номер обозначений на плане;

наименование оборудований или устройства;

характеристика оборудования (основные размеры, грузоподъемности, площадь и

мощность электродвигателей оборудования и устройств.

При разработке общей компоновки и планировки сборочного цеха (участка) необходимо руководствоваться методическими положениями по разработке технологических планировок, нормами технологического проектирования, руководящими материалами по охране труда и техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности , а так же системой стандартов безопасности труда (ССБТ):

ГОСТ 12.1.004-85, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.2.002-91.

ГОСТ 12.2.029-88, ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.001-89,

ГОСТ 3.1120-83.

ТЕМА 14. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ (8 ЧАСОВ ЛЕКЦИИ)

Разработка технологических процессов изготовления деталей

Задача разработки технологического процесса изготовления детали заключается в нахождении для данных производственных условий оптимального варианта перехода от полуфабриката, поставляемого на машиностроительный завод, к готовой детали. Выбранный вариант должен обеспечивать требуемое качество детали при наименьшей ее себестоимости.

Технологический процесс изготовления детали рекомендуется разрабатывать в следующей последовательности:

1)изучить по чертежам служебное назначение детали и проанализировать соответствие ему технических требований и норм точности;

2)выявить число деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемому чертежу, наметить вид и форму организации производственного процесса изготовления деталей;

3)выбрать полуфабрикат, из которого должна быть изготовлена деталь; 4)выбрать технологический процесс получения заготовки, если

неэкономично или физически невозможно изготовлять деталь непосредственно из полуфабриката;

5)обосновать выбор технологических баз и установить последовательность обработки поверхностей заготовки;

6)выбрать способы обработки поверхностей заготовки и установить число переходов по обработке каждой поверхности исходя из требований к качеству детали;

8) оформить чертеж заготовки;

9) выбрать режимы обработки, обеспечивающие требуемое качество детали и производительность;

10)пронормировать технологический процесс изготовления детали; 11)сформировать операции из переходов и выбрать оборудование для их

осуществления; 12)выявить необходимую технологическую оснастку для выполнения

каждой операции и разработать требования, которым должен отвечать каждый вид оснастки (приспособления для установки заготовки и режущего инструмента, режущий инструмент, измерительный инструмент и пр.);

13) разработать другие варианты технологического процесса изготовления детали, рассчитать их себестоимость и выбрать наиболее экономичный вариант;

14)оформить технологическую документацию;

15)разработать технические задания на конструирование нестандартного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента.

При разработке технологического процесса изготовления детали используют чертежи сборочной единицы, в состав которой входит деталь, чертежи самой детали, сведения о количественном выпуске деталей, стандарты на полуфабрикаты и заготовки, типовые и групповые технологические процессы, технологические характеристики оборудования и инструментов, различного рода справочную литературу, руководящие материалы, инструкции, нормативы.

Технологический процесс разрабатывают либо с привязкой к действующему, либо для создаваемого производства. В последнем случае технолог обладает большей свободой в принятии решений по построению технологического процесса и выбору средств для его осуществления.

Выбор вида и формы организации производственного процесса изготовления деталей

Вид и форму организации производственного процесса изготовления деталей выбирают в соответствии с их количественным выпуском. Прежде всего необходимо выяснить возможность использования наиболее производительных вида и формы организации производственного процесса (непрерывного или переменного потока). Непрерывно-поточное производство можно организовать при условии, что технологическое оборудование будет полностью загружено изготовлением деталей одного наименования. В тех случаях, когда относительно небольшое число малотрудоемких деталей делают неэкономичным использование непрерывно-поточного производства, детали объединяют в группы по признакам близости служебного назначения, конструктивных форм, размеров, технических требований, материалов. Объединение деталей в

группы позволяет использовать метод групповой технологии и организовать переменно-поточное производство.

Там, где незначительное число одноименных деталей делает неэкономичным их изготовление поточными методами, остается возможность создания технологически замкнутых участков с использованием высокопроизводительного оборудования, технологической оснастки и применением метода групповой технологии.

В мелкосерийном и единичном производстве приходится организовывать участки, объединяющие оборудование со сходным служебным назначением.

Выбор полуфабриката и технологического процесса изготовления заготовок

Задачей разработчика технологического процесса на этом этапе является нахождение кратчайшего и экономичного пути превращения полуфабриката, производимого металлургической, химической и другими отраслями промышленности, в готовую деталь.

Для изготовления деталей машиностроительные заводы используют разнообразные виды прокатов черных и цветных металлов, стальные слитки, чугун и алюминий в виде чушек, порошковые металлические материалы, гранулированные и порошковые пластические материалы и пр. При избранном конструктором материале детали возможны различные пути превращения полуфабриката в готовую деталь.

Получать детали в готовом виде в ряде случаев удается методами точного литья, пластического деформирования и прессованием металлических порошков. Те же результаты достигаются при изготовлении деталей из пластмасс с помощью литьевых машин.

Если для изготовления детали нельзя подобрать полуфабрикат, который можно сразу превратить в готовую деталь, то приходится сначала превращать полуфабрикат в заготовку, а затем – заготовку в готовую деталь. В таких случаях приходится выбирать полуфабрикат, обеспечивающий экономичное получение заготовки, и изыскивать способ получения заготовки, позволяющий превратить ее в деталь с наименьшими затратами труда и материала.

В современном машиностроении для получения заготовок деталей используют разнообразные технологические процессы и их сочетания: различные способы литья (в землю, в опоках, кокильное,

центробежное, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, под давлением и др.), различные способы пластического деформирования металлов (свободная ковка, ковка в подкладных штампах, штамповка на молотах и прессах, периодический и поперечный прокат, высадка, выдавливание и др.), резка, сварка, комбинированные способы штамповки – сварки, литья – сварки, порошковая металлургия и пр.

