Деталь фланец: разработка технического процесса

ВВЕДЕННЯ

 

Технологічний процес машинобудування характеризується як поліпшенням конструкції машин, так і безперервним вдосконаленням їх виробництва.

Для прискорення науково-технічного прогресу в машинобудуванні разом з іншими заходами передбачається широке упровадження роботизованих технологічних комплексів (РТК), багатоопераційних верстатів і гнучких виробничих систем (ГПС).

Використовування верстатів з ЧПУ підвищує коефіцієнт використовування устаткування. В дрібносерійному і середньосерійному виробництві машинний час збільшується до 80%, скорочуються налагоджувальні простої.

Метою даного проекту було спроектувати прогресивний технологічний процес виготовлення валу із застосуванням верстатів з числовим програмним управлінням. Вживання верстатів з числовим програмним управлінням дозволила створити РТК на більшості операцій, тим самим понизити терміни підготовки виробництва, збільшити гнучкість проектованої ділянки.

 

 ЗАГАЛЬНИЙ  РОЗДІЛ

1.1 Опис  і технологічність конструкції  заданої деталі

 

Встановлення конструкторського коду.

71 - Вал відноситься  до загальномашинобудівних деталей, є тілом обертання 

6 – підклас тіл обертання, у яких довжина більше двох діаметрів (L>2D).

5 - без закритих  уступів, східчастий, двосторонній, без  зовнішнього різьблення і з  комбінованою зовнішньою поверхнею.

3 - з двосторонніми  центровими отворами

2 - без пазів  на зовнішній поверхні, з отворами  зовні осі деталі.

Конструкційний код – 716532

 

1.1 Аналіз  конструкції деталі на технологічність.

Враховуючи тип виробництва, заготовку доцільно виробляти на штампованому пресі в закритому штампі. В цьому випадку відсутній облой, тобто відведення зайвого металу на заготовку менше.

Також відсутні подовжені виступи, перетини з більшою різницею товщини глибокі порожнини і т.п., що зменшує відходи металу в стружку.

Конструкція деталі передбачає невелику кількість оброблюваних поверхонь, що сполучаються з іншими деталями. Конструкційна форма деталей забезпечує можливість штампування в закритих штампах.

Деталь відноситься до класу «валів». Її поверхня складається з поверхонь обертання і торцевих поверхонь, що не вимагають складних форм заготовки. Деталь простої форми. Для обробки деталі не потрібні спеціальні пристосування, спеціальні ріжучі і вимірювальні інструменти. Деталь достатньо проста і жорстка. Всі поверхні для обробки доступні. За якісною оцінкою деталь можна вважати технологічною.

 

1.1.2 Кількісна  оцінка технологічності

По коефіцієнту уніфікації

 

          (1.1)

 

де  Qу.э. – кількість уніфікованих елементів;

Qэ. – загальна кількість елементів деталі.

 

Квалітет точності більшості розмірів поверхонь не перевищує 6-го, по точності деталь так само технологічна. Виготовлена деталь не вимагає доводочних операцій, по шорсткості деталь технологічна.

Висновок: на підставі якісної і кількісної оцінок, вважаємо, що деталь технологічна.

 

 

1.2 Хімічний  склад і механічні властивості

 

Матеріал деталі Сталь 40Х  - ГОСТ 4543-71

 

Таблиця 1.1 – Хімічний склад сталі

У відсотках

З	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
			Не більш
0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,30	0,035	0,035	0,30	0,25	0,08

 

 

Таблиця 1.2 - Механічні властивості сталі.

Твердість по Брінеллю, НВ	Прибудова міцності при розтягуванні, кг·с/мм2(МПа)	Прибудова міцності при вигині, кг·с/мм2(МПа)	Відносне подовження д %	Відносне звуження Ш %
Не більш 212-218	65,5(655)	49(490)	16-17	4,5

 

 

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Визначення  типу виробництва

 

Тип виробництва визначається виходячи з кількості деталей підлягаючих обробці N, і маси  деталі mдет.

В даному випадку тип виробництва середньосерійний. Оскільки виробництво серійне, слід визначити партію запуску деталей. Величину партії обчислюємо по формулі

         (2.1)

 

де nзап – величина запуску партії деталей, шт.;

N – річний об'єм випуску, шт.;

Рд – число робочих днів в році;

q – необхідний запас деталей на складі (від 4.8 днів).

 

шт.

 

Приймаємо n=5шт.

Дрібносерійне виробництво характеризується обмеженою номенклатурою виробів, що виготовляються партіями, що періодично повторюються, і порівняльно великим об'ємом випуску. На підприємстві серійного виробництва значну частину устаткування складають універсальні верстати, верстати з ЧПУ оснащені як спеціальним, так і універсально-налагоджувальним (УНП) і універсально складальним (УСП) пристосуваннями, що дозволяє понизити трудомісткість і здешевити виробництво.

 

 

2.2 Вибір  виду і методу отримання заготовки.  

 

Для виготовлення даної деталі можна застосувати два варіанти заготовки:

- гарячекатаний  прокат звичайної точності круглого  перетину;

- штампування  одержане на пресі.

