Разработка технологического процесса изготовления детали

Введение

 

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенного для производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество металлорежущих станков, их технический уровень в значительной степени характеризует производственную мощность страны.

Основным направлением народного хозяйства предусматривается увеличить объем выпуска металлорежущих станков, кузнечно-прессовых машин, обеспечит опережающее развитие выпуска станков с ЧПУ, развитие производства тяжелых и уникальных станков.

Главная задача состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорение научно-технического прогресса перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования потенциала страны всемирной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы.

В решении этой задачи существенное место занимает ускорение научно-технического прогресса на базе технического перевооружения производства, создание высокопроизводительных машин и оборудования большой единичной мощности, внедрение новой техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства.

Ведущее место в дальнейшем росте экономики страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства.

Практическому осуществлению широкого применения прогрессивных типовых технологических процессов, оснастки оборудования, средств механизации и автоматизации, содействует единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП), обеспечивающая для всех организаций и предприятий системный подход оптимизации выбора методов и средств технологической подготовки производства.

Разработка новых синтетических сверхтвёрдых инструментальных материалов позволило расширить не только диапазон режимов резания, но и спектр обрабатываемых материалов. Повышение точности станков было достигнуто введением в их конструкцию узлов, реализующих новые принципы (например, использование бесконтактных измерительных систем).

Наряду с повышением точности станков происходит процесс дальнейшей их автоматизации на базе регулируемых электроприводов, средств электроавтоматики и вычислительной техники. В связи с применением числового программного управления при обработке на станке увеличилась степень концентрации на каждом отдельном станке, и для дальнейшего повышения их надёжности стали оснащать средствами диагностирования и оптимизации обработки, что весьма важно для станков в составе гибких производственных систем.

В настоящее время развитие станкостроительной отрасли идёт в направлении повышения производительности металлорежущих станков, их надёжности и точности на базе  применения автоматизированных процессов, унифицированных станочных модулей, роботизированных технологических комплексов и вычислительной техники.

…[2], c.5-8
1.1 Назначение детали, ее технологический анализ

Деталь «Крышка» , чертеж №711-21-32 является составной частью заднего моста и служит для предотвращения попадания грязи в рабочий узел, где находится зубчатая передача и подшипники качения, а также для удержания масла в механизме.

Для базирования детали используется торец и внутренняя поверхность вращения E134,5_+0,26 . Для свободного прохождения конца вала через крышку в ней предусмотрено отверстие E92. Изделие крепится к корпусу узла посредством болтов М15х1,5 , для чего в детали изготавливаются 5 отверстий с резьбой М16х1,5. С целью придания крышке наибольшей прочности и жесткости на ней выполняют 5 ребер жесткости, предохраняющие её от поломки.

По своей конструкции деталь является достаточно технологической. Изготовленные, путем механической обработки, поверхности имеют необходимую и достаточную точность и шероховатость поверхностей. Выполненные резьбовые отверстия соответствуют установленным ГОСТом на резьбы, изделие имеет ряд вспомогательных поверхностей, не подлежащих механической обработке, что удешевляет и значительно упрощает технологический процесс её изготовления. Неуказанные предельные отклонения ряда поверхностей выполняется в соответствии со СТ СЭВ 144-75, точность резьбы в отверстиях устанавливается в соответствии с ГОСТ 16093-70, резьба выполняется в соответствии со СТ СЭВ 180-75. Для изготовления детали используется сталь 45 ГОСТ 1050-88, заготовка получается методом штамповки.

Деталь изготовлена с минимальными трудовыми затратами и с соблюдением требований и технологии.

…[8], c.144-146,

…[12].

1.2 Материал детали, ее химический состав

Для изготовления детали «Крышка» используется сталь 45 ГОСТ 1050-88. Данная сталь относится к разряду среднеуглеродистых сталей.

Сталь 45 применяется после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Наиболее легко обрабатывается доэвтектоидные стали со со структурой пластинчатого перлита. Прокаливаемости стали не велика, в связи с этим их следует применять для небольших деталей или крупных, но не требующих сквозной прокаливаемости.

Химический состав стали 25ХГНМТ

Марка

Содержание элементов в %

Сера

Фосфор

Азот

Углерод

45

Не более 0,05

Не более 0,04

Не более 0,008

0,45

Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88

Марка стали

Твердость по Бринелю (кг\мм²)

Предел текучести кг/мм²

Предел прочности при растяжениикг/мм²

Относительное удлинение

%

Относительное сужение

%

Ударная вязкость

a_H

Горячекатаной

Отожженной

Не более

45

229

197

36

64-76

17

40

 

1.3 Определение типа производства

Деталь «Крышка» чертёж №711-21-32. Годовая программа выпуска согласно заданию составляет 3000 шт. Масса детали равна 2,7 (кг). Устанавливаем ориентировочно тип машиностроительного производства.

Исходя из количества деталей, подлежащих обработке, и массы детали, устанавливаем тип производства – среднесерийное. Так как производство серийное, определяем величину серии по формуле:

 шт.                 (1.1)где:

N – годовой объём выпуска в штуках;

Р_g – число рабочих дней в году;

g – необходимый запас деталей на складе;

	3000

 

=92

                 (1.2)шт.

Производство серийное характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии. Различают мелкосерийное, серийное и крупносерийное производство.

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащённых как универсально-наладочными, так и универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снять трудоёмкость и удешевить производство. В отличие от единичного производства, где применяются лишь универсальные станки, в серийном производстве уменьшается процент универсальных станков, но увеличивается удельный вес специализированных и специальных станков. В серийном производстве допускается широкое применение таких станков, как револьверные, токарные многорезцовые, а в крупносерийном производстве так же токарные полуавтоматы и автоматы. Специализация станков даёт возможность использовать наряду с универсальными специализированные и специальные приспособления и режущий инструмент, обеспечивающие повышение производительности труда и снижение себестоимости изделий. Зачастую точность обработки деталей контролируют предельными калибрами.

Для серийного производства характерен дифференцированный технологический процесс изготовления деталей. Он расчленён на ряд небольших по объёму операций, выполняемых на различных станках. Операции, требующие более одной установки, в серийном производстве обычно не встречаются.

Представляется так же возможным располагать оборудование в последовательности технологического процесса. Для обработки одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, с соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке. При небольшой трудоёмкости обработки или не достаточно большой программе выпуска изделий, целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, то есть после обработки всех заготовок партии на одной операции производить обработку этой же партии на другой операции.

При этом время обработки на различных станках не согласуют. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

В серийном производстве применяют ту же переменно-поточную группу организации работ. Здесь оборудование то же располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причём заготовки каждой партии могут несколько отличатся размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании. В этом случае время обработки на смежных станках согласуют, по этому движение заготовок одной партии осуществляется непрерывно, в порядке последовательности технологического процесса. Для перехода к обработке партии других деталей переналаживают оборудование и технологическую оснастку.

Квалификация рабочих в серийном производстве значительно ниже, чем в единичном производстве, а производительность труда – выше.

…[1]. C. 8-10

…[2]. C. 14-18

1.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки

Кованные и штампованные заготовки изготавливают различными способами. В серийном и массовом производстве изготовление заготовок допускается производить на штамповочных молотах, а так же  прессах, в закрытых или открытых штампах. В случае изготовления в заготовок в открытых штампах образуется облой, то есть излишки металла, а следовательно, и его отходы, образующегося в результате его истечения; облой компенсирует неточность в массе исходной заготовки. В случае же изготовления заготовки путём закрытой штамповки облой практически отсутствует, как следствие этого расход металла на заготовку существенно уменьшается. Технологическими процессами, интенсифицирующими технологию штамповки, являются: штамповка заготовок из центробежных отливок и отливок в кокиль, штамповка методом выдавливания в обычных закрытых и разъёмных штампах, безоблойная штамповка, штамповка из периодического проката, объёмная штамповка из заготовок, полученных непрерывной разливкой стали.

Штамповка заготовок, отлитых методами центробежного и кокильного литья, предназначается для изготовления заготовок типа пустотелых цилиндров, минуя процессы разливки стали в слитки и последующую их прокатку и расковку. При этом процессе заготовки для последующей штамповки или раскатки отливаются на центробежной машине, а затем в горячем виде (при t=1250...1300⁰ С) извлекаются из кокиля или центробежной машины.

…[1], c. 122-124

2.1. Технико-экокономическое обоснование вида заготовки

В качестве заготовки для детали «Крышка» чертех №711-21-32 используется штамповка.

Данный вид заготовки является наиболее экономически выгодным по ряду причин. Дело в том, что заготовка данной конфигурации не может быть получена методом проката из-за сложной формы внешних и внутренних поверхностей. Еще одним из вариантов получения заготовки для делали «крышка» является метод отливки, но для этого необходимо увеличивать припуски на механическую обработку. Такая необходимость вызвана тем, что у отливок присутствуют значительные термические деформации, в следствии ее остывания в форме, а так же различные посторонние  включения на поверхности заготовки, которые снижают качество структуры металла на поверхности. Далее стоит отметить, что внутри объема металла так же возникают значительные внутренние напряжения, вызванные термическими деформациями, что может привести к появлению трещин, что повышает вероятность поломки детали.

Сталь 45 имеет низкую текучесть, это может стать причиной неполного заполнения формы, образования раковин.

Из вышесказанного следует, что заготовка в виде штамповки является экономически более выгодной, более технологической.

…[5], c 94-96

…[12].

 

2.2. Анализ заводского варианта технологического процесса

Для обработки детали «Крышка» чертеж №711-21-32 используется 4 операции: токарная, сверлильная, сверлильная, сверлильная.

На токарной операции деталь обрабатывается на станке 1282 за 2 установки, где производится обработка внутренних поверхностей вращения и подрезка торцов. Далее производится обработка на сверлильных станках.

Предложенный заводской вариант достаточно рационален и соответствует условиям серийного производства, но обработка внутренних поверхностей вращения и подрезка торцов производится за две установки, что повышает затраты рабочего времени на обработку заготовки, кроме того в серийном производстве необходимо стремиться к тому чтобы обработка велась  за одну установку заготовки с целью реализации этого принципа первая операция – токарная, станком модели 1282 была разбита на 2 операции, выполненных на шестишпиндельных полуавтоматах модели 1284.

Далее в 015 операции заводского технологического процесса было внесено изменение – вместо зенкования 5-и фасок в данной работе предложено предложено использовать колибровочный инструмент зенкер-зенковка, для одновременнойго зенкерования отверстий и зенкования фасок.

…[12].

2.3 Разработка технологического маршрута

таблица 2.1

№ операции

Наименование операции

Технологическая база

1

2

3

4

005

токарная

Торец, кромка, фланца

1284

010

токарная

Торец, кромка, фланца

1284

015

сверлильная

Торец, кромка, фланца

2А150

020

сверлильная

Торец, кромка, фланца

2А53

025

сверлильная

Торец, кромка, фланца

2А53

2.4. Разработка технологического процесса

 

Таблица 2.2

№ операции

№ установа

№ перехода

Содержание операции

Тип и модель станка

Приспособление

Инструменты

Режущий

Мерительный

1

2

3

4

5

6

7

8

005

 

 

Токарная

1284

 

А/а

 

Установить заготовку в приспособление и закрепить

 

патрон

 

a

1

Точить заготовку до E90 _-1,0^+0,5

 

Резец Т5К10 16х25х100

Калибр-пробка

 

 

2

Точить заготовку до E132 _-1,0^+0,5

 

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

c

3

Точить заготовку до E92

 

Резец Т15К6 16х25х100

Калибр-пробка

 

 

4

Точить заготовку до E98 _-1,0^+0,5

 

