Разработка технологического процесса изготовления детали

 

 

1.4 Выбор метода изготовления детали

 

Технологическому процессу сопутствует ряд вспомогательных  процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки. [4]

Технологический процесс  условно состоит из трех стадий:

• Получение заготовок.
• Обработка заготовок и получение готовых деталей.
• 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 [7,с. 6].

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.

 

 

1.5 Выбор заготовок и технологических баз

 

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[7, с.7]:

 

                                  

                                                         (3)

 

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 [7, с. 10] 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

В результате вычислений получим:

 

  

 

Далее выбираем размер листа  с таким расчетом, чтобы ширина полосы была кратна ему (или близка к этому). С помощью таблицы размеров тонколистового проката [7, с.35]  выбираем лист размером  710 х 2000 мм.

Продольный раскрой:

 

    

 

Получаем коэффициент  использования материала:

 

                                                                                                          (4)

 

где S_А - площадь детали, мм²;

       S_Л - площадь листа, мм²;

       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 (рисунок 1)

 

    

Рисунок – 1 - Раскрой листа.

 

 

1.6 Назначение режимов обработки

 

     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.[7, с.11]

Условие пробивки определяется по формуле:

    

                                             

                                                                  (5)

 

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:

 

                                           

;                                                        (6)

 

где К_пр - коэффициент проталкивания. Для стали K_пр =0,04

 

;

 

Аналогично определяется усилие снятия отхода (детали) с пуансона:

 

;                                                         (7)  

 

где K_сн - коэффициент проталкивания. Для стали K_сн =0,035

 

1.7 Выбор технологической оснастки и оборудования

 

     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                              

Характеристика	Значение
Наибольшая толщина разрезаемого листа, мм	6,3
Наибольшая ширина разрезаемого листа, мм	2000
Расстояние между стойками, мм	2250
Число ходов в минуту	40
Угол наклона ножа	1°54'

 

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. 

                                                                 

 

1.8 Техническое нормирование  

 

     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:

 

                                                

;                                                  (8)

 

                                                 Т_шк = Т_ш + Т_пз/n,                                                     (9)

 

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.

    

 

1.9 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.

 

        Расчет нормы штучного времени на резку стального листа       

а) 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:

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

в) при установке листа по заднему упору, время по нормативам

принимаем с коэффициентом, равным 0,9;

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

д) 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. 1.3. Отрезать заготовки 18 раз. Длительность этой операции зависит от возможностей ножниц при 40 ходов в минуту и фрикционной муфты выключения - 0,026 мин на полосу. 1.4. Продвинуть лист до упора 18 раз (так как лист делится на полосы с остатком, поэтому необходимо отделить последнюю полосу от отхода). Продолжительность данного действия зависит от длины листа и шага. При длине листа по линии реза 2000 мм и шаге продвижения листа 38,75 < 50 мм

время  - 1,4 мин на полосу.

е) взять отход со стола ножниц, уложить в стопу.

При площади заготовки    время 0,83 мин.

 

Таблица – 5 - Расчет нормы штучного времени на резку стального листа                

Переходы	см. пункт	Время на 100 листов, мин
		Основное время, То	Вспомогательное время, Тв
			перекрываемое время	неперекрываемое время, Тв
Взять лист из стопы, проложить  на стол ножниц, установить по заднему  упору	а	-	-
Включить ножницы (18 раз)	б	-	-
Отрезать заготовки (18 раз)	в		-	-
Продвинуть лист до упора (17 раз)	г	-
Взять отход со стола ножниц, уложить в стопу	д	-	-
Итого		46,8	27,2	50,39