Разработка технологического процесса изготовления детали «Корпус» А.ЗКП 010.04.00.00.000СБ

 

2РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

 

2.1 Выбор действующего  технологического процесса

 

2.1.1 Действующий  технологический процесс механической  обработки детали. Представим действующий технологический процесс в виде таблицы 8

Таблица 8 – Действующий технологический процесс механической обработки детали Корпус А.ЗКП 010.04.00.000 СБ

№ Оп.	Наименование и краткое содержание операции	Формула расчёта и расчёт машинного времени	i	Тм	φк		Тш.к
				мин
1	2	3	4	5		6
005	Горизонтально-фрезерная
А	Фрезеровать торцы 1,2 , выдерживая размеры 630±3	Тм=0,00666×l=0,00666×284=1,89	4	7,56		1,84	13,91
Б	Фрезеровать торец 3 выдерживая размер 710±2	Тм=0,00666×l=0,00666×110=0,73	2	1,46			2,7
	Итого			9,02			16,61
010	Токарно-каресельная
А	Подрезать торец горловины, выдерживая размер 695.	Тм=0,0000224×D2∙i=0,0000224×4502×4=19,44	4	19,44		1,98	38,49
1	Точить наружную поверхность  горловины, выдерживая размеры ø450(-0,63), 70±1.	Тм=0,000075×D×l∙=0,000075×450×70=2,36	1	2,36			4,6
2	Точить фаску 3±0,5х45°±2
3	Расточить отв. в горловине  ø242, выдерживая размер 365	Тм=0,00018×D×l=0,00018×242×365×10=159	10	159			314,80
4	Расточить отв. ø250(+0,29), выдерживая размеры 215(+2), 45°±2°	Тм=0,00018×D×l=0,00018×250×215×4=38,7	4	38,7			76,62
5	Расточить отв. ø252(+0,21), выдерживая размер 60(-0,62).	Тм=0,000018×D×l=0,00018×252×60×1=2,72	1	2,72			5,38
6	Расточить отв. Ø300(+0,21), выдерживая размер 8(+0,18).	Тм=0,000018×D×l=0,00018×300×8×5=2,16	5	2,16			4,2
7	Расточить канавку 20(+0,5),  36(+0,5),R1(+0.5)x2	Тм=0,000018×D×l=0,00018×292×36×10=18,92	10	18,92			37,46
8	Расточить фаску 5±0,5x15°±2°
9	Расточить 2 фаски  1±0,5x45°±2°
Итого по операции∑				(243,28)			481,55
015	Горизонтально-расточная
А	Расточить отв. в патрубках  до ø150*	Тм=0,000018×D×l=0,00018×150×315×9=76,5	9	76,5		3,25	248,7
1	Выполнить расточку под седло  ø170(+0,4), выдерживая размеры 19±1,45°±2°	Тм=0,000018×D×l=0,00018×170×19×4=76,5	4	2,32			7,55
2	Выполнить расточку под седло  ø190(+0,85)	Тм=0,000018×D×l=0,00018×190×33×4=76,5	4	4,5			14,67
3	Точить R130 на размере 155		7	17,5			56,87
4	Расточить с разворотом стола 4 фаски 1,5±0,5х45°±2°
5	Точить наружную поверхность  левого патрубка, выдерживая размеры  ø272(-0,52),40(+3),R3(±0,5),45°±2°.	Тм=0,000075×D×l∙=0,000075×272×40×4=2,36	4	3,26			10,6
6	Расточить отв. ø203(+0,72), выдерживая размеры	Тм=0,000018×D×l=0,00018×203×20×5=76,5	5	3,65			11,18
7	Расточить отв. ø198 до ø150*, выдерживая угол 9°30’(+30’)	Тм=0,000018×D-d×l=0,00018×198-150×20×10=12,3	10	12,3			40,15
8	Расточить на левом патрубке фаску 10х15°±2°
Б	Повернуть стол на 180о
1	Расточить отв. в патрубках  до ø150*	Тм=0,000018×D×l=0,00018×150×315×9=76,5	9	76,5		3,25	248,7
2	Выполнить расточку под седло  ø170(+0,4), выдерживая размеры 19±1,45°±2°	Тм=0,000018×D×l=0,00018×170×19×4=76,5	4	2,32			7,55
3	Выполнить расточку под седло  ø190(+0,85)	Тм=0,000018×D×l=0,00018×190×33×4=76,5	4	4,5			14,67
4	Точить R130 на размере 155		7	17,5			56,87
5	Расточить с разворотом стола 4 фаски 1,5±0,5х45°±2°
6	Точить наружную поверхность  правого патрубка, выдерживая размеры  ø272(-0,52),40(+3),R3(±0,5),45°±2°.	Тм=0,000075×D×l∙=0,000075×272×40×4=2,36	4	3,26			10,6
7	Расточить отв. ø203(+0,72), выдерживая размеры	Тм=0,000018×D×l=0,00018×203×20×5=76,5	5	3,65			11,18
8	Расточить отв. ø198 до ø150*, выдерживая угол 9°30’(+30’)	Тм=0,000018×D-d×l=0,00018×198-150×20×10=12,3	10	12,3			40,15
9	Расточить на правом патрубке фаску 10х15°±2°
Итого по операции∑				240			780,1
020	Горизонтально - расточная
А	Сверлить в торце горловины 4 отв. ø26,3(+0,62) на окружности ø352(±0,5) под  резьбу М30-7Н, выдерживая размеры 158±0,5 на глубину 55±4	Тм=0,000056×D×l∙=0,00056×26,3×55×4=3,24	1	3,24		3,25	10,53
1	Зенковать фаски в 4-ех отверстиях 3±0,5х120°(-10°)	Тм=0,000021×D×l∙=0,00021×26,3×3×4=0,06	4	0,06		3,25	0,195
2	Нарезать резьбу М30-7Н  в 4-ех отверстиях на глубину 38(+4,75)	Тм=0,0000278×D×l∙=0,000278×30×38×4=1,26	1	1,26		3,25	4
3	Сверлить отв. ø17,3(+0,5) под  резьбу М20-7Н	Тм=0,0000278×D×l∙=0,000278×17,3×75×4=0,36	1	0,36		3,25	1,17
4	Цековать отв., выдерживая размеры ø40±5мм,4мм	Тм=0,000018×D×l=0,00018×40×4=0,028	1	0,028		3,25	0,019
5	Зенковать фаску 1±0,5х120°(-10°)	Тм=0,000021×D×l∙=0,00021×17,3×1=0,036	1	0,036		3,25	0,11
6	Нарезать резьбу М20-7Н  на глубину 25(+3,75)	Тм=0,0000278×D×l∙=0,000278×20×25×4=0,135	1	0,135		3,25	0,43
Итого по операции ∑				5,11			16,63
Итого по ТП ∑				497,41			1294,89

 

 

2.1.2 Анализ действующего технологического процесса.

Первый вариант технологического процесса механической обработки детали ”Корпус” АЗКП 010.04.00.000 СБ разработан для условий единичного производства, в котором в качестве заготовки используется литье в песчано-глинистые формы. Заготовка в условиях базового предприятия ЗАО НПО “ИМПУЛЬС” обрабатывается на универсальных станках и станках ЧПУ, что соответствует мелкосерийному производству. В действующем на предприятии технологическом процессе верно использованы черновые и чистовые базы (проточка ø252Н10; поверхность в основании 100; поверхность патрубков 630;) соблюдается принцип постоянства и совмещения баз,т.к при растачивании отверстий ø252Н10;ø300Н10; ø250Н11;ø242 ведется за один установ и используются заранее обработанные базовые поверхности, что снижает погрешность базирования на этой операции до минимума. Последовательность обработки обеспечивает достижение требуемой точности, как по базовому отверстию Ǿ252Н10, так и по другим отверстиям. Параметры оборудования соответствуют требованиям технологических операций и обеспечивают заданную чертежом точность. В технологическом процессе используется универсальное технологическое оборудование, в основном универсальный режущий, мерительный инструмент и приспособления, что соответствует условиям мелкосерийного производства. Степень концентрации расточной, токарной операций очень высокая, дает значительную трудоемкость механической обработки и может быть оправдана серийностью производства, в условиях которого выполняется изготовление детали ”Корпус” А.ЗКП 010.04.00.000 СБ.

Но применение станков  с ЧПУ в условиях мелкосерийного производства позволяет увеличить  производительность труда, сократить  сроки подготовки производства на 50 – 70 %, снизить себестоимость продукции  в сравнении с использованием универсального оборудования.

Для условий заданного  в проекте массового производства требуется пересмотр содержания технологических операций и метода получения заготовки.

2.2 Выбор исходной  заготовки и методы его изготовления

2.2.1 Выбор заготовки  детали. Актуальность проблем металло- и энергопотребления возрастает, по мере того как иссякают мировые ресурсы. Сегодня нужны технологии, уменьшающие затраты материала и энергии на единицу производимой продукции, снижающие затраты энергии на работу созданной машины, например за счет снижения ее массы,повышающие долговечность изделий благодаря улучшению характеристик материала из которого они изготовлены.

Ресурсосбережение является насущной проблемой машиностроения. При этом без поднятия технологического уровня его основной базы – литейного  производства, невозможно возродить  производство машин и механизмов на современном мировом уровне.

От общего объема производства в России заготовок около 45% приходится на литье, 35% – на заготовки из проката, поковок и горячих штамповок, остальное – на холодноштампованные детали и конструкции, а (коэффициент использования материала) КИМ литых заготовок составляет 0,4 – 0,42, из проката – 0,35 – 0,38, из поковок – 0,24-0,35[3].

Из приведенных цифр ясно, что литье является наиболее предпочтительным способом получения точных заготовок, особенно сложной конфигурации.

