Технологический анализ детали с краткой характеристикой её материала

ВВЕДЕНИЕ

Заданием для курсового проектирования является разработка технологического процесса обработки детали (название).

Актуальность исследования заключается в том, что при разработке технологического процесса приходится решать такие задачи, как обеспечение точности, качества поверхностного слоя согласно требований чертежа, снижение себестоимости изделий и повышение производительности обработки при высоком качестве изделий. Снижение собестоимости изделия напрямую зависит от правильной организации работ, которая заключается в рациональном выборе технологического оборудования, назначении оптимальных припусков и режимов обработки, а так же организации механического участка.

Целью исследования является выбор оптимальных по технологичности и экономичности вариантов изготовления детали Втулка стопорная и разработка технологического процесса.

Объектом исследованияявляется технологический процесс изготовления детали. Разработка технологического процесса изготовления детали включает в себя изучение требований чертежа детали, анализ детали на технологичность, выбор метода заготовки, её проектирование с назначением припусков и напусков на механическую обработку, выбор технологического оборудования и технологической оснастки из номенклатуры стандартных изделий, проектирование специального режущего и измерительного инструмента, назначение оптимальных режимов резания и технического нормирования всех операций механической обработки.

Предметом исследованияявляется деталь (название). Для разработки технологического процесса на обработку данной детали необходимо проанализировать требования к точности обработки её поверхностей, определить технологичность конструкции изделия, поверхности, увеличивающие трудоёмкость изготовления детали или трудности, которые могут возникнуть при ее обработке и контроле стандартным инструментом.

Задачи исследования:

- Выбор метода получения заготовки в соответствии с типом производства;

- Разработка и обоснование проектируемого технологического процесса изготовления детали;

-Разработка установочного приспособления, режущего и измерительного инструментов согласно заданию на дипломное проектирование;

- Расчет операционных припусков и режимов резания;

- Проведение технического нормирования всех операций;

- Разработка комплекта технологической документации и оформление графической части проекта.

Чтобы решить поставленные задачи, были применены такие методы, как изучение действующих стандартов на оформление разделов дипломного проектирования, нормативов, методик расчета согласно задания на курсовое проектирование.

Структура работы соответствует заданию на курсовое проектирование, содержит пояснительную записку, комплект технологической документации на механическую обработку детали (название), а так же оформленные в «Компас -3D» чертежи: схемы наладки, детали, заготовки, (своё- например, токарного резца для обработки канавки, контрольного приспособления для контроля расположения 4-х отверстий диаметром 5 мм.)

 

 

Технологическая часть

Выбор типа производства

Тип производства – это совокупность признаков, определяющих организационно – техническую характеристику производственного процесс, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода.

Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска и массу детали. Массу детали определяем следующим способом:

• деталь разбивается на простейшие геометрические фигуры (рисунок 1), конструктивными элементами малых размеров пренебрегаем (канавка, фаски, 4 отверстия Æ5 мм.);

• считаем объем каждого цилиндра в отдельности по формуле

V_цил= π*D² * h

4 (1)

где π =3,14

D² –диаметр данного цилиндра, возведенный в квадрат;

h- высота цилиндра;

• рассчитываем общий объем (вычитаем объем, соответствующий осевому отверстию)

V_общ = V₁+V₂-V₃ (2)

Где V_1, V₂, V₃ -объёмы каждого цилиндра, мм³ (переводим в см³);

• полученный объем умножаем и на плотность материала:

m_д = Vобщ*ρ, (3)

где Vобщ – общий объем детали, мм³

ρ –плотность материала, для стали 45 ρ =7,83 гр/см³;

Рисунок 1- Объем детали

Расчёты по формуле 1:

V₁ – объем цилиндра Ø125мм, h=25 мм.

V₁= π*125² *25/4=306640,63 мм³=306,64 см³;

V₂ – объем цилиндра Ø100мм, h=110 мм.

V₂= π*100² *110/4=863500 мм³=863,5 см³;

V₃ – объем цилиндра Ø50мм, h=135 мм.

V₃= π*50² *135/4=264937,5 мм³ = 264,94 см³;

Тогда общий объем всей детали (V_общ):

V_общ= V₁ +V₂ – V₃ = 306,64+863,5-264,94=905,2 см³

Масса детали:

m_д=905,2*7,83=7087,7 гр=7,09 кг

Имея данные массы детали и программы годового выпуска деталей 40 000 шт., определяем тип производства по таблице 4.

