Разработка технологического процесса изготовления детали «Корпус»

 

При массе детали 12 кг и программе выпуска N=5000 шт./год, можно предположить, что тип производства будет крупносерийным.

Типы производства характеризуются  следующими значениями коэффициентов закрепления операций:

• Тип производства K₃₀ ;
• Массовое - 1;
• Крупносерийное -  Св. 1 до 10;
• Среднесерийное - Св. 10 до 20;
• Мелкосерийное - Св. 20 до 40;
• Единичное Св. - 40.

2.2 Выбор заготовки.

Метод получения заготовок  для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, типом 
производства, а также экономичностью изготовления. Для рационального 
выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

В данном случае определяющим фактором являются свойства материала. Деталь сделана из чугуна, а он, как известно, не поддается обработке давлением, являясь хрупким материалом. При этом он обладает хорошими литейными свойствами.

Структура процесса выбора заготовки, его содержание определяется степенью сложности изготавливаемой заготовки и соответственно требует применения одного или нескольких методов для его выполнения.

В первую очередь рассматривают  технологические возможности материала, приведенные конструктором на чертеже детали, влияния степени его легирования на обрабатываемость.

Если материал детали обладает литейными свойствами и  в то же время хорошо обрабатывается давлением, то выбор процесса и метода изготовления заготовки связывают с обеспечением заданного качества детали, т.е. с техническим условием на изготовление.

В результате анализа  исключают многие процессы и методы, устанавливают степень технического совершенства принятых решении, выбирают возможные варианты, уточняют их.

Структура материала, из которого изготовлена деталь, состоит  из перлита с включениями графита. Графит по сравнению со сталью обладает низкими механическими свойствами, но именно благодаря графиту чугун имеет преимущества перед сталью:

- наличие графита  облегчает обрабатываемость резанием, делает стружку ломкой (когда  резец доходит до графитового включения),

- чугун обладает хорошими  антифрикционными свойствами, наличие  графитных включений быстро гасит вибрации и резонансные колебания,

- чугун почти не  чувствителен к дефектам поверхности, надрезам и т.д.

Низкая температура  плавления и окончание кристаллизации при постоянной температуре (образование эвтектики) обеспечивают на только удобство в работе, но и хорошие жидкотекучесть и заполняемость формы. Описанные свойства чугуна делают его ценным конструкционным материалом, широко применяемом в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.

Способ изготовления отливки должен обеспечить высокие  эксплуатационные свойства литого изделия, высокие технико-экономические показатели производства. При выборе способа изготовления отливки учитываются: вид сплава и его литейные свойства, служебное назначение и конструкция детали, технические требования, серийность выпуска.

Следовательно, заготовку  для детали получаем методом литья  в кокиль.

Кокиль - металлическая  форма, которая заполняется расплавом  под действием гравитационных сил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно. Таким образом, сущность литья в кокили состоит в применении металлических материалов для изготовления многократно используемых литейных форм, металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию и свойства отливки.

Кокиль обычно состоит  из двух полуформ, плиты, вставок. Полуформы  взаимно центрируются штырями, и перед заливкой их соединяют замками. Размеры рабочей полости кокиля больше размеров отливки на величину усадки сплава. Полости и отверстия в отливке могут быть выполнены металлическими или песчаными стержнями, извлекаемыми из отливки после ее затвердевания и охлаждения до заданной температуры. Расплав заливают в кокиль через литниковую систему, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров).

При заполнении кокиля расплавом воздух и газы удаляются из его рабочей полости через вентиляционную систему кокиля.

Основные элементы кокиля - полуформы, плиты, вставки, стержни  т. д.- обычно изготовляют из жаропрочной  стали.

Кокиль - металлическая  форма, обладающая по сравнению с  песчаной значительно большей теплопроводностью, теплоемкостью, прочностью, практически нулевыми газопроницаемостью и газотворностью.

Литье в кокиль следует  отнести к трудо- и материалосберегающим, малооперационным и малоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейных цехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.

 

 

2.3 Разработка выбранного варианта технологического процесса

При проектировании маршрута обработки определяется последовательность обработки всех поверхностей детали, не решая вопросов о способах и средствах обработки. Порядок механической обработки отдельных поверхностей зависит от требуемой точности, размерных связей между ними и выбранной схемы базирования. При этом процесс разделяется на черновую и чистовую обработку, что вызвано техническими требованиями обеспечения точности размеров, относительного положения и качества поверхностей детали.

Каждая проектируемая  технологическая операция должна решать конкретную задачу: удалить наибольший слой металла с обрабатываемой поверхности (черновая обработка) или получить более точные размеры и взаимное расположение поверхностей (чистовая обработка), или добиться высокой точности и качество обрабатываемой поверхности (отделочная обработка).

