4 Разработка технологического процесса
| Вид материала | Документы |
- Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения курсовой проект, 88.72kb.
- Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения курсовой проект, 81.68kb.
- 3 5 Разработка маршрутного технологического процесса, 138.63kb.
- Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения курсовой проект, 89.23kb.
- Курсовой проект разработка технологического процесса механической обработки детали, 81.31kb.
- «Разработка технологического процесса изготовления детали «Корпус вибратора», 678.89kb.
- 1. 2 Патентные исследования, 27.99kb.
- Расчетно-пояснительная записка, 642.73kb.
- «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 117.59kb.
- Задание на курсовой проект; реферат, 294.21kb.
4.7.1.6. Типовой технологический процесс изготовления рычагов
К рычагам относят детали, образованные из совокупности втулок, соединенных между собой стержнями, которые не обрабатываются или обрабатываются с невысокой точностью. К ним относятся рычаги, тяги, серьги, вилки, балансиры, шатуны, прихваты и т.п.
Основные технологические задачи:
– обеспечение правильной геометрической формы и точности основных отверстий и их торцов (7 – 9 квалитет);
– обеспечение точности межосевого расстояния основных отверстий и
расстояние между торцами втулок (± 0,3);
– обеспечение параллельности осей основных отверстий (0,05 – 0,25 мм на 100 мм длины), перпендикулярности торцевых поверхностей втулок к осям основных отверстий (0,05 – 0,3 мм на 100 мм длины), параллельности торцов втулок между собой (0,05 – 0,25 мм на 100 мм длины);
– отклонение от соосности наружных поверхностей головок рычагов, тяг, серег и др. относительно основных отверстий 0,5 – 1 мм;
– шероховатость поверхности основных отверстий Ra = 2,5…0,32 мкм; торцевых поверхностей Ra = 1,25 мкм.
Твердость рабочих поверхностей 56 – 62 HRCэ.
Материалы, применяемые чаще всего:
– без термообработки: стали 45, 40Х, чугуны СЧ18, СЧ24, КЧ35–10, КЧ37–12
– с термическим улучшением: стали 20, 30, 35, 35Л, 45, 50, 50Г, 40Х, 40ХН;
– закаленные: стали 45, 40Х, 40ХН;
– цементирование и закаленные: стали 15Х, 20Х.
Значительное разнообразие конструкции рычагов вызывает необходимость их классификации с целью сужения типовых технологических процессов. С этой целью возможна следующая классификация:
– рычаги, у которых торцы втулок имеют общую плоскость или их торцы
лежат в одной плоскости;
– рычаги, у которых торцы втулок лежат в разных плоскостях;
– рычаги, у которых имеется длинная втулка с отверстием и значительно
более короткие втулки.
Основные схемы базирования
При фрезеровании торцов втулок за технологическую базу принимают или поверхности стержня рычага или противоположные торцы втулок. При их шлифовании за технологическую базу принимают противоположные торцы втулок.
При обработке основных отверстий, в качестве технологической базы выбирают обработанные торцы втулок и их наружные поверхности, что обеспечивает равностенность втулок. Заключительные этапы обработки выполняют при использовании в качестве технологической базы одного или двух основных отверстий и торцов втулок. При обработке на автоматических линиях для соблюдения принципа постоянства баз рычаги базируют и закрепляют за стержень в приспособлениях-спутниках.
Таблица 49
Маршрутный технологический процесс обработки рычага
| № | Операция | Оборудование | Технологическая база | |
| Наименование | Содержание | |||
| 000 | Заготовительная | | | |
| 005 | Фрезерная | Фрезерование торцов бобышек | Фрезерный станок | Противоположные торцы и наружные поверхности бобышек |
| 010 | Сверлильная | Сверление отверстий основной и вспомогательной базы, зенкование фасок | Сверлильный станок | Обработанные торцы бобшек и их наружные поверхности |
| 015 | Сверлильная | Цекование торцов бобышек с другой стороны, зенкерование отверстий и зенкование фасок | Сверлильный станок | Обработанные торцы бобышек и отверстия в них |
| 020 | Сверлильная | Сверление, зенкерование фаски и нарезание резьбы в отверстиях под стопор | Сверлильный станок | Поверхности отверстий и торец бобышек |
| 025 | Сверлильная | Развертывание отверстий | Сверлильный станок | Торцы бобышек и отверстия |
Основные операции механической обработки рычагов и вилок.
