Разработка технологического процесса изготовления детали (2)

Дипломная работа

В настоящее время в машиностроении и станкостроении происходит перевооружение на базе сложной высокопроизводительной техники поставило задачу подготовки высококвалифицированного персонала, участвующего в её создании, освоении и эксплуатации. В указанных процессах принимают участие конструкторы, технологи, программисты, наладчики, операторы, специалисты инструментальных и ремонтных служб, организаторы производства.

Устойчивое развитие экономики во многом определяется уровнем технического прогресса в машиностроении, которое создает условия для развития многих других видов производства и отраслей промышленности. При этом важно как увеличение выпуска машиностроительной продукции, так и повышение её качества. Указанный рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники и применения прогрессивных технологий.

Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.

В настоящее время чрезвычайно важное значение приобретают такие качества производства, как его маневренность и мобильность, то есть способность в короткие сроки переключаться с выпуска одних видов продукции на другие и при необходимости резко наращивать объем производства определенных изделий. Эти качества проявляются в готовности производства к быстрой реорганизации и перестройке на освоение и выпуск требующейся рынку номенклатуры изделий.

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технологические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечения заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.

Припуск на обработку может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку, разработанный профессором В. М. Кованом, базируется на анализе факторов,

11 стр., 5112 слов

Понятие и показатели качества продукции

... устойчивого развития общества. Целью и задачей данной работы является изучение качества продукции, связанных с ним понятий, факторов, аспектов, и эффективности повышения качества. 1. Значение понятия качества для производителя и потребителя. Повышение качества продукции имеет ...

влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. РАМОП предусматривает расчёт припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки.

Применение РАМОП сокращает в среднем отход стружки по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.

Дипломный проект — это квалификационная работа, подводящая итоги учебы студента в вузе, характеризующая уровень приобретенных им знаний и навыков, необходимых для самостоятельной инженерной деятельности.

Темой данного дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Картер ШНКФ 453461.100/032», которая является базовой деталью гидроусилителя рулевого управления для автомобиля ГАЗ, изготавливаемого на предприятии «Борисовский завод автогидроусилителей»

Главной целью дипломного проекта является создание совершенного и экономически эффективного технологического процесса механической обработки, с использованием современного высокопроизводительного оборудования, режущего инструмента и технологической оснастки, на основе существующего базового технологического процесса, применяемого на производстве

В данном дипломном проекте будут рассмотрены следующие вопросы:

  • определение типа производства;
  • анализ конструкции и технологичности детали;
  • выбор заготовки;
  • выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;
  • выбор оборудования;
  • расчет и назначение припусков;
  • расчет режимов резания и нормирование операций;
  • расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.

Помимо этого, дипломный проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Анализ служебного назначения и конструкции детали

Деталь картер ШНКФ 453461.100/032 входит в состав рулевого механизма с гидроусилителем ШНКФ 453461.100 и является его базовой деталью.

Рисунок 1.1 — Рулевой механизм с гидроусилителем ШНКФ 453461.100

Конструкция рулевого механизма с гидроусилителем ШНКФ 453461.100 (интегрального типа) состоит из механического редуктора, гидравлического распределителя роторного типа и встроенного силового гидроцилиндра. Тип передачи — винт — шариковая гайка — поршень рейка — конический зубчатый сектор. Предназначен для установки на легковые автомобили. Устанавливается на автомобили марки «ГАЗ-3110», «ГАЗ-3102» и их модификации.

Данную деталь изготавливают из высокопрочного чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85, который широко применяется для изготовления ответственных деталей, испытывающих вибрационные нагрузки: корпусы, зубчатые колёса, шатуны, стаканы, диски ручных тормозов.

В данном случае способ получения заготовок — отливка в песчаных формах. Получаемая отливка имеет очень сложную конфигурацию и максимально приближена к форме готовой детали. Точность отливки 9-0-0-8 ГОСТ 26645-85. Применяемый материал — чугун ВЧ50 — обладает хорошими физико-механическими свойствами, поэтому пригоден для получения заготовок литьём. Данный метод получения заготовок очень производителен, что удовлетворяет условиям массового производства.

Таблица 1.1 — Химический состав чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85,%

С

Si

S

P

не более

3,3-3,6

2,4-2,7

0,14

0,15

Таблица 1.2 — Механические свойства чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85

Предел прочности

в , Мпа

0,2 , Мпа

Относительное

удлинение, %

Твердость

НВ, Мпа

Удельный вес,

г/см3

500

320

7

153-245

7,82

Недостатки: большие припуски на механическую обработку; наличие напусков, упрощающих конфигурацию отливки, увеличивают затраты на дальнейшую механическую обработку; наличие уклонов на поверхностях поковки усложняет дальнейшую механическую обработку, так как создаётся неравномерный припуск; смещение осей оказывает влияние на соосность цилиндрических поверхностей.

Рисунок 1.2 — Трёхмерная модель и эскиз детали с указанием её основных поверхностей

На плоские поверхности 1, 9, 11 устанавливаются крышки, которые крепятся к картеру болтами при помощи резьбовых отверстий 8, 12, в результате чего обеспечивается герметичность всего гидроусилителя. Поверхности 4, 6 Шслужат для установки подшипников качения в которых установлен вал с коническим зубчатым сектором, обеспечивающий реализацию передачи винт — шариковая гайка — поршень рейка — конический зубчатый сектор. Поверхности 3,6 Ш служат для установки манжет, защищающих подшипники качения. Канавка 2 Ш служит для установки стопорного кольца. По поверхности 7 Ш перемещается рейка поршень. Отверстие 13 Ш и паз 14 служат для установки в картер резьбовой втулки в которой размещается роликовый упорный подшипник который установлен на винте. Установочные плоскости с крепёжными отверстиями 10 служат для установки гидроусилителя на автомобиль.