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

 

5

Подрезать торец на L=42,5A1

 

Резец Т15К6 16х25х100

Калибр-пробка

 

 

6

Подрезать торец на L=23A1

 

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

 

7

Подрезать торец на L=9,5^+1.5

 

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

 

e

8

Точить E134,5^+0,26

 

Резец Т15К6 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

 

9

Точить E100^+0,23

 

Резец Т15К6 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

 

10

Точить галтель E110; R3

 

Резец Т5К10 16х25х100

Шаблон R3

         

1

2

3

4

5

6

7

8

 

f

11

Точить фаску на E100 3х45⁰

 

Резец Т15К6 16х25х100

Шаблон 3х45⁰

 

 

12

Точить торец на L=20,5

Резец Т15К6 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

 

 

13

Точить галтель E110; R3

Резец Т15К6 16х25х100

Шаблон

R3

010

 

 

Токарная

1284

 

а

 

Установить заготовку в приспособление и закрепить

патрон

 

b

1

Точить торец h=^+1.7_-0.8

Резец Т5К10 16х25х100

Калибр-скоба

 

c

2

Точить поверхность E138A1,0

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

d

3

Точить торец h=31A1.0

Резец Т5К10 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

 

E

4

Точить поверхность E140^+0.26

Резец Т5К10 16х25х100

Пробка пр

Пробка не

 

 

5

Точить галтель  R0,5

 

Резец Т5К10 16х25х100

Шаблон R0,5

f

6

Точить торец h=32A0.1

Резец Т5К10 16х25х100

Глубиномер ГОСТ 162-79

 

 

7

Точить фаску 1,5х45⁰

Резец Т5К10 16х25х100

Шаблон 1,5х45⁰

015

 

 

Сверлильная

2А150

 

А

 

Установить заготовку в приспособление и закрепить

кондуктор

 

 

1I5

Сверлить отв. E14

Сверло E14 Р18

Калибр-пробка

020

 

 

Сверлильная

2А53

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

 

А

 

Установить заготовку в приспособление и закрепить

подставка

 

 

1I5

Зенкеровать отверстия E14,5

Зенкер E14,5 Р18

Калибр пробка

 

 

6I 10

Зенковать фаску 1,5с углом 120⁰

Зенковка 120⁰; Р18

Шаблон 120⁰

025

 

 

Сверлильная

2А53

 

 

 

Установить заготовку в приспособление и закрепить

подставка

 

 

1I5

Резать резьбу М16х1,5

Метчик М16х1,5 ГОСТ 3206-81

Калибр пробка М16х1,5

 

 

2.5. Описание назначения и целей операции

Операция 005 – токарная. Станок мод. 1284.

Цель – окончательное формирование контура части наружных и внутренних поверхностей в соответствии с требованиями чертежа.

Сведения о данной операции вынесены на лист №3

Операция 010 – токарная. Станок мод. 1284. Цель: окончательное формирование контура наружных поверхностей в соответствии с требованиями чертежа.

Приспособление: резцедержатель, прихват.

Позиция А

Установ А. Установить заготовку в приспособление и снять после обработки.

Позиция В.

Переход 1. Точить торец h=40^+1.7_-0.8

Позиция С

Переход 2. Точить поверхность E138K1,0 предварительно

Позиция D

Переход 3. Точить торец h=31K1.0 предварительно

Позиция Е

Переход 4. Точить поверхность E140^+0,26

Переход 5. Точить галтель R0,5

Позиция F

Переход 6. Точить торец h=32K0,1 окончательно

Переход 7. Точить фаску 1,5х45⁰

Режущий инструмент: резец проходной Т5К10 ГОСТ 24248-80

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ1 ГОСТ 166-63, Пробка Пр140 Н11, Пробка Не Н11, Штанген-глубиномер 0-200 ГОСТ 162-64

Операция 015 – сверлильная. Станок 2А150.

Цель: формирование пяти отверстий в соответствии с требованиями чертежа детали.

