Проектирование технологического процесса изготовления детали «Втулка»

Оценку технологичности конструкции детали производят по количественным и качественным показателям.

а) Количественная оценка технологичности

1) На основе таблицы 3.1 произведём расчёт коэффициента унификации конструктивных элементов детали

(3.1)

где Qэ.у - число унифицированных элементов детали, шт.;

Qэ - общее число конструктивных элементов детали, шт.;

 

Данный результат унифицированности детали соответствует стандартам технологичности (ГОСТ 14.202-73).

 

2) Рассчитаем коэффициент точности обработки по формуле:

(3.2)

где Qтч.н - число размеров необоснованной степени точности обработки, шт.;

Qтч.о - Общее число размеров, подлежащих обработке, шт.;

 

Данный результат точности обработки детали соответствует стандартам технологичности (ГОСТ 14.202-73).

 

3) Рассчитаем коэффициент шероховатости поверхности детали по формуле

(3.3)

где Ош.н - число поверхностей детали не обоснованной шероховатости, шт.;

Ош.о - общее число размеров подлежащих обработке, шт.;

 

Данный результат шероховатости поверхности детали соответствует стандартам технологичности (ГОСТ 14.202-73).

 

б) Качественна оценка технологичности

Качественная оценка технологичности конструкции детали указывается словами «хорошо-плохо», «допустимо-недопустимо» и т.д.

1) На чертеже данной детали указаны все достаточные и необходимые размеры для однозначного представления о конструкции данной детали, не имеет лишних размеров;

2) Содержаться все необходимые сведения о материале детали, термической обработки, массе детали и др.;

3) На чертеже детали указана вся необходимая шероховатость исполнительных поверхностей изделия;

4) Чертежом детали оговорены технические требования, неуказанные предельные отклонения, допуски отклонения формы и расположения;

 

 

Вывод: полученные значения различных показателей технологичности конструкции объективно свидетельствует о том, что данная деталь является технологичной в изготовлении (по наиболее эффективным технологиям с наименьшими производственными затратами) и эксплуатации. В результате качественной оценки изделия на технологичность делаем вывод о том, что данный вариант технологических решений наиболее приближены к требованиям оптимальных технологических процессов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Определение вида исходной  заготовки и его технико-экономическое  обоснование. Расчёт размеров заготовки

 

Вид заготовки и способ её получения оказывает существенное влияние на характер технологического процесса, трудоёмкость и экономичность обработки. Выбор способа получения заготовки непосредственно зависит от конструкции и материала детали, её размеров, требований к точности, объёма производства и других факторов. Исходя из необходимости максимального приближения формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали, следует применять прогрессивные методы и средства получения заготовок. К ним например можно отнести литьё по выплавляемым моделям, литьё в оболочковые формы, литьё под давлением, штамповка в закрытых штампах, периодический прокат, профильный прокат и др. Прогрессивные виды получения заготовок обеспечивают снижение затрат на механическую обработку и повышают качество конечной продукции.

Из чертежа детали видно, что это деталь типа вращения с внутренним отверстием. Такую заготовку небольшой массы можно получить штамповкой или прокатом.

Рассмотрим два наиболее предпочтительных варианта получения заготовки:

а) Штамповка:

1) Рассчитаем  массу заготовки по формуле

,    (4.1)

где Кр - коэффициент для определения ориентировочной расчётной массы штамповки (3,табл.1.13); Кр=1,4;

mд - масса детали, кг;

Полученные числовые значения подставляем в формулу

 

 

2) Определение коэффициента использованного материала

(4.2)

 

б) Прокат:

1) Расчёт массы заготовки по формуле 

(4.3)

где V - расчётный объём заготовки, см3; V=192 см3;

q - плотность материала, q=7,8 г/см3;

Полученные числовые значения подставляем в формулу

 

2) Определение коэффициента использованного материала

(4.4)

 

По данным расчётов делаем вывод, что лучше всего использовать тип заготовки - штамповка, так как данный тип наиболее экономически выгоден.

Объёмная штамповка отличается высокой производительностью, по сравнению с другими методами обработки, благодаря высоким скоростям обработки и одновременному деформированию всего объёма заготовки или его части. Помимо высокой производительности штамповка обеспечивает получение заготовки с высокой точностью размеров. Она позволяет заметно уменьшить расход металла на изготовление детали и снизить трудоёмкость

при последующее обработки резанием. Кроме того штамповка обеспечивает получение высокого качества поверхности заготовки и может  обеспечивать получение заготовок  сложной формы.

 

 

 

 

Исходные данные для расчёта:

а) Штамповочное оборудование - КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс). Нагрев заготовок индукционный. Штамповка закрытая;

б) Масса штамповки - 0,17 кг;

в) Класс точности - Т3     (3,табл.1.1);

г) Группа стали - М2     (3,стр.3);

д) Степень сложности  - С1    (3,стр.4-5);

е) Конфигурация поверхности разъёма штампа - П (плоская);

ж) Исходный индекс - 6    (3,табл.1.2);

з) Основные припуски на размеры    (3,табл.1.3):

1) 1,0 - Ø60 мм и шероховатостью поверхности Ra=12,5 мкм;

2) 0,9 - Ø52 мм и шероховатостью поверхности Ra=0,63 мкм;

3) 1,0 - Ø40 мм и шероховатостью поверхности Ra=1,25 мкм;