Таблица 4-Выбор типа производства

Тип производства- крупносерийное. Особенности крупносерийного производства:

• постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции изготовления в значительных количествах

• специализация рабочих мест для выполнения нескольких операций закрепленных за рабочим

• периодичность изготовления изделий сериями и обработка деталей партиями

• преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения

• незначительный объем ручных сборочных и доводочных операций

• рабочий средней квалификации

• незначительная длительность производственного цикла

• централизация производственного планирования и руководства производством

• автоматизация контроля качества продукции

• применение статистических методов управления качеством продукции

• типизация технологического процесса и оснастки.

Количество заготовок в партии определяется по формуле:

(4)

где N­ - объем годового выпуска деталей, шт.

Sn - количество запусков в год;

n= 40000/12=3334 дет.

Инструмента

При разработке технологического процесса обработки заготовки необходимо правильно выбрать приспособления.

Приспособление – это вспомогательное устройство, используемое для механической обработки, сборки и контроля заготовок.

Станочные приспособления применяют для установки и закрепления на станках обрабатываемых заготовок. В зависимости от вида механической обработки эти приспособления делятся на приспособления для сверлильных, фрезерных, токарных, шлифовальных станков.

Применение станочных приспособлений обеспечивает:

- повышение производительности труда при устранении разметки и сокращении времени на установку, закрепления заготовок, при частичном или полном перекрытии вспомогательного времени, машинном и при уменьшении последнего посредствам многоместной обработки, совмещением технологических переходов и повышения режимов резания;

- повышение точности обработки благодаря устранению выверки при установке и связанных с ней погрешностей;

- облегчение условий труда станочника;

- расширение технологических возможностей оборудования;

- повышение безопасности работы.

Для последовательного сверления отверстий применим кондуктор для сверления, который позволяет сверлить отверстия в обрабатываемой детали без разметки. Большая точность сверления обеспечивается точной взаимной установкой детали и кондукторной плиты. Быстрота съема и установки детали обеспечивает высокую производительность труда при обработке большой партии деталей.

При разработке технологического процесса механической обработки выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предполагается методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки.

При выборе режущего инструмента необходимо стремится принимать стандартный инструмент, но когда целесообразно, следует принимать специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей. Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки. Выбор материала для режущего инструмента зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, режимов резания и типа производства.

При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент. При разработке данного проекта был рассчитан калибр для контроля расположения 4-х отверстий 5 мм. Для контроля межоперационных размеров так же придется разрабатывать специальные калибры скобы и калибры- пробки, так как их типоразмеры не предусмотрены соответствующими стандартами.

Выбор приспособлений, режущего и измерительного инструмента представлен в таблице 9.

Таблица 9 - Выбор приспособлений, режущего и измерительного инструмента

Наименование операции	Приспособление	Необходимость разработки, способ базирования	Обозначение по ГОСТ (для ОК)
Токарно-револьверная	Патрон трёхкулачковый самоцентрирующийся типа 1, диаметром 200 мм с цельными кулачками, класса точности Н, ГОСТ 2675 – 80	Стандартный, установка с упором в торец, двойная направляющая и 2 опорные точки	Патрон 7100-0007 ГОСТ 2675-80
Вертикально-сверлильная	Кондуктор для сверления 4-х отверстий,	Специальный, установка внутренней поверхностью с центрированием на цилиндрический палец, с упором на три неподвижные опоры
Режущий инструмент
Наименование операции	Вид и тип инструмента, Необходимость разработки	Размерные характеристики	Обозначение по ГОСТ (для ОК)
	Резец проходной упорный отогнутый с пластинами из твердого сплава ВК6 левый по ГОСТ 18879 – 73	Сечение резца, h*b= 12*12	Резец 2101-0006 ВК6 ГОСТ 18879-73
	Специальный канавочный резец с твердосплавной пластинкой Т15К6	B=4, необходима разработка
	Шлифовальный круг		Шлифовальный круг 1400А32НСТ1К1 А 35м/с ГОСТ 2424 – 83
Измерительный инструмент
Наименование операции	По виду контролируемой поверхности	Необходимость разработки	Обозначение по ГОСТ (для ОК)
	Калибр-скоба 135-0,4	стандартный	Калибр-скоба 8113-0210 ГОСТ 18360 – 93
	Калибр-пробка двухсторонний 50^+0,3	стандартный	Калибр-пробка 8133-0962 Н8 ГОСТ 14810 – 69
	Калибр-пробка двухсторонний 49 ^+0,3 *	Нестандартный*	Калибр-пробка 49 Н8 ГОСТ 14810 – 69 специальный
	Калибр для контроля расположения 4-х отверстий 5 мм	специальный	Калибр для контроля расположения 4-х отверстий 5 мм по ГОСТ 16085-80.
	Образцы шероховатости для контроля поверхностей с шероховатостью Ra=1,6; 3,2, 6,3		Образцы шероховатости 1,6 ШЦ; 3,2 Р; 6,3 Т; 3,2 Т; 6,3 ТТ по ГОСТ 9378-93