Операция 020 – сверлильная. Станок 2А53.

Цель: формирование пяти отверстий под резьбу и пяти фасок.

Сведения о данной операции вынесены на лист №2

Операция 025.  Сверлильная. Станок мод. 2А53

Цель – окончательное формирование пяти резьбовых отверстий в соответствии с требованиями рабочего чертежа.

Приспособление: подставка, патрон.

Установ А. Установить заготовку в приспособление, закрепить и снять после обработки.

Переход 1-5 . Резать резьбу М16х1,5

Режущий инструмент : метчик М16х1,5 ГОСТ 3266-81

…[5] c. 101-104

… [12].

2.6. Выбор оборудования и его техническая характеристика

Станок радиально-сверлильный модели 2А53

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.

Основные данные:

Наибольший диаметр сверления 35мм

Наибольший ход шпинделя 300 мм

Вылет шпинделя 400-1200 мм

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до плиты 1500 мм

Конус шпинделя – морзе №4

Наибольшее горизонтальное перемещение шпиндельной головки 800 мм.

Наибольшее вертикальное перемещение рукава 700 мм

Наибольший угол поворота рукова вокруг колонны 360⁰

Число скоростей шпинделя – 8

Предел подач шпинделя 0,06I1,22 мм/об

Мощность главного электро-двигателя 2,4 квт

Габариты станка 2250х910х3070

Вес 3050 кг.

Список литературы

 

1. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» М. Машиностроение 1985 г.

2. Данилевский В. В. Технология машиностроения. М. «Высшая школа» 1984 г.

3. Ковшов А. Н. Технология машиностроения М. Машиностроение 1987 г.

4. Захаров В. И. Технология токарной обработки Ленинград 1972 г.

5. Нефёдов Н. А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах

6. Справочник технолога машиностроителя под ред. Косиловой А. Г., Мещеряковой Р. К. М. Машиностроение. 1980 г.

7. Справочник технолога машиностроителя под ред. Кована В. М. М. 1963 г. Т. 1, 2

8.  Основы теории транспортных гусеничных машин. Под редакцией Н. А. Забавникова; Машиностроение, М. 1968 г.

9.  Справочник по материалам гусеничных машин. Под редакцией Е. Д. Цыпкина; М. 1972 г.

10.  Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева «Металоведение». М.Машиностроение 1990 г.

11.  Данилевский В.В. Справочник технолога-машиностроителя М. Трудрезеридат 1958г.

12. Конспект лекций 1996-2001 учебные года.

СПИСОК СТАНДАРТОВ

1. ГОСТ 162-64

2. ГОСТ 166-63

3. ГОСТ 577-72

4. ГОСТ 1050-88

5. ГОСТ 3266-81

6. ГОСТ 10903-72

7. ГОСТ 16093-70

8. ГОСТ 24248-80

9. СТ СЭВ 144-75

10.  СТ СЭВ 180-75

 СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ:

1.1.   Назначение детали, его технологический анализ _________________

1.2.   Материал детали, ее химический состав ________________________

1.3.   Определение типа производства_______________________________

1.4.   Выбор и обоснование метода получения заготовки ______________

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

2.1.     Технико-экономическое обоснование вида заготовки ____________

2.2.     Анализ заводского варианта технологического процесса__________

2.3.     Разработка маршрута технологической обработки детали _________

2.4.     Разработка технологического процесса механической обработки детали __________________________________________________________

2.5.     Описание назначения и целей операции ________________________

2.6.     Выбор оборудования и его техническая характеристика ___________

СПИСОК СТАНДАРТОВ__________________________________________

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: _________________________________________

Министерство  образования РФ

 Брянский государственный педагогический университет
им. акад. И.Г. Петровского

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 по технологии машиностроения на тему:

 «Разработка технологического процесса изготовления детали»

 

 

 

 

	Проверил: преподаватель В. М. Рябов		Выполнил: студент 4 к. 7 гр. Палло К.С.

 

 

 

 

Брянск – 2001