2.2.1  Гарячекатаний прокат круглого  перетину

Визначаємо коефіцієнт використовування матеріалу

         (2.2)

де  mд. – маса деталі, кг;

mз. – маса заготовки, кг;

      (2.3)

 

де  V – об'їм заготовки, см3;

η – матеріалу заготовки, г/см3(η = 7,850 г/см3)

     (2.4)

 

де  D – діаметр заготовки з прокату, мм (D = 60 мм);

l – довжина заготовки з прокату, мм (l = 296мм).

 

 

 

 

 

2.2.2 Визначаємо  техніко-економічні показники штампованої заготовки

Визначаємо коефіцієнт використовування матеріалу по формулі (2.2)

Визначаємо масу заготовки по формулі (2.3)

Рисунок 2.1 – Ескіз штампованої заготовки

Для цього знаходимо об'єм заготовки:

 

V=V1+V2+V3;

 

 cм3 см3

см3

 

 

Об'єм заготовки

 

V=164,5+502,4+122,6=789,5см3

 

Знаходимо масу

 

Приймаємо втрату металу на чад і облой 10-15%, визначаємо масу матеріалу для отримання штампованої заготовки.

 

 

Таблиця 2.1

Вид заготовки	Маса заготовки, mз	Коефіцієнт використання матеріалу, Кв.м.
гарячекатаний прокат	6,56	0,7
штампування одержане на пресі.	6,95	0,66

 

Висновок: в результаті проведення техніко-економічних розрахунків, що заготовка, одержана з прокату., має більш високий коефіцієнт використовування матеріалу, ніж штампована заготовка

 

 

2.3 Вибір і обґрунтовування баз

 

Виходячи з призначення деталі і пропонованого технологічного процесу, проводимо вибір і обґрунтовування баз.

Як чистова база для виготовлення деталі доцільно використовувати вісь деталі (центрові отвори) і торець, оскільки ці конструктивні елементи деталі є вимірювальною базою, таким чином, дотримується принцип поєднання баз.

 чорнова база  на фрезерно-центруючій операції, в якій створюватиметься чистова  технологічна база, приймаємо дві  зовнішні циліндрові поверхні Ç81,56мм з фіксацією по торцю.

Для осьової фіксації використовуватиметься один з крайніх торців заготовки, розташований при установці на верстаті зліва.

Ця база використовується на більшості технологічних операцій, отже, дотримується принцип постійності баз.

 

 

2.4 Складання  технологічного маршруту обробки.

 

В основу розробки технологічного процесу виготовлення деталі лягли робоче креслення деталі, технологічні вимоги на її виготовлення, каталоги верстатів, пристосувань і інструменту.

 

Таблиця 2.1 - Техпроцес, що розробляється

№ операції	Найменування операції	Устаткування
003	Відрізна	8А660
005	Фрезерно-центруюча	2К942
010	Термообробка. Поліпшення 255.302НВ	Електропіч
015	Токарна з ЧПУ	16К20Т1
020	Токарна з ЧПУ	16К20Т1
025	Токарна з ЧПУ	16К20Т1
030	Токарно-револьверна	1П365
035	Свердлувальна	2Н125
040	Круглошліфувальна	3М151
045	Круглошліфувальна	3М151
050	Контрольна

 

Складений технологічний маршрут обробки деталі і вибране устаткування (вживання верстатів з ЧПУ) відповідають умовам серійного виробництва.

 

 

2.5. Розрахунок операційних припусків

2.5.1 Розрахунок операційних припусків табличним методом.

 

Таблиця 2..2  - Операційні припуски.

Послідовність обробки	Поле допуску	Шорсткість Ra, мкм	Припуск на діаметр	Операційні розміри з допусками
Заданий розмір				55к6
Шліфування	к6	1,25	0,5	55к6
Чистове точіння	h9	2,5	1,0	55,5h9
Чорнове точіння	h11	6,3	3,5	56,5h11
Прокат	2 кл.	50	5	60

 

Чорнове точіння проводимо на верстаті з ЧПУ 16К20Т1 у паводковому патроні з плаваючим центром і центром, що обертається; на круглошліфувальному верстаті – в двох жорстких центрах з повідцем.

 

2.5.2 Розрахунок операційних припусків аналітичним методом.

2.5.2.1. Визначення мінімальних припусків

        Мінімальні припуски визначаються  по формулі:

 

,

де - висота нерівностей профілю на попередньому переході;

- глибина дефективного  поверхневого шару на попередньому  переході;

- сумарне відхилення  розташування поверхні з попереднього  переходу.

 

,

де - сумарне відхилення розташовує поверхні заготовки

- погрішність, унаслідок  зсуву половин штампів, по табл.18, стр.187[2]

- погрішність  унаслідок викривлення, по табл.16, стор.186[2]

 

- погрішність  зацентровування заготовки.

    Просторову погрішність на решті переходів  знайдемо з умови, що коефіцієнти уточнення на чистових і чорнових переходах рівні відповідно:

 

 Тоді          ;

;

;

 

.

    Проводимо  розрахунок мінімальних припусків  по переходах: