Проектирование технологического процесса обработки

      Выделим несколько наиболее приемлемых методов  изготовления отливки:

1. Литье в оболочковые формы
2. Литье в стержневые формы
3. Литье в металлические формы
4. Литье в песчаные формы.
5. Центробежное литье.

      Так как к точности отливки не предъявляются  высокие требования:

- в соответствии  с ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку» допуски размеров отливки изменяются в зависимости от размера в интервале от 1,8 до 3,2 мм.

- отклонение  по массе может достигать 16% от массы заготовки (2,1 кг.)

      Эти отклонения соответствуют Третьему классу точности.

      Исходя  из требований экономичности, точности, а так же объема выпуска для  изготовления заготовки полумуфты  будем использовать литье в песчаные формы (Справочник технолога машиностроителя,гл.3, табл.1, 5-7). При использовании этого метода будет обеспечены технические требования, предъявляемые к заготовке, а так же простота и экономичность.

      При этом минимальная толщина стенок равна 3-4 мм, а диаметры отверстий  в отливке не должны быть меньше 15 мм.

      Отверстие в полумуфте получается при помощи стержня. Согласно табл.6, стр.123, [5], для  данного диаметра отверстия его  глубина (глубина сквозного отверстия) может достигать 120 мм., что полностью удовлетворяет габаритам полумуфты.

Указать плоскость разъема!!!!

5.  Разработка маршрута обработки отдельных поверхностей детали.

   Маршрут обработки детали представляет собой  перечисление всех операций, необходимых  для изготовления детали, в последовательности их выполнения. Он включает в себя и  те операции, которые не являются механической обработкой, например, заготовительная  операция, операция промежуточной сборки. Маршрут обработки элементарных поверхностей зависит от типа поверхности, предъявляемых к ней требований (точность размеров, шероховатость, точность расположения поверхностей и отклонения формы), а также от типа производства, т.е. от типа применяемого оборудования.

   К полумуфте моторной предъявляются  жёсткие требования. Самыми функциональными, а следовательно, и точными поверхностями  являются посадочное отверстие, торец  полумуфты а также центрирующая цилиндрическая поверхность, причем последняя имеет 6 –ой квалитет точности.

   Заготовка имеет 13 квалитет точности, а квалитет получаемой детали по самой точной поверхности 7, следовательно, 12-7=5. То есть для получения заданной точности необходимо преодолеть 5 квалитетов точности. За один этап обработки это осуществить  невозможно, поэтому основные поверхности  необходимо обрабатывать в несколько  этапов, постепенно повышая точность детали.

   Все поверхности детали с одного установа обработать невозможно.  Токарную обработку  разумнее разделить на две операции, поскольку при параллельной обработке  достигается высокая производительность, а также между операциями напряжения, возникшие на предыдущей токарной операции,  имеют возможность перераспределиться. Это важно, поскольку деталь нежесткая.

   После черновой обработки разумно включить контроль качества материала, наличие  пор, трещин и т. д. После окончательной  обработки необходима слесарная  операция, мойка, контроль геометрических размеров, контроль качества материала.

      Рассмотрим  отливку:

      Так как заготовка выполняется методом  литья в песчаные формы, определяем для детали данных размеров (максимальный размер 123 мм) класс точности размеров и ряды припусков на механическую обработку отливок для различных  способов литья (Таблица П 1.5, Третьяков, ТКМ). Отливке из серого чугуна с  размерами, лежащими в интервале  от 100 до 160 мм. соответствует 10-ый класс  точности размеров, и 2 ряд припусков на механическую обработку. Десятому классу точности соответствует допуск 3.2 мм на линейный размеры (для 123 мм) и 2.2 мм (для 32 мм). Припуск на механическую обработку – не более 4 мм ( для 32 мм – не более 3.6).  

      Рассмотрим  построение маршрутов  обработки следующих  поверхностей:

• внутренней цилиндрической поверхности d32K7, являющейся посадочной поверхностью (предъявлены повышенные требования к точности размеров Ra 1.6);
• внешней цилиндрической поверхности d123h6, являющейся центрирующей поверхностью (предъявлены повышенные требования к точности размеров Ra 1.6).
• так же необходимо рассмотреть построение маршрута для торцевой поверхности, т.к. помимо высоких требований к точности поверхности Ra3.2, к ней предъявлены высокие требования к точности взаимного расположения поверхностей (в частности торцевой и внутренней цилиндрической).

1. Отверстие – внутренняя цилиндрическая посадочная поверхность - получается литьем, формообразующим элементом является стержень. При этом получаем точности размера по IT13 и шероховатость поверхности Ra=20-80 мкм. Так как необходимо достичь точность Ra1.6, соответствующую 7 квалитету, то необходимо преодолеть 6 квалитетов точности. За один этап обработки это осуществить невозможно, поэтому основные поверхности необходимо обрабатывать в несколько этапов, постепенно повышая точность детали. Таким образом, для обработки поверхностей необходимо предусмотреть предварительную, промежуточную и окончательную обработку.

      В качестве предварительной обработки поверхностей можно использовать растачивание, силовое шлифование или зенкерование. При силовом шлифовании выделяется большое количество тепла, происходит перегрев заготовки, возникают прижоги. Поэтому в качестве предварительной обработки разумнее выбрать между черновым растачиванием и черновым зенкерованием. После чернового растачивания можно получить точность по 11 квалитету, с шероховатостью до 6,3 мкм.

      Промежуточная обработка поверхностей может предусматривать шлифовальные или токарные операции. При шлифовании происходит значительное выделение тепла, возможны прижоги. Также происходит шаржирование обработанной поверхности. Поэтому рациональнее использовать точение, в частности - чистовое растачивание. Возможно получение точности заготовки по 8-9 квалитету с шероховатостью Ra до 2,5 мкм., аналогичных характеристик поверхности добиваются при зенкеровании.

      В качестве окончательной обработки внутренней поверхности возможно использование тонкого растачивания или чистового шлифования. Так как весь процесс обработки включает токарную обработку поверхности, то разумнее и для окончательной обработки использовать операцию растачивания.

      Весь  маршрут обработки в первом приближении  можно представить в следующем  виде:

      Варианты  маршрута обработки поверхности:

      Требуемая точность размера и шероховатости  отверстия могут быть достигнуты следующими способами обработки:

• Точное зенкерование: IT7, Ra=0,63мкм
• Тонкое растачивание: IT6-IT7, Ra=0,63 мкм
• Чистовое протягивание: IT6-IT7, Ra=0,63-1,25 мкм
• Чистовое шлифование: IT6-IT7, Ra=0,2-0,63 мкм

 

      Применение  шлифования недопустимо, т.к. диаметр  отверстия 32 мм, при этом диаметр  державки шлифовального круга окажется слишком мал, чтобы обеспечить необходимую  жесткость.

      Применение  развертывания также недопустимо  из-за малого диаметра отверстия.

      Наиболее  рациональным маршрутом является маршрут:

• Заготовка IT14, Ra = 20-80 мкм
• Черновое растачивание IT11, Ra = 10 мкм
• Чистовое растачивание IT9, Ra = 2,5 мкм
• Тонкое растачивание IT7, Ra = 1,6 мкм

т.к. при  этом обработка осуществляется на станке одной группы, то снижается погрешность и затраты времени на переустановку. Также за этот установ обрабатываются и другие поверхности заготовки.

2. Также важной поверхностью детали является посадочная наружная цилиндрическая поверхность  Ø (IT7) под установку внутренней цилиндрической поверхности тормозной полумуфты.

Точность  размера после литья - IT13- IT16 и  шероховатость поверхности Ra=20-80 мкм. Необходимую точность размера и качество поверхности можно получить тонким точением, которому предшествует чистовое и черновое точение.

Маршрут обработки:

• Заготовка             IT14, Ra = 20-80 мкм
• Точение черновое IT12, Ra = 50-6,3 мкм
• Точение чистовое IT9, Ra = 6,3-0,4 мкм
• Точение тонкое            IT7, Ra = 1,6 мкм

 

3. Обработка ответственной торцевой поверхности  проводится аналогично. Причем желательно выполнять все эти обработки поверхностей за один установ, так как при этом будет выше степень взаимного расположения поверхностей.

Маршрут обработки:

• Заготовка             IT14, Ra = 20-80 мкм
• Точение черновое IT12, Ra = 50-6,3 мкм
• Точение чистовое IT9, Ra = 6,3-0,4 мкм
• Точение тонкое             IT7, Ra = 3,2 мкм

 

      За  один установ каждый этап обработки  завершить невозможно, поэтому необходимо провести разделение каждого этапа  на операции.

На предварительном  этапе во время первого установа обработке подвергаются внутренняя цилиндрическая поверхность, торцевая и внешняя цилиндрическая поверхность. На втором установе обтачивают плоскую поверхность с тыльной стороны заготовки под места посадки крепежных элементов (гаек). Конусную поверхность обтачивают до цилиндрической.

После чего проводятся контрольные операции.

Затем производится сверление отверстий  под крепежные элементы.

На промежуточном  этапе производится точение внутренней цилиндрической, торцевой и внешней цилиндрической поверхностей. Нарезаются фаски.

На этапе  окончательной обработки поверхности  производят тонкое точение и растачивание ответственных поверхностей, протягивание паза.

Так же необходимо включить в обработку  детлаи слесарные операции и мойку.

Исходя  из разработанной последовательности обработки  представим маршрут обработки  детали в следующем виде:

6. Выбор баз, составление  маршрута обработки, выбор вида оборудования.

   Необходимо  выполнить принцип неизменности базирования для большинства  операций. Также желательно совместить конструкторскую, измерительную и  технологическую базы. Но постоянство баз для данной детали сохранить невозможно.

         Основными базовыми поверхностями  являются внешние цилиндрические  поверхности  и торцевые поверхности  полумуфты. На начальных стадиях  обработки в качестве технологической  базы выбираем внешнюю конусную поверхность полумуфты. Это необходимо для обработки внутренней поверхности отверстия. Последующая обработка будет проводиться в том числе и с базированием на оправке.

   На  токарных операциях возможно применение универсального токарного станка, токарно-револьверного  станка, токарного автомата и токарного  станка с ЧПУ. Обработка детали на универсальном токарном станке наименее производительна. При серийном производстве целесообразно применять станок с ЧПУ, что обеспечит высокую  точность обработки и гибкость производства.

   При обработке на токарных операциях  целесообразно использовать резец  для контурного точения со сменной  многогранной пластиной из твердого сплава, которым возможно производить  как подрезку торца, так и точение  цилиндрических поверхностей.

Операция	Наименование	Оборудование	Оснастка
005: Токарная	1.Точить поверхность Æ26мм 2. Точить поверхность Æ127мм 3. Точить торец до размера 18мм 4.Точить фаску(со стороны закрепления детали), выдерживая размер 1,5±0,2х45°±1°	Станок токарно-винторезный 16К20Ф3	Трехкулачковый  патрон
010: Контрольная	Технический контроль
015: Токарная	1. Точить торец, выдерживая размер 2. Точить внешнюю  коническую поверхность до цилиндрической 3. Точить фаску, выдерживая размер 1,5±0,2х45°±1° 4. Точить торец под крепежные элементы .
020: Контроль	Технический контроль
025: Сверлильная	Сверлить 3 сквозных отверстия Æ11+0,5	Станок вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор; Втулка
030: Контроль	Технический контроль
035: Токарная	1.Точить поверхность Æ32 2. Точить поверхность Æ123 3.Точить фаску(со  стороны закрепления детали), выдерживая  размер 1,5±0,2х45°±1°	Станок токарно-винторезный	Трехкулачковый  патрон
040: Контроль	Технический контроль
045: Токарная	1.Точить поверхность Æ32 2. Точить поверхность Æ123 3.Точить фаску  (со стороны закрепления детали), выдерживая размер 1,5±0,2х45°±1°	Станок токарно-винторезный	Трехкулачковый  патрон
050: Вертикально-протяжная	Протянуть шпоночный  паз, выдерживая размеры: 10±0,018; 35,3+0,2	Станок протяжной	Подставка; Прошивка
055: Слесарная	Зачистить заусенцы	Верстак
60:	Технический контроль