Разработка технологического процесса производства детали "крышка"

1.2 Характеристика заданного типа производства

Под типом производства понимают комплексную характеристику особенностей организаций и технологического уровня промышленного производства. На тип организации производства оказывают влияние следующий факторы: уровень специализации, масштаб производства, сложность и устойчивость изготовляемой номенклатуры изделий, обусловленной размерами и повторяемостью выпуска. Различают три основных вида производств: единичное, серийное и массовое.

Серийное производство предусматривает одновременное изготовление сериями широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени.

Под серией понимается выпуск ряда конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производство партиями, одновременно или последовательно, непрерывно в течение плавного периода. Основные особенности организации серийного производственного процесса:

- постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготовляемой в значительных количествах;

- специализация рабочих мест для выполнения нескольких операций, закреплённых за одним рабочим местом;

- периодичность изготовления изделий сериями, обработка деталей партиями;

- преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения;

- наличие незначительного объёма ручных сборочных и доводочных операций;

- преимущественная численность рабочих средней квалификации;

- незначительная длительность производственного цикла;

- централизация оперативно-производственного планирования и руководства производством;

- автоматизация контроля качества изготовляемой продукции;

- применение статистических методов уравнения качеством продукции;

- унификация конструкций деталей и изделий;

- типизация технологических процессов и оснастки.

Примером серийного выпуска продукции могут служить самолётостроительные и моторостроительные заводы.

В зависимости от количества одновременно изготовляемых изделий в серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства.

Разновидность серийного производства принято различать по значениям коэффициента закрепления операций

где - общее число операций, выполняемых в данном цехе (на участке) в месяц; - число единиц оборудования, действующего в цехе (на участке).

Принято считать, что цехи относятся к той или иной разновидности серийного производства в зависимости от следующих значений коэффициента закрепления операций: к мелкосерийному - от 20 до 40; к среднесерийному - от 10 до 20; к крупносерийному - от 2 до 10.

1.3 Метод получения заготовки

Штампом называют инструмент для придания заготовке заданной конфигурации с помощью штамповки - пластической деформации заготовки давлением либо разделения ее на части.

Наличие большого разнообразия форм и размеров заготовок, а также сплавов, из которых их сделали, обусловило создание различных способов штамповки. Так как в процессе штамповки характер пластического течения металла в заготовке определяется типом штампа, то этот признак можно считать основным для классификации способов штамповки. В зависимости от типа штампа выделяют штамповку в открытых и закрытых штампах.

Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл целиком заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высоких требований к точности заготовок по массе. Облой затем обрезают в специальных штампах. Штамповкой в открытых штампах можно получать поковки практически всех типов.

Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процессе деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа при этом постоянный и небольшой, так что образование облоя в нем не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя - выступ (на прессах), или наоборот (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно-перпендикулярные плоскости разъема, т.е. состоять из трех частей. Такой штамп применяют, в частности, в горизонтально-ковочных машинах.

При штамповке в закрытых штампах необходимо соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Следовательно отрезка заготовок должна быть высокоточной. В этом случае процесс получения заготовки усложняется. Как правило, штамповкой в закрытых штампах получают диски, колеса, втулки и кольца.

Достоинство штамповки в закрытых штампах- уменьшение расхода металла, поскольку нет отхода в облой. Поковки, полученные в закрытых штампах, имеют более благоприятную структуру, так как волокна металла обтекают контур поковки, а не перерезаются в месте выхода металла в облой. При штамповке в закрытых штампах металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при больших сжимающих напряжениях, чем в открытых штампах. Это позволяет получать большие степени деформации и штамповать малопластичные сплавы.

К штамповке в закрытых штампах можно отнести штамповку выдавливанием и прошивкой, так как штамп в этих случаях выполняют по типу закрытого и отхода в заусенец не предусматривают.