Однако большое количество деталей в машиностроении изготавливают  из проката, поковок, и горячештампованных заготовок из за того, что металл отливок полученный при гравитационной заливке в форму и кристаллизацией в ней под атмосферным давлением, имеющий более низкие механические свойства по сравнению с кованным и прокатом, не обеспечивает в отдельных случаях эксплуатационных требований к изделию.

Из сравнительного анализа  механических свойств литого металла  и деформированного следует, что  литой металл, уступает деформированному на 10 – 80% по прочности и до 2,5 раз – по пластичности.

Учитывая, что литьем можно  получать точные заготовки с К_им до 0,95, т.е. в несколько раз более высоким, чем у заготовок из проката и поковок поднятие уровня механических свойств литого металла до уровня свойств деформированного металла позволило бы решить важную проблему машиностроения.

Более низкие механические свойства литого металла по сравнению  с деформированным, обусловлены 3-мя факторами:

- пористостью,

- химической неоднородностью,

- крупным первичным зерном.

Устранение этих факторов, приведет к новому качеству литого металла.

Повышение механических свойств  металла отливок до уровня поковок  и проката позволило бы:

- уменьшить вес отливок  за счет уменьшения толщин  их стенок и соответственно  снизить вес машин и механизмов,

- заменить заготовки из  деформированного металла с повышением  КИМ не менее чем в 2 раза,

- заменить сварные конструкции  на литье.

Перевод изготовления деталей  из проката с низким коэффициентом  использования материала (КИМ) на литье  позволяет снизить трудоемкость механической обработки. При этом отпадает необходимость восстановления парка  кузнечнопрессового оборудования, который  с 1996 года сократился на 70% и упрощается вопрос возрождения станкостроения из-за сокращения объема работ механообработки.

Произведем выбор метода получения заготовки, исходя из конфигурации детали, марки материала детали и  вида его поставки: отливка в песчано-глинястые формы. Этот способ экономически целесообразен при любом характере производства, для отливок любых литейных материалов, массы, конфигурации игабаритов. В песчаных формах можно получить отливки массой от нескольких граммов до сотен тонн. Отливки имеют равномерную структуру.

На точность размеров и качество поверхности отливок  оказывают влияние характер производства, материалы моделей и составы  формовочных смесей.

К недостаткам литья  в песчаные формы относятся: большой  расход металла и формовочных  материалов, большие припуски на механическую обработку (примерно 15 – 25 % от массы  отливки превращается в стружку), значительное количество брака (пригар, засоры, ужимины, горячие трещины, газовые раковины, пористость ([24] с. 436).

Литье в металлические  формы является одним из прогрессивных  способов получения отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой от нескольких граммов до десятков тонн.

Сущность процесса заключается  в многократном применении металлической  формы, изготовленной из серого чугуна, реже из стали. Полости в отливках получают при помощи металлических  или песчаных стержней, которые соответственно извлекают из отливки или разрушают  после ее отвердевания и охлаждения до заданной температуры.

Технические и технологические  преимущества литья в металлические  формы по сравнению с литьем в  песчано-глинистые смеси:

- многократное использование  форм;

- повышение точности размеров  отливок, уменьшение шероховатости  поверхностей, что позволяет в  два-три раза снизить припуск  на механическую обработку, а  иногда и отказаться от нее;

- увеличение выхода годного  до 75…95%;

- улучшение структуры  металла отливок (мелкозернистость) и повышение его механических свойств на 15…30%;

- исключение трудоемких  операций формовки, сборки и выбивки  форм;

- лучшие условия для  механизации и автоматизации  технологического процесса;

- увеличение удельного  съема продукции с производственной  площади, снижение себестоимости  отливок.

Недостатки литья в  металлические формы:

- трудность получения  отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо применять стержни и вставки;

- снижение жидкотекучести металла, затрудняющее получение тонкостенных и протяженных отливок;

- появление в отливках  литейных дефектов (коробления, трещин, газовой пористости), так как форма  неподатливая и газонепроницаемая;

- высокая стоимость формы,  сложность и длительность ее  изготовления.

2.2.2 Расчет массы  заготовки. Прежде чем рассчитать массу заготовки, определяем ее размеры

Таблица 9-Определение размеров заготовки-отливки(литье в кокиль)

Наименование  поверхности	Размеры детали, мм	Класс точности размера и масс		Ряды  припусков		Допуск, мм		Припуск, мм	Расчет  припуска, мм	Размеры загатовки с допусками	ГОСТ
		Табл.	Прин.	Табл.	Прин.	мм	±
Наружные	695	7т-12	12	2-5	5	10	5	11	22	717±5	26645-88
	630					10	5	11	22	652±5
	450					9	4,5	14	28	478±4,5
Внутренние	242	7т-12	12	2-5	5	7	3,5	12	24	218±3,5	26645-88
	154					6,4	3,2	10	20	134±3,2
	365					8,0	4,0	8,5	17	348±4,0
	150					6,4	3,2	8,5	17	133±3,2
	255					8,0	4,0	8,5	17	238±4,0
	260					8,0	4,0	8,5	17	243±4,0