. Отработка конструкции на технологичность  – это комплекс мероприятий, предусматривающих  взаимосвязанные решения конструкторских  и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени  на изготовление изделия при обеспечении  необходимого его качества.

Оценка  технологичности проводится качественно  и количественно, с расчетом показателей  технологичности по ГОСТ 14.201-83. При  этом качественная характеристика предшествует количественной и характеризует  технологичность конструкции обобщенно.

Технологичность детали оценивается сравнением трудоемкости и себестоимости изготовления различных  вариантов ее конструкции. Деталь, подвергаемая обработке резанием, будет технологична в том случае, когда ее конструкция  позволяет применять  рациональную заготовку, форма и размеры которой  максимально приближены к форме  и размерам готовой детали, а также  использовать высокоэффективные процессы обработки.

 

 

 

Рисунок2.1 Эскиз детали

1,2 – правый торец (2)

3,7,4 – наружная цилиндрическая  поверхность (3)

5,6 – левый торец (2)

8 – внутренняя цилиндрическая  поверхность (1)

9 – центральное отверстие (1)

10- канавка (1)

 

Конструкция детали позволяет применять рациональные формы и размеры заготовок.

Коэффициент точности обработки Ктч.

                          ,        

где: Аср  – средний квалитет точности обработки  детали по всем поверхностям.

Коэффициент  шероховатости поверхности Кш.

                        ,        

где: Бср  – среднее числовое значение параметра  шероховатости всех поверхностей детали.

Таблица 1.1. Анализ рабочего чертежа  детали.

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости
Пов. 1	1	9	3,2
Пов. 2	1	9	3,2
Пов. 3	1	9	1,25
Пов. 4	1	8	3,2
Пов. 5	1	7	3,2
Пов. 6	1	7	3,2
Пов. 7	1	6	1,25
Пов. 8	1	7	3,2
Пов. 9	1	7	3,2
Пов. 10	1	8	3,2

 

 

 

 

 

 

Определяем  Ктч и Кш.

              

               

Так как  Ктч > 0,8 ,  а Кш < 0,32  деталь можно считать технологичной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор и обоснование  вида заготовки  способа ее  получения

Для современных  требований, предъявляемых к изготовлению заготовок деталей изделий, характерны следующие технологические тенденции: максимальное приближение заготовок  по формам и размерам к деталям, требующимся  по чертежу; экономия материала; применение прогрессивных способов получения  заготовок.

      Для изготовления детали большую  роль играет выбор рационального  вида исходной заготовки и  способа её получения. Способ  получения заготовки должен быть  обусловлен ее стоимостью и  дальнейшей обработкой. Наиболее  широко для получения заготовок  применяют следующие методы: литьё,  обработка металлов давлением  и сварка, а также их комбинации.

       Каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок. Так, например отливки можно получать в песчано-глинистых формах, кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением и т. д.; поковки и штамповки - ковкой на молотах, гидравлических прессах; штамповкой на штамповочных машинах, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах и т. д. Способ получения заготовки определяется типом производства, материалом, формой и размерами детали.

В данном проекте деталью, для которой  необходимо выбрать метод получения  заготовки, является втулка. Учитывая, что тип производства – среднесерийный , качество материала должно быть равномерным , наиболее рациональна поковка , полученная в закрытом штампе методом проката.

  При проектировании технологических  процессов механической обработки  заготовок необходимо установить  оптимальные припуски , которые обеспечили  бы заданную точность и качество  обрабатываемых поверхностей . Определение  припусков на механическую обработку  проведём опытно-статистическим  методом. Назначим припуски  на  механическую обработку по ГОСТ7505-74 . Для этого необходимо определить  массу заготовки , класс точности , группу стали, степень сложности   заготовки .

 

   Масса детали 10,39 кг.

   Материал : сталь 50

   Масса поковки :

М_п =М_д *К_р         

 

где  М_д –масса детали ,

     К_р –расчётный коэффициент ,

     К_р =1,5 ;

                                 М_п = 4,92*1,5= 15,585 кг .

Класс точности -Т2 .

Группа  стали – М2 .