Чертежи поковки составляют по чертежу детали. При получении поковки в открытом штампе прежде всего необходимо правильно выбрать поверхность разъема, т.е. поверхность, по которой соприкасаются между собой верхняя и нижняя половины штампа. Обычно эта поверхность является плоскостью или сочетанием плоскостей. Плоскость разъема должна быть выбрана такой, чтобы поковка свободно вынималась из штампа. В целях облегчения заполнения металлом полости штампа желательно выбрать плоскость разъема таким образом, чтобы полости штампов имели наименьшую глубину.

При штамповке возможен сдвиг одной половины штампа относительно другой. Чтобы легко контролировать такой сдвиг, плоскость разъема должна пересекать вертикальную поверхность поковки. Желательно плоскость разъема располагать так, чтобы естественные уклоны поковки облегчили ее извлечение из штампа.

На размеры поковки устанавливают допуски, припуски на механическую обработку назначают главным образом на сопрягаемые поверхности детали. Чтобы облегчить заполнение полости штампа и извлечение из нее поковки, боковые поверхности последней должны иметь штамповочные уклоны (для стальных поковок в пределах 3…10о). Для наружных поверхностей поковки штамповочные уклоны принимают меньшими, чем для внутренних.

Все пересекающиеся поверхности поковки сопрягаются по радиусам. Это необходимо полости штампа для предохранения его от преждевременного износа и поломок. Радиусы скругления зависят от глубины полости. Внутренние радиусы R скругления в 3-4 раза больше, чем наружные радиусы r, равные обычно 1…6 мм.

При штамповке в штампах с одной плоскостью разъема нельзя получить сквозное отверстие в поковке, поэтому наносят только наметку отверстия с перемычкой - пленкой, удаляемой впоследствии в специальных штампах. Штамповкой не всегда можно получить полностью требуемую конфигурацию поковки, поэтому на отдельных участках поковок могут быть сделаны напуски, упрощающие их форму.

Увеличив все размеры спроектированной поковки на величину усадки, получают чертеж горячей поковки, по которому изготавливают полость штампа. При штамповке в открытых штампах вдоль внешнего контура полости выполняют специальную облойную канавку штампа.

Составление чертежа поковки при штамповке в закрытых штампах с двумя взаимно - перпендикулярными плоскостями разъема имеет свои специфические особенности. Прежде всего наличие двух плоскостей разъема не требует на поковках напусков там, где они необходимы в штампах с одной плоскостью разъема. Штамповочные уклоны назначают значительно меньшего размера или их можно совсем не предусматривать.

Проектируя деталь, следует стремиться к наименьшей разности в площадях поперечных сечений на различных участках длины детали, избегать тонких стенок, высоких ребер, длинных отростков и тонких приливов, примыкающих к плоскости разъема.

Необходимо проверять в каждом отдельном случае целесообразность изготовления деталей из двух или нескольких частей с последующей сваркой и, наоборот, целесообразность объединения в одной поковке смежных деталей.

Заготовками для горячей штамповки в большинстве случаев служит прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные заготовки, хотя иногда штампуют из прутка, в последующем отделяя поковку непосредственно на штамповочной машине. Мерные заготовки отрезают от прутка различными способами: на кривошипных пресс - ножницах, механическими пилами, газовой резкой и т.д. Поковки простой конфигурации, не имеющие большой разности сечений по высоте, обычно штампуют в штампах с одной полостью, т.е. в одноручьевых штампах.

1.4 Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки

Исходные данные. Деталь «Фланец». Технические требования - диаметр 50h7, шероховатость Ra = 1,25 мкм. Материал детали - СЧ-15-32. Общая длина детали -77мм. Длина обрабатываемой поверхности -63мм. Метод получения заготовки - штамповка. Обработка производится в патроне на токарном станке 1К62. Требуется определить межоперационный и общий припуски и диаметральный размер заданной поверхности заготовки.

1. Назначаем технологический маршрут обработки:

- точение черновое

- точение чистовое

2. В графу 2 записываем элементарную поверхность детали и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения.

3. Заполняем графы 3, 4 и 9 по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 3 и 4 взяты из табл. П 1.11 и П 1.18, допуск (графа 9) на диаметральный размер штамповки взят из табл. П 1.1.

Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанной шейки вала аналогичным методом необходимо собрать данные: Rzi-1; Ti-1; сi-1; еi; дi..

4. Суммарное значение пространственных погрешностей (графа 5) определяем по формуле при обработке наружной поверхности в патроне.

где ссм - допускаемые погрешности по смещению осей фигур, штампуемых в разных половинах штампа (табл. П 1.16), тогда ссм = 700 мкм,

скор - общая кривизна заготовки, определяемая по формуле

скор =?K·L3

где ?К - удельная допустимая кривизна,

?К= 3 мкм/мм

скор = 250 · 3= 750 мкм; то с0 = 1026мкм.

Величина остаточной кривизны после выполнения перехода обработки следует определить по формуле

с ост = Ку · с0

где с0 - кривизна заготовки

Ку - коэффициент уточнения

Ку = 0,06 - черновое точение

Ку = 0,05 - чистовое точение

Ку = 0,03 - шлифование.

Тогда с1 = 0,06 · 1026 = 62мкм

с2 = 0,05 · 62 = 3 мкм

с3 = 0,03 · 3 = 0 мкм.

5. Погрешность установки заготовок в трехкулачковом самоцентрирующем патроне при черновом обтачивании еу1 =200мкм при чистовом обтачивании без переустановки - еу2 = 0

На переходе шлифования обработка производится в центрах, т.е. еу3=0.

6. Расчет минимального припуска при обработке наружной поверхности штамповки в патроне производится по формуле:

для чернового точения:

,

для чистового точения

,

7. Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления.

К наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результаты заносятся в графу 8.

8. В графу 11 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода.

9. Наибольшие предельные размеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру.

10. Предельные размеры припусков Zi max (графа 12) определяются как разность предельных максимальных размеров и Zi min (графа 13) - как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

11. Для определения общих припусков Z0 min и Z0 max суммируются соответствующие промежуточные припуски на обработку.

12. Выполняем проверку

Тd3 - Тdд = ?27max - ?27min.

0,84-0,021=4,06-3,241

1.5 Обоснование выбора технологического оснащения

Для выполнения данного технологического процесса я выбираю следующее оборудование:

Операция: 010,015-токарная

Станок: СТВ 1К62

Приспособление: П3*К

Операция: 020-фрезерная

Станок: СГФ 6Н82

Приспособление : тиски

Операция: 025,030-сверлильная

Станок : СВС 2Н125

Приспособление : УСП-конд.

Операция: 035-шлифовальная

Станок : СВШ 3Б13

Приспособление: 3*КП

1.6 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на наружную цилиндрическую поверхность диаметром 50 -0,021. Шероховатость Ra = 1,25 мкм.

Исходные данные: деталь «Фланец» из СЧ-15-32. Заготовка- «штамповка». Обработка производится на токарном станке. Режущий инструмент - резец с пластинами из твердого сплава ВК6.

Операция «Токарная».

Переход 1. Точить поверхность 1 предварительно.

1. Глубина резания - t, мм

t = 2.8мм (данные берутся из расчета припусков).

2. Подача-S мм/об

S = 0,5 мм/об

3. Скорость резания - Vм/мин

Выписываем значения Сх и показатели степеней хх, ух, m.

ув = 750 МПа; Сх = 243; х = 0,15; у = 0,4 ; m = 0,20

Период стойкости инструмента - T = 120 мин

Находим поправочные коэффициенты

Кх = Кмх · Кпх · Ких ,

где Кмх - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,

Кпх - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности,

Кпх = 1

Ких - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента,

Ких = 1

пх= 1

Кr = 1

.

4. Определяем частоту вращения шпинделя - n, об/мин

об/мин.

5. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.

Принимаем n = 500 об/мин.

6. Пересчитываем скорость резания, Vф.

Vф - фактическая скорость резания, м/мин:

Переход 2. Точить поверхность 1 окончательно

1. Глубина резания - t, мм

t = 0,3 мм (данные берутся из расчета припусков).

