Технологический процесс обработки детали "Ось"

Описание условий работы, служебное назначение детали, анализ технологичности детали и целесообразности перевода ее обработки на станки с ЧПУ. Проектирование маршрутного технологического процесса детали. Годовой расход и стоимость материалов по участку.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На данном этапе развития рыночной экономики уделяется большое внимание технологии машиностроения.

Технология машиностроения - наука, систематизирующая совокупность приемов и способов обработки сырья, материалов, соответствующими орудиями производства с целью получения готовых продукций. Предметом изучения в машиностроении является изготовление изделий заданного качества с установленной программой выпуска при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства.

В настоящее время в связи с высоким уровнем развития электроники машиностроении широко внедряются станки с ЧПУ. Применение такого оборудования позволяет сократить: слесарно-доводочные работы; предварительную разметку; сроки подготовки производства и т.д.

Учитывая все это я широко применяю станки с ЧПУ, а также в дипломном проекте рассматривается ряд задач необходимых для выполнения задания на дипломное проектирования.

К числу таких задач относятся:

- повышение технического уровня производства;

- механизация и автоматизация производства;

- разработка прогрессивного технологического процесса обработки детали «Ось»;

- разработка мероприятий по дальнейшему увеличению экономии основных средств, качества продукции и снижению себестоимости изготовления детали.

Правильное решение всех выше названных задач позволяют получить:

- рост производительности труда;

- высвобождения части рабочих;

- увеличение годового экономического эффекта;

- снижение срока окупаемости дополнительных затрат.

1. Технологическая часть

1.1 Описание условий работы, служебное назначение детали, анализ технологичности детали и целесообразности перевода ее обработки на станки с ЧПУ

Деталь: «Ось» №В. 5750.0001

Она является составной часть механизма привода стабилизатора. На оси вращается качалка привода, поэтому на поверхности Ш40f7 наносится Хтв. 48-80, Ш24H9 отверстие под специальный крепежный болт В. 5750.0001. Для фиксации со специальным крепежным болтом выполнены пазы 20H11, а также 3 отверстия Ш1,5 выполнены для контровки (стопорения) 2.2 ОСТ 139502.77, шплинтом 2,5х 32.029 ГОСТ 397-79.

Технологичность конструкции детали оценивается качественными параметрами и количественными показателями.

Качественная оценка технологичности конструкции

1 Деталь «Ось» правильной геометрической формы и представляет собой тело вращения.

2 Материал детали (сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71) обладает хорошей обрабатываемостью механическим способом.

3 Возможность применения заготовки-штамповки, геометрическая форма и размеры которой обеспечивают небольшие припуски на механическую обработку.

4 Наличие унифицированных элементов детали подтверждает технологичность ее конструкции.

5 Конструкция детали обладает достаточной жесткостью, так как соблюдается условие

6 Конфигурация, точность и шероховатость поверхностей позволяют обрабатывать деталь на стандартном оборудовании нормальной точности и с помощью стандартного режущего инструмента.

Таблица 1.1 - Точность размеров и параметр шероховатости поверхностей детали

Количество конструкционных элементов

Количество унифицированных элементов

Количественная оценка технологичности конструкции

1 Коэффициент унификации:

где Qуэ - количество унифицированных элементов;

Qэ - количество конструкционных элементов.

2 Коэффициент точности поверхностей детали:

где Ti - соответственно квалитет точности обрабатываемых поверхностей;

Тср. - среднее значение этих параметров;

ni - число размеров или поверхностей для каждого квалитета

3 Коэффициент шероховатости поверхностей деталей:

где Rai - соответственно значения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

Raср. - среднее значение этих параметров;

ni - число размеров или поверхностей для каждого значения параметра шероховатости.

Вывод: из выше рассчитанных коэффициентов видно, что числовые значения почти всех показателей технологичности близки к 1, т.е. технологичность конструкции детали удовлетворяет требованиям, предъявленным к изделию. Деталь «Ось» целесообразно обрабатывать на станках с числовым программным управлением, так как деталь хорошо обрабатывается резанием и удобно базируется.