1.2 Анализ технических условий изготовления детали

В ходе этого анализа необходимо установить, в какой мере состав и численные показатели технических условий, указанных на чертеже детали, соответствуют её назначению и условиям работы.

Исходя из назначения и условий работы детали одним из важнейших технических условий является герметичность картера, так как от этого зависит работа гидроусилителя.

Анализ технических требований представим в виде таблицы., Таблица 1.3 — Анализ технических тре

Допуск торцевого биения. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить более качественное сопряжение поверхностей крышки и корпуса.

Допуск радиального биения фаски. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить более качественное сопряжение поверхностей крышки и корпуса.

Допуск соосности. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить точное ориентирование отверстий, в которые устанавливаются подшипник и манжета.

Допуск перпендикулярности и соосности. Соблюдение данных допусков позволяет обеспечить качественную установку вала в подшипниках и герметичность манжеты.

Допуски соосности. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить правильную установку поршня-рейки и нормальную работу зубчатой передачи.

Позиционный допуск. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить точное ориентирование отверстий, используемых при сборке гидроусилителя.

Допуск соосности. Соблюдение данного допуска обеспечивает правильную установку вала в подшипниках без перекосов.

Позиционный допуск. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить точное ориентирование отверстий, используемых при сборке гидроусилителя.

Позиционный допуск. Соблюдение данного допуска позволяет обеспечить точное ориентирование отверстий, используемых при сборке гидроусилителя, относительно отверстий под подшипники.

Допуск плоскостности и перпендикулярности. Соблюдение данного допуска обеспечивает герметичность соединения крышки с картером.

Ответственные поверхности, контактирующие с поршнем-рейкой, для уменьшения трения и лучшего прилегания поверхностей имеют низкую шероховатость Ra 1,25 мкм и 7 квалитет точности. Крепёжные поверхности имеют шероховатость Ra 10 мкм. Отверстия для течения жидкости между различными полостями картера имеют шероховатость Ra 2,5 мкм. Плоские поверхности, которые должны обеспечивать герметичное прилегание крышек к картеру имеют шероховатость Ra 3,2 мкм.

По результатам анализа технических условий изготовления детали «Картер ШНКФ 453461.100/032» можно сделать вывод, что состав и численные значения технических условий изготовления детали обоснованы, поскольку повышенные требования к точности изготовления и шероховатости поверхностей необходимы для нормальной и долговечной работы гидравлического усилителя, обеспечения герметичности узла.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Отработка детали на технологичность — комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращении времени на изготовления изделия при обеспечении необходимого качества.

Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали — возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости возможность обработки детали высокопроизводительными методами.

Произведём анализ технологичности конструкции детали:

1. На полученной заготовке присутствуют литейные уклоны, заливы по разъёму отливки и остатки питателя.

2. Заготовка имеет сложную конфигурацию. В конструкции детали имеются поверхности, которые можно применить для черновых баз — это поверхность отверстия и наружные плоскости. В качестве чистовых баз используем плоскость и два отверстия, которые обрабатываются на первой операции.

3. Материал детали — чугун, механическая обработка которого возможна при обработке твердым сплавом. Материал режущей части лезвийного инструмента — быстрорежущая сталь и твёрдый сплав ВК8. Этот материал наиболее приемлем для обработки деталей из чугуна, так как имеет высокую износостойкость, хорошую теплостойкость, низкую истирающую способность а, следовательно, высокую износостойкость.

4. Предварительную обработку можно производить на станках нормальной точности при использовании литой заготовки. При предварительной обработке окончательный параметр шероховатости, точность размеров не формируется, основная задача — снять поверхностный слой металла и подготовить поверхность для последующей чистовой обработки. При чистовой обработке окончательно формируется параметр шероховатости, точность формы, размеров и взаимного расположения поверхностей. Допуски взаимного расположения поверхностей, допуски линейных и диаметральных размеров, величины шероховатостей не позволяют обрабатывать начисто данную деталь на станках нормальной точности. Поэтому отделочные операции выполняются на станках повышенной и высокой точности.

5. Отказаться от специального инструмента невозможно, т. к. есть нестандартные канавки, пазы, ступенчатые отверстия, а также применение специального комбинированного инструмента обусловлено массовым типом производства.

6. Для обработки детали необходимо применять ряд специальных станков повышенного класса точности. Также из-за сложной формы детали необходимо применять специальные станочные и контрольные приспособления.

7. Наличие в детали длинных основных отверстий повышенной точности создаёт ряд трудностей при их обработке, так как необходимо применять расточные резцы на длинных оправках, которые обладают низкой жёсткостью.

8. Деталь жесткая, возможно применение высокопроизводительных методов обработки.

10. В конструкции детали присутствуют места резких изменений формы, отверстия, которые являются концентраторами напряжений.

11. На детали имеется большое количество глухих крепёжных отверстий, нарезание резьбы в которых требует наличия специальных патронов для метчиков, чтобы недопустить их поломки. Крепёжные отверстия имеют одинаковые размеры М10х1,25, что является технологичным моментом.

12. На детали отсутствует большая разностенность.

13. Присутствует резьба большого диаметра М45.

14. Деталь не подвергается термообработке, поэтому дефекты связанные с короблением не возникнут.

15. Присутствуют отверстия расположенные не под прямым углом и отверстия, оси которых пересекаются.