2. Подача - S мм/об

S =0,15 мм/об. (табл. П 2.10).

3. Рассчитываем скорость резания - V м/мин

По табл. П 2.11 выписываем значения Сх и показатели степеней хх, ух, m.

Сх =292, х =0,15, у = 0,20, m = 0,20.

Период стойкости инструмента - Т = 120 мин

Находим поправочные коэффициенты

Кх = Кмх · Кпх · Ких

Где Кмх - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,

Кпх - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности,

Ких - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента.

Кпх = 1(табл. П 2.5)

Ких = 1 (табл. П 2.6)

пх = 1; Кr = 1 (табл. П 2.2)

Кх = 1

4. Определяем частоту вращения шпинделя - n, об/мин

об/мин.

5. Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.

Принимаем n = 1200 об/мин.

6. Пересчитываем скорость резания, Vф.

Vф - фактическая скорость резания:

.

1.7 Техническое нормирование

Исходные данные: деталь «Фланец». Длина обрабатываемой поверхности 63мм, диаметр50. Заготовка - «штамповка» из СЧ-15-32.

Обработка производится на токарном станке модели 16К20. Приспособление - токарный патрон.

Переход 1. Точить наружную поверхность 1 предварительно.

Резец проходной. Угол резца в плане ц = 90.

1. Основное время

мин,

lр.х = 63 мм - длина рабочего хода инструмента (по чертежу).

lвр,пер =2,8мм - величина врезания и перебега инструмента табл.П3.17.

n = 500 об/мин - частота вращения (по расчету режимов резания).

Sоб = 0,5мм/об - подача на оборот (по расчету режимов резания).

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Твсп1 = 0,12 мин

Переход 2. Точить наружную поверхность 1 окончательно.

Резец проходной. Угол резца в плане ц = 90.

1. Основное время

мин,

lр.х = 63 мм - длина рабочего хода инструмента (по чертежу).

lвр,пер = 0,3мм - величина врезания и перебега инструмента.

n = 1200 об/мин - частота вращения (по расчету режимов резания).

Sоб = 0,15 мм/об - подача на оборот (по расчету режимов резания).

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Твсп2 = 0,12мин.

3. Нормирование операции:

1) Основное время

Тосн = 0,252 + 0,35 = 0,62 мин.

2) Вспомогательное время

Туст.оп = 0,24 мин

Твсп = 0,24 + 0,24 = 0,48 мин

3) Оперативное время

Топер. = 0,62 + 0,48 = 1,1мин

4) Время на обслуживание рабочего места

Тобс = 4 -6 % Топер

Тобс. = 0,05 · 1,1= 0,055 мин

5) Время на отдых

Тотд = 4 % Топер

Тотд. = 0,04*1,1=0,044мин

6) Штучное время

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд

Тшт = 1,1 + 0,48 + 0,055 +0,044 = 1,65мин

Заключение

В результате выполнения КП по Технологии машиностроения был разработан технологический процесс механической обработки детали «Фланец», который включает в себя: операции токарной обработки, сверление, шлифование. На наиболее точную поверхность осуществлен расчет межоперационных припусков, в результате выполненного расчета спроектирована заготовка для данной детали. На часть операций механической обработки определены режимы резания путем аналитического расчета, а на остальные - назначены по общим машиностроительным нормативам. Проведено технологическое нормирование операции механической обработки.

токарный деталь фланец заготовка

Список используемой литературы

1. Маталин А.А. Основы технологии машиностроения. , М. 1986г.

2. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск. «Высшая школа» 1975г. 288с. с ил.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб. и доп., М, Машиностроение 1977г. 288с. с ил.

4. Гелин Ф.Д. Металлические материалы справ. - Мн.: Высш. шк., 1987. - 368с.

5. Дёмина Л.Н. Шадрина Е.Л. Методические указания и справочные материалы по выполнению курсового проекта. Воронеж. ВГК ПТЭиС, 2008г.

Размещено на Allbest.ru