4) 0,8 - высота 42 мм и шероховатостью поверхности Ra=1,25 мкм;

5) 0,7 - толщина 16 мм и шероховатостью поверхности Ra=12,5 мкм;

и) Штамповочный уклон:

1) На наружной поверхности - не более 5°, принимаем  5°;

2) На внутренней  поверхности - не более 7°, принимаем  7°;

к) Размеры штамповки, мм:

1) Ø60+(1,0+0,3)×2=62,6 мм;

2) Ø52+(0,9+0,3)×2=54,4 мм;

3) Ø40-(1,0+0,3)×2=37,4 мм;

4) Высота  детали 42+(0,8+0,3)×2=44,2 мм;

5) Толщина  ободка 16+(0,7+0,3)×2=18 мм;

л) Радиус закругления наружных и внутренних углов - 1,6 мм (минимальный), принимаем 2,0 мм   (3,табл.1.7);

 

 

м) Допускаемые отклонения размеров, мм  (3,табл.1.8):

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

н) Допускаемое смещение по поверхности разъёма штампа 0,6 мм

(3,табл.1.9);

 

Чертёж заготовки  с размерами и допускаемыми отклонениями проставлены на чертеже заготовки (Приложение А).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор оборудования и его  обоснование

 

Выбор оборудования является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки детали. От правильного выбора зависит производительность, экономное использование площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии и, в итоге, себестоимость изделия.

При выборе станочного оборудования учитывается следующее: характер производства, методы достижения заданной точности при обработке, соответствие станка размерам детали, мощность станка, удобство управления и обслуживания станка, габаритные размеры и стоимость станка, возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации, кинематические данные станка, а также наличие имеющегося оборудования.

Перечень используемого оборудования и его характеристики приведены в таблице 5.1

 

Таблица 5.1 - Технические характеристики используемых станков

№	Наименование станка	Модель	Диапазон частот вращения, мин-1	Диапазон подач, мм/об	Мощность, кВт	Габариты, мм	Масса, кг
1	Токарный с ЧПУ	16К20Ф3	12,5-2000	0,03-3,2	10,0	3360/1710/ 1750	4000
2	Фрезерный	ИР500МФ4	21,2-3000	1-2000 мм/мин	14,0	6000/3700/3100	12500
3	Кругло-шлифовальный	3У131М	40-500	0,0025-0,025	5,5	5500/2585/1982	5960

 

 

6 Формирование маршрутного технологического  процесса изготовления детали 

 

6.1 Выбор и обоснование технологических  баз

 

Выбор технологических баз решается одновременно с выбором метода получения заготовки. Первые операции - создание чистовых баз для чего в заготовке предусматриваются черновые поверхности.

Выбор схемы базирования зависит от конструкторских и технологических требований. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, конструкцию приспособления, достижение заданной точности, производительность.

При разработке технологического процесса для каждой операции выбирается исходные (определенные) базы и проставляются исходные, (операционные) размеры. Это наиболее ответственный этап разработки технологического процесса и проектирования приспособлений.

При выборе баз руководствуются следующими рекомендациями: соблюдение принципа единства баз, т.е. по возможности обеспечивать совмещение технологической и конструкторской баз. Это значит задавать положение обрабатываемой поверхности по возможности теми же размерами, которые проставлены на чертеже детали.

Отступление от этих правил приводит к ужесточению допусков на исходные размеры, так как вместо конструкторских размеров приходится вводить технологические размеры, на которые назначаются меньшие допуски. Во-вторых, технологическая база, по возможности, должна обеспечивать неизменность положения заготовки в процессе её обработки, т.е. должна быть постоянной.

 

обработки зубчатых, шлицевых и других фасонных поверхностей.

Способ базирования заготовки (детали) определяется, в основном, её формой. Используются типовые способы базирования заготовок

  Выбор черновых и чистовых баз для всех операций представлен в таблице 6.1.

 

6.2 Выбор  методов и количества необходимых  переходов обработки

 

Задачей любого технологического процесса механической обработки заготовки является превращение исходной заготовки в готовую деталь, к которой предъявляются требования, определяемые чертежом детали. На данном этапе разработки технологического процесса выбираются методы обработки каждой поверхности заготовки, и определяется количество необходимых переходов.

Как правило, для обработки любой поверхности возможно применение нескольких альтернативных методов. Выбор того или иного варианта обработки определяется следующими факторами:

- Видом поверхности;

- Требуемой точностью обработки;

- Типом производства;

- Степенью доступности поверхности;

- Размерами поверхности;

- Соотношением размеров поверхности.

Наиболее существенным фактором является вид поверхности. Для обработки наружных цилиндрических поверхностей используются: точение, круглое наружной шлифование и другие методы. Для обработки отверстий применяются: сверление, зенкерование, развертывание, растачивание и др. Обработка плоских поверхностей производится фрезерованием, строганием, плоским шлифованием и др. Специфические методы используются для обработки зубчатых, шлицевых и других фасонных поверхностей.

Чем точнее поверхность, тем более точный метод следует применять для ее обработки. Например, для обработки отверстия по 12 квалитету точности достаточно применить сверление или черновое растачивание, для обработки отверстия по 7 квалитету точности следует применять развертывание или тонкое растачивание.

Выбор количества необходимых переходов для всех операций представлен в таблице 6.1.

 

6.3 Определение последовательности  обработки