1. Технологическая часть
1.1 Описание конструкции детали и её технологический анализ
Деталь «Ротор 566» имеет форму тела вращения с габаритными размерами 30,3х12 мм. В качестве заготовки используют прокат, масса детали 7,8 г. Наружное поверхность детали имеет вырезанную из круга форму с перепадом толщины детали от 4,4 мм до 2,8 мм и до 7 мм внутренняя поверхность детали имеет цилиндрическую форму 4,2 мм. В нутрии отверстия выполнены два сквозных отверстия 0,95 мм.
Наиболее точно обрабатываемый размер выполняется по 7 квалитету, свободные размеры по 14 квалитету точности.
Деталь обрабатывается в основном с шероховатостью Rz 20 мкм. C шероховатостью Ra 1,25 мкм обрабатываются поверхность диаметром 4,2Н7 мм.
Детали всегда имеют отверстия, которые можно разделить на точные (основные), поверхности которых служат для фиксации валов, шпинделей и т.д., и вспомогательные - крепёжные и смазочные.Такими являются 4 отверстия М8х1-6Н и одно направляющее отверстие 5Н14 мм.
Заготовка детали представляет собой прокат размером 36х9 мм из сплава марки 50Н ГОСТ 10994 - 74. Материал детали обладает высокими прочностными свойствами, что очень важно при получении проката.
Данная деталь является жесткой, что обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке. Имеет сквозное отверстие, свободные для механической обработки поверхности, доступные поверхности для механической обработки. Данную деталь можно считать технологичной.
Материал детали сталь 50Н ГОСТ 10994-74, химический состав и механические свойства которой представлены в таблице 1 и таблице 2 соответственно.
Таблица 1 - Химический состав сплава 50Н ГОСТ 10994-74 (%)
|
Fe |
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cu |
|
|
48,33…50,55 |
до 0,03 |
0,15…0,3 |
0,3…0,6 |
49…50,5 |
до 0,02 |
до 0,02 |
до 0,2 |
Таблица 2 - Механические свойства сплава 50Н ГОСТ 10994-74
|
Предел прочности в, МПа |
Предел текучести 0,2, МПа |
Относительное удлинение д,% |
Относительное сужение ш,% |
|
|
440 |
145 |
35 |
60 |
Чертеж детали дает полное представление о конструкции детали и форме поверхностей. Все размеры, необходимые для изготовления детали, проставлены технологически грамотно, указаны шероховатость, допуска обрабатываемых поверхностей, приведены технические требования на ее изготовление. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, применяемых защитных покрытиях, массе детали. Чертеж детали выполнен с учетом последних требований систем стандартов ЕСКД и ЕСТД.
Таблица 3- Допуски на свободные размеры. (мм)
|
Размер по чертежу |
Числовая величина размера |
|
|
Ш 4,2А |
Ш4,2Н7(+0,012) |
|
|
7С5 |
7 h12(-0,15) |
|
|
9A5 |
9 Н 12(+0,15) |
|
|
2,8С5 |
2,8 h11(-0,06) |
|
|
12C4 |
12 h11(-0,11) |
1.2 Анализ технологичности конструкции детали
Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами.
Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции детали требованиям минимальной трудоёмкости и материалоёмкости. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, тем более оно технологично.
Деталь «Ротор 566» технологична по следующим показателям:
1) Все отверстия в детали сквозные, что позволяет ее легче обрабатывать.
2) Деталь изготавливается методом проката, что позволяет повысить производительность заготовительных работ.
3) На детали удобные базы, что гарантирует надежность закрепления заготовки.
4) Поверхности имеют оптимальную точность и шероховатость.
5) Конструкция детали имеет малую протяженность обрабатываемых поверхностей
Деталь не технологична по следующим признакам:
1) Низкий коэффициент использования материала.
2) Деталь имеет малые размеры.
Из выше перечисленного следует, что деталь «Ротор 566» в целом технологична.
1.3 Обоснование типа производства
В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделия необходимо определить тип производства. Тип производства зависит от объёма выпуска и массы деталей. При массе детали m=7,8 г, тип производства - среднесерийное, т.к. программа выпуска составляет N=7000 шт.
Серийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями или сериями. В серийном производстве используют наряду с универсальным специальное и специализированное оборудование. Оборудование располагают по ходу технологического процесса, часть оборудования располагают по типам станков. В серийном производстве широко используют переналаживаемые, быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий инструмент, специальный мерительный инструмент, обеспечивающие повышение производительности труда, снижение себестоимости изготовления и квалификации исполнителя.
Для серийного производства количество деталей в партии определяется по формуле:
, (1)
где N-размер годовой программы выпуска продукции;
t- число дней, на которое нужно иметь запас деталей на складе;
Фу- число рабочих дней в году (Фу=253 при двух днях отдыха в неделю и продолжительности рабочей смены 8 часов).
шт.
Принимаем nд= 200 шт.
По ГОСТ 31108-74 коэффициент закрепления операций для среднесерийного производства принимаем равным от 10 до 20.
1.4 Анализ существующего и разрабатываемого вариантов технологического процесса
1.4.1 Выбор вида заготовки и способа её получения
В современных условиях при проектировании новых технологических процессов одной из важнейших задач является выбор вида заготовки. Метод получения заготовок в значительной степени определяется размерами программы выпуска, материалом детали, ее назначением, техническими требованиями на изготовление, формой поверхности и размерами, а также экономичностью изготовления.
В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штампованные заготовки и всевозможные способы проката.
Предлагаю получать заготовку для детали «Ротор 566» из проката, так как материал заготовки и его механическая и физические свойства позволяют получать заготовки данным методом. В нашем случае требуются высокие прочность и плотность, поэтому применяют заготовки из сортового и специального проката. В процессе проката раскаленные литые болванки подвергаются многократному уплотнению между валками прокатных станов. Это придает заготовкам из проката высокую прочность и герметичность даже при небольшой их толщине.
Данный способ получения заготовки экономически обоснован, несмотря на невысокий коэффициент использования материала. При годовой программе выпуска деталей 3000 деталей применения поковок или штамповок будет не эффективным, так как потребует разработки дорогостоящих штампов. Выбираем круг длиной 9 мм диаметром 36 мм, квалитета h12, горячекатаный, нормальной точности изготовления.
Коэффициент использования материала определяется по формуле:
, (2)
где mдет - масса детали, mдет =7,8 г;
mзаг - масса заготовки, mзаг =86 г.
Подставив данные в вышеприведенную формулу, получим следующее соотношение.
КИМ= 7,8/86 = 0,09.
Эскиз заготовки представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Эскиз заготовки
1.4.2 Сравнение существующего и разрабатываемого технологических маршрутов обработки конструкция деталь обработка технологичность
Сравнение базового и разрабатываемого технологического процесса приведено в таблице 4.
Таблица 4 Базовый и разрабатываемый технологический процесс
|
Базовый технологический процесс |
Разработанный технологический процесс |
|||
|
005 |
Контрольная(стол) |
005 |
Пило-отрезная(МСК400-М) |
|
|
010 |
Пило-отрезная(Н-260НВ) |
010 |
Токарная (Basic 170) |
|
|
015 |
Токарная (ИЖ250) |
015 |
Наладка (ТП130) |
|
|
020 |
Наладка (ТП130) |
020 |
Токарная с ЧПУ (ТП130) |
|
|
022 |
Токарная с ЧПУ (ТП130) |
022 |
Наладка (Тakisawa) |
|
|
025 |
Фезерная 6Ш80 |
025 |
Фезерная с ЧПУ (Тakisawa) |