16. К детали предъявляются специфические требования, в частности требование по герметичности.

17. Не везде на детали имеются канавки для выхода инструмента.

18. На детали в отверстии имеется радиус обработка которого связана с возникновением вибраций вследствие прерывистого резания.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, у данной детали низкая технологичность.

1.4 Определение типа производства предварительно

Тип производства влияет на построение технологического процесса изготовления детали и организации работы на предприятии.

Предварительно тип производства определяем по таблице 1, с. 11 [1].

С учетом массы детали (7,15 кг) и годовой программы 80000 шт. принимаем массовый тип производства.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объёмом выпуска изделий непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течении продолжительного промежутка времени. Оно характеризуется:

  • на одном рабочем месте выполняется только одна операция;
  • используется специальное высокопроизводительное оборудование: агрегатные станки, одношпиндельные и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, оборудование расположено по ходу техпроцесса;
  • применяются высокоточные заготовки с минимальными припусками: штамповки, высокоточные методы литья, иногда точный прокат;
  • применяют высокопроизводительный специальный инструмент и приспособления;
  • необходимая точность механической обработки обеспечивается методом автоматического получения размеров на настроенных станках;
  • квалификация работающих низкая, за исключением наладчиков;
  • технологическая документация разрабатывается самым тщательным образом, применяется операционное описание;
  • нормы времени рассчитываются и проверяются экспериментально.

После разработки технологического процесса механической обработки и определения норм времени, а также расчета основного оборудования, тип производства будет уточнен.

1.5 Анализ базового варианта технологического процесса

Совершенство технологического процесса характеризуется уровнем его механизации, наименьшей потерей времени на транспортирование деталей, меньшим количеством рабочих, задействованных в производстве, соблюдения принципов единства и постоянства баз. Таким образом, проведем анализ базового технологического процесса обработки детали «Картер ШНКФ 453461.100» с точки зрения обеспечения заданного качества детали (точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а также технических требований к детали), производительности, обеспечения заданного объёма выпуска.

Результаты анализа базового техпроцесса сведём в таблицу 1.3, в которой рассмотрим содержание операций технологического процесса, а также применяемый режущий и измерительный инструмент.

Более подробный анализ и предложения по изменению базового варианта технологического процесса приведем в конце таблицы.

Таблица 1.4 ? Анализ базового техпроцесса изготовления картера

№, название операции

Оборудование

Состав операции

Режущий и контрольный

инструмент

1

2

3

4

005 транспорти-рование

Электропогрузчик

ЕВ-738-12

Транспортирование заготовки со склада на участок механической обработки

010

агрегатная

Агрегатный

АМ18472

1. снять деталь со второй установки

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую

3. установить на первую установку отливку

4. включить станок на цикл обработки

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию

6. фрезеровать два базовых платика предварительно, выдерживая размеры ,,

7. сверлить одновременно 5 отверстий, выдерживая размеры , , , 4min

8. цековать 4 бобышки, выдерживая размеры , ; центровать отверстие, выдерживая

9. зенкеровать предварительно два отверстия, выд. размеры глубину

10. развернуть одновременно два отверстия, выд. размеры 14min, ,74, 60, 78

11. фрезеровать два базовых платика окончательно, выдерживая размеры 15max, 12min,

12. поворот стола на позицию 1

Напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80

Фреза 2214-0161

ГОСТ 9473-80

Сверло Ш13,2

Сверло Ш12,3 2301-3421 ГОСТ 12121-77

Сверло Ш13

Зенкер Ш30

Зенкер Ш13,15/ 15,3

Развёртка Ш13,34

Фреза 2214-0161 ГОСТ 9473-80

015

агрегатная

Агрегатный

АМ18472

1. снять деталь со второй установки

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую

3. установить на первую установку заготовку

4. включить станок на цикл обработки

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию

6. фрезеровать торец в размер

7. фрезеровать торец в размер

8. зенкеровать отверстия и обточить фаску, выд размеры ,, ,

9. зенкеровать отверстие предварительно, выдерживая размер и

10. зенкеровать два отверстия, выд размеры , ,

11. зенкеровать отверстие глубиной , выдерживая размеры ,

12. подрезать торец В и расточить канавку, выд размеры ,

13. подрезать торец Г и расточить канавку, выд размеры ,

14. фрезеровать паз, выд размеры ,

15. поворот стола на позицию 1

Напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80

Фреза 2214-0157

ГОСТ 9473-80

Зенкер Ш26/ Ш41

Резец специальный

Зенкер Ш70

Зенкер Ш27,5/ Ш47

Зенкер Ш72

Резец специальный

Фреза 2254-13361

ГОСТ 2679-73

016

фрезерная

Вертикально-фрезерный

ЛГ-26

1. установить деталь и закрепить

2. фрезеровать торец картера, выдерживая размер

Фреза 2214-0159

ГОСТ 9473-80

020

агрегатная

агрегатный

АМ18472

1. снять деталь со второй установки

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую

3. установить на первую установку заготовку

4. включить станок на цикл обработки

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию

6. фрезеровать торец в размер

7. фрезеровать торец в размер

8. зенкеровать отверстие 4 до

9. зенкеровать отверстие выдерживая размеры , ,

10. зенкеровать два отверстия одновременно, выдерживая размеры , ,

, ,

11. зенкеровать два отверстия с одновременным снятием фаски, выд размеры

, , ,

Фреза 2214-0157

ГОСТ 9473-80

Зенкер Ш29/ Ш32

Зенкер Ш36

Зенкер Ш39/ Ш45

Зенкер Ш39,4/ Ш48,6

Резец специальный

Резец специальный

12. расточить канавку, выдерживая размеры ,

13. расточить отверстие в размер ,

14. поворот стола на позицию 1

025

агрегатная

Агрегатный

АМ18475

1. снять деталь со второй установки

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую

3. установить на первую установку заготовку

4. включить станок на цикл обработки

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию

6. зенкеровать отверстие, расточить три отверстия со снятием фаски, выдерживая размеры , , , , , , , ,

