Материал: Функции инженера-технолога машиностроительного предприятия

Самым возможным и приемлемым вариантом получения заготовки является поковка, выполненная по ГОСТ 7062-79.

.     Простановка размеров на чертеже детали не обеспечивает возможность выполнения обработки по принципу автоматического получения размеров на настроенных на размер станках, и на чертеже детали измерительная и технологическая базы не совмещены. То есть для обработки на настроенных на размер станках требуется выполнить точностные расчеты и посчитать технологические размерные цепи.

3.      Применение совершенных и производительных методов механической обработки для анализируемой детали возможно (то есть обработка многолезвийным инструментом, магнитно-абразивная обработка, обработка многоинструментальными наладками). Конструкция детали позволяет применять высокие режимы резания.

.        Условия врезания и выхода режущего инструмента обеспечены (если это лезвийная обработка). Правда, при обработке детали шлифовальным кругом на чертеже не выполнены канавки для выхода шлифовального круга, поэтому после шлифовки поверхностей необходима правка галтелей.

.        Допускаемые отклонения от правильных геометрических форм не завышены и вполне выполнимы, если после токарной обработки добавить шлифовальную операцию.

.        При выдерживании заданных допусков на размеры и требуемой шероховатости не возникает технологических трудностей. И если они не могут быть выполнены на токарной обработке (Ø 170 k6), то могут быть выполнены на последующей шлифовальной операции.

.        Материалом детали "Шпиндель" является сталь 40ХН ГОСТ 1050-88 который является доступным и недорогим. Данный материал является легкообрабатываемым.

.        Рабочий чертеж детали содержит все данные, необходимые для ее изготовления: проекции, разрезы, сечения, обеспечивающие полное освещение конструкторской формы детали; размеры с указанием допустимых отклонений; параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей; допустимые отклонения от правильных геометрических форм; допустимые пространственные отклонения во взаимном положении элементарных поверхностей детали; материал, применяемый для изготовления детали; прочие технические требования, предъявляемые к детали и ее элементам.

Сделаем анализ конструкции на технологичность по количественной

характеристике:

) Уровень технологичности по точности:

Таблица 7.2.1 - Квалитеты точности детали "Шпиндель"

,

где К_бт =0,75…0,8 - базовый коэффициент технологичности;

К_т - коэффициент технологичности по данной детали.

,

,

где Т_ср -средний квалитет по всем размерам данной детали;

Т_i - квалитет присутствующий в размерах на данной детали;

n - количество одинаковых квалитетов.

;

 ;

Вывод: так как  попал в интервал 0<Кут<1, то можно сказать, что деталь технологична.

) Уровень технологичности по шероховатости:

Таблица 7.2.2 - Шероховатости поверхностей детали "Шпиндель"

,

где К_бш =0,7…0,75 - базовый коэффициент технологичности;

К_ш - коэффициент технологичности по данной детали.

,

,

где Ш_ср -среднее значение шероховатости по всем поверхностям данной детали;

Ш_i - шероховатость присутствующая на поверхностях данной детали;

n - количество поверхностей одинаковой шероховатости.

,

 ;

Вывод: так как  попал в интервал 0<Кут<1, то можно сказать, что деталь технологична.

.3 Определение серийности производства

Определим тип производства для детали "Шпиндель"

Годовая программа выпуска рассчитывается по формуле:

,

где m=100 штук - количество изделий, годовая программа;

n =1 штука - количество одинаковых деталей входящих в узел;

α = 5% - процент запасных деталей;

Принимаем N_Г =109 штук.

Серийность производства определяется по величине коэффициента закрепления операции:

,

где О_i -количество операций, выполненных на i-ом рабочем месте;

S_i -количество станков участка.

,

где F_д=4015 -годовой фонд времени работы станка (двухсменная работа)

К_вн =1,25 -коэффициент выполнения нормы.

,

где К_Н =0,75…0,8 -коэффициент нормативный; К_ЗФ -коэффициент загрузки фактический. Расчет показателей ведется по формулам:

Затем находим КЗО, определяем серийность производства.

Таблица 7.3.1 - Расчет коэффициента закрепления операций

Приведем пример расчета для второй операции (расточная), а остальные по примеру.

 S_пр =1.

Вывод: для детали "Шпиндель" тип производства - мелкосерийный (К_ЗО=20…40)

При мелкосерийном производстве обычно применяют универсальные станки и станки с ЧПУ.

8. Анализ базового технологического процесса

Анализ базового технологического процесса механической обработки детали "Шпиндель" представляет собой информационную таблицу. Таблица содержит: перечень выполняемых операций; модели используемых станков; перечень режущего и измерительного инструментов; эскизы технологических переходов со схемами базирования (условное изображение по ГОСТ 3.1107-81), а также рекомендации по возможному совершенствованию технологического процесса.

Анализ базового технологического процесса механической обработки детали "Шпиндель" представлен в приложении А.

9. Выбор заготовки для детали-представителя

С учетом конфигурации детали, её габаритов и массы, единственно возможным вариантом получения заготовки является поковка. Производим расчет для поковки штампованной в прессах по ГОСТ 7505-89.

Рассмотрим получение детали "Шпиндель" методами обработки давлением, масса детали - 244 кг.

Габариты: Ф=270 мм, Ф=220 мм, Ф=170 мм, Ф=135 мм, L=194 мм, L=376 мм, L=130 мм, L=614 мм.

Материал детали: Сталь 40ХН.

Принимая во внимание массу габариты и форму детали - деталь типа вал, можно сделать предположение о способе её получения обработкой давлением. Это либо штамповка на молоте. КГШП, фрикционом прессе, ГКМ, гидравлическом пресс, .однако целесообразно эти изделия получать на КГШП, так как штамповка на молоте неточна, на ГКМ подходит однако нежелательно из-за очень высокой производительности машины, на фрикционном прессе нежелательно из-за его относительной тихоходности. Наиболее подходящим в данном случае является КГШП.

Выберем конструктивные характеристики поковки по табл.1, ГОСТ 7505-89.

Класс точности табл.19 - Т 4.

Группа стали М 2.

Степень сложности из приложения 2.

Рассчитаем по формуле

где G_п - масса поковки; G_ф - масса фигуры, описывающей поковку:

С=341,6/500,2=0,68.

Принимаем степень сложности С1, приложение 2.

Конфигурация поверхности разъема принята плоской

Ориентировочно расчетная масса поковки:_п = 244*1,4=341,6 кг,

где коэффициент - 1,4 выбран из табл. 20 ГОСТ.75705-89.

По табл. 2 находим исходный индекс. Он составит- 16.

Определим основные припуски на механообработку по табл.3.

Для размеров:

Ф270 - 2.6 мм;

Ф220 - 1,8 мм;

Ф170 - 3,0 мм;

Ф129 - 2,7 мм;

L194 - 2,4 мм;

L376 - 2,6 мм;

L130 - 2,7 мм;

L614 - 2,8 мм.

Смещение по поверхности разъема штампов найдем по табл. 4 ГОСТ 7505-89. Оно составит - 0,7 мм.

Отклонение от прямолинейности по табл. 5 - 0.8 мм.

Минимальная величина радиусов закруглений - 5 мм (табл.7).

Найдем допуски на размеры поковки.

Ф270 - 5,0 мм;

Ф220 - 4,5 мм;

Ф170 - 4,5 мм;

Ф135 - 4,0 мм;

L194 - 4,5 мм;

L376 - 5,0 мм;

L614 - 5,6 мм.

Допуск на смещение по линии разъема штампа - 1,8 мм (табл. 9).

Допускаемая величина заусенца - 3,6 мм (табл. 10).

Допускаемое отклонение от изогнутости - 2,5 мм (табл. 13).

Допуск радиусов закруглений до 30 мм (табл.17).

Штамповочные уклоны - 5˚ для наружной поверхности (табл. 18).

Рассчитаем размеры поковки:

Диаметральные:

Ф 270+2,6*2+0,7=275,9 (мм). Принимаем 276 мм.

Ф 220+1,8*2+0,7=224,3 (мм). Принимаем 224,5 мм.

Ф 170+3,0*2+0,7=176,7 (мм). Принимаем 177 мм.

Ф 135+2,7*2+0,7=141,1 (мм). Принимаем 141,5 мм.

Линейные:

L194+2,4*2+0,8=199,6 (мм). Принимаем 200 мм.

L376+2,6*2+0,8=382 (мм). Принимаем 382 мм.

L130+2,7*2+0,8=136,2 (мм). Принимаем 140 мм.

L614+2,8*2+0,8=620,4 (мм). Принимаем 620,5 мм.

В соответствии с ГОСТ 7505-89 выполняем эскиз поковки.

Технические требования.

НВ 180..200.

Класс точности Т 4.

Смещение по поверхности разъема 0,7мм

Неуказанные штамповочные уклоны - 5˚.

Нагрев индукционный.

Штамповочные радиусы - 5 мм.

Допускаемая величина заусенца - 3,6 мм.

Очистка поверхности - механическая.

Эскиз заготовки представлен на рисунке 9.1.

Рассчитаем коэффициент использования материала:

Для сравнения масса заготовки по базовому технологическому процессу m=6900 кг

Вывод: КИМ, рассчитанный по ГОСТ 7062-79 больше, поэтому данный вариант более предпочтительный.

Рисунок 9.1 - Эскиз заготовки по ГОСТ 7062-79

10. Разработка маршрута обработки детали, точностные расчеты технологии изготовления детали

.1 Выбор оборудования, оснащения и инструмента

Обработка мест под центр и зацентровка заготовки производится на горизонтально-расточном станке с ЧПУ модели РВС 160 фирмы SHIESS.

Станок РВС 160 имеет следующие характеристики: размеры стола 2000×3000 мм; максим. допустимая нагрузка на стол - 10000 кг; вращение поворотного стола - 360°; мощность э/д N=51 кВт. Основные функции станка - расточка, фрезерование, сверление, развертывание, чистовая обработка. Применяются для обработки деталей коробчатого типа с множеством отверстий и высокой точностью расстояний между отверстиями. Станок осуществляет одновременное движение по трем осям: X, Y, Z. На станке установлена система ЧПУ Siemens 840D.

Станки могут быть оснащены магазином инструментов, вертикальным поворотным столом с ЧПУ, угловой фрезерной головкой и прочими приспособлениями для расширения технологической возможности.