Проектирование технологического процесса для детали штуцер

Проектирование технологического процесса для детали штуцер

Введение

технологический штуцер припуск обработка

В данной работе приведены основные этапы проектирования технологических процессов для детали - штуцер. На основании исходных данных (чертежа детали и типа производства) было выполнено: анализ технологичности конструкции; выбор заготовки (выполнен чертеж, назначены припуски и отклонения); спроектирован технологический процесс (выполнена технологическая документация), выбраны режимы обработки, назначены нормы времени и рассчитана загрузка станков. Требуемые технологические расчеты приведены в пояснительной записке.

1. Описание детали

1.1    Назначение детали, материал, механические свойства, химический состав

Данная деталь - штуцер, служит для подвода проводника от устройства зафасовки к трубе грузонесущей (различных модификаций). Принцип её работы таков, что кабель приёмно-отдающего устройства наматывается на устройство зафасовки и уже от туда, через внутреннее отверстие штуцера, с помощью давления, создаваемого установкой высокого давления, зафасовывается в трубу. С одной стороны имеется фаска, для того, чтобы соединить штуцер с трубой, с другой же трубная резьба. Исходя из назначения, выбираем материал. Деталь изготавливается из стали 40Х по ГОСТ 8479-70.

Данный материал имеет следующие характеристики: сталь конструкционная легированная, хромистая. Заменители: сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФА, сталь 40ХГТР.

Химический состав в% стали 40Х

Механические свойства стали 40Х

1.2    Анализ точности изготовления детали и обоснование технических требований

Обозначение поверхностей. В данной таблице приведены размеры, требуемая точность изготовления и шероховатость для каждой поверхности, что позволяет нам определить каким способом механической и термической операции или за счет правильной последовательности, в результате применения которых можно обеспечить заданные точность обработки и шероховатость поверхностей детали.

Анализ детали штуцер

Поверхность 13 отличается от остальных поверхностей и обрабатывается за два прохода 1-точение черновое, 2-точение чистовое.

Эскиз детали с номерами поверхностей.

1.3    Анализ технологичности конструкции детали

Цель: определить технологична конструкция детали или нет. Если нет, то можно ли внести в конструкцию детали изменения, для того, чтобы деталь стала технологичной.

Требования технологичности конструкции детали.

.        Деталь состоит из стандартных и унифицированных элементов.

.        Деталь изготавливается из проката. Размеры и формы заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали.

.        Базовые поверхности детали имеют точность и шероховатость, обеспечивающие надежность и точность установки, обработки и контроля.

.        Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых, стандартных и групповых тех. процессов.

.        Физико-химические свойства, механическая жесткость материала детали соответствуют всем требованиям технологии изготовления.

.        Не используется материал плохо подвергающийся резанию.

.        Присутствует фаска R16 с шероховатостью 2,5, которая необходима, следовательно требуется дополнительная операция, время обработки и т.д.

.        Все поверхности доступны для обработки.

.        Оптимальная и обоснованная точность и шероховатость поверхностей.

.        Формы и размеры выхода внутренней резьбы соответствует ГОСТ 10549-80.

.        Имеется две фаски 1,5х45°, и имеется фаска R16.

.        Отсутствуют глухие отверстия для обработки.

.        Есть сквозное отверстие, в котором на длину 14 мм присутствует резьба, предусмотрена фаска и канавка для выхода инструмента.

Вывод: штуцер технологичная деталь.

Сложная конфигурация не обеспечивает многоместную обработку.

Недостатки: Наличие фаски R16 и шероховатостью Ra 2,5.

2. Определение метода получения заготовки

2.1 Анализ и обоснование выбора получения заготовки из двух вариантов

Заготовку для данной детали можно получить из проката. Выбор способа можно объяснить следующими факторами:

Получить заготовку из проката возможно, т. к. она изготавливается из стали 40Х, и размеры детали позволяют выбрать заготовку из стандартного проката.

2.2 Расчет себестоимости изготовления заготовок по двум вариантам

1)  Для заготовки, полученной из проката.

Себестоимость заготовок, получаемых из проката:

,

где М - затраты на материал заготовки;

∑Со.з. - технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

,

где Q - масса заготовки;

q - масса детали;

S - цена 1 кг материала заготовки;

Sотх - цена одной тонны отходов.

Стоимость механической обработки:

,

где Сп.з - приведенные затраты на рабочем месте,

Тшт - штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции.

,

где Сз - основная и дополнительная заработная плата;

М - коэффициент многостаночности;

Сч.з - часовые затраты по эксплуатации рабочего места;

Ен - нормативный коэффициент;

Кс, Кз - удельные капитальные вложения в станок и здания.

Определяем штучное время, необходимое для обработки заготовки до формы и размеров штамповки.

1)  Отрезка заготовки.

2)  Обработка наружной цилиндрической поверхности.

.

Суммарное штучное время:

Тогда:

.

3. Разработка технологического процесса изготовления детали

3.1 Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей

Данная таблица выполняется для назначения маршрута обработки на деталь - штуцер.

Назначение маршрута обработки для детали штуцер

3.2 Назначение маршрута обработки детали в целом

Назначаем последовательность выполнения операций для маршрута обработки детали - штуцер.

Заготовительная

Термическая

Токарная

Фрезерование (лысок)

Сверлильная

Моечная

Контрольная

.3 Выбор технологического оборудования

Для обработки наружных и торцевых поверхностей будем использовать токарно-винторезный станок 16К20. Для обработки канавок целесообразно использовать горизонтально-фрезерный станок 6Р80. Для получения заготовки используем ленточнопильный станок НТ150М.

Таблица 3

Выбор режущего инструмента

Для обработки данной детали-штуцер и получения требуемой шероховатости и точности обработанных поверхностей, будем использовать режущий инструмент фирмы Sandvik Coromant.

)        Точение. Поверхности (3,4,6,17,16,15,14,13,12,)

державка CoroTurn RC

- пластина без заднего угла A20 T-Max CNMG 090304-WF

Рекомендуемая глубина резания a_p=0,5 мм

Рекомендуемая подача f_n=0,15 мм/об

Скорость резания V=650 м/мин

)        Сверление.

сверло центровочное

1. D1=2,5 D2=6,3 L=45

Скорость резания V=30 м/мин

Подача S=0,1 мм/об

Сверление. Отверстия (10)

сверло CoroDrill Delta-C 6-7×D_c

Диаметр сверла D_c=16 мм

Скорость резания V=80-140 м/мин

Подача f_n=0,22-0,45 мм/об

)        Растачивание. Отверстие (5,8,9,10,11)

черновое растачивание CoroCut SL70

Скорость резания V=520 м/мин

Подача f_n=0,3 мм/об

пластина N123G2-0300 - GM

Ширина пластины = 4 мм

)        Фрезерование. (1,2,18)

концевая фреза для черновой обработки CoroMill Plura

Диаметр фрезы D_ф=15 мм

Число зубьев z=6

Скорость резания V=25 м/мин

Подача S=0,2 мм/об

)        Нарезание резьбы(7).

- метчик CoroTap 210

Диаметр =19 мм

Скорость резания V=25 м.мин Шаг=2,3

Выбор вспомогательного инструмента

1)      Регулируемый патрон для фрезерования (для фрезерного станка) CoromantCapto 391.277

Регулировка по диаметру -0,4 (-0,16)

)        Регулируемый патрон для токарной обработки (для токарного станка)

CoromantCapto 391.277

)        Регулируемый патрон Coromant Capto (для токарного станка)

.4 Разработка структуры операций механической обработки

005 Заготовительная

Отрезка заготовки из проката

Термическая

Нормализация для изменения внутренних напряжений.

Токарная

Установ А

.        Подрезать торец начерно поверхность 6.

.        Точить фаску начерно поверхность 4.

.        Точить Ø34, на длину 83 мм поверхности 3-17.

.        Сверлить отверстие Ø16 на всю длину.

.        Растачиваем отверстие до Ø22 на всю длину

.        Растачиваем канавку до Ø27,5 на ширину 4 согласно чертежу, поверхность 9.

.        Точить фаску начерно поверхность 5.

.        Нарезаем резьбу Ø19 на длину 14 мм.

Установ Б

.        Подрезать торец, выдержав линейный размер 100.поверхность 12.

