Технологический процесс изготовления и сборка крана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс изготовления и сборка крана

1. Описание конструкции и назначение детали, технических требований к точности и чистоте поверхностей

Валы получили широкое применение в конструкциях различных машин, в том числе и ПТМ. Валы служат для передачи крутящего момента. При выборе валов необходимо учитывать нагрузки действующие на вал, по сколько если напряжения на валу будут критическим произойдет его разрушение. А разрушение вала может привести к тяжелым последствиям для всего механизма, где он установлен.

Проанализируем последовательно эти требования с точки зрения их обоснованности и соответствия служебному назначению детали.

1. Наружную поверхность вала для повышения срока службы подвергают поверхностной закалке и шлифуют с обеспечением шероховатости поверхности 5 мкм при обработке по 12-му квалитету. Улучшить НВ 240 -260

2. Должна быть соблюдена соосность наружной поверхности с посадочным отверстием (радиальное биение не более 0,05 мм). Поскольку в противном случае в сопряжении вала с отверстием не будет обеспечен линейный контакт из-за возможного перекоса осей, возможно также защемление вала.

3. Вал изготовляют из стали 40 Х по ГОСТ 4543-61 применяя паковку. Поковка позволяет на производить заготовку с достаточной степенью точности размеров, после чего уже можно производить операции для получения требуемых размеров по чертежу.

5. Заданные шероховатости для вала являются Rz = 20 мкм для торцевой поверхности, поскольку она не участвует во взаимодействии. И Rz = 5 мкм на поверхностях которые участвуют в взаимодействии с другими элементами (подшипниками, манжетами и т.д.)

6. Несимметрирование боковых поверхностей шлицев относительно оси не более 0,02 мм на длине 100 мм.

7. На торцах допускаются следы утопающих центров

8 Острые кромки притупить.

Результат анализа используют при разработке технологии изготовления детали и выборе средств контроля.

2. Анализ технологичности конструкции деталей

В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ.

Производственная технологичность конструкции детали - это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.

Технологичность конструкции детали анализируют с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовления.

Оценка технологичности конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.

Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показаниями: «лучше - хуже», «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично - нетехнологично» и т.п. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления. В связи с этим проанализируем чертеж детали, например, с точки зрения:

степени унификации геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, фаски). В данной детали является приемлемой, поскольку размеры входят в размерный ряд вала;

наличия удобных базирующих поверхностей, обеспечивающая возможность совмещения и постоянства баз присутствует для нашего вала;

существует возможности свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке вала;

контроля точностных параметров детали производить удобно;

методы обработки детали позволяют успешно решить задачу, по требуемому значению шероховатости на различных поверхностях изделия.

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Применительно производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоемкости и технологической себестоимости, а также по техническим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты точности К_Т и шероховатости К_ш.

Из чертежа видно, что суммарное количество указанных на чертеж размеров составляет 8, из которых два размера выполняются по 12 квалитету точности, 6 размеров по 8 квалитету. В то же время 2 поверхность имеют значение шероховатости 20 мкм и 6 поверхностей 20 мкм.

3. Выбор типа производства (единичное, серийное, массовое)

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К_з.о.

Коэффициент К_з.о. показывает отношение числа всех операций, выполняемых или подлежащих выполнению в цехе (на участке) в течение месяца, к числу рабочих мест, т.е. характеризует число операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место в месяц, или степень специализации рабочих мест.

При К_з.о. производство массовое; если 1 < К_з.о. < 10 - крупносерийное; если 10 < К_з.о. <20 - среднесерийное; если 20 < К_з.о. < 40 - мелкосерийное, в единичном производстве К_зо не регламентируется.

- суммарное число различных операций;

- явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции;

К_В - коэффициент выполнения норм, К_в = 1,3;

Ф - месячный фонд времени рабочего при работе в одну смену, час;

- суммарная трудоемкость программы выпуска, час;

- программа выпуска каждой - й позиции номенклатуры;

Т_i - трудоемкость - й позиции, час.

В то же время условное число однотипных операций П_о/, выполняемых на одном рабочем месте, может быть определено как

- нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями;

- фактический коэффициент загрузки данной операцией. Рассчитывается фактический коэффициент загрузки по формуле:

где К_в - коэффициент выполнения норм;

- действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

Приняв по справочным данным:

, ,часов, получим

Производство крупносерийное. Кроме того, данная серийность производства, соответствует серийности по массе детали и условиям программы выпуска.

