Сущность технологии изготовления деталей машин

Введение

  Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью предать ей заданную форму и размеры указанной точности.

  Современное  машиностроение представляет очень  высокие требования к точности  и состоянию поверхностей деталей  машин, которые можно обеспечить  в основном только механической  обработкой.

  Обработка металлов резанием представляет собой совокупность действий, направленных на изменение формы заготовки путем снятия припуска режущими инструментами на металлорежущих станках, обеспечивая заданную точность и шероховатость обработанной поверхности. Металлорежущие станки классифицируются по способу производства основных технологических операций на следующие типы:

        1. токарные;

       2. фрезерные;

        3. сверлильные;

       4. шлифовальные;

        5. протяжные.

  В зависимости от формы деталей, характера обрабатываемых поверхностей и требований, предъявляемых к ним, их обработку можно проводить различными способами: механическими - точением, строганием, фрезерованием, протягиванием, шлифованием и др.; электрическими - электроискровым, электроимпульсным или анодно-механическим, а также ультразвуковым, электрохимическим, лучевыми и другими способами обработки.

  Процесс  обработки металлов резанием  играет ведущую роль в машиностроении, так как точность форм и  размеров и высокая частота  поверхностей металлических деталей  машин в большинстве случаев  обеспечивается только такой  обработкой.

   Этот процесс успешно применяется  во всех без исключения 

отраслей  промышленности.

Обработка металлов резанием является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом. Так, например, в среднем в машиностроении стоимость обработки заготовок  резанием составляет от 50 до 60% стоимости готовых изделий.

 Лист

Изм  Лист    № докум.              Подп.       Дата

КП МО-21

 Обработка металлов резанием, как правило, осуществляется на металлорежущих станках. Лишь отдельные  виды обработки резанием,

относящиеся к слесарным работам, выполняются вручную или с помощью механизированных инструментов.

 В  современных методах механической  обработки металлов заметны следующие  тенденции:

1. обработка заготовок с малыми припусками, что приводит к экономии металлов и увеличении доли отделочных операций

 

2. широкое применение методов упрочняющей обработки без снятия стружки путем накатывания роликами и шариками обдувки дробью, дорнирования , чеканки и т. п.;

3. применение многоинструментальной обработки

взамен  одноинструментальной и многолезвийного

режущего  инструмента вместо однолезвийного;

4. возрастания скоростей резания и подач;

5. увеличение части работ, выполняемых на автоматических и полуавтоматических станках, роботизированных комплексов с применением систем программного управления;

6. широкое проведение модернизации металлорежущего                                                                      оборудования;

7. использование быстродействующих и многоместных приспособлений для закрепления заготовок и механизмов при автоматизации универсальных металлорежущих станков;

8. изготовление деталей из специальных и жаростойких сплавов, обрабатываемость которых значительно хуже, чем обычных металлов;

9. участие технологов в разработке конструкции машин для обеспечения их высокой технологичности.

Более рационально  получать сразу готовую деталь, минуя  стадию заготовки. Это достигается  применением точных методов литья  и обработки давлением, порошковой металлургией. Эти процессы более  прогрессивны,  и они будут  все шире внедряться в технику.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные по работе:

 

 Исходные данные по заданию приведены в таблице 1.

                                                                         

 

      Таблица 1 . Исходные данные по заданию   

Чертеж детали	Производственная  программа, тыс. шт. В год	Материал	Вид обработки
Ступица	11000	Сталь ХВСГ	Фрезерование поверхности 30×80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

      Таблица 2 - Химический состав стали ХВСГ.

C, %	Mn, %	Si, %	Cr, %	W, %	V, %
0.95-1,05	0.6-0,9	0.65-1,0	0.6-1,1	0.5-0,8	0.05-0,15

 

 

 

 

 

 

                       Механические свойства стали ХВСГ приведены  в таблице 3.

 

Таблица 3– Механические свойства стали ХВСГ. 

Термообработка	Температура испытания, град	НВ, МПа	HRC	σТ, МПа	σВ, МПа	δ, %	Ψ, %	σиз, МПаг	σсжат, МПа	Тип карбида
Отжиг	20			300-400	600-700					Fe3C
Закалка с 8400-8600 и отпуск при 1400-1600	20		61-63
Закалка с 8400-8600 и отпуск при 2000-2500	20		57-59

            Тепловые режимы обработки стали ХВСГ приведены в таблице 4

      

                                       Таблица 4 -  Тепловые режимы обработки

Тепловые режимы обработки
Операция	Температура, град	Охлаждающая среда
Ковка	1140-800	В колодцах или термостатах
Отжиг	790-810	С печью, со скоростью 30 град/час
Закалка	840-890	Масло или расплавленные соли
Отпуск	150-210	Воздух
Закалка ТВЧ	1040-1120 (верхняя)	Скорость нагрева 20-350 град/сек

Для получения твёрдости  детали 58…61 HRC данную деталь подвергают химико-термической обработки: закалке при 840-860° С и заканчивают низким отпуском 140-160°С.

Сталь ХВСГ имеет большую  теплостойкость (250-260°С), хорошие режущие  свойства и сравнительно мало деформируется  при закалке. Их применяют для  инструмента большого сечения при  закалке в масле или горячих  средах (ручные свёрла, развёртки, плашки и т.д).

 

 

 

                                        Чертёж детали приведен на  рисунке 1

Рисунок 1.

 

 

Определим массу детали по формуле

 

                                                m=rv,                                               (2)

 

           где    m – масса детали, кг;

 

                  r – плотность стали кг/ м³ (r = )

 

                     v – объем детали м³.

 

 

Объем детали определим как сумму  и разность объемов элементарных фигур:

 

  V₁=а*b*h=80*19*30=45600 мм³;

 

V₂=10*6*19 =1140 мм³;

 

V₃= 9*5*19=855 мм³;

 

V₄= 7*7*19=931 мм³;

 

V₅=П*R² *h=3.14*25*19= 1491,5 мм³

 

V₆ =3.14*12.25*13=500,05 мм³;

 

V₇= 3.14*30,25*12=150.72 мм³;

 

V=V₁-V₂-V₃-V₄-V₅-V₆-V₇ =40112,54 мм³;

 

V=40,1 cм³;

 

m=7.85*40,1=315 г.=0,315кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Тип производства, количество  деталей в партии

В зависимости от размера  производственной программы,  сложности  и трудоемкости изготовления детали различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

 

Таблица 5 . Тип  производства

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей  в год
	крупных	средних	мелких
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	от 5 до 1000	от 10 до 5000	от 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

 

Согласно заданию: производство серийное. В зависимости от количества изделий в партии  их трудоемкости изготовления серийное производство подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное, определяемое ориентировочно по следующим данным.

Таблица 6 . Вид производства

Вид производства	Количество обрабатываемых деталей  в год
	крупных	средних	мелких
Мелкосерийное	2-5	6-25	10-50
Среднесерийное	6-25	26-150	51-300
крупносерийное	свыше 25	свыше 150	свыше 300

 

Количество  деталей в партии определяется по формуле:

 

 

 

 

 

где N- годовая программа выпуска деталей; N=11000;

       t- число дней, на которое необходимо иметь запас готовых деталей для         

          бесперебойной работы цеха (принимается  обычно 2-3 дня); t=2;

      Ф – число рабочих дней в  году; Ф=255.

При пятидневной  рабочей неделе (40 часов в неделю) рабочих дней 260.

 

 
 

Если  мелких деталей в партии 85 штуки, то значит это среднесерийное производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Вид заготовки и припуски на  обработку

 

3.1 Вид заготовки

Заготовкой  называется предмет производства, из которого изменением формы, размеров, качества поверхностей и свойств  материала изготавливают требуемую  деталь. Выбор вида заготовки зависит  от материала, формы и размера, ее назначения, условий работы и испытываемой нагрузки, от типа производства.

Для изготовления деталей могут применяться следующие  виды заготовок:

а) отливка  из чугуна, стали, цветных металлов, сплавов и пластмасс – для  фасонных деталей и корпусных  в виде рам, коробок, брус., челюстей и др.;

б) поковки  – для деталей, работающих на изгиб, кручение, растяжение. В серийном и  массовом производстве применяется  преимущественно штамповки, в мелкосерийном  и единичном производстве, а также  для деталей крупных размеров – поковки;

в) прокат горяче – и холоднокатанный – для  деталей вида валов, стержней, дисков и других форм, имеющих незначительно  изменяемые размеры поперечного  сечения.

 

 

 

3.2    Величина  припуска на обработку 

 

 

 

	Припуск	Допуск
Ширина 19 мм.	1,1	+0,9 -0,5
Длинна 80 мм.	1,1	+0,9 -0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Структура технологического процесса

 

           Технологической  операцией называется законченная  часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем  месте, в частности, при обработке  резанием – на одном станке. Если после обработки части  поверхностей заготовка передается  на другое рабочие место, а  затем возвращается на тот  же станок, то дальнейшая обработка  на нем составит следующую  операцию.

           Установом  называется часть операции, выполняемая  при неизменном закреплении обрабатываемой  заготовки.