Главными факторами, от которых зависит выбор технологического процесса получения заготовки, являются следующие:

конструктивные формы готовой детали; материал, из которого должна быть изготовлена деталь; размеры и масса заготовки;

количественный выпуск деталей в единицу времени, по неизменяемым чертежам и объемы партий;

стоимость полуфабриката, используемого для получения заготовки; себестоимость заготовки, получаемой выбранным способом; расход

материала и себестоимость превращения заготовки в готовую деталь. Критерием избираемого процесса получения заготовки служит ее

себестоимость с учетом затрат на изготовление детали.

Изучение служебного назначения детали. Анализ технических требований и норм точности

Разработка технологического процесса изготовления любой детали должна начинаться с глубокого изучения ее служебного назначения и критического анализа технических требований и норм точности, заданных чертежом.

Служебное назначение детали может быть выявлено в результате изучения чертежей сборочной единицы (машины), в состав которой входит деталь. Выясняя назначение детали и ее роль в работе сборочной единицы, необходимо разобраться в функциях, выполняемых ее поверхностями. Напоминаем, что, с точки зрения выполняемых функций, поверхности детали могут быть исполнительными, основными или вспомогательными базами, либо свободными.

Анализ соответствия технических требований и норм точности служебному назначению детали следует вести в двух направлениях. Прежде всего должна быть сделана оценка технических требований и норм точности с качественной стороны. Эта оценка касается правильности формулировок технических требований, правильности размерных связей, установленных между поверхностями детали, наличия необходимых размеров, формы задания допусков, достаточности технических требований и норм точности и пр.

Проводя качественный анализ, в первую очередь необходимо обратить внимание на правильность задания относительного положения поверхностей в комплектах исполнительных поверхностей

Анализируя правильность простановки размеров в чертеже детали, следует руководствоваться положением о том, что на чертеже должны быть проставлены те размеры, которыми деталь непосредственно участвует в работе сборочной единицы или машины. Для нахождения этих размеров надо выявить задачи, в решении которых деталь участвует своими размерами, и вскрыть конструкторские размерные цепи, с помощью которых эти задачи решаются.

При анализе технических требований и норм точности с качественной стороны нельзя упускать из виду правильность формулировок технических

требований, формы задания норм точности, их достаточность. Нельзя, например, задавать в миллиметрах допуск, ограничивающий относительный поворот поверхностей детали, без указания длины, на которой допускается указанное отклонение.

Анализ технических требований и норм точности служебному назначению детали с количественной стороны должен подтвердить или опровергнуть правильность значений установленных норм и выявить их требуемые значения.

Если технологическим процессом сборки изделия предусмотрено достижение точности замыкающего звена одним из методов взаимозаменяемости, то, решив обратную задачу в отношении полей допусков и координат их середин, можно выяснить соответствие допуска на интересующий размер требованиям точности замыкающего звена. При отсутствии такого соответствия необходимо перераспределить допуск замыкающего звена между составляющими звеньями, добившись необходимого соответствия, и скорректировать значение допуска на анализируемый размер детали.

Если точность замыкающего звена намечено обеспечивать методами пригонки или регулирования, то целесообразность значения допуска, установленного на анализируемый размер детали, оценивается с экономических позиций.

О важности проведения анализа соответствия технических требований

и норм точности служебному назначению детали можно судить по рассмотрению примера, взятого из практики машиностроения. При отладке технологического процесса изготовления подшипников качения в автоматизированном производстве долгое время не удавалось достичь их требуемого качества. Как выяснилось впоследствии, причиной этого были неправильно сформулированные технические требования. Например, к наружному кольцу конического роликоподшипника были предъявлены, в числе прочих, следующие технические требования: 1) торцовая поверхность А кольца должна быть перпендикулярна к оси цилиндрической наружной

поверхности, допустимое отклонение 0,004 мм; 2) отклонение от параллельности торцов А и Б н е должно превышать 0,02 мм. На рис. 11.15,б показаны размеры и технические требования, заданные рабочим чертежом.

Рис. 11.15. Роликовый подшипник, требования к относительному положению поверхностей наружного кольца согласно рабочему чертежу и в соответствии с его служебным назначением

Анализируя служебное назначение кольца и функции, используемые его поверхностями, можно сделать вывод о том, что поверхность А и наружная цилиндрическая поверхность являются основными установочной и двойной опорной базами (рис. 11.15,а) . В соответствии с правилами установления относительного положения

баз, составляющих комплект, ось цилиндрической поверхности кольца должна быть перпендикулярна к поверхности А , а не наоборот.

Что касается относительного положения торцов А иБ , то избранная форма задания технического требования внесла неопределенность в выбор начала отсчета. ПоверхностьБ является свободной, и она должна быть параллельна поверхностиА как основной установочной базе детали. Из того, как были сформулированы технические требования, можно прийти и к абсурдному заключению о том, что поверхностьА должна быть одновременно перпендикулярна к оси цилиндрической поверхности и параллельна торцуБ. Формулировки обоих технических требований имеют еще один недостаток: не указаны длины, к которым должны быть отнесены нормы отклонений от перпендикулярности и параллельности.

Недочеты в формулировках технических требований привели к неправильному базированию заготовок колец в процессе обработки, что стало причиной несогласованности в относительном положении поверхностей изготовленных колец. Технологический процесс удалось отладить лить после того, как базирование колец на операциях было приведено в соответствие с техническими требованиями, изложенными следующим образом.

