Материал: Разработка технологического процесса механической обработки детали в условиях мелкосерийного (ремонтного) производства

Разработка технологического процесса механической обработки детали в условиях мелкосерийного (ремонтного) производства

Разработка технологического процесса механической обработки детали в условиях мелкосерийного (ремонтного) производства

1. Анализ служебного назначения детали

В этом реферате необходимо рассмотреть следующие вопросы:

служебное назначение детали;

требуемую точность обработки всех обрабатываемых поверхностей;

Анализируя служебное назначение детали рассматривают функции, которые деталь должна выполнять в узле; условия работы детали (температура, вибрации, знакопеременные усилия, и др.); вид нагрузки (усилия, частота вращения, моменты и др.); износостойкость, герметичность, антикоррозионные свойства и др.

Анализ требуемой точности обработки поверхностей удобнее провести в табличной форме (табл.1) в соответствии с нумерацией обрабатываемых поверхностей детали. В качестве примера дана деталь, изображенная на рис. 1. Характеристики поверхностей детали заносятся в таблицу.

Рис. 1. Эскиз детали

Таблица 1. Требуемая точность обработки обрабатываемых поверхностей

№	Размер	IT	Т	Δвер.	Δниж.	Форма и расположение	Ra	Примечания
1,1'	956	h16	3,4	+1,7	-1,7	в поле допуска размера	12,5	торец
2	Ø196	h12	0.46	0	-0,46	0,3 A	12,5	уступ
3	Ø206	h12	0,46	0	-0,46	в поле допуска размера	12,5	буртик
4	Ø200	f6	0,029	+0,05	-0,079		0,16	основной цилиндр
5	Ø170	H6	0,025	+0,025	0		0,63	основное отверстие
6	Ø195	h12	0,46	0	-0,46		12,5	заходная часть	Ø192	H7	0,046	0	-0,046		2,5	вспомогательное отверстие
8	Ø180	Н12	0,4	+0,4	0		12,5	канавка
9	М180	6Н	-	-	-		12,5	резьбовое  отверстие
10	7х20̊	h12	0,15	0	-0,15		12,5	фаска
11	3х30̊	Н12	0,1	+0,1	0		12,5	фаска
12	18	h12	0,15	0	-0,15	0,1 A	12,5	буртик

№ п/п - номер поверхности.

IT, T, св, bн - квалитет, допуск, верхнее и нижнее отклонения соответственно, которые определяются по [7].

Форма и расположение поверхностей - требование к геометрической точности поверхностей. Если на чертеже нет специальных значков, то точность по форме и расположению поверхностей входит в поле линейной размерности номинальных размеров.

Ra - шероховатость. Если на чертеже она указана в других параметрах, необходимо перевести в параметр Ra по соответствующим таблицам [13].

Примечание - назначение поверхности.

2. Материал детали и его свойства

При анализе материала необходимо описать его назначение, химический состав, физико-механические свойства [5, 7]. Химический состав и механические свойства рекомендуется приводить в табличной форме (табл. 2, 3).

Требования по термической и электрохимической обработке задаются на чертеже. Режимы и свойства стали после термической и электрохимической обработке выписать по справочнику [5], для чугуна и цветных сплавов по [7].

Таблица 2. Химический состав материала детали Сталь 45 ГОСТ 1050 - 88

Содержание элемента
C	Si	Mn	S	P	As	Cr	Ni	Cu
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	≤0,035	≤0,08	≤0,025	≤0,30	≤0,30

Таблица 3. Механические свойства материала детали

ГОСТ	σВ	Δ5	φ	HB не более
	МПа	%
	не менее
1050-88	600	14	40	≤207

. Выбор метода получения заготовки

Выбор производят в такой последовательности:

. Определить метод получения исходной заготовки (штамповка, литье, прокат и т.п.) и назначить требуемую точность изготовления заготовки. Выбор необходимо обосновать исходя из:

- конфигурации детали;

вида и марки материала детали;

массы и габаритов детали;

планируемого типа производства и программы выпуска.

В мелкосерийном производстве применяют заготовки из проката (прутка, трубы, листа), поковок и литья. Штампованную поковку выбирать нецелесообразно, так как стоимость штампов закладывается в себестоимость заготовок. Выбор метода получения заготовки можно осуществить по рекомендациям [4]. Точность изготовления заготовки определяется выбранным методом её получения и приведена в справочнике [14]. Приближенно можно принять: отливка 16-18 квалитет, поковка 17-18, штамповка 16-17, прокат 15-16.

. Начертить эскиз заготовки с учетом припусков на механическую обработку, проставить габаритные размеры.

. Рассчитать массу заготовки по формуле:

,

где  - объем заготовки, см³;  - плотность материала заготовки (для стали  = 7,85 г/см³; для чугуна  = 7,0 г/см³).

. Рассчитать коэффициент использования металла:

,

где  - масса детали по чертежу, кг.

Следует отметить, что метод получения заготовки считается технологичным если  > 0,75.