7. нарезать резьбу, расточить пять отверстий со снятием фасок одновременно, выд. размеры

, , , , , , ,

8. движение стола в исходное положение

Напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80

Зенкер Ш74,1

Резец специальный

Метчик М45х1,5-6Н 2620-2185.5

ГОСТ 3266-81

Резец специальный

026

испытания

Стенд

испытательный

1. установить на торцы крышки и закрепить

2. установить картер в сборе на стенд вручную отверстием 1

3. установить прижим в отверстие 2

4. включить стенд и испытать на герметичность давлением воздуха 5 кгс/см2

5. проверить образование воздушных пузырьков на поверхностях

6. удалить крышки и прижим из отверстий картера

7. снять картер со стенда и клеймить

030

алмазно-расточная

ЕХ-СЕLL-O

1. установить детали на приспособление и закрепить

2. включить станок на цикл работы

3. расточить одновременно два отверстия, выд размеры , , ,

соосность отверстий 0,03 мм

4. расточить одновременно три отверстия, подрезать торец, выдерживая размеры , , и требования взаимного расположения поверхностей

5. расточить одновременно два отверстия с одновременным снятием двух фасок, подрезать торец, выдерживая размеры

, , ,, , , , 55min, и требования взаимного расположения поверхностей

5. открепить детали и снять с приспособления

Резцовая головка

Резцы специальные

Пластины

TPGN-110308 СК15

ГОСТ 19045-80

SPUN-120308 CК15М

ГОСТ 19050-80

032

алмазно-расточная

Агрегатный станок

АМ19003

1. установить детали на приспособление и закрепить

2. включить станок на цикл работы

3. расточить одновременно два отверстия, выд размеры , , ,

соосность отверстий 0,03 мм

4. расточить одновременно три отверстия, подрезать торец, выдерживая размеры , , и требования взаимного расположения поверхностей

5. расточить одновременно два отверстия с одновременным снятием двух фасок, подрезать торец, выдерживая размеры

, , ,, , , , 55min, и требования взаимного расположения поверхностей

5. открепить детали и снять с приспособления

Резцовая головка

Резцы специальные

Пластины

TPGN-110308 СК15

ГОСТ 19045-80

SPUN-120308 CК15М

ГОСТ 19050-80

035

агрегатная

Агрегатный

СМ427

1. установить на приспособление заготовку и закрепить

2. включить станок на цикл обработки.

3. центровать 4 отверстия под резьбу М10х1,5-6Н, два отверстия под каналы, выд размеры

7max, , , , 36min,

4. сверлить 4 отверстия под резьбу М10х1,5-6Н, сверлить отверстие, выдерживая размеры

, , позиционный допуск 0,16 мм,

, ,

5. центровать пять отверстий под резьбу

М10х1,25-6Н

6. сверлить пять отверстий под резьбу

М10х1,25-6Н, выдерживая размеры

29, 42, 11, 39, , ,

7. нарезать резьбу в пяти отверстиях одновременно, выдерживая размеры М10х1,25-6Н и 11 min

8. нарезать резьбу в четырёх отверстиях и развернуть два отверстия одновременно, выдерживая размеры , 7 min, , 16 min, М10х1,25-6Н, , , , ,

Напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80

Надфиль 2828-0054 ГОСТ 1465-80

Метчик М10х1,25-6Н 2620-2185.5

Сверло Ш10

Сверло Ш12 2301-0039

ГОСТ 10903-77

Сверло Ш6,2 2300-7174 ГОСТ 886-77

Сверло Ш4,8 2300-0033 ГОСТ 886-77

Сверло Ш3,8 2300-0025 ГОСТ 886-77

Сверло Ш8,8 2300-7003 ГОСТ 886-77

Сверло Ш12 2301-0039 ГОСТ 1090-77

Сверло Ш4,8 2300-0033 ГОСТ 886-77

Метчик М10х1,25-6Н 283231.008

Развёртка Ш6,9

036

сверлильная

Настольно-сверлильный

2С108

1. установить деталь и закрепить

2. сверлить последовательно два отверстия, выдерживая размеры , ,

3. снять деталь

Сверло Ш2,2 2300-0145 ГОСТ 886-77

038

зачистка

Вертикально-сверлильный

2Н135

1. установить деталь

2. зачистить острые кромки и заусенцы по контуру отверстия 75 мм

3. полировать поверхность, выдерживая шероховатость Ra 2,0

Щётка хонинговальная

ХН 89х102х159-9,53 ПА (120 тип Н)

040

хонинговаль-

ная

Хонинговальный полуавтомат

«Геринг»

1. установить деталь и закрепить

2 хонинговать отверстие в размер

Хонголовка

Брусок АСМ 40/28 100 ГОСТ 25594-83

041

сверлильная

Радиально-сверлильный

RB-40

1. установить деталь в приспособление и закрепить

2. зенкеровать отверстие, выдерживая размер

Зенкер Ш13,15/ Ш15,3

042

слесарная

Верстак слесарный

1. снять острые кромки, притупить заусенцы

Напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80

050

моечная

Моечная машина

М-485

1. промыть детали

2. обдуть детали сжатым воздухом

055

контрольная

Стол контролера

1. контролировать все размеры согласно чертежу

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89

Шаблон

Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89

Пробка резьбовая

Калибры специальные

Эталон

Приспособление спец.