1.Ось наружной цилиндрической поверхности должна быть перпендикулярна к поверхности торца А (рис. 10.9,в) ; допустимое отклонение 0,004 мм на длине 20 мм.

2.Допустимое отклонение торцовой поверхности Б от параллельности поверхности торцаА не должно быть более 0,02 мм на диаметре кольца.

Технологический процесс (ТП) - это установленная соответствующими технологическими документами последовательность действий, взаимосвязанных между собой и направленных на объект процесса с целью получения требуемого результата. Технологические процессы состоят из рабочих операций, которые могут быть связаны друг с другом с помощью технологических переходов.

Принято различать три вида технологических процессов (ТП):

• единичный
• типовой
• групповой

Каждый ТП разрабатывается при подготовке производства изделий после отработки конструкции на технологичность (ГОСТ 14.201-83). Технологический процесс разрабатывается для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого (в соответствии с достижениями науки и техники).

Основой для нового ТП обычно служит имеющийся типовой или групповой технологический процесс. Если таковые отсутствуют, то за основу берут действующие единичные технологические процессы изготовления аналогичных изделий.

Работа по разработке технологических процессов начинается с анализа исходных данных для разработки ТП (первый этап). Необходимо по имеющимся сведениям о программе выпуска и конструкторской документации на изделие ознакомиться с его назначением и конструкцией, требованиями к изготовлению и эксплуатации.

Затем последовательно выбирают действующий типовой, групповой ТП или аналог единичного процесса. Формируют технологический код изделия по технологическому классификатору, обрабатываемое изделие относится к соответствующей классификационной группе на основе кода и к действующему единичному или типовому процессу.

По классификатору заготовок, методике расчета и технико-экономической оценки выбора заготовок, стандартам и техническим условиям на заготовку и основной материал выбирают исходную заготовку и методы ее изготовления, дается технико-экономическое обоснование выбора заготовки.

Выбирают технологические базы, оценивают точность и надежность базирования (используют классификаторы способов базирования и существующую методику выбора технологических баз).

По документации типового, группового или единичного ТП составляют маршрут обработки, определяют последовательность технологических операций и состав технологического оснащения.

В основу построения маршрута обработки (плана операций) должны быть положены следующие принципы:

• в первую очередь необходимо назначать те операции, при выполнении которых в наименьшей степени уменьшается жесткость детали, а также те поверхности, при обработке которых легче выявляются дефекты заготовки и в наибольшей степени перераспределяются внутренние напряжения, в связи с чем уменьшается возможность деформации детали в последующих операциях
• операции, при выполнении которых можно ожидать повышенного брака, следует выполнять в начале технологического процесса
• в разрабатываемом технологическом процессе обработки детали необходимо предусмотреть раздельное выполнение черновых, чистовых и отделочных операций, в противном случае это может привести к снижению точности обработки
• точно скоординированные соосные отверстия необходимо обрабатывать с одной установки
• план операций механической обработки должен быть связан с термообработкой, так как последняя влияет не только на маршрут движения детали, но и на обрабатываемость металла и качество обработанных поверхностей
• отделочные операции обработки поверхностей следует выполнять в конце технологического процесса

Важный этап - разработка технологических операций и расчет режимов обработки. На основании документации типовых, групповых или единичных технологических процессов и классификатора технологических операций составляют последовательность переходов в каждой операции, выбирают средства технологического оснащения (СТО), в том числе средства контроля и испытаний (используют стандарты, каталоги, альбомы).

На этом же этапе выбирают средства механизации и автоматизации процесса и внутрицеховые средства транспортирования. Назначают и рассчитывают режимы обработки на основании тех-нологических нормативов.

Необходимо осуществить нормирование ТП: установить исходные данные для расчета норм времени и расхода материалов, рассчитать затраты труда и расход материалов, определить разряд работ и профессии исполнителей операций (используют нормативы времени и расхода материалов, классификаторы разрядов работ и профессий).

По методике расчета экономической эффективности процессов (просчитывается несколько вариантов) выбирают оптимальный ТП.

На заключительном этапе на основании стандартов ЕСТД технологический процесс оформляется документально, осуществляется нормоконтроль технической документации.

Выбор технологического оборудования. Этот этап начинают с анализа формирования типовых поверхностей деталей для определения наиболее эффективных методов их обработки, учитывая при этом назначение и параметры изделия. Результаты анализа представляют в виде отношений затрат основного и штучного времени и приведенных затрат на выполнение работ различными методами. Лучшим вариантом считается тот, значения показателей которого минимальные.

Выбор оборудования осуществляют по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. Физическая величина, характеризующая главный параметр, устанавливает взаимосвязь оборудования с размером изготовляемого изделия.

При выборе оборудования учитывают также минимальный объем приведенных затрат на выполнение технологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Годовая потребность в оборудовании определяется по годовому объему работ, устанавливаемому статистическим анализом затрат средств и времени на изготовление изделий. Годовые приведенные расходы на использование оборудования определяются размерами затрат на его эксплуатацию.

Производительность оборудования определяют на основании анализа времени изготовления изделия заданного качества.

Выбор технологической оснастки и средств контроля. При выборе технологической оснастки и средств контроля предусматривается проведение следующего комплекса работ:

• анализ конструктивных характеристик изготавливаемого изделия (габаритные размеры, материалы, точность, геометрия и шероховатость поверхностей и т. д.), организационных и технологических условий изготовления изделия (схема базирования и фиксации, вид технологической операции, организационная форма процесса изготовления и т. д.)
• группирование технологических операций для определения наиболее приемлемой системы технологической оснастки и повышения коэффициента ее использования
• определение исходных требований к технологической оснастке
• отбор номенклатуры оснастки, соответствующей установленным требованиям
• определение исходных расчетных данных для проектирования и изготовления новых конструкций оснастки
• выдача технического задания на разработку и изготовление технологической оснастки

Конструкцию оснастки определяют на основе стандартов и типовых решений для данного вида технологических операций с учетом габаритных размеров изделий, вида и материала заготовок, точности параметров и конструктивных характеристик обрабатываемых поверхностей, влияющих на конструкцию оснастки, технологических схем базирования и фиксации заготовок, характеристик оборудования и объемов производства.

При разработке процессов контроля выявляют характеристики объекта контроля; показатели процесса контроля, определяющие выбор средств; уточняют методы и схемы измерений, для чего требуется конструкторская документация на изделие, технологическая документация на его изготовление и контроль, методика расчета показателей контроля.

Состав средств контроля должен обеспечивать заданные показатели с учетом метрологических и эксплуатационных характеристик (используются государственные, отраслевые стандарты и стандарты предприятий на средства контроля, классификаторы и каталоги средств контроля). Произведенный выбор средств контроля обосновывается экономически выдаются исходные данные и технические задания для проектирования недостающих средств. Затем составляют ведомости отобранных средств. По результатам выбора средств контроля оформляют технологическую документацию согласно требованиям стандартов.

Формы организации технологических процессов. Форма организации технологических процессов изготовления изделия зависит от установленного порядка выполнения операций, расположения технологического оборудования, числа изделий и направления их движения в процессе изготовления.

Существуют две формы организации ТП - групповая и поточная:

• Групповая форма организации ТП характеризуется однородностью конструктивно-технологических признаков заготовок, единством средств технологического оснащения одной или нескольких технологических операций и специализацией рабочих мест. Группы заготовок для обработки в определенном структурном подразделении (цехе, участке и т. д.) должны устанавливаться с учетом трудоемкости обработки и объема выпуска. Окончательно номенклатуру групп заготовок, подлежащих обработке на конкретном участке (цехе), следует устанавливать после расчета загрузки оборудования.
• Поточную форму отличает специализация каждого рабочего места на определенной операции, согласованное и ритмичное выполнение всех операций технологического процесса на основе постоянства такта выпуска и размещение рабочих мест в последовательности, строго соответствующей ТП.

При рассмотрении факторов, определяющих форму организации ТП, сначала устанавливают виды изделий, затем их группируют по общности конструктивно-технологических признаков. Это позволяет в каждом случае определить тип производства изделий и их составных частей.

Учитывая заданную программу выпуска каждого изделия, намечают календарные сроки выполнения заданий на основе длительности производственных процессов. Одновременно определяют необходимое оборудование, коэффициент его загрузки, а также показатель относительной трудоемкости.

Организация ТП должна обеспечивать ритмичный выпуск изделий при условии их прохождения по всем операциям с наименьшими перерывами, т. е. максимально приближаться к поточной форме. Поточная форма организации ТП в зависимости от номенклатуры одновременно обрабатываемых заготовок может реализовываться на однономенклатурных и многономенклатурных поточных линиях. Первая поточная линия характеризуется обработкой заготовок одного наименования по закрепленному ТП в течение длительного периода времени. На многономенклатурных поточных линиях обрабатывается группа конструктивно подобных деталей с однородными операциями обработки, причем каждая деталь имеет серийный выпуск.

Разработка типовых и групповых технологических процессов. Типовой технологический процесс характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций для группы деталей, обладающих общими конструктивными признаками.

Типовые технологические процессы разрабатывают на основе анализа множества действующих и возможных технологических процессов на типовые представители групп деталей. Типизация обеспечивает устранение многообразия технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов. Типизация технологических процессов основана на классификации объектов производства, она заключается в разделении их по конструктивным признакам на отдельные группы, для которых возможна разработка общих технологических процессов или операций.

Начальным этапом разработки типовых технологических процессов является классификация объектов производства. Затем для каждого класса деталей разрабатывают основные маршруты изготовления, включая заготовительные процессы. Затем выбирают заготовку и методы ее изготовления. Руководствуясь классификатором способов базирования и методикой выбора технологических баз, выбирают схему базирования, оценивают точность и надежность базирования.

Составляют технологический маршрут в порядке последовательности операций, определяют группы оборудования для выполнения операций.

При разработке технологических операций — выбирают их структуру, последовательность переходов в операции, подбирают оборудование и оснастку, обеспечивающие оптимальную произво-дительность при заданном качестве, рассчитывают загрузку оборудования, определяют оптимальные режимы резания, припуски на обработку, а также нормы времени. Устанавливают разряд работ и профессии исполнителей операций.

Оценка вариантов типовых технологических процессов для выбора оптимального осуществляется по методикам расчета точности, производительности и экономической эффективности.

Заключительным этапом разработки типовых технологических процессов является оформление их согласно требованиям стандартов ЕСТД.

Групповой технологический процесс (ГТП) предназначен для совместного изготовления группы изделий различной конфигурации в конкретных условиях производства на специализированных рабочих местах. ГТП разрабатывается с целью экономически целесообразного применения методов и средств крупносерийного и массового производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Групповой технологический процесс состоит из комплекса групповых технологических операций, разрабатываемых для выполнения на специализированных рабочих местах согласно технологическому маршруту изготовления определенной группы изделий.

При разработке групповой технологической операции следует предусмотреть достаточную величину суммарной трудоемкости технологически однородных работ для обеспечения непрерывной загрузки средств технологического оснащения без их полной переналадки в течение экономически целесообразного периода. Основой разработки ГТП и выбора общих средств технологического оснащения для совместной обработки группы изделий является комплексное изделие.