Таблица - Планы обработки  поверхностей

Поверхность	Вид обработки	Размер после  обработки
Отверстие Ø35Js7	Черновое растачивание	Ø32Н14
	Получистовое растачивание	Ø33,5Н12
	Получистовое растачивание	Ø34,8Н9
	Чистовое растачивание	Ø35Н7
Отверстие Ø8Н7	Центрование	-
	Сверление	Ø6Н14
	Рассверливание	Ø7Н12
	Зенкерование	Ø7,6Н7
Отверстие Ø110Js7	Черновое растачивание	Ø105Н14
	Получистовое растачивание	Ø107,5Н12
	Получистовое растачивание	Ø108,8Н10
	Чистовое растачивание	Ø110Js7
Резьбовое отверстие  М10-7Н	Центрование
	Сверление	Ø8,2Н12
	Нарезание резьбы	М10-7Н
Резьбовое отверстие  М6-7Н	Центрование
	Сверление	Ø4,2Н12
	Нарезание резьбы	М6-7Н
Боковая поверхность  корпуса	Черновое фрезерование	Ra=12.5мкм
	Получистовое фрезерование	Ra=3.2мкм
	Чистовое фрезерование	Ra=1.6мкм
Верхняя и нижняя поверхности корпуса	Черновое фрезерование	Ra=12.5мкм
	Получистовое фрезерование	Ra=3.2мкм
	Чистовое фрезерование	Ra=1.6мкм

 

Наименование оборудования	Операция/переход
Вертикально-фрезерный 6Р13	010 Вертикально-фрезерная Фрезеровать поверхность  в размер 35± 0,5
Вертикально-фрезерный 6Р13	015 Вертикально-фрезерная Фрезеровать поверхности  в размеры 62±0,2 и 23-1 (техн)
Горизонтально-расточной 2622В	020 Горизонтально-расточная Фрезеровать поверхность  в размер 18-0,23
Горизонтально-расточной 2622В	025 Горизонтально-расточная Центровать 4 отверстия  по кондуктору Сверлить 4 отв. Ø10+0,5  напроход Рассверлить 4 отв. Ø13+0,43  напроход Цековать 4 отв. Ø21+0,25  в размер 5± 0,15
Вертикально-сверлильный 2Н125	030 Вертикально-сверлильная Центровать 6 отверстий  по кондуктору Сверлить 4 отв. Ø8,4+0,3 под резьбу М10 на глубину 25+1 Зенковать 6 фасок 1х45 Нарезать резьбу М10-7Н  в 4 отв. на глубину 20+1 Сверлить 2 отв. Ø7+0,2 на глубину 25 Зенкеровать 2 отв. Ø8Н7
Вертикально-расточной  с ЧПУ 600V	035 Вертикально-расточная с ЧПУ Расточить отв. Ø110Js7 напроход со снятием фаски 1х45 (черновой и чистовой проход) Расточить отв. Ø35Js7 напроход со снятием фаски 1х45 (черновой и  чистовой проход) Центровать 12 отверстий  по программе Сверлить 12 отв. Ø5  напроход Зенковать 12 фасок 1х45 Нарезать резьбу М6-7Н  в 12 отв. напроход

2.4 Расчет припусков на механическую обработку

Правильное определение величины припусков (z_i) очень важно, так как от этого зависят многие технико-экономические показатели технологического процесса (расход металла, точность и качество обработанных поверхностей, время обработки, расходы на режущий инструмент, электроэнергию, амортизацию станка и др.).

В современной технологии машиностроения, особенно при значительном объеме выпуска  деталей, необходимо, чтобы припуск на каждых технологический переход был минимальным, но достаточным для осуществления предполагаемой обработки.

В практике технологов-машиностроителей используют два метода выполнения работы по установлению величины операционных припусков: табличный и расчетно-аналитический, причем каждый из них находит применение в определенных производственных условиях. В данной работе использован табличный метод определения припусков на обработку.

Рассчитаем припуск  на внутреннее отверстие диаметром 110Js7(±0,017).

Для удобства расчетов составим таблицу:

Таблица 5

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск  d, мкм	Предельные размеры, мм		Предельные припуски, мкм
	Rz	Т	r	e				dmin	dmax	2zminп	2zmaxп
1. Отливка	1200		300	–		106,881	7000	99,9	106,9	–	–
2. Растачивание черновое	12,5	0	20	127	3052	109,933	1000	108,94	109,94	3040	9040
3. Растачивание получистовое	3,2	0	0	6	67	110,00	100	109,9	110,00	60,00	960
4. Растачивание чистовое	1,6	0	0	5	17	110,017	10	110,01	110,017	17,00	107
									Σ	3117	10107