Заготовительная. Чугунные заготовки получают литьем в песчаные или оболочковые формы. Отливки из ковкого чугуна подвергают отжигу и последующей правке для уменьшения остаточных деформаций. Стальные заготовки получают ковкой, штамповкой, литьем по выплавляемым моделям, а в единичном производстве сваркой.
Фрезерная. Последовательная или одновременная обработка торцевых поверхностей основных отверстий. Торцы обрабатываются начерно и начисто или с припуском под шлифование (при необходимости);
Технологическая база (установочная) – поверхность стержня или противоположные торцы втулок.
Сверлильная (расточная, координатно-расточная). Обработка основных отверстий.
Протяжная (долбежная). Обработка шпоночных и шлицевых канавок в основных отверстиях.
Фрезерная. Обработка поверхностей стержня рычага, прорезей, пазов, фасонных исполнительных поверхностей рычагов и вилок.
Сверлильная. Обработка вспомогательных отверстий и нарезание резьб.
Термическая. Термическая обработка отдельных поверхностей.
Шлифовальная. Шлифование ответственных поверхностей.
Моечная.
Контрольная.
4.7.2. Разработка маршрута технологического процесса
Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операций [3, 5, 6, 8, 11, 14, 28, 29].
На этапе разработки маршрута технологического процесса решаются следующие задачи:
– намечается общий план обработки детали;
– предварительно выбираются средства технологического оснащения;
– намечается содержание операций.
Рекомендации к последовательности разработки маршрута обработки.
Маршрут обработки.
Вначале обрабатывают поверхности, принятые за установочные базы; затем обрабатывают поверхности в последовательности обратной их точности, т.е. чем точнее должна быть поверхность, тем позже она должна обрабатываться. В конец маршрута выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей, например, наружных резьб, шлицев, зубьев и т.п.
Поверхности, на которых не допускается наличие раковин и других дефектов, обрабатываются вначале начерно, а в подозрительных случаях и начисто.
При обработке точных ответственных деталей обработку делят на три последовательные стадии: черновую, чистовую и отделочную. Необходимость этого диктуется тем, что чередование только черновой и отделочной обработки не в состоянии обеспечить заданную точность. Кроме того, вынесение отделочной операции в конец обработки уменьшает риск случайного повреждения окончательно обработанных поверхностей в процессе их получения и транспортирования детали.
Роль и место термической обработки.
Если деталь подвергается термической обработке, то технологический процесс механической обработки расчленяется на две части: технологический процесс до термообработки и после нее. Очень часто детали в процессе термообработки коробятся, поэтому в технологическом процессе предусматривают операцию рихтовки, правки или повторную механическую обработку для устранения полученных в процессе термической обработки отклонений. Предусматривается также и операция исправления установочных баз.
Термическая обработка детали может быть выполнена на двух этапах ее изготовления:
– если твердость НRСЭ<40, то целесообразно термическую обработку выполнить на этапе черновой заготовки;
– если твердость НRСЭ>40, то термическая обработка выполняется после чистовой обработки перед окончательной, которая ведется шлифованием, следовательно, имеется два периода обработки – обработка сырой и обработка закаленной заготовки.
Химико-термическая обработка.
Если чертежом предусматривается цементация с последующей закалкой, то она производится после получистовой или чистовой обработки.
Если же на цементированной поверхности чертежом предусмотрены незакаленные участки, то термическую обработку проводят в два приема:
– цементация после получистовой обработки;
– механическая обработка поверхностей не требующей закалки;
– закалка детали.
В этом случая твердость получают только те поверхности, на которых остался цементованный слой.
Второй способ – оставление дополнительного припуска под цементацию. На поверхностях, не подлежащих цементации и закалке, оставляется слой металла толщиной больше, чем глубина цементации. Дополнительный слой металла снимается механической обработкой после цементации детали. При закалке твердость повышается только на цементованной части поверхности детали.