Степень сложности – С3 .

Конфигурация  поверхности штампа П (плоская) ;

Исходный  индекс 13 ;

Назначим  припуски и кузнечные напуски .

Основные  припуски на размеры :

  Ø145 – 2,3 мм,

  Длина  135 – 2,5 мм,

  Ø85 – 1,8 мм,

  Ø58 –  1,8 мм,

  Ø80 – 1,8 мм,

 

Дополнительные  припуски учитывающие :

смещение  по поверхности разъёма штампа –  0,3 мм,

отклонение  от плоскостности – 0,3 мм.

 

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

 Размеры  поковки ,мм:

Ø145+(2,3+0,3)*2=150,2   принимаем Ø151;

135+(2,5+0,3)*2=140,6  принимаем 141 ;

Ø85+(1,8+0,3)*2=89,2  принимаем Ø90;

Ø80-(1,8+0,3)*2=75,8  принимаем Ø 76.

 

 Допускаемые  отклонения размеров:

 

Ø       _,  Ø         ,  141       , Ø .

Неуказанные предельные отклонения размеров ±1.1мм. Допускаемое смещение по поверхности штампа 0.7мм.

 

    Таким образом, в проектном  варианте в качестве способа  получения заготовки из материала  сталь 50 выберем поковку , полученную  в закрытом штампе методом  проката.

Рис. 3.1. Чертеж заготовки

4. Разработка технологического  процесса

Перед разработкой  ТП необходимо получить и изучить информацию, которая делится на базовую, руководящую и справочную.

Базовая - сведения, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, объем выпуска, сроки подготовки производства. Рабочий чертеж детали содержит все размеры, технические требования к качеству и шероховатости, марку и твердость материала.

Руководящая - сведения, по развитию отрасли, план выпуска материала, средств технологического оснащения стандарты на ТП.

Справочная - сведения, о прогрессивных методах обработки, каталоги, номенклатурные справочники оборудования и оснастки. Материалы по выбору технологических нормативов (режимы обработки, припуски, расход материала и др.) и др. справочные материалы.

Всю механическую обработку разбивают по операциям и таким образом выявляют последовательность выполнения операций, их число для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособлений.

Задачей каждого предыдущего перехода является подготовка поверхности заготовки под последующую обработку и каждый последующий метод (операция или переход) должен быть точнее предыдущего т. е. обеспечивать более высокое значение показателей качества детали. Поэтому механическая обработка делится на:

• черновую обработку, когда удаляется большая часть припуска, что позволяет обнаружить возможные дефекты заготовки; на первых одной-двух операциях. При базировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы;
• чистовую обработку, когда в основном обеспечивается требуемая точность:

далее идут операции местной обработки, по ранее  обработанным поверхностям, отделочные операции, когда достигается требуемая шероховатость поверхности и окончательно обеспечивается точность детали.

Контроль  в ТП предусмотрен с целью технологического обеспечения заданных параметров качества, обработанной детали.

Разработанный ТП должен содержать общий план обработки детали и описание содержания операций ТП и выбор типа оборудования. Он должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически безопасным.

Построение  технологического маршрута обработки  во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования.

   При серийном производстве применяют универсальные станки с ЧПУ, автоматы, полуавтоматы, агрегатные специализированы и специальные станки. Перспективным в серийном производстве является применение гибких производственных систем (линий, участков, цехов), особенно при наличии условий для групповой организации производства.

Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей  необходимой конфигурации и размеров, обеспечения качества ее поверхности, производительности оборудования, а также экономическими параметрами.

 

№ операции	Наименование операции и содержание		Эскиз
000	Заготовительная.
005	Токарная с ЧПУ, обработать поверхности  №4,5,6,7,8,9,10.
010	Токарная с ЧПУ, обработать поверхности  №1,2,3.
015	Шлифовальная, обработать поверхности  №3,7.
020	Слесарная
025	Моечная
030	Контрольная

 

 

4.1 Расчет припусков на обработку и определение размеров заготовки.

При проектировании технологических  процессов механической обработки  заготовок необходимо установить оптимальные  припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.