4. Назначение технологических методов обработки поверхностей детали

Методы обработки отдельных поверхностей детали устанавливают исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки. По заданным требованиям к точности и шероховатости поверхности с учетом формы и размера поверхности назначают метод окончательной обработки. Зная вид и точность заготовки, назначают первый метод обработки. Базируясь на первом и завершающем методе, устанавливают промежуточные методы обработки. При этом исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего на 1-3 квалитета. Технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные предыдущим методом, должны позволять использовать следующий. Точность, достигаемая различными методами обработки приведена в [13,14].

В пояснительной записке назначение методов обработки удобнее производить в табличной форме согласно той же нумерации обрабатываемых поверхностей (табл.4).

Таблица 4. Назначение методов обработки

№	Метод обработки	Квалитет  IT	Шероховатость Ra
1	Точение черновое	12	12,5
2	Точение черновое	12	12,5
3	Точение черновое	12	12,5
4	Точение черновое Точение чистовое Шлифование черновое Шлифование чистовое Полирование	12 9 8 7 6	12,5 6,3 1,6 0,8 0,16
5	Точение черновое Точение чистовое Точение тонкое Раскатка	12 9 7 6	12,5 3,2 1,6 0,63
6	Точение черновое	12	12,5
7	Точение черновое Точение чистовое Точение тонкое	12,5 12,5 2,5
8	Точение черновое	12	12,5
9	Точение черновое Нарезание резьбы резцами	12 6H	12,5 12,5
10	Точение черновое	12	12,5
11	Точение черновое	12	12,5
12	Точение черновое	12	12,5

5. Выбор и обоснование выбора технологических баз

Технологическая база - это поверхность, линия или точка, принадлежащая изделию и служащая для его установки в станочном приспособлении.

При выборе технологических баз нужно руководствоваться следующими принципами:

. В качестве черновых баз (на первой операции) следует принимать поверхности, которые в готовой детали остаются необработанными; черновые базы должны быть по возможности ровными и без дефектов; на первой операции рекомендуется обработать поверхности, которые будут служить в качестве чистовых баз на последующих операциях.

. Выбранная технологическая база должна согласовываться с конструкцией станка и приспособления; обеспечивать устойчивость и жесткость закрепления, удобство установки детали, простоту установочного приспособления.

. При выборе баз необходимо стремиться к соблюдению принципов совмещения (единства) баз и постоянства баз. Т. е. совмещать технологическую базу с измерительной, и на разных операциях стараться использовать одни и те же схемы базирования.

Типовые схемы базирования для деталей разных видов приведены в [4,8,12]. Выбор технологических баз удобнее производить в табличной форме (табл.5).

Таблица 5. Схемы базирования деталей

№ схемы	Схема базирования	Обрабатываемая поверхность
1		1,5,7,8, 9,11
2		1
3		2,3,4,6, 10,12

. Маршрут обработки

Маршрут обработки - это последовательность и содержание технологических операций.

Цель составления маршрута обработки - дать общий план обработки, наметить содержание операций в целом, выбрать тип оборудования. Это сложная, многовариантная задача. При разработке маршрута нужно руководствоваться следующими принципами:

. На первой операции обрабатываются поверхности, в дальнейшем служащие технологическими базами.

. Далее производится черновая и чистовая обработка основных поверхностей. При этом деталь устанавливается в приспособлении на ранее обработанные технологические базы.

. Обработка вспомогательных поверхностей (пазы, канавки, отверстия и т.п.) выполняется после обработки основных поверхностей.

. Операции формируются исходя из типа оборудования, требуемой точности обработки и производительности.

. В конец маршрута выносят обработку лекгоповреждаемых поверхностей (резьбы, зубчатые венцы).

. При мелкосерийном производстве принцип построения операций концентрированный (т.е. с совмещением черновой и чистовой обработки большинства поверхностей), а при массовом - дифференцированный.

. Если деталь подвергают термообработке, то это учитывают при составлении маршрута.

. Отделочная обработка (чаще шлифование) выполняется

после термической, чтобы исправить возможные дефекты.

В пояснительной записке маршрут должен быть описан следующим образом:

номер и название операции;

содержание (какие поверхности и какими методами обрабатываются);

технологические базы для установки детали на данной операции;

вид оборудования, на котором выполняется операция.

Типовые маршруты обработки различных деталей приведены в [8,12]. Маршрут обработки удобнее производить в табличной форме (табл.6).

Операции необходимо сопровождать операционными эскизами. На операционном эскизе необходимо изображать деталь в том виде, который она приобретает после выполнения операции, а так же условно станочное приспособление и режущий инструмент. Пример операционных эскизов приведен в приложении.