4. Определение вида заготовок и способов их изготовления

Материал является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Наиболее широко используемые материалы объединены в 7 групп. Код группы определяется по табл. 3.1 на основе данных чертежа детали.

Выбираем код материла - 6

Чтобы найти серийность производства, необходимо знать массу детали и задаться конкретной программой выпуска. Код серийности определяется по табл. 3.3.

Выбираем код - 4

Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 видов. Соответствующий код выбирается на основе сравнения реальной детали с описанием типовых деталей, представленных в табл. 3.2.

Выбираем код - 2

По массе заготовки сгруппированы в 8 диапазонов, которые выбираются по табл. 3.4 и 3.5.

Выбираем код -3

Для удобства использования в работе по выбору возможных вариантов наиболее часто применяемые способы получения заготовок в машиностроении закодированы в интервале от 1 до 11 и представлены в табл. 3.6.

Таким образом, определив коды по каждому из четырех факторов, составим перечень возможных видов и способов получения заготовок для данной детали согласно табл. 3.7:

1. По коду материала детали находим соответствующие строки таблицы.

2. По коду серийности производства уточняем место строки внутри соответствующего материала.

3. Код конструктивной формы определяет окончательное место строки данных в соответствующем коде серийности.

4. Код массы детали уточняет горизонталь в строке нужного кода формы детали, которая указывает перечень кодов вида заготовок.

Из табл. 3.7 по определенным ранее кодам 6 - 4-2 - 3 из графы таблицы «Вид заготовки» выписываем рекомендуемые коды видов: 1.

- поковка на молотах и прессах;

- поковка на горизонтально-ковочных машинах;

- свободная ковка;

10 - прокат.

5. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Проводимые на первом этапе исследования позволяют определить рекомендуемые способы получения заготовок для чертежей деталей. Окончательное решение о выборе конкретного способа из полученного перечня (результаты первого этапа) принимается после определения и сравнения себестоимости получения заготовки для каждого из рекомендуемых видов.

Себестоимость производства заготовок, без учета затрат на предварительную механическую обработку, для способов поковка и обработки давлением определяется по зависимости

где С - базовая стоимость 1 т заготовок, руб./т (табл. 3.9-3.12);

-коэффициент доплаты за термическую обработку и очистку заготовок, руб./т (табл. 3.13);

-масса заготовки, кг;

КТ - коэффициент, учитывающий точностные характеристики заготовок (табл. 3.14);

К, с - коэффициент, учитывающий серийность выпуска заготовок (табл. 3.15-3.17);

- масса детали, кг (см. чертеж детали);

-стоимость 1 т отходов (стружки), руб.;

Кф - коэффициент, учитывающий инфляцию (по отношению к ценам 1991 г.).

.

Оптовая цена 1 т поковка, руб.

Масса одной	Группа сложности
поковка, кг	1	2	3	4
1,8	508	577	647	724
2,25	482	548	613	686
2,825	457	519	582	651
3,575	439	499	558	625
4,5	422	480	538	602
5,65	407	463	517	579
7,15	393	446	500	559
9	381	432	484	542
11,25	369	419	469	526

Выбираем из данных таблицы массы

1) поковка на молотах и прессах

Находим базовую себестоимость

Находим себестоимость заготовки

(таб 3.13)

не учитываем

(таб 3.16)

2) поковка на горизонтально-ковочных машинах;

Находим базовую себестоимость



Находим себестоимость заготовки

(таб 3.13)

не учитываем

(таб 3.16)

3) свободная ковка;

Находим базовую себестоимость

Находим себестоимость заготовки

(таб 3.13)

не учитываем

(таб 3.16)

4) прокат.



6. Разработка технологических процессов обработки элементарных поверхностей

деталь заготовка технологический точность

Предварительный выбор методов обработки элементарных поверхностей и числа необходимых переходов (операций) производят на основе данных справочных таблиц экономической точности обработки или на основе обобщенных таблиц примерных маршрутов (см. прил. 3) исходя из требований, предъявляемых к конечной точности и качеству поверхностей, вида исходной заготовки, свойств материала и типа производства.

Определив первый и окончательный переходы, устанавливают Необходимость промежуточных переходов, число которых тем больше, чем ниже точность исходной заготовки и выше конечные Требования к поверхности. Число вариантов обработки поверхности может быть довольно большим (см. прил. 3), и их сокращение возможно с учетом некоторых нюансов, к которым относятся, например, целесообразность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов и ее обработки совместно с другими поверхностями заготовки за один установ, ограничение возможности применения некоторых методов из-за недостаточной жесткости детали и т.п.