 

Расчетная часть проекта

ВВЕДЕНИЕ

Заданием для курсового проектирования является разработка технологического процесса обработки детали (название).

Актуальность исследования заключается в том, что при разработке технологического процесса приходится решать такие задачи, как обеспечение точности, качества поверхностного слоя согласно требований чертежа, снижение себестоимости изделий и повышение производительности обработки при высоком качестве изделий. Снижение собестоимости изделия напрямую зависит от правильной организации работ, которая заключается в рациональном выборе технологического оборудования, назначении оптимальных припусков и режимов обработки, а так же организации механического участка.

Целью исследования является выбор оптимальных по технологичности и экономичности вариантов изготовления детали Втулка стопорная и разработка технологического процесса.

Объектом исследованияявляется технологический процесс изготовления детали. Разработка технологического процесса изготовления детали включает в себя изучение требований чертежа детали, анализ детали на технологичность, выбор метода заготовки, её проектирование с назначением припусков и напусков на механическую обработку, выбор технологического оборудования и технологической оснастки из номенклатуры стандартных изделий, проектирование специального режущего и измерительного инструмента, назначение оптимальных режимов резания и технического нормирования всех операций механической обработки.

Предметом исследованияявляется деталь (название). Для разработки технологического процесса на обработку данной детали необходимо проанализировать требования к точности обработки её поверхностей, определить технологичность конструкции изделия, поверхности, увеличивающие трудоёмкость изготовления детали или трудности, которые могут возникнуть при ее обработке и контроле стандартным инструментом.

Задачи исследования:

- Выбор метода получения заготовки в соответствии с типом производства;

- Разработка и обоснование проектируемого технологического процесса изготовления детали;

-Разработка установочного приспособления, режущего и измерительного инструментов согласно заданию на дипломное проектирование;

- Расчет операционных припусков и режимов резания;

- Проведение технического нормирования всех операций;

- Разработка комплекта технологической документации и оформление графической части проекта.

Чтобы решить поставленные задачи, были применены такие методы, как изучение действующих стандартов на оформление разделов дипломного проектирования, нормативов, методик расчета согласно задания на курсовое проектирование.

Структура работы соответствует заданию на курсовое проектирование, содержит пояснительную записку, комплект технологической документации на механическую обработку детали (название), а так же оформленные в «Компас -3D» чертежи: схемы наладки, детали, заготовки, (своё- например, токарного резца для обработки канавки, контрольного приспособления для контроля расположения 4-х отверстий диаметром 5 мм.)

 

 

Технологическая часть

Технологический анализ детали с краткой характеристикой её материала

Совершенство конструкции изделия характеризуется его соответствием современному уровню техники, экономичностью изготовления и удобства в эксплуатации. Конструкцию изделия, в котором эти возможности учтены, называются технологичной. Технологичность конструкции – это понятие комплексное, так как рассмотреть изолированно заготовительный процесс обработки, сборки, контроля нельзя. Под этим термином понимают такое проектирование, которое при соблюдении всех качеств обеспечивает минимальную трудоемкость изготовления. На трудоемкость изготовления деталей оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.

Технологический анализ детали «….». Деталь относится к телам вращения с осевым отверстием, в которое входит сопрягаемая деталь. Основным техническим требованием большинства втулок является концентричность наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярность одной или обеих торцовых поверхностей втулки ее оси. Имеет наружную ступенчатую поверхность, наружные и внутренняя поверхность- цилиндрические. Конструкция детали состоит из стандартных и унифицированных элементов, возможна многоинструментальная обработка, отверстия соответствуют ГОСТ на осевой инструмент,что снижает трудоёмкость изготовления. Оптимальная точность и шероховатость поверхностей обеспечивают точность установки, обработки и контроля детали. Поверхности детали удобны для базирования обработки на проход.