1.2 Химический состав и механические свойства материала детали

Деталь «Ось» изготовляется из стали 30ХГСА - конструкционная легированная сталь, выдерживающие значительные деформирующие нагрузки.

Из стали 30ХГСА рекомендуется изготовлять: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 2000С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Данные о химическом составе и механических свойствах материала размещаем в таблицы из соответствующих источников.

Таблица 1.2 - Химический состав стали

Таблица 1.3 - Механические свойства стали

Свариваемость - ограничено свариваемая.

Способы сварки: РДС; АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС.

Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений

Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при НВ 207ч217 и в=710 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости - склонна.

1.3 Определение типа производства

В машиностроении различают следующие типы производства:

- серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);

Каждый тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции Кз.о.

Коэффициент закрепления операций Кз.о. определяется по формуле:

где Qоп. - число различных операций, выполняемых на участке;

Pm - число рабочих мест (станков), на которых выполняются эти операции.

Согласно ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций принимают равным

Таблица №1.4 - Значение коэффициента закрепления операций

Свыше 1 до 10 включительно

Свыше 10 до 20 включительно

Свыше 20 до 40 включительно

Из выше рассчитанного следует, что производство серийное, следует определить партию запуска деталей. Ориентировочно величину партии можно рассчитать по формуле:

где N - годовой объем выпуска, шт.;

- число рабочих дней в году (365-Твых. - Тпразд.), дн.;

- необходимый запас деталей на складе в днях, колеблется в пределах 3ч8 дней

· для единичного и мелкосерийного производства 3ч4 дней

· для среднесерийного производства 5ч6 дней

· для крупносерийного и массового производства 7ч8 дней

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемам выпуска.

При серийном производстве широко используются универсальные станки, а также специализированные и частично специальные станки.

Оборудование располагается не только по групповому признаку, но и по потоку.

Технологическая оснастка универсальная, а также специальная и универсально-сборная, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Рабочие специализируются на выполнении только нескольких операций. Технологический процесс дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, переходы приемы, движения.

Себестоимость изделия - средняя.

1.4 Анализ заводского технологического процесса

Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоёмкость изготовления детали оказывают особое влияние её конструкция и технические требования на изготовление.

В заводском технологическом процессе деталь «Ось» обрабатывается следующим образом:

005 Контрольная 065 Слесарная

010 Токарная 070 Разметочная

015 Токарная 075 Сверлильная

020 Токарная 080 Промывочная

025 Контрольная 085 Магнитная

030 Термическая 090 Контрольная

035 Пескоструйная 095 Покрытие

040 Токарная 100 Шлифовальная

045 Шлифовальная 105 Слесарная

050 Токарная 110 Промывочная

055 Разметочная 115 Магнитная

060 Фрезерная 120 Подготовительная

Как видно из выше перечисленных операций заводского технологического процесса, здесь используется большое количество контрольных, слесарных, разметочных операций и используются станки старых моделей универсальные с ручным управлением.

Считаю, что в своем варианте технологического процесса обработки детали «Ось» необходимо на некоторых операциях применить высокопроизводительные станки с ЧПУ, что позволит:

- повысить производительность труда;

- ликвидировать разметочные и слесарные операции;

- сократить время на переналадку оборудования, на установку заготовок за счет применения универсальных сборочных приспособлений;

- сократить число операций;

- сократить затраты времени и средств на транспортировку и контроль деталей;

- сократить потребность в рабочей силе;

- уменьшить число станков;

- применить многостаночное обслуживание;

Кроме того на горизонтально-фрезерных и вертикально-сверлильной операциях целесообразно применить специальные быстропереналадочные приспособления с пневмозажимом, обеспечивающие надежное закрепление и точное базирование детали в процессе обработки, а так же позволит:

- сократить время на переналадку оборудования;

- обеспечить фиксированное и надежное положение заготовки в приспособлении;

- освободит от предварительной разметки перед данной операцией

Применение специального высокопроизводительного режущего инструмента обеспечивает высокую точность и необходимую шероховатость обрабатываемых поверхностей.

1.5 Технико-экономическая оценка выбора метода получения заготовки

Выбор метода получения заготовки является одним из важнейших факторов при проектировании и разработке технологического процесса.

Вид заготовки и метод в значительной степени определяется материалом детали, типом производства, а так же такими технологическими свойствами как конструктивная форма и габаритные размеры детали.

В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование чистовых заготовок с экономичными конструктивными формами, т.е. рекомендуется переложить большую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снизить затраты и расход материала при механической обработке.

В дипломной работе для детали «Ось» применяю метод получения заготовки горячую штамповку на кривошипных прессах.

При этом методе форма заготовки по своим размерам приближена к размерам детали и этим самым снижается расход материала и время на изготовление детали «Ось», а также уменьшается количество операций механической обработки и, следовательно, уменьшается себестоимость данной детали.

1.6 Выбор технологических баз

Базой называют поверхность, заменяющую совокупность поверхностей, ось, точку детали по отношению к которым ориентируются другие детали, обрабатываемые на данной операции.

Для повышения точности обработки детали необходимо соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которого при назначении технологических баз для точной обработки заготовки в качестве технологических баз следует применять поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали.

А также принцип постоянства баз, который заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без необходимости смены технологических баз.

Стремление осуществить обработку по одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена баз увеличивает погрешность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Проанализировав все выше названое, делаю вывод, что для обработки детали «Ось» за базовые поверхности необходимо принять:

Операция 010 Токарная ЧПУ

Операция 015 Горизонтально-фрезерная: ?40,3

Операция 020 Вертикально-сверлильная: ?40,3

Операция 025 Круглошлифовальная: отв. Ш24H9

1.7 Проектирование маршрутного технологического процесса детали: последовательность обработки; выбор оборудования; выбор станочных приспособлений; выбор режущих инструментов; выбор вспомогательных инструментов

При разработке технологического процесса руководствуются следующими основными принципами:

- в первую очередь обрабатываю те поверхности, которые являются в базовыми при дальнейшей обработке;

- после этого обрабатывают поверхности с наибольшими припусками;

- поверхности, обработка которых обусловлена высокой точностью взаимного расположения поверхностей, необходимо обрабатывать с одного установа;

- при обработке точных поверхностей следует стремиться к соблюдению двух основных припусков: совмещение (единства) баз и постоянства баз

Операция 005 Заготовительная

Операция 010 Токарная ЧПУ

Установить, закрепить заготовку

1 Точить торец «чисто»

2 Точить фаску 1х450

3 Точить Ш40,4 мм на l=63,5-0,2 мм, выдержав R1

4 Точить фаску 1х450

5 Зенковать фаску 1х450

Переустановить, закрепить заготовку

1 Точить торец «чисто» выдержав l=79,5-0,2 мм

2 Точить фаску 1х450

3 Точить Ш60 мм на проход

4 Зенкеровать Ш23,8 мм на проход

5 Зенковать фаску 2,5х450

6 Развернуть Ш24H9 (+0,052)

7 Контроль исполнителем

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Установить, закрепить деталь

1 Фрезеровать паз B=20H11 (+0,13) на l=9,5 мм, выдержав R1

2 Притупить острые кромки, припилить 2 фаски 0,5х450; 2 фаски 1х450

Переустановить, закрепить деталь

1 Фрезеровать паз B=20H11 (+0,13) на l=41 мм

2 Притупить острые кромки, припилить 2 фаски 0,5х450; 2 фаски 1х450

3 Контроль исполнителем

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Установить, закрепить деталь

1 Сверлить 3 отв. Ш1,5 мм на проход, выдержав ?1200, l=48 мм

2 Рассверлить 3 фаски 0,3х450

3 Контроль исполнителем

Операция 025 Термическая

1 Калить 35,5…40,5 HRC

Операция 030 Круглошлифовальная

Установить, закрепить деталь

1 Шлифовать Ш40f ) на l=60 методом поперечной подачи

2 Контроль исполнителем

Операция 035 Контрольная

При выборе оборудования учитываются следующие факторы:

- требования к точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности;

На основании вышеизложенного выбираю технологическое оборудование.

Операция 010 Токарная с ЧПУ

Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3

Станок предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом сечении при полуавтоматическом цикле, заданной программой на перфоленте.