Индикатор ИЧ10 кл. 0

ГОСТ 577-68

Штангенглубиномер специальный

Штангенглубиномер

ШГ-250-0,1

ГОСТ 162-89

Индикатор 1МИГ-1 ГОСТ 9696-82

Нутромер специальный

Фаскомер

Кольцо специальное

057

упаковывание

1. уложить детали в тару в один ряд с установкой на поверхность под боковую крышку, предварительно застелив дно тары картоном

060

сбор метал-

лоотходов

1. собрать отходы металла на рабочих местах.

2. транспортировать отходы металла к месту сбора

062

зачистка

Вертикально-сверлильный

2Н135

1. операцию выполнять при необходимости

Анализ соответствия последовательности операций обработки следующим положениям:

  • в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут использоваться в качестве технологических баз на последующих операциях.

В базовом техпроцессе на первой операции обрабатываются плоскости и два отверстия, которые в дальнейшем используются в качестве технологических баз.

  • затем обрабатываются те поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.

В базовом техпроцессе на второй операции предварительно обрабатывается отверстие под поршень-рейку.

  • каждая последующая операция должна уменьшать погрешность и улучшать качество поверхности, при этом чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается.

Самые точные поверхности: диаметры под подшипники, манжеты и поршень-рейку обрабатываются в последнюю очередь.

  • не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке.

В базовом техпроцессе черновая и чистовая обработки разделены и не выполняются на одном и том же станке.

  • технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а также в конце обработки детали.

В базовом техпроцессе контрольная операция поставлена после отделочной обработки детали на алмазно-расточном станке, после слесарных операций. В результате общего контроля ОТК контролируются все размеры, которые необходимо выдержать по чертежу, а также допуски взаимного расположения поверхностей, формы, шероховатость поверхностей.

Применяются специальные агрегатные станки, которые обеспечивают высокую производительность за счёт многопозиционной обработки, а также высокую точность размеров детали. В условиях массового производства это оправдано. Применяемое оборудование обеспечивает требуемую точность размеров благодаря высокой квалификации рабочих.

В данном техпроцессе на всех операциях применяется как стандартный так и комбинированный, специальный инструмент. Считаю, что используемый инструмент является оптимально выбранным для обработки данной детали и типа производства.

Применяемый контрольно-измерительный инструмент обеспечивает удобство, заданную точность и производительность контрольно-измерительных операций. Для измерений используется как стандартный измерительный инструмент, так и специальный. Использование специального инструмента обусловлено наличием у детали точных конструктивных элементов. Также применение специальных контрольных приспособлений позволяет значительно сократить время на контроль, так как специальные приспособления (калибры, шаблоны) просты по конструкции и предназначены для контроля одного конкретного размера. Кроме того, специальные приспособления изготавливаются с точностью, необходимой для контроля определённого размера. Но все затраты на изготовление специальных приспособлений окупаются только при очень большом выпуске продукции. Внашем случае применение специальных приспособлений оправдывается большим объёмом выпуска деталей.

Я считаю, что данный технологический процесс является подходящим для получения данной детали в условиях массового производства, но в нём можно сделать несколько изменений, которые позволят сэкономить энерго и материальные ресурсы.

В качестве улучшения технологического процесса можно предложить следующие изменения:

— на операции 010 убираем цековку бобышек под крепёжные болты, в результате чего убирается одна установка, упрощается конструкция приспособления и агрегатного станка, что значительно удешевит его. Цековку переносим на вертикально-сверлильный станок 2Н135 с четырёхшпиндельной головкой. На операции 010 также мы будем зенкеровать и развёртывать отверстие под базу напроход, что позволит в последствии отказаться от его доработки и тем самым освободить радиально-сверлильный станок RB-40.

  • на операции 035 сверление отверстий производим комбинированным сверлом с одновременным образованием фасок, что позволит убрать несколько переходов, упростить конструкцию станка тем самым удешевив его;
  • заменим изношенный алмазно-расточной станок EX-CELL-O станком АМ19003, на котором время обработки меньше на 1мин;
  • фрезерование торца картера с необходимой точностью можно выполнить за два перехода на агрегатном станке, в результате чего высвобождается вертикально-фрезерный станок ЛГ-26, уменьшается трудоёмкость;
  • старый хонинговальный полуавтомат «Геринг» можно исключить из технологического процесса и пересмотрев режимы резания получить необходимую шероховатость отверстия под поршень-рейку на алмазно-расточном станке АМ19003;
  • все слесарные операции будем производить один раз, а не на трёх операциях 038, 042, 062, что уменьшит трудоёмкость.

1.6 Выбор метода получения заготовки

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества детали при ее минимальной себестоимости.

Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество операций технологического процесса. Следует стремиться к наибольшему коэффициенту использования материала, то есть максимально приближать форму и размеры исходной заготовки к форме и размерам готовой детали при условии наименьшей себестоимости ее изготовления.

В качестве заготовки картера будем использовать отливку в песчано-глинистые формы (ПГФ), поскольку данный способ наиболее универсален, существуют возможности его механизации, что позволяет использовать его для массового производства. Отливка в ПГФ по сравнению с отливкой в кокиль будет иметь большие припуски на обработку, что в нашем случае является больше плюсом, чем минусом, так как в картере есть поверхности, которые обрабатываются с точностью до 7 квалитета, для достижения которой требуется большое количество переходов. Поэтому малые припуски, которые обеспечивает литьё в кокиль, могут быть недостаточны для достижения требуемой точности. Также литьё ВЧ50 предпочтительнее осуществлять в ПГФ, чем в кокиль, из-за литейных свойств высокопрочного чугуна.

Исходные данные для определения припусков на механическую обработку.

Наибольший габаритный размер отливки — 262 мм.

Точность отливки 9-8-11-8 ГОСТ 26645-85:

9 — класс размерной точности (по таблице 9 [6] для технологического процесса литья — литьё в ПГФ, типа сплава — черные сплавы);

8 — степень коробления (по таблице 10 [6] для отливок в однократных формах);

11 — степень точности поверхностей — по таблице 11 [6] для технологического процесса литья — литье в ПГФ, типа сплава — черные сплавы;

8 — класс точности массы (по таблице 13 [6] для технологического процесса литья — литье в кокиль без песчаных стержней, типа сплава — черные сплавы;

  • Ряд припусков на обработку отливок — 6 (по таблице 14 [6] для степени точности 11).

Шероховатость поверхностей Ra не более 20 мкм (по таблице 12 [6] для степени точности поверхностей 11).

Формовочные уклоны — 2о.

Согласно этой информации по ГОСТ 26645-85 определим допуски, припуски на механическую обработку и рассчитаем размеры отливки (по таблицам 1, 2, 3, 4, 5 [6]).

Результаты расчётов сведём в таблицу 1.4

Таблица 1.5 — Припуски и допуски отливки

Размер детали

Допуски размеров

отливки

Допуски

формы и расположения

Допуск неровностей

поверхностей

отливки

Общий допуск

Общий припуск на сторону

Размеры отливки на чертеже

1

2

3

4

5

6

7

2,2

1,1

0,8

2,8

3,9

2,8

1,4

3,6

3,8

2,6

1,3

3,6

3,8

1,8

0,9

2,4

3,3

2,0

1,0

2,8

3,9

1,8

0,9

2,4

3,3

2,0

1,0

2,8

3,9

1,8

0,9

2,4

3,3

1,8

0,9

2,4

3,3

1,8

0,9

2,4

3,3

2,6

1,3

3,6

3,8

2,8

1,4

3,6

3,8

1,8

0,9

2,4

3,3

2,0

1,0

2,8

3,9

Коэффициент использования материала:

  • где Q — масса заготовки, кг;
  • q — масса готовой детали, кг.

Рассчитаем стоимость заготовки. Стоимость заготовок, полученных литьем в ПГФ, определим по следующей формуле:

, тыс. руб.,

где Si — базовая стоимость 1т заготовок, руб.;

kт, kс, kв, kм, kп — коэффициенты, зависящие соответственно от класса

точности, группы сложности, массы, марки материала и объема

производства заготовок;

  • Sотх — стоимость 1т отходов, руб.

Базовая стоимость 1т отливок, полученных литьем в ПГФ, S1=1935 тыс. руб., стоимость отходов SОТХ=97 тыс. руб.

kм=1,24 — так как заготовка из чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85;

  • kс=1,2 — заготовка 4-й группы сложности;
  • kв=0,91 — при массе отливки Q=10,1 кг из чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85;
  • kп=0,76 — 2-я группа серийности.

Стоимость заготовки, полученной литьем в ПГФ:

тыс. руб.

1.7 Выбор методов обработки поверхностей детали

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось как можно большее количество поверхностей заготовки, что дает возможность разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки заготовки.

В этом разделе приведём выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей детали на основании технических требований чертежа детали, формы поверхностей, качества заготовки, типа производства, при выборе методов обработки будем пользоваться приведёнными справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Таблица 1.6 — Выбор методов обработки

Поверхность

Точность

Шероховатость

Методы обработки

1

2

3

4

Базовые отверстия

0,06

Ra 2,5

Сверление, зенкерование, развёртывание

Крепёжные отверстия

0,05

Ra 10

Сверление

Базовые платики

Ra 10

Фрезерование предварительное, фрезерование окончательное

Левый торец

0,2

Ra 3,2

Фрезерование предварительное, фрезерование окончательное, точение

Правый торец

IT14/2

Ra 10

Фрезерование однократное

Торец отверстия

0,63

Ra 4,0

Фрезерование предварительное, фрезерование окончательное, точение

Паз

0,3

Ra 10

Фрезерование однократное

0,04

Ra 1,25

Зенкерование предварительное,

получистовое, чистовое,

растачивание тонкое

0,1

Ra 2,5

Зенкерование предварительное, зенкерование окончательное, растачивание

0,1

Ra 2,5

Зенкерование предварительное, зенкерование окончательное

0,037

Ra 5,0

Зенкерование, растачивание получистовое, растачивание тонкое

0,05

Ra 3,2

Растачивание черновое, растачивание получистовое, растачивание тонкое

0,26

Ra 5,0

Зенкерование предварительное, растачивание получистовое, растачивание чистовое

0,6

Ra 10

Растачивание однократное

0,9

Ra 10

Сверление

0,4

Ra 10

Сверление

0,058

Ra 2,5

Сверление, зенкерование, развёртывание

0,2

Ra 10

Сверление, зенкерование

0,2

Ra 10

Сверление, зенкерование

0,2

Ra 10

Сверление

М10х1,25

Ra 10

Сверление, нарезание резьбы

М45х1,5

Ra 10

Сверление, нарезание резьбы

Все фаски получаем однократным зенкерованием или растачиванием; канавки — однократным зенкерованием или растачиванием.

Проверим число переходов, которые обеспечат заданную точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, по величине требуемого уточнения.

Требуемая величина уточнения для определенной поверхности находится по формуле:

  • где КУ — требуемая величина уточнения;

заг — допуск размера, формы или расположения поверхностей

заготовки;

дет — допуск размера, формы или расположения поверхностей

детали.

Затем определяется расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки поверхности

где Ку.расч. — расчетная величина уточнения;

К1 , К2 …Кn — величины уточнения по каждому переходу или

операции при обработке рассматриваемой поверхности.

где n — величина максимальной погрешности размера, формы или

расположения поверхностей, которая имеет место на n переходе

(операции) при обработке рассматриваемой поверхности.

После выбора методов обработки поверхностей детали проверим правильность выбора методов для наиболее точных поверхностей детали и торец отверстия под поршень-рейку, имеющего размер путём расчёта заданного и расчетного уточнений.

По чертежу детали картер необходимо обработать внутренний диаметр с шероховатостью Ra=1,25мкм. Заготовка — отливка в ПГФ.

Назначаем следующие виды обработки поверхности :

  • Заготовка — 16 квалитет, =2,8 мм;

1. зенкерование предварительное — 13 квалитет, 1 =0,46 мм;

2. зенкерование получистовое — 10 квалитет 2 =0,12 мм;

3. зенкерование чистовое — 8 квалитет, 3 =0,046 мм;

4. растачивание тонкое — 7 квалитет, 5 =0,04 мм.

Требуемая величина уточнения находится по формуле (1.3):

Расчетное уточнение на первом и последующих переходах по формуле (1.5)

Кур1 =6,09; Кур2 =3,83; Кур3 =2,61; Кур4 =1,15;

  • Общая расчетная величина уточнения находится по формуле (1.4):

Так как 70=70, то есть Ку.расч.=Ку, то назначенный маршрут обработки поверхности картера обеспечит заданную точность.

По чертежу детали картер нужно обработать торец картера, выдержав размер с шероховатостью Ra=3,2 мкм. Заготовка — отливка в ПГФ.

Назначаем следующие виды обработки поверхности:

  • Заготовка — 16 квалитет;
  • =2,2 мм;

1. фрезерование предварительное — 14 квалитет, 1 =0,4 мм;

2. фрезерование окончательное — 12 квалитет, 2 =0,3 мм;

3. точение — 11 квалитет, 2 =0,2 мм;

  • Требуемая величина уточнения находится по формуле (1.3):

Расчетное уточнение на первом и последующих переходах по формуле (1.5)

Кур1 =5,5; Кур2 =1,33; Кур3 =1,5;

  • Общая расчетная величина уточнения находится по формуле (1.4):

Так как 11=11, то есть Ку.расч.=Ку , то назначенный маршрут обработки торца картера обеспечит заданную точность размера до оси отверстия под поршень-рейку .

1.8 Выбор технологических баз

Выбор баз для механической обработки производится с учетом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям, обеспечения простоты и унификации станочных приспособлений, а так же удобства установки в них заготовки.

В технологическом процессе обработки детали Картер ШНКФ 453461.100 используются следующие схемы базирования:

Рисунок 1.3 — Базирование по отверстию и наружным поверхностям заготовки в специальном приспособлении при обработке базовых поверхностей.

Рисунок 1.4 — Базирование детали по плоскости и двум отверстиям на первой установке агрегатного станка в специальном приспособлении при обработке отверстий под поршень-рейку

Рисунок 1.5 — Базирование детали по плоскости и двум отверстиям на второй установке агрегатного станка в специальном приспособлении при обработке отверстий под поршень-рейку

В разрабатываемом технологическом процессе мы будем придерживаться принципа постоянства баз и на всех операциях кроме операции на которой сверлятся отверстия под табличку в качестве баз использовать одни и те же поверхности — плоскость и два отверстия.

Рисунок 1.6 — Базирование детали по торцу и поверхности отверстия диаметром 75 мм в специальном приспособлении при сверлении отверстий под табличку

1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали

На данном этапе разрабатывается общий план обработки детали «Картер ШНКФ 453461.100», определяется содержание операций более совершенного технологического процесса. При этом заполняются маршрутные карты техпроцесса (см. приложение).

При составлении маршрута обработки воспользуемся проанализированным заводским базовым технологическим процессом с учетом предлагаемых изменений.

Также следует учитывать следующие положения:

  • каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить качество поверхности;
  • в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут служить технологическими базами для следующих операций;
  • не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке.

На первой операции обрабатываем базовые плоскости и крепёжные отверстия, два отверстия зенкеруются и развёртываются. Это необходимо для того, чтобы потом использовать их в качестве баз на последующих операциях.

На второй операции деталь устанавливается на плоскость и два пальца в специальное приспособление и ведётся предварительная обработка отверстий 75 мм и 45 мм в которые устанавливаются элементы передачи винт — шариковая гайка — поршень рейка.

На третьей и четвёртой операциях ведется предварительная обработка центральных отверстий 42 мм, 44 мм, 45,9 мм и 48,5 мм, в которые устанавливается вал с зубчатым сектором в подшипниках и манжеты.

Таким образом, на второй и третьей операциях производится обработка поверхностей, с которых необходимо снять наибольший слой металла. Это позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки. При этом профиль заготовки последовательно приближается к профилю детали.

На пятой операции проводится испытание картера на герметичность.

На шестой операции на алмазно-расточном станке производится окончательная обработка всех основных отверстий в которые устанавливаются детали передачи винт — шариковая гайка — поршень рейка-зубчатый сектор.

На седьмой операции на агрегатном станке обрабатываются отверстия под каналы и крепёжные отверстия для установки крышек.

На восьмой операции сверлятся два отверстия для крепления таблички.

На девятой операции цекуются бобышки под крепёжные болты.

На десятой операции производится зачистка заусенцев.

На одиннадцатой операции детали промываются и сушатся.

На двенадцатой операции производится контроль всех размеров.

На тринадцатой операции деталь складируется в тару.

Разработка технологического маршрута обработки картера

Операция 005 Транспортная

Электропогрузчик ЕВ-738-12

Операция 010 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18474

Операция 015 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18472

Операция 020 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18472

Операция 025 Агрегатная

Станок: агрегатный АМ18475

Операция 030 Испытания

Стенд испытательный

Операция 035 Алмазно-расточная

Станок: агрегатный АМ19003

Операция 040 Агрегатная

Станок: агрегатный СМ427

Операция 045 Сверлильная

Станок: настольно-сверлильный 2С108

Операция 050 Сверлильная

Станок: вертикально-сверлильный 2Н135

Операция 055 Слесарная

Верстак слесарный

Операция 060 Моечная

Машина моечная М-485

Операция 065 Контрольная

Стол контрольный

Операция 070 Транспортирование

Электропогрузчик ЕВ-738-12

1.10 Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

Операция 005:

1. доставить заготовки на участок механической обработки.

Операция 010:

Позиция 1

1. установить отливку в приспособление;

2. включить станок на цикл обработки;

Позиция 2

3. фрезеровать два базовых платика предварительно, выдерживая размеры ,, ;

Позиция 3

4. сверлить одновременно 5 отверстий, выдерживая размеры , , , 4min;

Позиция 4

5. зенкеровать предварительно два отверстия, выдерживая размеры глубину ;

6. смещение угольника вниз;

7. развернуть одновременно два отверстия, выдерживая размеры 14min, ,74, 60, 78, ;

Позиция 5

8. фрезеровать два базовых платика окончательно, выдерживая размеры 15max, 12min, ;

9. поворот стола на позицию 1.

ПР: приспособление специальное.

РИ: напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80; фреза 2214-0161 ГОСТ 9473-80;

  • сверло Ш13,2;
  • сверло Ш12,3 2301-3421 ГОСТ 12121-77;
  • сверло Ш13;
  • зенкер Ш30;
  • зенкер Ш13,15/ 15,3;
  • развёртка Ш13,34;
  • фреза 2214-0161 ГОСТ 9473-80.

ВИ: оправка специальная; оправка переходная специальная быстросменная; кондукторные втулки; патрон быстросменный; патрон плавающий.

ИИ: Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89; пробка специальная; приспособление специальное; индикатор ИЧ10 кл. 0 ГОСТ577-68.

Операция 015:

Позиция 1

1. открепить и снять деталь со второй установки;

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую;

3. установить на первую установку заготовку;

4. включить станок на цикл обработки;

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию;

Позиция 2 Установка 1

6. фрезеровать торец в размер ;

Позиция 2 Установка 2

7. фрезеровать торец в размер ;

Позиция 3 Установка 1

8. зенкеровать отверстия и обточить фаску, выдерживая размеры ,, ,;

Позиция 3 Установка 2

9. зенкеровать отверстие предварительно, выдерживая размер и ;

Позиция 4 Установка 1

10. зенкеровать два отверстия, выдерживая размеры , , ;

Позиция 4 Установка 2

11. зенкеровать отверстие глубиной , выдерживая размеры , ;

Позиция 5 Установка 1

12. подрезать торец В и расточить канавку, выдерживая размеры , ;

Позиция 5 Установка 2

13. подрезать торец Г и расточить канавку, выдерживая размеры , ;

Позиция 6 Установка 1

14. фрезеровать паз, выдерживая размеры , ;

15. поворот стола на позицию 1.

ПР: приспособление специальное.

РИ: напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80; фреза 2214-0157 ГОСТ 9473-80;

  • зенкер Ш26/ Ш41;
  • резец специальный;
  • зенкер Ш70;
  • зенкер Ш27,5/ Ш47;
  • зенкер Ш72;
  • резец специальный;
  • фреза 2254-13361 ГОСТ 2679-73.

ВИ: прибор специальный; оправки специальные; ключ специальный

ИИ: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89; пробка; эталон; приспособление специальное;

  • индикатор ИЧ10 ГОСТ577-68;
  • штангенглубиномер специальный;
  • нутромер специальный;
  • индикатор ИЧ10 кл. 0 ГОСТ577-68;
  • стойка специальная.

Операция 020:

Позиция 1

1. открепить и снять деталь со второй установки;

2. снять деталь с первой установки и установить на вторую;

3. установить на первую установку заготовку;

4. включить станок на цикл обработки;

5. передать деталь со второй установки на последующую операцию;

Позиция 2 Установка 1

6. фрезеровать торец в размер ;

Позиция 2 Установка 2

7. фрезеровать торец в размер ;

Позиция 3 Установка 1

8. зенкеровать отверстие 4 до ;

Позиция 4 Установка 1

9. зенкеровать отверстие выдерживая размеры , , ;

Позиция 5 Установка 1

10. зенкеровать два отверстия одновременно, выдерживая размеры , , , , ;

Позиция 5 Установка 2

11. зенкеровать два отверстия с одновременным снятием фаски, выдерживая размеры , , , , ;

Позиция 6 Установка 1

12. расточить канавку, выдерживая р…