На переходе к бурту –наружная прямоугольная канавка шириной 4 мм., торцы детали притуплены фасками. На бурте по окружности под углом 90 градусов расположены 4 торцевых отверстия, для их контроля необходимо специальное приспособление, что повышает трудоёмкость изготовления детали. Так же трудоёмкость изготовления повышают наружный диаметр 100h8 и осевое отверстие, выполненное по 6-му классу шероховатости, так как данные поверхности требуют многоразовой обработки, в том числе на станках различной группы.

Материал –сталь 45- конструкционная углеродистая качественная, в таблицах 1 и 2 приведены её химические и механические свойства.

Таблица 1- Химический состав в % стали 45

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu
0,42-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,25	до 0,25	до 0,25

 

Таблица 2- Механические свойства стали 45 (горячекатаная, кованая)

Предел текучести и σ, МПа	Временное сопротивление σ, МПа	Относительное удлинение δ, %	Относительное сужение Ψ, %	Ударная вязкость KCU Дж/см^3	НВ

Хорошо обрабатывается давлением, что позволяет получить заготовку горячей объемной штамповкой на горизонтально-ковочной машине; резанием, при обработке детали можно применять любой лезвийный инструмент. Удельный вес:7826 кг/м³

В целом деталь «….» является технологичной.

Был проведен анализ чертежа на соответствие параметров шероховатости и квалитетов точности, данные анализа приведены в таблице 3.

Таблица 3-Результаты анализа чертежа

Вид поверхности	Данные чертежа	По нормативам	Выводы
Размер, мм.	Класс допуска	ШероховатостьRa, мкм.	Допуски на размер (мм)	Шероховатость, Ra, мкм.
охватываемая		R7	1,6	-0,016 -0,034	1,6	Соответствует
охватывающая		Н8	2,5	+0.054	3,2	Требуется изменить на Ra 3,2

Разработанный чертёж детали, представленный в приложении, выполнен по результатам выводов.

 

Выбор типа производства

Тип производства – это совокупность признаков, определяющих организационно – техническую характеристику производственного процесс, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода.

Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска и массу детали. Массу детали определяем следующим способом:

• деталь разбивается на простейшие геометрические фигуры (рисунок 1), конструктивными элементами малых размеров пренебрегаем (канавка, фаски, 4 отверстия Æ5 мм.);

• считаем объем каждого цилиндра в отдельности по формуле

V_цил= π*D² * h

4 (1)

где π =3,14

D² –диаметр данного цилиндра, возведенный в квадрат;

h- высота цилиндра;

• рассчитываем общий объем (вычитаем объем, соответствующий осевому отверстию)

V_общ = V₁+V₂-V₃ (2)

Где V_1, V₂, V₃ -объёмы каждого цилиндра, мм³ (переводим в см³);

• полученный объем умножаем и на плотность материала:

m_д = Vобщ*ρ, (3)

где Vобщ – общий объем детали, мм³

ρ –плотность материала, для стали 45 ρ =7,83 гр/см³;

Рисунок 1- Объем детали

Расчёты по формуле 1:

V₁ – объем цилиндра Ø125мм, h=25 мм.

V₁= π*125² *25/4=306640,63 мм³=306,64 см³;

V₂ – объем цилиндра Ø100мм, h=110 мм.

V₂= π*100² *110/4=863500 мм³=863,5 см³;

V₃ – объем цилиндра Ø50мм, h=135 мм.

V₃= π*50² *135/4=264937,5 мм³ = 264,94 см³;

Тогда общий объем всей детали (V_общ):

V_общ= V₁ +V₂ – V₃ = 306,64+863,5-264,94=905,2 см³

Масса детали:

m_д=905,2*7,83=7087,7 гр=7,09 кг

Имея данные массы детали и программы годового выпуска деталей 40 000 шт., определяем тип производства по таблице 4.

Таблица 4-Выбор типа производства

Тип производства- крупносерийное. Особенности крупносерийного производства:

• постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции изготовления в значительных количествах

• специализация рабочих мест для выполнения нескольких операций закрепленных за рабочим

• периодичность изготовления изделий сериями и обработка деталей партиями

• преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения

• незначительный объем ручных сборочных и доводочных операций

• рабочий средней квалификации

• незначительная длительность производственного цикла

• централизация производственного планирования и руководства производством

• автоматизация контроля качества продукции

• применение статистических методов управления качеством продукции

• типизация технологического процесса и оснастки.

Количество заготовок в партии определяется по формуле:

(4)

где N­ - объем годового выпуска деталей, шт.

Sn - количество запусков в год;

n= 40000/12=3334 дет.