При выборе комплексного изделия следует учитывать, что его конструкция должна содержать основные элементы всех изделий группы, подлежащие обработке. Комплексное изделие может быть одним из изделий группы, реально существующим или искусственно созданным (т. е. условным).

При значительном разнообразии конструкций, затрудняющих искусственное создание комплексного изделия, его заменяют двумя или несколькими характерными деталями группы. Групповые технологические процессы и операции разрабатывают для всех типов производства только на уровне предприятия в соответствии с требованиями стандарта.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

Дисциплина

“Технология машиностроения”

Курсовая работа на тему:

“Разработка технологического процесса изготовления детали”

Выполнил: Давыдов Е.С.

Группа: Т-51

Проверил: Колчков В.И.

г. Москва 2011 год

Чертеж разрабатываемой детали

Анализ технологичности детали

Выбор вида заготовки и способа ее получения

Выбор технологических баз

Разработка маршрутно-технологического процесса

Эскиз к токарной операции

Разработка операционной технологии

Определение припусков и операционных размеров

Выбор технологического оборудования и технологической оснастки

Расчет режимов обработки и основного (машинного) времени

Приложение к пункту

Список ЛИТЕРАТУРА.

1. Анализ технологичности детали

Понятие «технологичность детали» содержится в комплексе стандартов ЕСТПП, можно посмотреть также с.197-198 в /1/.

Технологичность детали – совокупность свойств и показателей, определяющих возможность её изготовления с наименьшими затратами при достижении требований к точности, указанных в чертеже. Технологичность детали можно предварительно оценить, сравнивая деталь с имеющимися аналогами. Окончательное решение о технологичности детали можно принять после разработки ТП и проведения технико-экономических расчётов.

Анализируя деталь, студент должен сопоставить её со стандарт­ными унифицированными или оригинальными конст­руктивными решениями. При этом необходимо учитывать совокупность конструктивных элементов детали: образующих линий и поверхностей; взаимного расположения поверхностей, осей; наличие внутренних отверстий, полостей и др.; требования к точности; контролепригодность параметров точности и в итоге сделать предложения по методам и средствам формообразования поверхностей, а также методам и средствам контроля.

Оценка технологичности конструкции детали производится количественными и качественными показателями. Для количественной оценки технологичности конструкции изделия применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202-83. Основные из них: трудоемкость, материалоемкость, унификация элементов детали, требования к точности и качеству поверхностей.

Данная деталь вполне технологична. Она не трудоемка, не материалоемка. Элемента детали унифицированы. Требования к точности и качеству большинства поверхностей не очень высокие, но есть и поверхности, требующие дополнительных мер обработки. Тем не менее практически все эти требования могут быть выполнены на обычных станках, без применения станков повышенной точности.

2. Выбор вида заготовки и способа ее получения

Для изготовления заданной детали – вал, выбираем поковку, представленную на рисунке.

Данную поковку лучше всего изготавливать ковкой, с применением открытых штампов на молоте. Масса данной поковки около 4 кг.

Масштаб производства – серийное или мелко – серийное.

3. Выбор технологических баз

Выбор технологических баз решается одновременно с выбором метода получения заготовки. Первые операции – создание чистовых баз для чего в заготовке предусматриваются черновые поверхности.

Выбор схемы базирования зависит от конструкторских и технологических требований. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, конструкцию приспо­собления, достижение заданной точности, производительность.

Способ базирования заготовки (детали) определяется, в основном, её формой. Используются типовые способы базирования загото­вок, включающие в себя поверхности или совокупность поверхностей трех видов: плоскость, цилиндрическое отверстие и цилиндрическая наружная поверхность.

За базу выбрана цилиндрическая поверхность Ø30k6 – в чертеже.

4. Разработка маршрутного технологического процесса

Технологический процесс изготовления детали включает в себя следующие операции:

	Ленточно-отрезная - отрезать заготовку на станке ARG-240 Plus
	Токарная - обработать по эскизу к операции на станке 1К62
	Термическая - закалить, отпустить до HB = 260…285 по ГОСТУ 17535-77
	Токарная - обработать на станке 1К62
	Термическая - провести стабилизирующий отжиг по режиму 2 ГОСТ 17535-77
	Круглошлифовальная - шлифовать деталь согласно чертежу на станке Джон Шипман

5 Разработка операционной технологии

Ленточно–отрезная.

1. Отрезать заготовку Ø100 в размер 595 мм

   Отрезать заготовку Ø100 в размер 14 мм

   Проверить исполнительные размеры с помощью штангенциркуля

Токарная

1. Установить заготовку в 3х кулачковом патроне и закрепить

   Подрезать торцы в размер 592 мм

   Поджать заготовку вращающимся центром

   Точить поверхность Ø87 с подрезкой торца на глубину 467 мм

   Точить поверхность Ø80 с подрезкой торца в размер 148 мм

   Точить поверхность Ø72 с подрезкой торца на глубину 272 мм

   Точить поверхность Ø57 с подрезкой торца в размер 290 мм

   Переустановить деталь в патроне с базой по Ø87 мм

   Точить поверхность Ø72 с подрезкой торца в размер 21 мм

   Точить поверхность Ø57 с подрезкой торца на глубину 25 мм

   Точить образец Ø98х10

   Проверить исполнительные размеры на соответствие эскизу.

Термическая

1. Закалить, отпустить деталь с образцом до HRC Э = 32…35 по

ГОСТу 17535-77

Проверить твердость на образце HRC Э = 32…35

Дробеструйная

1. Удалить окалину

Токарная

1. Установить деталь в 3х кулачковый патрон с базой по Ø87 (в черт.Ø85u7) и закрепить

   Подрезать торец в размер 24 мм (в черт. 25±0,21- 1прип.)