Третий способ – изоляция поверхности детали, не требующей цементации и закалки, нанесением меди в гальванических ваннах:
– механическая обработка (чистовая);
– омеднение;
– цементация;
– закалка;
– окончательная обработка изолированных (омедненных) поверхностей;
– механическая обработка поверхностей.
Маршрут обработки
Операции второстепенного характера, такие как сверление мелких отверстий, прорезание канавок, обтачивание фасок, снятие заусенцев и т.п., рекомендуется выполнять на операциях чистовой обработки.
Операции технического контроля обычно намечаются после тех этапов обработки, где вероятно повышенное появление брака, перед сложными и дорогостоящими операциями, а также в конце обработки.
Оптимальный вариант маршрутного технологического процесса обработки заготовки выбирают на основе сопоставления нескольких конкурирующих вариантов технологических процессов. Эти варианты могут различаться последовательностью обработки поверхностей, схемами установки и технологическими базами, применяемым технологическим оборудованием, приспособлениями, режущими инструментами и др. В результате анализа базирования и точности обработки выбирают технологический процесс получения деталей заданного качества при наименьшей технологической себестоимости.
Намеченный маршрут изготовления детали и предварительный выбор средств технологического оснащения позволяет перейти к проектированию содержания технологических операций.
4.7.3. Разработка технологических операций
При проектировании технологической операции решается комплекс вопросов [3, 5, 6, 14, 28, 29, 34]:
– уточняется содержание операции (предварительно намеченное в маршруте обработки);
– определяются последовательность и содержание переходов;
– окончательно выбираются средства технологического оснащения;
– устанавливаются режимы резания;
– определяются нормы времени;
– определяются настроечные размеры;
– разрабатываются операционные эскизы;
– определяется разряд и квалификация работы.
Выбор структуры операций и последовательности переходов тесно связаны с выбором оборудования и технологической оснастки. Решающим фактором при выборе металлорежущего станка, обеспечивающего выполнение технических требований к детали, является экономичность обработки. Для проведения технико-экономического сравнения обработки заготовки на двух сопоставляемых станках необходимо сделать расчет технологической себестоимости бухгалтерским методом, т.е. сравнением по заработной плате производственных рабочих и цеховых накладных расходов на изготовление детали.
При выборе технологической оснастки следует по возможности применять стандартные или унифицированные приспособления и вспомогательный инструмент. Целесообразность применения специальных приспособлений должна быть убедительно доказана.
При определении номенклатуры режущего инструмента стремятся, как правило, использовать стандартный инструмент (см. п. 3.6). Применение каждого специального инструмента должно быть обосновано в расчетно-пояснительной записке. Аналогичные требования предъявляются при выборе средств технического контроля. Инструмент для контроля готовой детали выбираются на стадии анализа и разработки технических требований к детали по методике изложенной в [5].
Расчет межоперационных припусков и размеров выполняют обычно для наиболее ответственных поверхностей, определяющих выполнение деталью ее служебного назначения по методике, изложенной в [29, с.173 – 180]. При расчете припусков используют допуски и погрешности по угловым и линейным размерам, определенные в ходе анализа точности обработки детали. На остальные поверхности детали припуски определяют по справочнику [3, 8, 14, 29]. По результатам расчета межоперационных и общих припусков и межоперационных размеров уточняют размеры заготовки.
Расчет режимов резания выполняют на одну – две операции по методике, изложенной в [1, 2, 30]. На остальные операции и переходы режимы резания назначают по справочникам и корректируют по станку [3, 6, 14, 30]. Наиболее вероятные режимы резания при обработке стали 45 даны в табл. 53.
По известным формулам рассчитывают основное технологическое время tо [1, 2, 8, 14, 30].
Норму времени tшт.к определяют после подсчета tшт., a подготовительно-заключительного времени tпз по нормативам [15, 16]. По классификаторам определяют коды профессий, нормы времени, тарифные ставки, по тарифно-квалификационному справочнику устанавливают разряд работы.
Полученные в результате расчета данные режимов резания и технического нормирования заносят в соответствующие графы карты технологического процесса.