Таблица 6. Маршрут обработки детали

	№		Содержание операции	Схема базирования		Станок
	05		Заготовительная операция (отрезная)
	10		Токарная операция 1.Подрезать торец 1' 2.Точить отверстие 5 начерно  3.Точить отверстие 7начерно 4 Точить отверстие 7 начисто 5. Точить отверстие 8начерно 6. Точить отверстие 5начисто 7. Точить фаску 11  8. Нарезать резьбу 9	№1
	15		Токарная операция 1.Подрезать торец 1	№2		16К30Ф3 N=22кВт
	20		Токарная операция 1.Точить поверхность 2 начерно 2. Точить поверхность 3 начерно 3. Точить поверхность 4 начерно 4 Точить поверхность 6 начерно 5. Точить фаску 10 начерно 6. Точить буртик 12 начерно 7. Точить поверхность 4 начисто	№3		16К30Ф3 N=22кВт
	25		ТО (упрочнение)
	30		Горизонтально-расточная 1. Раскатать отверстие 5	№1		РТ 2825П N=22кВт
35		Круглошлифовальная операция 1.Шлифовать поверхность 4 начерно 2.Шлифовать поверхность 4 начисто		№3	3М193 N=13кВт
40		Полировальная операция 1. Полировать поверхность 4		№3	16К25 N=11кВт

. Выбор оборудования и технологической оснастки

На каждую технологическую операцию необходимо выбрать:

станок;

станочное приспособление для закрепления детали в процессе обработки;

режущий инструмент;

измерительные инструменты.

Выбирая станок, руководствуются следующими критериями:

соответствие рабочей зоны станка габаритам детали;

возможность обеспечить нужную точность обработки.

соответствие мощности станка режимам обработки;

соответствие производительности станка.

Данные металлорежущих станков приведены в [6,12].

При выборе станочных приспособлений желательно ориентироваться на стандартные типы приспособлений (тиски, патроны, токарные центра и т.п.). Выбирая режущий инструмент, ориентируются также на стандартный. Выбирая измерительные инструменты, учитывают, прежде всего, соответствие точности инструмента контролируемому допуску и время, требующееся на замер. Выбор оснастки можно выполнить по справочникам [6, 12,13].

Выбор оборудования и технологической оснастки удобнее приводить в табличной форме (табл.7 ).

Таблица 7Выбор технологической оснастки

№ операции	Наименование операции	Станочное приспособление	Режущий инструмент	Измерительный инструмент
05	Отрезная
10	Токарная,  Станок 16К30Ф3 N=22кВт	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80; Люнет	Резец подрезной 25х16 ГОСТ 18871-73;  Резец расточной проходной для сквозных отверстий 32х25 ГОСТ 18882-73;  Резец резьбовой для нарезания резьбы в отверстиях 25х25 ГОСТ18885-73	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1  ГОСТ 166-73
15	Токарная,  Станок 16К30Ф3 N=22кВт	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80; Люнет	Резец подрезной 25х16 ГОСТ 18871-73	Штангенциркуль ШЦ-Ш-320-1000-0,1  ГОСТ 166-73
20	Токарная,  Станок 16К30Ф305 N=22кВт	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80; срезанный центр ГОСТ 2576-79	Резец проходной  отогнутый 32х20 ГОСТ 18868-73;  резец проходной упорный 40х25  ГОСТ 18879-73	Скоба СИ300 ГОСТ 11098-75,  Профилометр А1 ГОСТ 19300-73; Шаблон
25	Термическая обработка
30	Горизонтально-расточная,  Станок РТ 2825П N=22кВт	Патрон 3-х кулачковый с пневмоприводом; Люнет	Головка ротационной расточки и раскатки специальная; Бор штанга специальная
35	Круглошлифовальная, Станок 3М193 N=13кВт	Патрон поводковый 6155-0066 ГОСТ 20505-75; Центр плавающий; Центр А-1-12-Н ГОСТ 8742-75	Круг 1 500×80×305 24А 16 СМ2 К 35м/с ГОСТ 2424-83
40	Полировальная,  Станок  16К25 N=11кВт	Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80, срезанный центр ГОСТ 2576-79	Головка  полировальная	Скоба СИ300 ГОСТ 11098-75; Профилометр А1 ГОСТ 19300-73

Список рекомендуемой литературы

механический заготовка мелкосерийный

1. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. - М., 1989.

2. ГОСТ 7505-89. Поковки штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски: - М., 1990.

3. ГОСТ 7062-90. Поковки. Допуски, припуски и кузнечные напуски: - М., 1991.

 4. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /Под ред. А.Ф. Горбацевича. - Минск: Высш. шк., 1983.

. Марочник сталей и сплавов/ Под ред.В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 2002.

6. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т./ Под ред. Р.К. Мещерякова, А.Г. Косиловой. - М.: Машиностроение, 1986.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. - М.: Машиностроение, 2006.

8. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р. и др. Технология машиностроения (специальная часть). - М. : Машиностроение, 1986.

 9. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. - Ленинград.: Машиностроение, 1975.

. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник. - М.: Машиностроение, 1971.

. Каплунов Р.С. Контроль качества деталей типовых групп. -М.: Издательство стандартов, 1977.

. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. А.А. Панова. -М.: Машиностроение, 1988.

. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога машиностроителя. -М.: Издательство стандартов, 1992.

Приложение

Рис. 1. Операционные эскизы

Рис. 2. Операционные эскизы