7. Расчет припусков

Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода. Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и для компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Минимальный припуск:

при обработке поверхностей вращения в центрах

Отклонение расположения Е необходимо учитывать у заготовок (под первый технологический переход), после черновой и получистовой обработки лезвийным инструментом (под последующий технологический переход) и после термической обработки. В связи с закономерным уменьшением величины Е при обработке поверхности за несколько переходов на стадиях чистовой и отделочной обработки ею пренебрегают.

На основе расчета промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам. Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к исходному размеру готовой детали промежуточных при пусков или путем последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от исходного размера готовой детали промежуточных припусков. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам определяют, округляя их увеличением (уменьшением) расчетных размеров до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры вычисляют путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру.

Предельные значения припусков определяют как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Определяем отклонения

1. Подрезание торца черновое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

2. Подрезание торца черновое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

3. Подрезание торцов чистовое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

4. Подрезание торцов чистовое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

5. Подрезание торцов черновое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

6. Подрезание торцов чистовое

отклонения от перпендикулярности

радиус наружной поверхности

радиус внутренней поверхности

7. Точение черновое

8. Точение чистовое

9. Шлифование черновое

10. Шлифование чистовое

Результаты расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный	Допуск на промежуточные размеры, мкм	Принятые (округленные) размеры заготовки по переходам, мм
					припуск МКМ	минимальный размер, мм		наибольший	наименьший
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
8 1. Подрезание торца черновое 2. Подрезание торца черновое 3. Подрезание торца чистовое. 4. Подрезание торца чистовое. 5. Подрезание торца черновое 6. Подрезание торца чистовое. 7. Точение черновое 8. Точение чистовое 9. Шлифование черновое 10. Шлифовани 11. точение черновое	50 50 5 5 50 5 20 10 10 5 20	- - - - - - 20 10 20 15 20	1,4 1,6 0,9 1,2 1.4 0,9 25 16,64 12.48 8,33 25	- - - - - - - -	101,4 101,6 5,9 6,2 101,4 5,9 130 73,82 85 57 130	223,81 223.713 223,612 223,606 265.2 265,08 38,2658 38,136 38,062 37,977 38,2658	250 250 100 100 250 100 460 185 115 72 460	224,7 224,45 224,2 224,1 265,35 285,1 38,87 38,405 38,215 38,072 38,87	223,85 223,75 223,65 223.61 265,2 265,1 38,83 38,15 38,1 38 38,83

8. Выбор и обоснование баз, способов закрепления для заготовки

Конструкторские базы назначаются конструктором изделия при простановке размеров на рабочем чертеже. На выбор той или иной схемы при простановке размеров влияют как конструкторские, так и технологические требования. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, выбор баз, конструкцию приспособления и т.д.

Выбирая схему простановки размеров, конструктор должен исходить из обеспечения принципа технологичности конструкции. Более технологичной является та конструкция, на изготовление которой затрачивается меньше времени, требуется более простое приспособление, а заданная точность достигается просто и надежно.

Базирование заготовки в приспособлении производится, как правило, двумя или тремя базами, причем оно сводится, по существу, к базированию ее отдельных баз. Обнаружено, что в группе баз значимость каждой из них для данной операции неодинакова. Среди них выделяется основная база. Заготовка, устанавливаемая этой базой в приспособление, получает почти полную ориентацию, лишаясь трех или четырех степеней свободы. Для лишения заготовки остальных степеней свободы используются другие, вспомогательные базы. Основную базу необходимо выделять из группы баз еще и потому, что способ ее базирования принципиально отличается от способа базирования остальных баз.

В связи с этим представляется возможным рассматривать типовые способы базирования основной базы определенной формы безотносительно к форме и размерам заготовок, тем более что круг поверхностей, используемых в качестве основной базы, ограничен тремя видами - плоской поверхностью, цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью.

Основную базу выбирает конструктор приспособления. Иногда это делает технолог при разработке технологического процесса, проставляя на операционном эскизе значками тип опорного элемента и число опорных точек. За основную базу предпочтительно брать поверхность, которая обеспечивает заготовке устойчивое положение в приспособлении даже при базировании только одной этой базы. Наиболее полно такому требованию отвечает плоская поверхность заготовки, располагающаяся снизу и обладающая достаточной протяженностью. Если у заготовки такой поверхности нет, выбирают другую поверхность достаточной протяженности - боковую плоскую поверхность, цилиндрическое отверстие либо цилиндрическую наружную поверхность.

9. Проектирование технологических операций обработки заготовки с оценкой чистоты поверхностей после каждой операции

На первых (одной-двух) операциях обрабатывают поверхности, которые будут использоваться в качестве технологических баз на всех или большинстве операций технологического процесса

Используя чистовые базы, обрабатывают остальные поверхности в последовательности, обратной их степени точности, т.е. чем точнее должна быть обработана поверхность, тем позже ее обрабатывают.

Используя разработанные ранее маршруты обработки отдельных поверхностей, выявляют необходимость расчленения процессов изготовления детали на стадии обработки. Стадия обработки - это часть технологического процесса, включающая однородную по характеру и точности обработку различных поверхностей и детали в целом.

Целесообразность разделения технологического процесса на стадии обработки обусловлена необходимостью получения деталей заданной точности и рационального использования оборудования, так как это связано с числом и содержанием операций технологического процесса. На каждой стадии выполняют операции, обеспечивающие примерно одинаковую точность обработки.

Операция подрезание торца черновое выполняется на правом торце, значение шероховатости Rz=50 мкм, требуемый квалитет 14. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости.

Операция подрезание торца черновое выполняется на левом торце, значение шероховатости Rz=50 мкм, требуемый квалитет 14. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости.

Операция подрезание торца чистовое выполняется на правом торце, значение шероховатости Rz=5 мкм, требуемый квалитет 8. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с следующим рядом образцов шероховатости

Операция подрезание торца чистовое выполняется на левом торце, значение шероховатости Rz=5 мкм, требуемый квалитет 8. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с следующим рядом образцов шероховатости

Операция подрезание торца черновое выполняется на левом торце, значение шероховатости Rz=50 мкм, требуемый квалитет 14. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости.

Операция подрезание торца чистовое выполняется на левом торце, значение шероховатости Rz=5 мкм, требуемый квалитет 8. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с следующим рядом образцов шероховатости

Операция подрезание торца черновое выполняется на левом торце, значение шероховатости Rz=50 мкм, требуемый квалитет 14. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости.

Операция подрезание нарезание фаски, значение шероховатости Rz=20 мкм, требуемый квалитет 10. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с следующим рядом образцов шероховатости

Операция подрезание нарезание торцов, значение шероховатости Rz=50 мкм, требуемый квалитет 14. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости.

Операция точение черновое выполняется на внешней поверхности заготовки, значение шероховатости Rz=20 мкм, требуемый квалитет 12. Производим проверку соответствия шероховатости, соотнося полученные значения с образцами шероховатости, кроме того, используем микрометр для определения размера внешнего диаметра. На данной стадии совмещают окончательную обработку неточных поверхностей и предварительную обработку точных поверхностей.

Операция точение чистовое выполняется на внешней поверхности заготовки, значение шероховатости Rz=10 мкм, требуемый квалитет 10. Используем тот же способ определения полученных размеров, что и для чернового точения. На данной стадии предварительную обработку точных поверхностей.

Операция шлифование черновое выполняется на внешней поверхности заготовки, значение шероховатости Rz=10 мкм, требуемый квалитет 8. Определение значений полученных после шлифования производим, используя скобы и кругломер. На данной стадии проводят окончательную обработку точных поверхностей

Операция шлифование черновое выполняется на внешней поверхности заготовки, значение шероховатости Rz=5 мкм, требуемый квалитет 8. Определение значений полученных после шлифования производим, используя скобы и кругломер. На данной стадии проводят окончательную обработку точных поверхностей.

Литература

1. Технология машиностроения. Сборник задач и упражнений./ В.И. Аверченко и др. - М.: ИНФРА-М, 2005. - 288 с.

2. Ковшов А.И. Технология машиностроения. - М.; Машиностроение, 1987. - 320 с.;

3. Косилова А.Г., Сухов М.Ф. Технология производства подъемно-транспортных машин. - М.: Машиностроение, 1982. - 301 с.

4. Справочник технолога-машиностроения. В 2-х т./ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с. Том 1.

5. Справочник технолога-машиностроения. В 2-х т./ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с. Том 2.

Размещено на Allbest.ru