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