   Выполнить центровое отверстие В6,3 по ГОСТу 14034-74

   Переустановить деталь в патроне с базой по Ø87 (в черт.Ø85u7) и закрепить

   Подрезать торец, выдержав 271 -0,52 (в черт. 272H22 – 1прип.)

   выполнить центровое отверстие В6,3 по ГОСТу 14034-74

   Закрепить поводок на Ø72 (в черт. Ø70k6)

   Установить деталь в центра

   Точить поверхность Ø85,5 (в черт. 85u7) с подрезкой торца на глубину 466,5H24 (в черт. 467H24-0,5 прип.)

   Точить поверхность Ø78,5 (в черт. Ø78r6) с подрезкой торца в размер 148 H22

   Точить поверхность Ø70,5 (в черт. Ø70k6) с подрезкой торца на глубину 272H22

   Точить поверхность Ø55,5 (в черт. Ø55k6) с подрезкой торца в размер 287,5H22

   Закрепить поводок на Ø85,5 (в черт. Ø85u7)

   Точить поверхность Ø70,5 (в черт. Ø70k6) с подрезкой торца в размер

19,7 -0,14 (в черт. 19,2 -0,14 + 0,5 прип.)

Точить поверхность Ø55,5 (в черт. Ø55k6) с подрезкой торца на глубину 25±0,21

Точить фаску 1,75х45° (в черт. 1,5х45°)

Проверить исполнительные размеры

Универсально-фрезерная

1. Установить деталь в тиски и закрепить

   Фрезеровать пазы в размер 20Р9х90H22 и 20P9x90H22 в размер 75,75 -0,1 (в черт. 75,5 -0,1 +0,25 прип.), выдержав размер 8 мм и 4,5 мм (в черт. 4мм + 0,5 прип.)

Слесарная

1. Снять с пазов заусенцы

Термическая

1. Произвести стабилизирующий отжиг по режиму 2 ГОСТ 17535-77

Круглошлифовальная

1. Установить деталь в центра

   Шлифовать поверхность Ø85u7 с подшлифовкой торца в размер 19,2 -0,14 , выдерживая биение до 0,02

   Шлифовать поверхность Ø78r6

   Шлифовать поверхность Ø70k6 на глубину 272H22, выдерживая биение до 0,02

   Шлифовать поверхность Ø55k6 в размер 288H22

   Переустановить деталь в центрах

   Шлифовать поверхность Ø70k6 на глубину до торца

   Шлифовать поверхность Ø55k6 на глубину 25±0,21

   Проверить исполнительные размеры на соответствие КД

Слесарная

1. Снять с пазов заусенцы

   Проверить деталь на отсутствие острых кромок и заусенцев

Упаковочная

1. Завернуть деталь в ингибированную бумагу и уложить в тару.

6. Определение припусков и операционных размеров

Получение размеров, указанных в чертеже, достигается следующими операциями:

Способ обработки	Квалитет
Фрезерование обдирочное
Фрезерование черновое
Фрезерование получистовое
Фрезерование чистовое
Фрезерование тонкое
Шлифование обдирочное
Шлифование черновое
Шлифование чистовое
Шлифование тонкое

Размер 48p6 на чертеже достигается следующими операциями:

Фрезерование обдирочное

Фрезерование черновое

Фрезерование получистовое

Фрезерование чистовое

Фрезерование тонкое

Расчет припусков производится по формулам:

;

7. Выбор технологического оборудования и технологической оснастки

Токарно-винторезный 1К62

Над станиной – 400

Над суппортом – 220

Шаг нарезаемой резьбы:

Метрическая - 1-192

Дюймовая - 24 – 2

Диаметр отверстия шпинделя – 47

Продольное – 930

Поперечное – 250

Точность:

Овальность - 0,005

Конусность - 0,01 на 150

Плоскостность торцевой поверхности (мм) 0,01 на Ø200

Место установки 13ц – 1

Токарно-винторезный 16К20

Наибольший диаметр обрабатываемой детали:

Над станиной – 400

Над суппортом – 220

Расстояние между центрами – 1000

Шаг нарезаемой резьбы:

Метрическая – 0,5-112

Дюймовая - 56 – 0,5

Диаметр отверстия шпинделя – 53

Конус отверстия шпинделя - Морзе 6

Наибольшее перемещение суппорта:

Продольное – 1335

Поперечное – 300

Конус Морзе отверстия пиноли – 5

Точность:

Овальность - 0,008

Конусность - 0,02 на 200

Плоскостность торцевой поверхности (мм) 0,016 на Ø200

Место установки 13ц – 2

Наружное точение: Шероховатость Точность

Наружное точение:

Получистовое ۷5 5-7

Чистовое ۷7 2-5

Тонкое (алмазное) ۷9 2

Подрезка торцов:

Получистовая ۷5

Чистовая ۷7

Тонкая ۷9

Наружное нарезание резьбы

Плашкой ۷6 2-3

Резцом ۷8 1-2

Внутреннее нарезание резьбы:

Мечиком ۷6 3-2

Резцом ۷8 2-3

Погрешность обработки

Высота центров Длина детали Овальность Седлообразность Конусообразность

1000 300 20 20

Деккель

Размеры рабочей поверхности стола – 200х500

Расстояние от оси горизонтального шпинделя:

До стола – 60

До хобота – 65

Ширина Т-образного паза – 14

Конус Морзе отверстия шпинделя – 4

Наибольшее перемещение стола:

Продольное – 320

Поперечное – 150

Вертикальное – 300

Расстояние от торца вертикального шпинделя до поверхности стола –

Место установки 13ц – 1

Фрезерование: Шероховатость Точность

Цилиндрическое:

