Технологический процесс изготовления детали


Содержание

 

Введение……………………………………………………………………….5

  1. Описание детали и анализ ее технологичности………………………..6
  2. 2. Анализ существующего технологического процесса детали…………10
  3. 3. Определение типа производства…………………………......................12
  4.  4. Выбор вида заготовки…………………………………………………...13
  5. 5. Выбор технологических баз……………………………………….….…16
  6. 6. Выбор технологического маршрута обработки детали, оборудования, оснастки…………………………………………………………………..…...18
  7. 7. Определение припусков на обработку и размеров заготовки…………26
  8. 8. Расчет режимов резания и норм времени……………………………….31
  9. 9. Расчет усилий зажима приспособления……………………………..….39

Заключение……………………………………………………………………41

Список используемых источников…………………………………………..42

 

Введение


Машиностроение  является одной из ведущих отраслей промышленности, т.е. в ней создаются средства труда, которые помогают ускорить развитие и совершенствование технологии строения.

Машиностроительная промышленность призвана выпускать системы и  комплексы машин,  оборудования и  приборов высшего технико – экономического уровня, обеспечивающие стремительные изменения технологий и организации производства, многократное повышение производительности труда, снижение материалоемкости, улучшение качества продукции, роста фондоотдачи оборудования. При подготовке производства к выпуску систем и комплексов машин ставится основное требование -  максимальное сокращение сроков подготовки производства и снижения себестоимости продукции. Новые станки по сравнению с устаревшими моделями являются более сложными и точными по конструкции, а по этому обеспечивающие повышение качества выпускаемых изделий.

Основной задачей при подготовке производства являются разработка и  внедрение новых прогрессивных  технологий и технологической оснастки.

Свой вклад в ускорение научно – технического прогресса и обновления станочного оборудования, приспособления, а так же наиболее экономического их использования в машиностроении призваны внести будущие инженеры и техники.

Данный проект отвечает указанным  требованиям в части разработке прогрессивной технологии обработки детали, применение более совершенных станков и многоместностной оснастки, выбора оптимальных технологических баз, выбора наиболее экономичных видов заготовки, сокращение и совмещение технологических операций и соответственно сокращения общего времени по изготовлению детали.

 


  1. Описание детали и анализ её технологичности

 

Деталь «Втулка» относится к классу «Тела вращения», подклассу «Валы». Деталь представляет собой трехступенчатое цилиндрическое тело. Имеется центральное гладкое сквозное отверстие, которое обработано с двух сторон фасками.

На одной из ступени имеется  резьбовая поверхность м12x0,75h6 и кольцевая канавка, на второй ступени также проточена кольцевая канавка. Ступень максимального диаметра имеет две лыски.

Самая чистая поверхность – это центральное сквозное отверстие Ø8,024 H7 – и фаска 6 класс. А самая точная поверхность наружный диаметр Ø12 h8.

Все поверхности детали открыты  для обработки, следовательно, деталь технологична по форме.

Характеристика материала

Деталь «Втулка» изготовлена из латуни ЛС – 59 – 1 ГОСТ 2060 – 90 медно цинковый сплав латуни обладает высокими механическими, технологическими и коррозионными свойствами, широко применяется в промышленности. Этот сплав хорошо деформируется в горячем состоянии и обладает литейными свойствами.

Таблица 1 – Химический состав

Марка латуни

Массовая доля компонента (остальное  цинк)

медь

свинец

ЛС 59 – 1л

59 %

1 %


 

 


Таблица 2 – Механические свойства

Свойства

Марка сплава ЛС 59 - 1

НВ в кГ/мм2

 

Мягкой 

90

Твердой

140

Коэффициент линейного расширения α х 10-6 10С

20,6

Обрабатываемость резанием по сравнению  с ЛС 63 – 3 в %

80


 

Количественный анализ технологичности

а)

Таблица 3

Типоразмер

Показатель унификации

Базовый коэффициент унификации:

 

По коэффициенту унификации элементов  деталь «Втулка» технологична.

Ø9

+

Ø10

+

Ø8

+

R0,5

+

Ø12

+

1,2

+

M12

+

3

+

4

+

0,5

—

R0,5

+

0,5

—

R0,5

+

11

+

20

+

23

+


 

б) Рассчитываем коэффициент точности:

где число размеров детали точностью соответственно по 1 … 17 квалитетами.

Таблица 4.

Типоразмер 

Квалитет размера детали

11 кв. – 2 типоразмер, 7 кв. – 1, 8 кв. – 1, 6 кв. – 1, 12 кв. – 1, 14 кв. –  10

Ø9

11

Ø10

11

Ø8

7

R0,5

8

Ø12

1

M12

6

1,2

12

3

14

4

14

0,5

14

0,5

14

20

14

23

14

R0,5

14

R0,5

14

R0,5

14


 

  следовательно  . По коэффициенту точности деталь технологична.

в) Рассчитываем коэффициент шероховатости: 

Для определения средней шероховатости поверхностей детали пронумеруем все поверхности и составим таблицу для удобства расчетов.

Таблица 5

№ поверхности детали

Параметр шероховатости

Класс шероховатости

9 поверхностей имеют 6 класс  шероховатости, 1 пов. – 5 кл., 1 пов. – 7 кл., 9 пов. – 6 кл.

1

Ra 1,25

6

2

Ra1,6

6

3

Ra1,6

6

4

Ra1,6

6

5

Ra3,2

5

6

Ra1,6

6

7

Ra1,6

6

8

Ra1,2

7

9

Ra1,6

6

10

Ra1,6

6

11

Ra1,6

6


 

где количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению параметров Rа или R2.

Результаты рассчитанных показателей лежат в рекомендованных  пределах статистических данных, поэтому  деталь технологична по дополнительным показателям технологичности конструкции.

 


  1. Анализ существующего технологического процесса детали

Анализ заводского технологического процесса выполняется для выявления его положительных и отрицательных сторон, чтобы учесть их при разработке нового технологического процесса механической обработки заданной детали.

Таблица 6

№ операции

Наименование операции

Оборудование 

Тшт (мин)

005

Ножовочная отрезная

H – 1

3,5


Только механические операции

Таблица 7

№ операции

Наименование операции

Оборудование 

Тшт (мин)

005

Заготовительная

ТВ – 320

0,18

010

Токарная

ТВ – 320

5,4

015

Токарная

ТВ – 320

6

020

Токарная

ТВ – 320

3

025

Токарная

ТВ – 320

3,6

030

Токарная

ТВ – 320

1,8

035

Токарная

ТВ – 320

3,6

040

Фрезерная

ОФ – 55

4,8


 

Базовый технологический  процесс состоит из 13 операций, в  которые входят:

8 – механических операций;

2 – контрольные операции;

1 – слесарная операция;

1 – промывочная операция;

1 – химическое никелирование.

Существующий технологический  процесс разработан по принципу дифференциации, так как технологический процесс  расчленен на элементарные операции с примерно одинаковым временем их выполнения, т.е. на каждом станке выполняются отдельные операции.


В базовом технологическом процессе используются универсальные устаревшие металлорежущие станки, поэтому в  связи с износом станков, считается точность обработки. На токарных станках используются универсальные трёхкулачковые патроны.

В технологическом процессе используются универсальные режущие инструменты:

  • Резец отрезной;
  • Резец подрезной;
  • Сверло центровочное ГОСТ 14952 – 75;
  • Сверло ГОСТ 10902 – 77;
  • Резец расточный;
  • Зеновка;
  • Резец проходной;
  • Резец резьбовой ГОСТ 18876 – 73;
  • Фреза концевая ГОСТ 17025 – 71.

Для контроля размеров применяются  измерительные инструменты.

Универсальные:

  • Штангенциркуль ШЦ I – 125 – 0,1 ГОСТ 166 – 80;
  • Микроскоп dМ 100x50, А ГОСТ 8074 – 82;
  • Микрометр МК 25 – 1.

Специальные:

−  Колибр – скоба 

Ø10,8 – 0,22

8113 0101

ГОСТ 18362 - 73

−  Колибр – скоба 

Ø9 hH(-0,1)

8102 – 0221

ГОСТ 18360 - 73

− Колибр – пробка

Ø8,024+ 0,016

8133 – 0919

ГОСТ 14810 - 69

− Колибр – скоба

Ø10 hH(-0,1)

8102 – 0223

ГОСТ 18360 - 73

−  Колибр – кольцо резьбовое

М12x0,75 h6

ГОСТ 17763 - 72


Универсальные:

  • Скоба рычажная Ср – 25 ГОСТ 11098 – 82;
  • Фаскомер 8400 – 1972.

Использование специального мерительного инструмента сокращает вспомогательное время на контроль и увеличивает время обработки детали. 


  1. Определение типа производства

По заданию тип производства среднесерийный. Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой  изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. Коэффициентами закрепления операций – это отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих мест. Для среднесерийного производства – 10 … 20.

На предприятиях среднесерийного  производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальным, так  и универсально – наладочными (УНП) и универсально – сборными (УСП) приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

 Представляется также  возможным располагать оборудование  в последовательность технологического  процесса для одной или нескольких  деталей, требующих одинакового  порядка обработки, с соблюдением  принципов взаимозаменяемости при обработке. При небольшой трудоемкости обработки или недостаточно большой программе выпуска изделий целесообразно обрабатывать заготовка партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной операции производить обработку этой партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласуют.

Заготовки во время работы хранятся у станков, а затем транспортируют целой партией.

В среднесерийном производстве применяют также переменно – поточную форму организации работ. Здесь оборудование также располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят  партиями, при чем заготовки каждой партии могут несколько отличаться размерами, или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании

 

  1. Выбор вида заготовки

В базовом  технологическом процессе заготовка  является прокат. Заготовка по форме  соответствует форме детали. Так  как на детали имеется центральное  сквозное отверстие, много металла  уходит в стружку. Материал заготовки ЛС 59 – 1 ГОСТ 2060 – 90 обладает способностью пластичности деформирования. Предлагаю рассмотреть заготовку штамповку.

Технико – экономические  расчеты выбора заготовок

I вариант

Заготовка прокат (по заводу)

Определим себестоимость заготовки проката: 

где − себестоимость 1 кг. проката в зависиомости от материала (по заводу).

Определим коэффициент использования  материала:

II вариант

Заготовка штамповка

Определим себестоимость заготовки штамповки: .

Определим коэффициент использования  материала:

Таблица 8

Вид заготовки

Стоимость заготовки, руб.

1 кг.

1 шт.

Прокат

0,01

0,06

0,16

103

6,18

Штамповка

0,01

0,04

0,25

480

19,2


 

Расчет себестоимость заготовки показал, что заготовка из проката дешевле заготовки из штамповки. Выбираем заготовку из проката.


 

 

 


Сконструируем заготовку из проката.

По чертежу диметр заготовки  механической обработки не подлежит, оставляем диаметр без изменения.

Таблица  9

Длина детали, мм

Шероховатость

Общий припуск,

Длина заготовки, мм

Допуск на длину, мм

23

40

2∙2=4

27


 

 


Шероховатость наружной поверхности прутка определяем учитывая, что диаметр dзач.=17 [Косилова 1 том, табл. 2, стр. 180], а прокат повышенной точности принимаем Rz 80.

Шероховатость на торцах детали после  отрезки принимаем Rz 40.

 

  1. Выбор технологических баз

В детали «Втулка» конструкторской  базой является центральное сквозное отверстие Ø8 h7, так как эта поверхность определяет положение детали в изделии.

Операция 005 – заготовительная. В этой операции пруток разделен на штучные заготовки. Технологической базой является необработанная поверхность прутка.

Операция 010 – токарная. В этой операции подрезали торец 8, точили диаметр 11; 6 и отрезали деталь в размер 23,5 мм. Технологической базой является необработанная поверхность 1 и торец 2.

Операция 015 – токарная. В этой операции подрезали торец 2, центруется, сверлится и растачивается отверстие 3. Технологической базой является торец 8 и поверхность 6.

Операция 020 – токарная. В этой операции точили диаметр 11. Технологической базой является цилиндрическая поверхность 6 и торец 8.

Операция 025 – токарная. В этой операции точили конус 12, канавку 4. Технологической базой является поверхность 1 и торец 2.

Операция 030 – токарная. В этой операции точили канавку 7. Технологической базой является цилиндрическая поверхность 1 и торец 2.

Операция 035 – токарная. В этой операции нарезают резьбу 5. Технологической базой является поверхность 1 и торец 2.

Операция 040 –фрезерная. В этой операции фрезеровали лыски 9 и 10. Технологической базой является поверхность 6 и торец 8.

В существующем технологическом процессе принцип постоянства баз соблюдается в операциях 010, 025, 030, 035, в этих операциях базой является наружная цилиндрическая поверхность 1 и торец 2.


 

 


  1. Выбор технологического маршрута обработки детали, оборудования, оснастки

Для выявления объема и последовательности механической обработки поверхности детали воспользуемся анализом заводского технологического процесса(пункт 2), принимаем его за основу и составляем таблицу данных обрабатываемых поверхностей детали, согласно рисунку

 

 

 


Таблица 10

№ п/п

Данные обрабатываемой поверхности

Методы обрабатки

Наименование и форма поверхности

Основные

Квал. точности

Поран. Rz шерох.

1

Торец, плоская поверхность

l = 23

Js = 14

1,6

Однократное точение

2

Наружная цилиндрическая поверхность

Ø12

h8

1,6

Двухкратное точение

   

Ø10

h11

1,6

Однократное точение

3

Наружная резьбовая поверхность

М12x0,75

h6

3,2

1.Точить

2.Нарезать резьбу

4

Отверстие, внутренняя цилиндрическая поверхность

Ø8,024

h7

1,25

1.Центровать

2.Сверлить 

3.Растачивание черновое

4. Растачивание тонкое

5.

Лыска, плоская поверхность

l =14

h12

1,6

Фрезерование 


 

Усовершенствованный технологический  процесс механической обработки  детали выполняют в следующей  последовательности:

1Е 125 П токарно – револьверный  автомат

Наибольший диаметр обрабатываемой детали 29 мм.

Наибольшая длина обрабатываемой детали 109 мм.

Наибольшая длина обрабатываемого  прутка 300 мм.

 

Количество суппортов:

  • Вертикальных – 2;
  • Поперечных – 2;
  • Револьверных – 1.


Ремонтная сложность  механическая 18,5. Габариты 20160 x 1000 x 1665 мм.

Количество гнезд для инструмента в револьверной головке 8.

Частота вращения:

        • Левого от 120 – 4000 об/мин.
        • Правого от 63 – 500 об/мин.

Мощность электродвигателя 4,0 кВт.

Наибольшее нарезание резьбы плашкой М 18 x 2,5.

Операция 005 – Заготовительная

На данной операции я заменяю токарный станок ТВ – 320 на абразивно – отрезной 8В220, так как он удовлетворяет техническим требованиям. На этом станке я отрезаю заготовку от прутка l = 1500 мм.

Техническая характеристика

8В220 Абразивно – отрезной станок

Размеры абразивного круга:

– диаметр 200 мм.

– высота 1 – 4 м.

Наибольшие размеры разрезаемого материала: круглого прутка 25 мм.

Длина отрезной заготовки: по упору 30 – 250 мм.

Частота вращения шпинделя 3560 – 9130 об/мин.

Мощность электродвигателя 4,0 кВт.

Габаритные размеры:

        • Длина 935 мм.
        • Ширина 500 мм.
        • Высота 630 мм.
        • Масса 180 кг.


Операция 010 – Токарная

На данной операции я заменяю  абразивно – отрезной 8В220 на станок 1Е125П, так как он удовлетворяет техническим требованиям.

Пер.1 Подрезать торец «как чисто»

  

Пер.2

Точить Ø14 под резьбу Ø11,88-0,99 в размер 20+0,4 h14 Резец подрезной 2112 – 0013 ВК6 ГОСТ 18880 – 73

Микрометр МК 25 – 1 ГОСТ 6507 – 78;

Штангенциркуль ШЦ I – 125 – 0,1 ГОСТ 166 – 80

Пер.3

Точить выдерживая размер

Резец подрезной 2112 – 0013 ВК6 ГОСТ 18880 – 73

Микрометр МК 25 – 1 ГОСТ 6507 – 78;

Штангенглубомер ШГ – 160 – 0,05 ГОСТ 162 – 80

Пер.4

Подрезать торец в размере  23-0,52 Центровать деталь;

Сверлить отверстие Ø7

Калибр – пробка  Ø7

ГОСТ 14810 – 69

Сверло центровочное Ø2

ГОСТ 14952 – 75

Сверло Ø7 ГОСТ 10902 – 77

Пер.5 Расточить отверстие Ø8,024

Резец расточной 2140 – 0002

ВК6 ГОСТ 18882 – 73

Калибр – пробка Ø8

ГОСТ 14810 – 69

Пер.6 Точить диаметр Ø12 h8(-0,025) выдерживая размер 1,2 h12(-0,12)

Резец подрезной 2112 – 0013 ВК6 ГОСТ 18880 – 73

 

Скоба рычажная СР – 25

ГОСТ 11088 – 82

Микрометр МК 25–1

ГОСТ 6507 – 78


Пер.7 Снять фаску  и R3

Резец проходной 2101 – 0005

ВК6 ГОСТ 188879 – 73

Фаскомер 8900  – 1972

Пер.8 Точить конус , выдерживая размер

 

Резец проходной 101 – 0005

ВК6 ГОСТ 188879 – 73

Микроскоп ИМ 100 x 50

ГОСТ 8074 – 82


 

Пер.9 Точить канавку 1,6 , выдерживая размеры

 

Резец отрезной специальный

Калибр – скоба Ø10,8

ГОСТ 18362 – 73

Микроскоп ИМ 100 x 50

Штангенциркуль ШЦ I – 125 – 0,1 ГОСТ 166 – 80

Пер.10 Точить канавку , выдерживая размеры

 

Резец отрезной специальный  Калибр – скоба Ø9

ГОСТ 18360 – 73

Микроскоп ИМ 100 x 50

ГОСТ 8074 – 82


 

Пер.11 Нарезать резьбу

 

Резец резьбовой 2660 – 05012

ГОСТ 18876 – 73

Калибр – кольцо резьбовое 

ГОСТ 17764 – 72

Пер.12 Отрезать деталь в размер 23,5+0,1 мм.

 

Резец отрезной 2130 – 0225 ВК6 ГОСТ 18884 – 73

Штангенциркуль ШЦ II – 160 – 0,05

ГОСТ 166 – 80


 

Операция 015 – Токарная

На данной операции я заменяю базовый токарный станок ТВ – 320 на станок 16Б04А.

Техническая характеристика

Число скоростей шпинделя   б/c.

Подача суппорта, мм/об(мм/мин):

    • Продольная 0,01 – 0,175;
    • Поперечная 0,005 – 0,09.

Мощность электродвигателя 1,1 кВт.

Габаритные размеры (без ЧПУ):

  • Длина 1310;
  • Ширина 690;
  • Высота 1360;
  • Масса 1245.


Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

    • Под стамеской 200 мм.
    • Под суппортом 115 мм.

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 350 мм.

Частота вращения шпинделя 320 – 3200 об/мм.

Пер.1 Притупить острые кромки, снять фаску   и


 

 


Операция 020 – Фрезерная(станок ОФ – 55)

Пер.1 Фрезеровать лыски в размер 14h12(-0,24)

 

Фреза дисковая 2240 – 0204

ГОСТ 28527 – 90

D = 63 мм. Z = 16 – число зубьев

Штангенциркуль ШЦ II – 160 – 0,05

ГОСТ 166 – 80