|
|
030 |
Фезерная 6Ш80 |
030 |
Сверлильная (JDP-17F) |
|
|
035 |
Сверлильная (2Н106П) |
035 |
Слесарная(верстак) |
|
|
040 |
Слесарная(верстак) |
040 |
Наладка (Тakisawa) |
|
|
045 |
Наладка (Тakisawa) |
045 |
Фезерная с ЧПУ (Тakisawa) |
|
|
050 |
Фезерная с ЧПУ (Тakisawa) |
050 |
Слесарная(верстак) |
|
|
055 |
Слесарная(верстак) |
055 |
Наладка (Decker) |
|
|
060 |
Слесарная(верстак) |
060 |
Фезерная с ЧПУ (Decker) |
|
|
065 |
Наладка (Decker) |
065 |
Слесарная(верстак) |
|
|
Базовый технологический процесс |
Разработанный технологический процесс |
|||
|
070 |
Фезерная с ЧПУ (Decker) |
070 |
Моечная (ванна) |
|
|
075 |
Слесарная(верстак) |
075 |
Наладка (Schaublin-255) |
|
|
080 |
Моечная (ванна) |
080 |
Токарная ЧПУ (Schaublin-255) |
|
|
085 |
Токарная (ИЖ250) |
085 |
Слесарная(верстак) |
|
|
090 |
Токарная (ИЖ250) |
090 |
Моечная (ванна) |
|
|
095 |
Токарная (ИЖ250) |
095 |
Контрольная(стол) |
|
|
100 |
Слесарная(верстак) |
|||
|
105 |
Моечная (ванна) |
|||
|
120 |
Контрольная(стол) |
|||
|
125 |
Упаковывание(стол) |
Из таблицы 4 видно,что разрабатываемый маршрут изготовления детали являяется более эффективным. Сокращения маршрута обработки произошло в результате применения более прогрессивного оборудования, позволяющего объединить операции базового технологического процесса.
1.4.3 Выбор технологического оборудования
В базовом технологическом процессе применяются станки устаревших моделей: 6Ш80, ИЖ250. В проектируемом технологическом процессе я предлагаю их заменить на более современное, прогрессивное оборудование позволяющее уменьшить трудоемкость изготовления детали.
Вместо универсальных станков модели 6Ш80 предлагаю использовать многоцелевой станок Тakisawa. Фрезерные станки Тakisawa предназначены для обработки наружных и внутренних плоских, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев на валах, нарезание зубчатых колес и т. д. Фрезерование позволяет получить изделия 9 - 12 квалитета с шероховатостью Rа = 0,8 - 10 мкм. Для фрезерования применяют работающие периферией цилиндрические, угловые и фасонные фрезы, работающие торцом торцовые фрезы, а также работающие и периферией и торцом дисковые, отрезные и концевые фрезы.
Технические характеристики:
Максимальный устанавливаемый диаметр 580 мм.
Максимальный диаметр обработки 460 мм.
Максимальная обрабатываемая длина 1134 мм.
Частота вращения шпинделя 6000 об/мин.
Мощность шпинделя 15 кВт.
Мощность приводной головки 3,7 кВт.
Размеры в плане 2,9Ч1,8 м.
Высота 1,96 м.
Вес 7700 кг.
Рисунок 1-Внешний вид станка Тakisawa
Вместо универсального станка модели ИЖ250 предлагаю использовать токарный станок модели Schaublin-225 с ЧПУ. Станок станок модели Schaublin-225 предназначен для токарной обработки деталей в полуавтоматическом режиме. Предусмотрено точение, нарезание резьбы (до 2000 об/мин), обработка канавки, обработка конуса и сферы, жесткое нарезание резьбы (левое и правое), точение конуса, сверление, снятие заусенцев, точение радиуса, восстановление резьбы и пр.
Технические характеристики:
Максимальный диаметр обработки200 мм
Максимальный просвет над кареткой115 мм
Высота центров над кареткой60 мм
Длина резания400 мм
Обороты шпинделя50 - 5000 об\мин
Мощность макс. 5,5 кВт
Рабочая подача Х/Z бесступенчато0 - 5 м/мин
Ускоренная подача Х/Z10 м/мин
Габариты станка: 1170 x 1200 x 1490 мм
Вес станка:1120 кг
Рисунок 2-Внешний вид станка Schaublin-225 с ЧПУ.
1.4.4 Выбор средств технологического оснащения
а) приспособлений
Базирование детали осуществляется при помощи различных приспособлений. Выбираю приспособление для операции 025 Фрезерной с ЧПУ.