Черновое ۷4 5-7

Чистовое ۷6 4-7

Тонкое ۷7 3

Торцовое:

Черновое ۷4 5-7

Чистовое ۷7 4-7

Тонкое ۷9 3

Круглошлифовальный Джон Шипман

Наибольший диаметр обрабатываемой детали – 76

Наибольшая длина обрабатываемой детали – 305

Высота центров над столом –

Диаметр шлифования:

Наружный – 76max

Внутренний –

Наибольшая длина шлифования:

Наружная – 305

Внутренняя –

Наибольший угол поворота стола:

По час. Стрелке - 20°

Против - 8°

Конус Морзе отверстия шпинделя:

Передняя бабка – 1

Задняя бабка – 1

Место установки 13ц – 1

Шлифование: Шероховатость Точность

Притирка:

Чистовая ۷9 2

Тонкая ۷11 1

Полирование:

Обычное ۷10 2

Тонкое ۷12 1

8. Расчет режимов обработки и основного (машинного) времени

Расчет параметров установа 1.

Основное (машинное) время:

Расчет параметров установа 2.

Скорость перемещения шпинделя:

Основное (машинное) время:

ЛИТЕРАТУРА:

Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985, т.1, 665 с.

Справочник технолога-машиностроителя. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985, т.2, 496 с.

Никифоров А.Д., Беленький В.А., Поплавский Ю.В. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. М.: Машиностроение, 1979 г.

Колчков В.И. «Методические указания».

Изготовления детали является основным документом, регламентирующим порядок производства изделия. В нем прописывается последовательность обработки (в виде операций и переходов), применяемые материалы, инструменты, оборудование и режимы, которые позволяют достичь желаемого результата. Здесь же содержится и информация об основном и вспомогательном времени, затрачиваемом на производство одной единицы продукции.

Технологический процесс изготовления детали имеет подготовительный этап, во время которого выполняется подробный анализ условий эксплуатации готового изделия. Это позволяет изучить обоснованность заявляемых технических требований к качеству поверхности и точности размеров. Во время выполнения анализа на технологичность контролируется возможность изготовления детали с заданными допусками на размеры и отклонениями от формы.

На следующем этапе выбираются технологические базы. Они в будущем определят последовательность обработки поверхностей. Если удастся соблюсти принцип постоянства баз, то качество готового изделия будет намного выше. После этого можно приступать к разработке маршрута.

Может быть:

единичным. Подразумевает изготовление одного наименования изделия, независимо от необходимого объема производства;

типовым. Позволяет выпустить группу изделий, имеющих общие конструктивные и технологические признаки;

групповым. Применяется, если необходим выпуск изделий, имеющих разные конструктивные и общие технологические признаки.

Технологический процесс изготовления необходимо разрабатывать с учетом следующих требований:

1. В его основе должны лежать последние достижения науки и техники.

   Он должен оказывать прогрессивное воздействие на весь производственный цикл, повышая производительность труда и качество выпускаемых изделий, сокращая трудовые и на его реализацию.

   Технологический процесс изготовления детали должен основываться на существующих типовых и групповых технологических процессах. Если же таковые отсутствуют, то во внимание стоит принимать уже известные прогрессивные решения, которые нашли применение в единичных технологических процессах, разработанных для производства аналогичных изделий.

   При его разработке должны быть учтены все самые жесткие требования, касающиеся техники безопасности, охраны труда и промышленной санитарии.

Технологический процесс изготовления детали, как правило, включает:

Заготовительную операцию, во время которой выбирается и подготавливается заготовка для будущего изделия;

Черновую обработку, для которой предусмотрены большие припуски на размеры;

Получистовую обработку;

Чистовую обработку, во время которой достигается требуемый размер, заданная точность и чистота поверхности;

Контрольную операцию, выполняемую для определения соответствия готового изделия чертежу.

В зависимости от геометрических размеров изделия и предъявляемых к нему требований отдельные этапы из вышеназванной последовательности могут быть исключены. Однако во всех случаях сначала производится обработка поверхностей, которые приняты за технологические базы. После этого становится возможной отделка оставшихся поверхностей.

В ряде случаев получистовая обработка может отсутствовать вообще, а черновая и чистовая совмещены. Если для достижения необходимых эксплуатационных свойств деталь подвергается термообработке, то техпроцесс делится на две части: до и после термической части отделки.

Контрольная операция может быть предусмотрена после каждого вида обработки.

Типовой ТП разрабатывается на основе анализа множества действующих и возможных ТП для типовых представителей групп изделий. Он должен быть рациональным в конкретных производственных условиях и обладать единством содержания и последовательности большинства ТО для группы изделий, обладающих общими конструктивными признаками.

Проектирование техпроцессов зависит от типа производства.

Для простых деталей разрабатываются подробные маршрутные техпроцессы с указанием содержания операций и переходов, а также выдерживаемых размеров. Типовые техпроцессы обычно оснащаются универсальным станочным оборудованием и стандартной оснасткой. Применяются универсальные и групповые приспособления.

В крупносерийном производстве в качестве заготовок широко используются сортовой прокат, отливки, штамповки на молотах, сварные конструкции и другие виды заготовок, применение которых экономически целесообразно.

Технологический процесс должен обеспечивать изготовление деталей заданного качества и объема выпуска, удовлетворять требованиям высокой производительности обработки, наименьшей себестоимости продукции, безопасности и облегчения условий труда.

Свойства деталей формируются поэтапно - от операции к операции, поскольку для каждого способа обработки (точения, шлифования и др.) существуют возможности исправления исходных погрешностей заготовки и получения требуемых точности и качества обработанных поверхностей. Это объясняется, прежде всего, физической сущностью способ обработки.

Проектируя технологическую операцию, необходимо стремиться к уменьшению ее трудоемкости. Производительность обработки зависит от режимов резания, количества переходов и рабочих ходов, последовательности их выполнения.

Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовок и точностных требований к готовой детали. Совмещение переходов определяется конструкцией детали, возможностями расположения режущих инструментов на станке и жесткостью заготовки. Переходы, при которых соблюдаются жесткие требования к точности и шероховатости поверхности, иногда целесообразно выделить в отдельную операцию, применяя одноместную одноинструментальную последовательную обработку.

Форма детали «крышка» является правильной геометрической, она является телом вращения. Значение шероховатостей поверхностей соответствует классам точности их размеров и методам обработки этих поверхностей. Для обработки детали достаточно использовать токарную, расточну, протяжную, шлифовальную и зубофрезерную операцию.

РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

При разработке технологического процесса следует руководствоваться следующими принципами:

при обработке заготовок, полученных литьем, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз для первой операции;

при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками;

в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые являются базовыми в дальнейшей обработке;

в начале технологического процесса следует осуществлять те операции, в которых велика вероятность получения брака из-за дефекта.

Технологический процесс записывается по операционно, с перечислением всех переходов.

А 005 Операция токарная

Б Станок токарный с ЧПУ 16К30Ф3

О

2. Подрезать торец в размер 24±0,3

3. Проточить в размер ш90,6 +0,2

4. Расточить в размер ш 66,8 +0,2

4. Снять фаску 1х45

5. Снять деталь.

Т

А 010 Операция токарная

Б Станок токарный с ЧПУ 16К30Ф3

О 1. Установить деталь в патрон.

2. Подрезать торец в размер 22

3. Проточить в размер ш120

4. Расточить в размер 75,6 +0,2

6. Снять деталь.

Т Патрон самоцентрирующийся, резец подрезной Т15К6, резец проходной упорный Т15К6, линейка, штангенциркуль.

А 015 Радиально-сверлильная

Б Радиально-сверлильный 2А534

О 1.Установить деталь

2. Сверлить отверстие Ш9±0,2

3. Цековать отверстие Ш14

4. Снять деталь.

Т Сверло Р6М5, цековка Р6М5 штангенциркуль.

А 020 Операция горизонтально-фрезерная

Б Горизонтально-фрезерный 6Р83Г

О 1. Установить деталь

2. Фрезеровать лыски в размер 109.

3. Снять детали.

Т Фреза дисковая Т15К6,шнангенциркуль, образец шероховатости.

А 025 Операция круглошлифовальная

Б Станок круглошлифовальный 3Б161

О 1. Установить деталь.

2. шлифовать деталь в размер Ш90

3. Снять деталь.

А 030 Операция внутришлифовальная

Б

О 1.Установит деталь

2. Шлифовать отверстие в размер ш66Н7 +0,03 с шероховатостью Ra0,8.

3. Снять деталь.

Т

А 035 Операция внутришлифовальная

Б . Станок внутришлифовальный 3К2228А

О 1.Установит деталь

2. Шлифовать отверстие в размер ш75Н7с шероховатостью Ra0,8.

3. Снять деталь.

Т Оправка, круг шлифовальный, нутромер, образец шероховатости.

Операция 040 Контроль окончательный.

РАСЧЁТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

Основными элементами резания при токарной обработке являются: скорость резания V, подача S и глубина резания t.

Режимы резания при обработке детали рассчитаем расчетным методом.

а) При точении скорость резания рассчитываем по формуле:

где Т - среднее значение стойкости, мин;

(при одноинструментной обработке Т=60 мин)

t - глубина резания;

S - подача;

C v = 56; m = 0,125; y =0,66; x=0,25.

Значение величины подачи S берём из т. 11-14 .

Значение коэффициентов C и показателей степеней выбираем из т. 8

Коэффициент K определяется по формуле

где K m - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

K п - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;

K u - коэффициент учитывающий материал инструмента;

Значение коэффициентов K m , K u и K п выбираем из т. 1-6 .

K m = 0,8; K u = 1; K п = 0,8.

Определим число оборотов шпинделя станка.

где V - cкорость резания;

D - диаметр обрабатываемой поверхности;

Определяем основное технологическое время

где l р.х. - длина рабочего хода резца, мм;

i - количество проходов, шт.

б) Скорость резания при фрезеровании:

v = C v ·K v ·D q /(T m ·t x ·s y ·B p ·Z p);

где B p и Z p - справочные коэффициенты.

Для отрезания, прорезания пазов:

K Mv = 0,80; K Пv = 0,85; K Иv = 1,68.

Результаты расчётов по приведенным выше формулам заносим в комплект документации на технологический процесс в соответствующие графы маршрутно-операционной карты.

НОРМИРОВАНИЕ ТЕХОПЕРАЦИЙ

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Тш-к по следующей формуле:

где Т п-з - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в партии;

Тшт - норма штучного времени, мин.

Норму штучного времени можно определить по формуле:

где Т о - основное время, мин.;

Тв - вспомогательное время, мин.;

Тоб.от - время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности мин..

Вспомогательное время определяется по формуле:

где Т ус - время на установку и снятие детали, мин.;

Тзо - время на закрепление и открепление детали, мин.;

Туп - время на приёмы управления, мин.;

Тиз - время на измерение детали, мин.

Время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности определяется по формуле:

Операционное время Т оп определяется по формуле:

Далее произведём расчёт для всех технологических операций, используя вышеприведенные формулы, результаты занесем в комплект документации на технологический процесс в соответствующие графы маршрутно-операционной карты.