Технико-экономическое обоснование выбранного варианта технологического процесса выполняют по методикам, изложенным в [4, 5, 11, 14, 26, 30, 34].
4.7.4. Пример разработки маршрутно-операционного
технологического процесса изготовления детали
Деталь. Вал-шестерня (см. рис.2).
Маршрут обработки.
1. Вначале обрабатывают поверхности принятые за установочные базы. Типовой технологический процесс изготовления деталей типа валов длиной свыше 120 мм рекомендует обрабатывать их в центрах, то есть основными технологическими базами являются центровочные отверстия. Для детали вал-шестерня основные технологические базы – центровочное отверстие А 6,3 ГОСТ 14034–74 и фаска отверстия Ø 58Н7.
В соответствии с правилами выбора баз, черновую технологическую базу используют один раз. Далее переходят к чистовым технологическим базам.
Подготовка установочных технологических баз может быть осуществлена по двум вариантам маршрута обработки.
Вариант 1. Подрезка торца (обязательно в первую очередь, так как торец является настроечной и измерительной базой), зацентровка отверстия, черновая обработка наружных поверхностей диаметрами 80, 65, 60 и 51 мм (необходимо для перехода на чистовую базу с целью подготовки технологической базы на Ø 58Н7). Переустановка заготовки. Базирование и закрепление по чисто обработанной наружной поверхности. Обработка второй основной технологической базы.
Вариант 2. Закрепление заготовки по наружной конической поверхности. Подрезка торца со стороны отверстия, предварительная обработка отверстия Ø 58Н7 и черновая обработка наружного Ø 105. Переустановка заготовки. Установка и закрепление заготовки по чисто обработанной базовой поверхности (наружному диаметру зубчатого венца (Ø 105) - подготовка основной технологической базы - подрезка торца и зацентровка отверстия Ø 6,3. Недостаток – отсутствие упорной поверхности, а колебание допуска на припуск приводит к затруднениям настройки станка на партию деталей. Создание упорной поверхности по торцу зубчатого венца предусматривает трехкулачковый самоцентрирующий патрон с удлиненной поверхностью зажима детали (80 – 100 мм высота самого патрона, а при длине зажима детали в 240 мм с упором по торцу зубчатого венца рабочая часть кулачков должна быть 100 – 150 мм).
Потому вариант 1 предпочтителен.
2. Чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается. Поверхности Ø 80k6, Ø65k6, Ø 58Н7 должны обрабатываться после термообработки, которая производится после чистовой токарной обработки.
3. В конец маршрута выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей (шлицев, зубчатый венец) и второстепенных элементов (отверстий).
4. Деталь подвергается термической обработке. Технологический процесс механической обработки в этом случае расчленяется на две части: технологический процесс до термообработки и после нее. Так как твердость поверхности детали НRСЭ>40, то термическая обработка выполняется после чистовой обработки перед окончательной, которая ведется шлифованием. Поэтому обработку шлицевых и зубчатых поверхностей, а также обработку отверстий М 12 необходимо произвести до термообработки. Так как в процессе термообработки деталь может быть получить дефект в виде коробления, поэтому в технологическом процессе необходимо предусмотреть операцию исправления основных технологических баз. После термообработки должна быть токарная операция – притирка центров.
5. Чертежом предусматривается цементация с последующей закалкой. Цементация производится после получистовой или чистовой обработки.
Чертежом предусмотрены незакаленные участки – торец зубчатого венца на Ø 90 мм и 3 отверстия М12. Поэтому необходимо оставить дополнительный припуск под цементацию на торец зубчатого венца больше, чем глубина цементации. Дополнительный слой металла снимается механической обработкой после цементации детали, перед термообработкой. Термическую обработку необходимо провести в два приема:
– цементация после получистовой обработки;
– механическая обработка поверхностей не требующей закалки. Подрезка торца; сверление и нарезание резьбы М12;
- закалка детали.
На основе типового технологического процесса изготовления деталей класса валов и с учетом конструктивных особенностей и технических требований к рассматриваемой детали вал-шестерни маршрут технологического процесса следующий: