Разработка технологического процесса

 

Содержание

 

Введение                    3

1. Разработка технологического  процесса      4

1.1 Получения стальной  втулки (сталь 35ХГСА) с наружным  диаметром 60, внутренним диаметром  20мм, твердость поверхности 45 HRC            5

1.2 Пайка медного  провода                    13

Заключение                  14

Список литературы

 

Введение

 

Современное производство отмечается огромным количеством объектов производства, а также типов и  моделей металлорежущего оборудования, технологических методов и способов обработки, поэтому выбор наиболее выгодного варианта технологии изготовления изделия представляет собой сложную  задачу. Преимущественно затраты  времени на технологическую подготовку значительные по сравнению с тем  изготовление изделия, кроме того в  машиностроении наблюдается устойчивая тенденция сокращения сроков изготовления изделий, то есть современное машиностроение характеризуется повышением объемов  много номенклатурного производства, растут требования к производительности технологических систем. В предыдущий период высокая производительность достигалась в условиях массового  и крупносерийного производства за счет концентрации технологических  операций и процессов, при этом гибкость таких технологических систем была минимальной. В то же время в единичном  и мелкосерийном производстве применяют  металлорежущее оборудование, которое  обеспечивает высокую гибкость и  минимальную производительность. Важнейшей  конструкторско-технологической задачей  в машиностроении является создание технологических систем, обеспечивающих высокую производительность и гибкость, а также внедрения организационно-технологических  методов, которые уменьшают трудоемкость технологической подготовки производства. Такими технологическими системами  являются гибкие производственные системы. Важнейшим направлением в решении  поставленной задачи является искусственное  увеличение серийности выпуска различных  изделий за счет конструкторской  и технологической унификации, причем конструкторская унификация должна предшествовать технологической и  осуществляться как на этапе разработки изделия, так и в процессе его  отработки на технологичность.

1. Разработка технологического процесса в единичном производстве

 

Тип производства — это совокупность признаков, определяющих организационно-технологическую характеристику производственного процесса, осуществляемого  как на одном рабочем месте, так  и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода. Тип производства во многом предопределяет формы и  методы организации производственного  процесса. В основу классификации  типов производственных процессов  положены следующие факторы: номенклатура продукции, объем выпуска; степень  постоянства номенклатуры (т. е. характер повторяемости выпуска) и характер загрузки рабочих мест. По этим четырем  характеристикам различают три типа производственны процессов: единичные, серийные и массовые.

Тип производства оказывает решающее влияние на особенности  организации, управления и экономические  показатели предприятия. С повышением технической вооруженности труда  и ростом объема выпуска продукции  при переходе от единичного к серийному  и массовому типам производства уменьшается доля живого труда и возрастают расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования. Это ведет к снижению себестоимости продукции и изменению ее структуры.

Единичными производственными  процессами называют такие, при которых  в единичных экземплярах изготовляется  широкая номенклатура изделий либо неповторяющихся, либо повторяющихся  через неопределенные интервалы  времени. При этом на каждом рабочем месте выполняются весьма разнообразные деталеоперации (цехи единичного производства, опытные цехи).

Предприятия единичного производства выпускают весьма широкую номенклатуру продукции, не имеющей ритмичной повторяемости; здесь преобладают единичные производственные процессы.

 

1.1 Получения стальной втулки (сталь 35ХГСА) с наружным диаметром 60, внутренним диаметром 20мм, твердость поверхности 45 HRC

Учитывая тип производства (единичное), конструкцию детали, материал принимаем вид заготовки-прокат как наиболее дешевый метод получения  заготовки .

На заготовке получаемой этим методом, отсутствует облой, что снижает расход металла и ликвидирует дополнительную трудность по обработке облоя.

Горячекатаный прокат, круг ГОСТ 2590-88, Сталь 35ХГСА - Круг – 65 мм.

    36

 

1102.2010.412.00 ПЗ

 

Изм  Лист      № докум        Подп.     Дата

Химический состав стали 35ХГСА

Химический элемент	15   62.2010.412.00 ПЗ   Изм  Лист      № докум        Подп.     Дата %
Кремний (Si)	1.10-1.40
Марганец (Mn)	0.80-1.10
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni), не более	0.30
Сера (S), не более	0.025
Углерод (C)	0.32-0.39
Фосфор (P), не более	0.025
Хром (Cr)	1.10-1.40

 

Механические свойства стали 35ХГСА.

Термообработка, состояние  поставки	Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Изотермическая закалка  при 880°С в смеси калиевой и натриевой селитры, имеющей температуру 280-310°С, охлаждение на воздухе.

 

	Образцы	1270	1620	9	40	39
Поковки. Закалка. Отпуск.
КП 490	100-300	490	660	13	40	54	38   1102.2010.412.00 ПЗ   Изм  Лист      № докум        Подп.     Дата 212-248
КП 540	100-300	540	690	13	40	49	223-262
КП 590	<100	590	730	14	45	59	235-277
КП 640	<100	640	780	13	42	59	248-293

 

Механические свойства при  повышенных температурах.

t испытания,°C	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	HRCэ
Закалка 880°С, масло. Отпуск 500°С.
20	1200	1300	11	52	42
250		1260	12	57
400		1000	14	72
500		540	31	70

 

Механические свойства в  зависимости от температуры отпуска.

t отпуска,°С	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HRCэ
Закалка 880°С, масло
200	1570	1910	12	48	49	52
300	1550	1760	12	50	59	50
400	1420	1620	12	51	44	47
500	1180	1300	14	52	44	42
Изотермическая закалка  при 880°С, селитра 300°С
Без отпуска	1460	1670	12	52	70	50
300	1450	1670	12	55	71	50
400	1410	1570	14	54	53	48
500	1220	1330	14	53	39	43

 

Механические свойства в  зависимости от сечения.

Сечение, мм	σ0,2, МПа	σB, МПа	δ5, %	ψ, %	HB
39   Изм  Лист      № докум        Подп.     Дата закалка 880°С, масло. Отпуск 500°С, вода.
20	1000	1110	12	54	322
40	940	1080	11	50	310
60	860	960	11	46	270
Закалка 880°С, масло. Отпуск 600°С, вода.
40	810	970	14	58	280
60	780	880	13	58	250

 

Технологические свойства стали 35ХГСА.

Температура ковки: Начала 1250, конца 860-880. Сечения до 100 мм охлаждаются  на воздухе, 101-200 мм — в мульде, 201-300 мм — с печью.

Свариваемость: Ограниченно  свариваемая.

Способы сварки: РДС, АДС  под флюсом и газовой защитой. Рекомендуется подогрев и требуется последующая термообработка, КТС без ограничений.

Обрабатываемость резанием: В горячекатаном состоянии при  НВ 207-217 и σB = 710 МПа

Kυ тв.сплав = 0.85, Kυ б.ст. = 0.75.

Склонность к отпускной  способности: склонна 

Флокеночувствительность: чувствительна.

 

Температура критических  точек стали 35ХГСА.

Критическая точка	°С
Ac1	760
Ac3	830
Ar3	705
Mn	670

 

Ударная вязкость стали 35ХГСА.

Ударная вязкость, KCU, Дж/см2.

Состояние поставки, термообработка	-40	-60
Закалка 880 С, масло. Отпуск 200 С, воздух	49	39
Закалка 880 С, масло. Отпуск 300 С, воздух	49	39
Закалка 880 С, масло. Отпуск 400 С, воздух	39	29
Изотермическая закалка 880 С, селитра 300 С. Отпуск 300 С, 1 ч, воздух	62	53
Изотермическая закалка 880 С, селитра 300 С. Отпуск 400 С, 1 ч, воздух	48	37

 

Прокаливаемость стали 35ХГСА.

Расстояние от торца, мм / HRCэ
1.5	3	4.5	6	9	12	15	18	24	30
50.5-50	49-54	47.5-53	46-52.5	41.5-52	38-51	36.5-48.5	35-46.5	30-43	25-40.5

 

Физические свойства стали 35ХГСА.

Температура испытания,°С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль упругости при  сдвиге кручением G, ГПа	84	82	79	75	71	66	62	54	47

 

Сталь марки 35ХГСА используют для производства таких изделий  как: фланцы, кулачки, пальцы, валики, рычаги, оси, детали сварных конструкций  и другие улучшаемые детали сложной  конфигурации, работающие в условиях знакопеременных нагрузок.

Точность механической обработки  при восстановлении деталей зависит  от правильного выбора технологических  баз, который требует четкого  представления о функциональном назначении поверхности деталей  и размерной взаимосвязи между  ними, об износе и повреждениях, которые  претерпевают эти поверхности. Мы принимаем в качестве технологической базы ось симметрии втулки.

 

Рисунок 1 – Эскиз детали

 

Составляем технологический  маршрут для изготовления детали втулка.

Данные сводим в таблицу.

