Дипломная работа: Усовершенствование технологического процесса механической обработки детали "Стакан"

 (6)

Где  - количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению параметра Ra.

Деталь считается технологичной, если <0,32.

Т.к. 0,106<0,32, деталь технологична.

Вывод: деталь технологична по всем коэффициентам, кроме КИМ, т.к. большое количество материала уходит в стружку при обработке внутренних поверхностей отверстий и пазов, которые нельзя получить при штамповке. А менять метод получения заготовки нецелесообразно, т.к. штамповка является прогрессивным методом заготовительного производства.

Поэтому, для повышения КИМ произведем корректировку размеров заготовки, т.е. уменьшим припуски на обработку, а также применим более современное оборудование при отрезке заготовок.

2 Технологическая часть

2.1 Определение типа производства

Правильно выбранный тип производства оказывает решающее значение на характер и построение технологического процесса. Базовый технологический процесс разработан для условий серийного производства, усовершенствованный технологический процесс разрабатывается для условий мелкосерийного производства. Объем выпуска 400 шт.

2.2 Обоснование метода получения заготовки

Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

В базовом технологическом процессе заготовкой для детали “Стакан” является штамповка ГОСТ 2591-88 материал сталь 30ХРА ГОСТ 4543-88.

В усовершенствованном технологическом процессе исходя из условий мелкосерийного производства, формы детали, материала и полученного КИМ, данный метод получения заготовки наиболее целесообразен. В штампованной заготовке структура металла более однородна, благодаря этому деталь будет более прочной по сравнению с литьем.

Сам способ получения заготовки заключается в следующем.

В кузнечный цех поступает горячекатаный прокат с квадратным профилем 55х55 ГОСТ 2591-88, затем происходит его нагрев в газовой печи при температуре 650±40ºC в течении 28-32 минут. Затем происходит операционный контроль нагрева, а потом горячая отрезка заготовок на пресс-ножницах по 1 штуке при интервале температур 350-450ºС.

Операционный контроль проводится в соответствии с ТУ.

После контроля заготовки проходят повторный нагрев в газовой печи при температуре 1200±40ºC в течении 18-28 минут. Затем визуально контролируют нагрев и штампуют заготовки на молотовом штампе по 1 штуке, окончательно штампуют за 5 ударов. Обрезка облоя производится на обрезных штампах под нагревом в интервале температур 720-850ºC. Операционный контроль периодический, 2% от партии. Проверка заполнения ручьев контролируется визуально.

После штамповки в поверхностных слоях заготовки возникают нежелательные напряжения, от которых следует избавляться, поэтому проводят термообработку нормализация.

Затем производят контроль твердости 3% от партии, очищают от окалины на дробеметных установках, допускается галтовка в галтовочном барабане. Очистка 10% заготовок из партии от заусенцев, заточка под стилоскоп 100% заготовок, а затем сплошной контроль марки стали стилоскопом.

В конце производится приемочный контроль 3-5% от партии.

В рамках заготовительного производства производят обдирку с целью удаления дефектного слоя и подготовки чистовых баз под последующую обработку.

Полученная заготовка имеет параметр шероховатости Ra 10 мкм и квалитет точности h14.

2.2.1 Назначение припусков на обрабатываемую поверхность

Согласно ГОСТ 7505-88 назначаем припуски под механическую обработку на обрабатываемые поверхности детали “Стакан”.

Так как заготовкой является штамповка, расчету подлежат все поверхности.

2.2.2 Определение расчетного размера

При односторонней обработке плоских поверхностей формула для расчета будет иметь следующий вид:

НР = Нном + zобщ (7)

Где НР – расчетный размер заготовки, мм

Нном – номинальный размер детали, мм

zобщ – припуск на сторону, мм.

204+1+1=206 мм

38+1+1=40 мм

74+1+1=76 мм

33,5+1+1=35,5 мм

46,5+1+1=48,5 мм

36+1=37 мм

Расчетные размеры на заготовку округляем до технологических возможностей станка и экономической целесообразности принятой точности.

2.2.3 Определение массы заготовки

Определим массу лишнего металла.

 (8)

Где L – длина, мм;

B – ширина заготовки, мм;

t – глубина лишнего слоя металла, мм.

 (г)

 (кг)

Определим массу заготовки.

 (9)

Где Мзб – масса заготовки по базовому технологическому процессу, кг.

 (кг).

Определим коэффициент использования материала.

.

Вывод: в результате пересчета массы заготовки Ким увеличился с 0,19 до 0,35, что является хорошим показателем для мелкосерийного производства. Дальнейшее его увеличение невозможно в связи со сложной конфигурацией детали, а также с наличием отверстий, которые получаются только в результате механической обработки.

2.2.4 Составляем эскиз заготовки в соответствии с принятыми размерами.

На основе полученных расчетов выполним эскиз заготовки с обозначением необходимых размеров и радиусных уклонов.

Чертеж заготовки представлен в графической части проекта.

2.2.5 Технические требования на изготовление заготовки в соответствии с ГОСТ 2591-88

1. Смещение в плоскости разъема не должно быть более 0,6 мм.

2. Остаток заусенцев на линии разъема штампов не должен быть более 0,5 мм.

3. Торцевой заусенец не должен быть более 4,0 мм.

4. Кривизна смещения не должна быть более 1,0 мм.

5. Поверхностные дефекты не должны быть глубиной более 1,0 мм.

6. Неуказанные штамповые уклоны 7º.

7. Неуказанные радиусы 2,5 мм.

8. Припуски по II классу ГОСТ 7505-88 М1.

9. Допуски по II классу ГОСТ 7505-88 С2.

вертикальные ±1,30,7

горизонтальные ±1,70,9

штамповка на молоте.

10. Количество деталей из штамповки: 1 шт.

11. Термообработка: нормализация.

12. Очистка от окалины: дробеметная или галтовка.

2.3 Анализ базового технологического процесса

Технологический процесс изготовления детали “Стакан 2А38.02.038 разработан для условий серийного производства. Комплект технологической документации содержит маршрутную технологию, развернутую пооперационную с полным технологическим оснащением и операции технического контроля. Технический цикл обработки поверхностей составлен правильно и направлен на реализацию технических требований изготовления детали.

Трудоемкость изготовления равна 15 нормо-часов.

Производственный процесс состоит из 33 операций, из них:

- механической обработки 21;

- слесарные 2;

- контрольные 3;

- термические 2;

- химические 2;

- размагничивание 1;

- пескоструйная очистка 1;

- покрытие 1.

На первой операции механической обработки за черновую базу принята поверхность размером 122х74 мм, вспомогательной базой поверхность размером 44х27 мм для подготовки чистовой технологической базы.

На последующих операциях механической обработки принцип постоянства баз соблюдается.

2.3.1 Анализ базового оборудования

В базовом технологическом процессе используются станки моделей – СФ-30Ф3 (вертикально-фрезерный), ФАС-184 (продольно-фрезерный), 6Н82Г (горизонтально-фрезерный), 6Р10 (вертикально-фрезерный), 2Н118-4 (вертикально-сверлильный модифицированный), 30540 (плоскошлифовальный), ИР-500ПМФ4 (горизонтально-расточной).

Применяемое оборудование в базовом технологическом процессе обеспечивает требуемую обработку детали, но некоторые модели морально устарели и требуют замены на более совершенные модели.

2.3.2 Анализ приспособлений

Для установки и закрепления детали применяются приспособления с механическим зажимом. Степень механизации сравнительно низкая.

2.3.3 Анализ режущего инструмента

Для формообразования поверхностей деталей применяется режущий инструмент: фрезы, сверла, зенкеры, развертки, шлифовальные круги. Прогрессивный, оснащенный твердым сплавом и быстрорезом инструмент обеспечивает рациональные режимы резания; также используется специальный режущий инструмент.

2.3.4 Анализ средств измерения

Для контроля точности обработанных поверхностей используются различные средства измерения, как гостированные, так и специальные. Преобладают специальные средства измерения, что сказывается на трудоемкости изготовления детали.

Вывод: комплект технологической документации оформлен не в соответствии с требованиями ЕСТД, технологический процесс разработан на основе дифференциации операций. Технологическая оснастка с низкой степенью механизации, оборудование морально устаревшее; наличие слесарных операций и переходов говорит о том, что режимы резания назначены нерационально. В целом, технологический процесс обеспечивает требования заложенные конструктором, заданную точность и качество поверхностей.

Предложение на усовершенствование

Привести в соответствие с требованиями ЕСТД чертеж детали, а также конструкторско-технологическую документацию.

Трудоемкость изготовления можно уменьшить за счет объединения фрезерных операций, сокращения слесарных, и замены шлифовальных операций мелкозубым фрезерованием.

2.4 Разработка проектного технологического процесса

Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать производительность труда и качество детали, сократить трудовые и материальные затраты на его реализацию, уменьшить вредные воздействия на окружающую среду.

Технологический процесс разрабатывается на основе имеющегося технологического процесса, анализа конструкторского чертежа и технологических требований, регламентирующих точность, параметр шероховатости поверхности и другие требования качества.

При разработке технологического процесса большое значение имеет выбор базовых поверхностей.

2.4.1 Обоснование выбора баз

Особенно важно выбрать базу при выполнении первой операции. При выборе черновых базовых поверхностей следует руководствоваться следующими правилами:

- черновая базовая поверхность должна обеспечивать устойчивое положение детали в приспособлении;

- если у детали обрабатываются не все поверхности, то за черновые базы принимаются эти не обрабатываемые поверхности;

- у тех деталей, все поверхности которых подлежат обработке, за черновые базы принимаются поверхности с минимальным припуском;

- после выполнения первой операции черновая база должна быть заменена на чистовую.

В усовершенствованном технологическом процессе за черновую базовую поверхность принята нижняя плоскость заготовки, а за дополнительную – боковые плоскости; потому что обработка ведется в перекладку, одновременно подготавливается чистовая базовая поверхность. Такая схема базирования лишает ее шести степеней свободы.

Рис. 1. Схема базирования на 1й операции.

При выборе чистовых базовых поверхностей следует руководствоваться следующими правилами:

-        за чистовые базы принимаются основные поверхности баз, от которых заданы основные размеры до других обрабатываемых поверхностей;

-        необходимо использовать принцип совмещения баз, т.е. в качестве установочной базы брать поверхность, которая является измерительной базой:

-        необходимо использовать принцип постоянства баз, т.е. в ходе обработки на всех основных операциях в качестве установочных баз принимать одни и те же поверхности.

Чистовая база должна быть выбрана так, чтобы в процессе обработки детали не было недопустимых деформаций от усилий резания и зажима;

выбранная чистовая база должна обеспечивать простую и надежную конструкцию приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.

Схема базирования по всем операциям приведена в комплекте технологических документов.

2.4.2 Выбор технологического оборудования и технологической оснастки.

2.4.2.1 Выбор оборудования

Выбор станков производится исходя из следующих соображений: выбранный станок должен обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых к выполнению детали;

-        размеры рабочей зоны станка должны соответствовать габаритным размерам обрабатываемой детали;

-        производительность станка должна соответствовать заданной программе выпуска деталей;

-        мощность, жесткость и кинематические возможности станка должны позволять вести обработку на оптимальных режимах резания с наименьшей затратой времени и с наименьшей себестоимостью.

В проектируемом технологическом процессе планируется использование многоцелевого станка ИР-500ПМФ4, предназначенного для высокопроизводительной обработки корпусных деталей массой до 700 кг. Повышенная степень точности станка (класс “П”) обеспечивает обработку отверстий 7, 8 квалитета с параметром шероховатости Ra=2,5 мкм. Категория качества станка высшая. Размер рабочей поверхности стола 500х500 мм. Станок имеет вертикально-подвижную шпиндельную бабку, расположенную внутри подвижной стойки и поворотный стол. На верхнем торце стойки расположен магазин барабанного типа, емкостью 30 инструментов. Поворот магазина осуществляется от высокомоментного двигателя. Номера гнезд магазина закодированы. Мощность станка 14 кВт. Частота вращения шпинделя до 2000 об/мин. Рабочая подача до 2000 мм/мин.

2.4.2.2 Выбор приспособлений

Выбор приспособлений производится в зависимости от вида обработки, типа станка и типа производства. Выбранные приспособления обеспечивают: правильную установку детали, повышение производительности труда, надежность и безопасность работы, расширение технологических возможностей станка, автоматическое получение заданной точности, экономичность обработки.

2.4.2.3 Выбор режущих инструментов

Выбор режущего инструмента зависит от вида станка, метода обработки, материала обрабатываемой детали, требуемой точности и шероховатости поверхностей, типа производства.

В соответствии с выбранным типом производства запланирован универсальный режущий инструмент. Для обработки некоторых поверхностей используется специальный инструмент (фреза). Материал режущей части позволяет работать на оптимальных режимах резания с обеспечением заданной точности и качество поверхности при наибольшей его стойкости.

2.4.2.4 Выбор измерительных инструментов

Измерительный инструмент выбирается в зависимости от вида измеряемой поверхности, размеров поверхности, точности механической обработки, типа производства. Для контроля заданной точности запроектированы жесткие калибры, а также универсальные мерительные средства. Оборудование и технологическая оснастка внесены в комплект технологических документов.

2.5 Составление маршрутной технологии

Маршрутная карта – это документ, который содержит описание технологического процесса изготовления детали по всем операциям в технологической последовательности с указанием данных по оборудованию, оснастке, материалу, трудовым нормативам.

Маршрутный технологический процесс разработан на основе анализа конструкторского чертежа детали и обоснованного выбора заготовки. Этот этап является наиболее ответственной частью проектирования технологического процесса, потому что здесь решаются следующие задачи:

- снятие основного припуска (черновая обработка);

- получение заданных размеров, формы и взаимного расположения поверхностей;

- получение заданной чистоты поверхности и качества поверхностного слоя.

Последовательность обработки детали “Стакан” представлена маршрутным технологическим процессом, входящим в комплект технологической документации.

Типовой технологический процесс ускоренного фосфатирования деталей.

Для детали 2А38.02.038 Стакан” данное покрытие является неокончательным: оно проводится до испытания детали, а затем деталь еще покрывается лаком. Нанесение покрытия осуществляется гальваническим методом.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11