Разработка технологического процесса изготовления детали «Втулка». Проектирование специальной оснастки

 

 

Исходя  из таблицы 1.4, наиболее подходящим способом является  литьё по выплавляемым моделям, так как данный способ имеет 12 квалитет точности, наименьшее значение шероховатости поверхности R_z=20 мкм и минимальное значение отверстия 2 мм, когда остальные способы имеют минимальное значение отверстия 8 мм. Так же литьё по выплавляемым моделям подходит для мелкосерийного производства и требует наименьших затрат на заготовительную операцию, в том числе на изготовление специальной оснастки. Технологические характеристики  выбранного способа представлены в таблице 1.5.

 

  Таблица 1.5 – Технологические характеристики литья по выплавляемым моделям

Способ получения заготовки		Литье по выплавляемым моделям
Класс точности отливки по ОСТ 1015		5
Среднеэкономическая точность размеров заготовки, сформированных: -    в одной части формы (штампа); -    в нескольких частей формы (штампа)		12
Величина пространственных отклонений от заданной формы (коробление, смещение отверстий, удельная кривизна)		Условное обозначение	Величина
Смещение отверстия , мкм на 1 мм Коробление, мкм на 1 мм Удельная кривизна, мкм на 1 мм			5 0,7 5
Глубина дефектного слоя		Н, мкм	100
Шероховатость поверхностей		Ra, мкм	12,5-6,3
Неуказанные литейные	радиусы	r, мм	1,3
	уклоны	а,°	от 00 до 20/

 

1.3 Оценка технологичности  конструкции детали «Втулка»

Оценка технологичности конструкции  может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности выражается числовыми показателями, которые оказывают существенное влияние на отработку рассматриваемой конструкции на технологичность.

1.3.1 Качественный анализ  технологичности

Анализ технологичности необходимо производить с учетом следующих факторов, определяющих технологические требования к заготовкам: конфигурации подвнутренних и внутренних поверхностей, соотношения толщин стенок, конфигурации наружных поверхностей, соотношения толщин стенок и габаритных размеров заготовки, глубин отверстий и их диаметров, геометрии наружных ребер, диаметров отверстий и резьб, расстояний между ними, радиусовскругления, уклонов, наличия и размеровплатиков и бобышек.

Конструкцию детали следует отрабатывать на технологичность комплексно, учитывая зависимости от технологичности исходной заготовки детали, от каждого вида обработки в технологическом процессе изготовления, от технологичности сборочной единицы, в которую эта деталь входит как составная часть.

Проанализировав конструкцию детали «Втулка», с учетом ее функциональных назначений необходимо отметить:

• в конструкции использованы унифицированные элементы формы детали, которые можно получить стандартным инструментом;
• для ответственных поверхностей шероховатостьRa=1,6 мкм, остальные Ra=2,5 мкм;
• ответственные размеры по 8-му квалитету точности, остальные по 11 и 12 квалитету;
• соотношения диаметров отверстий и их глубины удовлетворяют требованиям технологичности (D/h ≥ 3) ;
• деталь является симметричной, что улучшает ее технологичность.

1.3.2 Количественный анализ технологичности

Количественная оценка технологичности конструкции детали выражается в расчете числовых показателей, которые оказывают существенное влияние на технологичность. Одним из таких показателей является комплексный показатель технологичности детали, который определяется по формуле:

 

где – коэффициент прогрессивности обработки детали;

 – параметр, зависящий от  вида детали (оригинальная или  унифицированная) и количества оригинальных деталей данного наименования в изделии;

 – коэффициенты технологичности  применительно соответственно к:

• заготовительной операции – ;
• механической обработке резанием – ;
• термической обработке – ;
• нанесению покрытия – ;

 – коэффициенты приведения, учитывающие долю трудоемкости по технологическим видам производства соответственно:

• получение заготовок – ;
• механическая обработка – ;
• термическая обработка – ;
• нанесение покрытия – .

Показатели  технологичности конструкции детали применительно к перечисленным видам производства определяются следующим образом:

,                                               (1.2)

где – параметр, характеризующий снижение показателя технологичности из-за действия факторов на заготовительную операцию;

 – количество факторов, снижающих  технологичность конструкции применительно  к заготовительной операции;

,                                              (1.3)

где – значение параметра, снижающего показатель технологичности применительно к механической обработке;

 – количество факторов, снижающих  технологичность при механической обработке;

,                                               (1.4)

где – значение параметра, снижающего показатель технологичности применительно к термической обработке;

 – количество факторов, снижающих  технологичность при термической обработке;

,                                                 (1.5)

где – значение параметра, снижающего показатель технологичности применительно к нанесению покрытия;

 – количество факторов, влияющих  на снижение показателя технологичности при нанесении покрытия.

 

Способ получения  заготовки–литье по выплавляемым моделям, тип производства–мелкосерийное, по таблицам находим:

,6;,4;;.

Для того чтобы  определить коэффициент использования  материала необходимо найти объем детали и объем припусков.

Коэффициент использования материала будет  равен:

 

 

 

Определяя коэффициент, получим:

 

По таблицам определим коэффициенты , снижающие технологичность:

 – отношение  количества  механически обрабатываемых  поверхностей к общему количеству поверхностей детали (литье по выплавляемым моделям и под давлением) Св. 0,1

 

:

 

По таблицам определим коэффициенты , снижающие технологичность:

 – количество  обрабатываемых поверхностей меньше 20 (5);

 – количество  поверхностей с отклонением от  параллельности не более 0,05 и поверхностей с повышенными требованиями обработки – до 3;

 – количество  видов механической обработки не более 2-х;

 – для выполнения  операций требуются специальные  приспособления;

– отношение чистой массы детали к массе заготовки составляет 0,86 (свыше 0,85);

 – соответствующая  группа материалов по обрабатываемости.

 

 

.

Данный показатель технологичности детали является удовлетворительным. Рекомендаций по улучшению технологичности детали нет, так как использование другого способа получения заготовки, экономически не оправдано.

1.4 Выбор вариантов обработки  поверхности детали

Сравнивая точность размеров и шероховатость  поверхности стребуемыми, приходим к выводу, что дополнительной механической обработке подлежат поверхность 1-8, которые представлены в Приложении Б.

Поверхности, подлежащие дополнительной механической обработке:

Поверхность 1 – в размер 12,5H12

Поверхность 2 – в размер Ø34h11

Поверхность 3 – в размер 12Н12

Поверхность 4 – в размер 4Н12

Поверхность 5 – в размер Ø14h11

Поверхность 6 – в размер Ø7,6Н8

Поверхность 7 – в размер Ø4Н12

Поверхность 8 – в размер Ø2,8Н12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 - План обработки поверхностей 1 ,3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – План обработки поверхностей 2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – План обработки поверхности 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4 – План обработки поверхности 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.5 - План обработки поверхности 8

1.5 Обоснованиетехнологического  маршрута обработки детали

Технологический процесс – часть  производственного процесса, содержащая действия, по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

При разработке технологического маршрута необходимо учесть требования по точности и шероховатости поверхностей. Необходимо также выбирать операции так, чтобы затраты были наименьшими, а производительность наибольшая. При разработке маршрута следует придерживаться следующих общих правил:

1В первую очередь обрабатываются поверхности, которые служат базами при последующей обработке.

2Рекомендуется обрабатывать вначале поверхности, с которых снимается наибольший слой метала. Это позволит вскрыть дефекты заготовки в начале технологического процесса.

3 Чем точнее должна быть поверхность, тем позже следует её обрабатывать. Таким образом, уменьшается влияние деформации, вызванной перераспределением напряжения в металле.

Для изготовления детали «Втулка» разработан технологический процесс. Операции технологического процесса: 

1 005 Заготовительная

2 010 Токарно-винторезная

3 015 Токарно-револьверная

4 020Вертикально-сверлильная

5 025Вертикально-сверлильная

6 030 Промывочная

7 035 Контрольная

Сначала обрабатывается торцовая поверхность  1, так как затем по ней на последующих операциях будет базироваться деталь. Затем зенкеруют и развертывают отверстие7,6мм, после его обработки с помощью контрольно-измерительного инструмента контролируют диаметр отверстия.  После чего сверлятся ещё 4 отверстия 4 мм, и производится их зенковка и контролируется их диаметр. После чего сверлятся ещё 1 отверстие2,8 мм, и контролируется их диаметр и межосевое расстояние.

В соответствии с выбранными методами обработки  составляем маршрутную карту, которая представлена в Приложении Г.

1.6 Определение структуры технологических операций

Структура операции определяется следующими признаками:

1) количеством заготовок одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке (одно и многоместная);

2) количеством инструментов, используемых при выполнении операции (одно или многоинструментальная);

3) последовательностью работы инструментов при выполнении операции.

Выбор структуры зависит от серийности производства и принятого принципаформирования технологического процесса и технологических  операций.

После уточнения структуры технологической  операции определяют ее составляющие элементы: установы, позиции, вспомогательные и технологические переходы, количество инструментов и последовательность выполнения.

Одну и ту же заготовку можно  обработать разными способами. Технологический процесс обработки заготовки может содержать небольшое количество операций с применением небольшого количества оборудования, однако эта же заготовка может быть обработана на большем числе станков с большим количеством операций. В первом случае количество переходов в операциях характеризует их сложность, насыщенность, то есть степень концентрации.

Если количество переходов, выполняемых  последовательно на станке, значительно, такую организацию работы называют последовательной концентрацией технологического процесса.