 

 

 

 

 

 

Технологический маршрут

№ опрации	Наименование	Краткое содержание	Тип оборудования
005	Заготовительная	Отрезать заготовку в  размер L=125 D=65	Отрезной станок
010	Токарная	1.Подрезать торец на  длину 120. Точить ∅60 начисто на длину 120. Точить фаски.	Токарный станок 16К20
015	Сверлильная	Сверлить отверстие ∅20	Вертикально – сверлильный  станок 2Н135
020	Шлифовальная	1.Шлифовать ∅60 .2.Шлифовать ∅20 3.Шлифовать торец.	Внутришлифовальный станок 3М175
025	Моечная	Помыть деталь	Моечная машина
030	Контрольная	Технический контроль
035	Антикорозийная	Нанесение антикоррозийного покрытия

 

Производим выбор оборудования для механической обработки детали «Втулка» изображенной на рисунке. Из таблицы следует, что для выполнения токарной операции требуется Токарный станок модели 16К20

Техническая характеристика станка 16К20

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

- над станиной  400

- над суппортом  220

Класс точности по ГОСТ 8-82  H

Размер внутреннего конуса в шпинделе, М  Морзе 6 М80*

Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72  6К, 6М*

Диаметр сквозного отверстия  в шпинделе, мм  55, 62*

Наибольшая масса устанавливаемой  заготовки, кг

- закрепленного в патроне  300

- закрепленного в центрах  1300

Число ступеней частот вращения шпинделя

- прямого  23

- обратного  12

Пределы частот вращения шпинделя, мин

- прямого  12,5-2000

- обратного  19-2420

Число ступеней рабочих подач:

- продольных  42, 56*

- поперечных  42, 56*

Пределы рабочих подач, мм/об

- продольных  0.07-4.16

- поперечных  0.035-2.08

Количество нарезаемых резьб, единиц:

- метрических 45, 53*

- дюймовых  28, 57*

- модульных  38

- питчевых  37

- архимедовой спирали  5

Пределы шагов нарезаемых резьб:

- дюймовых, число ниток  на дюйм  24…1.625

- метрических, мм  0.5-192

- модульных, модуль  0.5…48

- питчевых, питч  96..1

- архимедовой спирали,  дюйм  3/8”, 7/16”

- архимедовой спирали,  мм  8, 10, 12

Наибольший крутящий момент, кНм  2

Наибольшее перемещение  пиноли, мм  200

Поперечное смещение корпуса, мм  ±15

Наибольшее сечение резца, мм  25

Габаритные размеры станка, мм

- длина  2812

- ширина  1166

- высота  1324

Масса станка, кг  2140

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт  10

Мощность электродвигателя привода быстрых перемещений  суппорта, кВт  0.75 или 1,1

Мощность насоса охлаждения, кВт  0.12

 

В качестве режущего инструмента  для токарной обработки используем токарный проходной резец, прямой, правый.

Материал рабочей части  -твердый сплав Т5К10, материал корпуса резца –сталь 45, сечение корпуса резца (державки):

 

Для сверления - вертикальный станок 2Н135 со следующими параметрами:

наибольший диаметр сверления  в стали 45 ГОСТ 1050-74 мм 35

Размеры конуса шпинделя по ГОСТ 25557-82  Морзе 4

Расстояние от оси шпинделя до направляющих колоны  300

Наибольший ход шпинделя  250

Расстояние от торца шпинделя до стола 30-750

Расстояние от торца шпинделя до плиты  700-1120

Наибольшее (установочное) перемещение  сверлильной головки  170

Перемещение шпинделя за один оборот штурвала 122, 46

Рабочая поверхность стола 450х500

Наибольший ход стола мм 300

Установочный размер центрального Т-образного паза в столе по ГОСТ 1574-75 18H9

Установочный размер крайних  Т-образных пазов в столе по ГОСТ 1574-75 18H11

Расстояние между двумя  Т-образными пазами по ГОСТ 6569-75 100

Количество скоростей  шпинделя 12

Пределы чисел оборотов шпинделя об/мин 31,5-1400

Количество подач 9

Пределы подач мм/об 0,1-1,6

Наибольшее количество нарезаемых отверстий в час 55

Управление циклами работы  ручное

Род тока питающей сети трёхфазный

Напряжение питающей сети 380/220

Тип двигателя главного движения 4А1001.4

Мощность двигателя главного движения 4

Тип электронасоса охлаждения Х14-22М

Мощность двигателя электронасоса  охлаждения 0,12

Производительность электронасоса  охлаждения 22

Высота станка 2535

Ширина станка 835

Длина станка 1030

Масса станка 1200

 

В качестве режущего инструмента  используем сверло спиральное из быстрорежущей  стали Р18 по ГОСТ 2092-77 2301-4157;

В качестве дополнительной оснастки используем тисы станочные  с ручным приводом: по ГОСТ 14904-80 7200-0213;

 

Выбор измерительного инструмента:

Измери́тельный прибо́р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

В качестве основного измерительного инструмента выбираем Штангенциркуль ШЦ-1 по ГОСТ 166-80 с ценой делений 0,1мм.

1.2 Пайка медного провода

 

Пайка — технологическая  операция, применяемая для получения  неразъѐмного соединения деталей из различных материалов путѐм введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.

В современном производстве пайка  является одним из процессов  получения неразъемных соединений металлов. На сегодняшний день пайка получила довольно широкое применение во многих отраслях промышленности, в таких как: машиностроение, приборостроение, электротехника и электроника, радиоэлектроника, космическая отрасль и т. д. Пайкой, как и сваркой можно соединять многие материалы, например, медь, латунь, вольфрам, электроизоляционные керамические материалы,  алюминий, высокопрочные, конструкционные, нержавеющие,  жаростойкие и жаропрочные, углеродистые и низколегированные, инструментальные стали, твердые сплавы, тугоплавкие металлы, чугуны. Достоинства пайки:

1. Позволяет соединять  металлы в любом сочетании; 

2. Соединение возможно  при любой начальной температуре  паяемого металла; 

3. Возможно соединение  металлов с неметаллами; 

4. Паяные соединения легко  разъѐмные;

5. Более точно выдерживается  форма и размеры изделия, так  как основной металл не расплавляется; 

6. Позволяет получать  соединения без значительных  внутренних напряжений и без  коробления изделия; 

7. Повышенная производительность  процесса позволяет паять за  один приѐм большое количество изделий;

8. Культура производства; возможна полная механизация  и автоматизация.

К недостаткам пайки, по сравнению со сваркой следует отнести относительную сложность технологического процесса и относительно, большую затрату труда на выполнение равноценных соединений. Пайка в электромонтажном производстве и при ремонтных работах применяется только в тех случаях, если не может быть при­менена электросварка или если пайка является единственным способом соединения деталей, например- пайка петушков обмотки электрических машин, пайка кабельных муфт и др. Основными способами соединений и оконцеваний проводов и кабелей с медными и алюминиевыми жилами являются опрессовка и сварка (электрическая и термитная). Однако в ряде организаций, где еще не освоены опрессовка и сварка, приме­няется пайка соединений.

Образование паяного соединения сопровождается спаем между припоем  и паяным материалом.

Спай – переходный слой, образовавшийся в результате смачивания при температуре пайки и последующего взаимодействия на границе «основной  металл припой».

Сам технологический процесс  пайки состоит из следующих основных операций: подготовки поверхностей деталей, покрытия спаиваемых поверхностей флюсом, лужения поверхностей, пайки.

 

1.Подготовка поверхности:

- Снять изоляцию с концов  провода.

- Очистка. Производится  механическими и химическими  способами, заключается в удалении  загрязнений жировых и окисных  пленок.

2. Скрутить отдельные  проводки - жилы.

3. Залудить концы проводов.

Во время лужения разогретое жало паяльника необходимо подвести к проводу одновременно с припоем. Подбираем припой – ПОС 50. Применяется при пайке медных жил проводов и кабелей, медных заземляющих проводников к стальной броне и свинцовой оболочке, пайка деталей электроаппаратов

Провод необходимо хорошо разогреть, чтобы припой равномерно распределился по поверхности жгута. Легкое потирание жалом помогает распределению припоя по всей длине  лужения.

4. Подвести свободные  провода друг к другу.

5. Удерживая соединяемые  выводы параллельно друг другу,  нанесите на них небольшое  количество расплавленного припоя. Место пайки должно прогреваться  быстро, расход припоя при этом  - 2-3 мм (при диаметре 1,5 мм). Как только  припой равномерно заполнит промежутки  между соединяемыми выводами, необходимо  быстро отвести паяльник. Место  пайки должно оставаться в  покое, пока припой не затвердеет  полностью. Если детали сдвинутся  раньше, то в пайке образуются  микротрещины, снижающие механические  и электрические свойства соединения.

 

Заключение

 

В работе представлен технологический процесс в единичном производстве получения стальной втулки (сталь 35ХГСА) с наружным диаметром 60, внутренним диаметром 20мм, твердость поверхности 45 HRC и пайки медного провода.

 

Дата:                                     Подпись:

 

Список  литературы

 

1. http://delta-grup.ru/bibliot/6/20.htm - 2012г

 

2. Надежность  и ремонт машин: учебник для  студ. вузов по агроинж. спец. / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов; Ред. В.В. Курчаткин. М.: Колос, 2000. 776 с.: ил.

 

3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин .-4-е изд., перераб. И допол.-М:Высшая школа, 1985.-416 с.:ил.

4. http://www.metaltotal.ru/index.php/psteel/199-polosa01 – 2012г