.        Точить фаску начерно, затем начисто, зашлифовать наждачной бумагой, выдержав размер R16 поверхность 13.

.        Точить поверхность 13 на длину 12 мм, Ø32, начерно.

Фрезерная

Установ А

.        Фрезеровать поверхность 1 в размер 15 мм, начерно.

Установ Б

.        Фрезеровать поверхность 1 в размер 15 мм начерно, выдержав параллельность.

Моечная

Контрольная

3.5 Базирование и закрепление заготовки

Заготовительная

Прокат устанавливаем в призму, упираем торцем в упор и прижимаем сверху.

Такая схема базирования обеспечивает хорошее закрепление и точный линейный размер отрезаемой заготовки.

015 Токарная

При обработке на токарно-винторезном станке базирование и закрепление будем производить в трёхкулачковом патроне.

Установ А

Выбираем трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 2675-81, так как конструкция патрона обеспечивают точное и надёжное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).

Базирование по обработанной поверхности, позволяет обработать необходимые поверхности получаемые вращением, и подготовить базы для дальнейшей обработки.

Установ Б

Выбираем трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 2675-81, так как конструкция патрона обеспечивают точное и надёжное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).

Базирование по обработанной поверхности, позволяет обработать необходимые поверхности получаемые вращением.

020 Фрезерная

При обработке на горизонтально-фрезерном станке базирование и закрепление будем производить в призме с зажимом сверху и регулируемой опорой.

Установ А

Это обеспечивает высокую точность расположения и надёжное закрепление.

Установ Б

Базирование будем производить на неподвижной опоре с упором в торец, и прижимом сверху, выдерживая параллельность.

Это обеспечивает высокую точность расположения и надёжное закрепление.

4. Назначение и расчет припусков на механическую обработку

4.1 Аналитический расчет

Диаметральный размер Ø37

Технологический маршрут обработки отверстия Ø37 с шероховатостью Ra =6,3 состоит из следующих операций: точение черновое.

Суммарное значение пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки определяется по формуле:

.

∆кор =∆к*d=0,5*37=18,5 мкм;

Таким образом, получим:

Величина расчетного припуска:

Рассчитанные величины занесем в таблицу.

Допуск на изготовление Тd, в зависимости от квалитета точности, выбирается по справочнику.

Минимальные предельные значения припусков 2Zminравны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение 2Zmax - соответственно разности наименьших предельных размеров.

Рассчитанные величины занесем в таблицу.

Общий припуск z_ominи z_omax определяем, суммируя промежуточные припуски:

Zomin=1023 мкм

Zomax=2003 мкм

Общий номинальный припуск:

Zоном = 1023+1600-620=2003 мкм

Проверка правильности выполненных расчетов:

-1023=1600-620

=980

Линейный размер 100

Таблица 8

Погрешность установки:

,

Рассчитанные данные заносим в таблицу 7-8.

Минимальные предельные значения припусков Zminравны разности наибольших предельных размеровпредшествующегои выполняемого переходов, а максимальное значение Zmax - соответственно разности наименьших предельных размеров.

Общий припуск z_ominи z_omax определяем, суммируя промежуточные припуски:

Zomin=600 мкм

Zomax=1330 мкм

Общий номинальный припуск:

Zоном = 600+1600-870=1330 мкм

-600=1600-870

=730

.2 Назначение припусков по нормативам

Таким образом, установили, что минимальный припуск на сторону равен 1 мм.

В качестве заготовки был выбран прокат: труба ГОСТ 2590-88 обычной точности, с предельными отклонениями при точности прокатки .

Список литературы

1.   «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» под ред. Горбацевича.

2.       «Справочник технолога-машиностроителя» под ред. Косиловой, Мещерякова в 2-х томах.

.        С.И. Дмитриев, Е.А. Евгеньева «Технология машиностроения» расчет припусков на обработку.

.        А.А. Панов «Обработка металлов резания» справочник технолога.

.        «Общие машиностроительные нормативы времени и режимов резания» в 2-х томах.

.        Е.А. Евгеньева, С.И. Дмитриев «Технология машиностроения».

.        Свирщевский Ю.И. «Расчёт и конструирование коробок скоростей и подач».

8.   Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. ГОСТ 7505-89.