Виготовлення деталей та їх класифікація

Виготовлення деталей та їх класифікація

9

Зміст

• Вступ
• 1.Загальний розділ
• 1.1 Характеристика деталі, робота її в вузлі
• 1.1.1 Визначення класу деталі
• 1.1.2 Матеріал деталі та його властивості
• 1.2 Вибір баз
• 1.3 Визначення типу виробництва
• 2. Технологічний розділ
• 2.1 Вибір виду заготовки і обґрунтування методу її одержання
• 2.1.1 Вибір заготовки та її обгрунтування
• 2.1.2 Стислий опис способу отримання заготовки
• 2.1.3 Вибір загальних припусків і розрахунок розмірів заготовки по таблицям
• 2.2 Розробка маршрутної технології обробки заготовки
• 2.2.1 Розробка технологічного процесу по операціях, установах та переходах
• 2.3 Операційна розробка технології.
• 2.3.1.Зміст та стисла характеристика операції.
• 2.3.2 Обгрунтування установочних баз.
• 2.3.3 Обгрунтування вибору верстату.
• 2.3.4 Обгрунтування вибору пристрою
• 2.3.5 Обгрунтування вибору ріжучого інструменту
• 2.3.6 Обгрунтування вибору засобів операційного контролю.
• 2.4 Визначення режимів різання і норм часу на 4 операції
• 2.5 Аналіз базового технологічного процесу
• 3. Конструкторський розділ
• 3.1 Розрахунок та опис пристрою
• 3.1.1 Розрахунок погрішності базування у пристрої
• 3.1.2 Розрахунок зусиль закріплення деталі у пристрої
• 3.1.3 Визначення розмірів затискного елементу пристрою
• 3.1.4 Розрахунок найбільш завантажених деталей на міцність
• 3.2 Проектування ріжучого інструменту
• 3.2.1 Стислий опис ріжучого інструменту
• 3.2.2 Розрахунок і проектування розмірів інструменту
• 3.3 Проектування контрольно-вимірювального інструменту
• 3.3.1 Стисла характеристика контрольно-вимірювального інструменту
• 3.3.2 Розрахунок і конструювання контрольно-вимірювального інструменту
• 4. Охорона праці на виробничий дільниці
• 4.1 Міри безпеки при експлуатації обладнання закладеного у технології
• 4.2 Міри по захисту від ураження електричним струмом на виробництві
• 4.3 Міри пожежної безпеки на дільниці
• Література

Вступ

Ми живемо у епоху науково-технічної революції. Наука стала провідною силою у житті людства, бурхливо розвивається техніка. Створюються нові машини, прилади, удосконалюються засоби обробки різноманітних матеріалів. Важливіша роль у розвитку усіх галузей народного господарства належить машинобудуванню. Космічні кораблі й сільськогосподарські машини, атомні електростанції й потяги, книжки й телевізори, одяг й взуття - усе це та багато іншого створюється за допомогою незчисленної кількості різноманітних верстатів. Верстатобудування є фундаментом машинобудівної індустрії. Зростання випуску продукції промисловості й народного господарства, а також темпи переозброєння їх новою технікою у значній мірі залежить від рівня розвитку машинобудування. Уряд держави на усіх етапах будівництва розвинутого передового суспільства приділяє велику увагу розвитку вітчизняного машинобудування, підготовки інженерно-технічних, наукових та педагогічних кадрів цієї провідної галузі.

Машинобудування є провідною галуззю промисловості і народного господарства. Крупні та серйозні задачі стоять перед машинобудуванням на найближчі роки. Для того, щоб постійно задовольняти зростаючі потреби виробництва, машинобудування на базі новітніх досягнень науки і техніки повинна безперервно розробляти нові технологічні процеси. Важно якісно, дешево і у задані строки з мінімальними витратами праці виготовляти машину, застосовуючи високопродуктивне обладнання, технологічну оснастку, засоби механізації і автоматизації виробництва.

Нові форми управління промисловістю, заходи по поліпшенню планування та підвищенню економічного стимулювання, перехід до ринкових відносин будуть сприяти ще більш успішному розвитку індустрії й самому повному виявленню творчої ініціативи усіх її робітників.

Технічний прогрес у машинобудуванні характеризується не тільки покращенням конструкції машин, але і безперервним вдосконаленням технології їх виробництва. Від прийнятої технології виробництва багато в чому залежить надійність роботи машин, що випускаються, а також економія їх експлуатації.

А починається все з технологічного процесу виготовлення деталі на виробничій дільниці. Він повинен розробляться з використанням найбільш раціональних засобів обробки, які повинні забезпечити у повному обсязі виконання технічних вимог, передбачених кресленням на задану деталь. Не тільки отриманням необхідних розмірів, але вимог взаєморозташування поверхонь, їх шорсткість, що забезпечить нормальну експлуатацію деталі вузла

1.Загальний розділ

1.1 Характеристика деталі, робота її в вузлі

Наша деталь - важіль СПК 000.74.006.00.01 з розмірами 122 х 40 х 35 масою 0,52 кг виготовлена з сталі 20Х ГОСТ 4543-71.

Деталь - важіль використовується у механізмі підйому радіорелейної щогли 3-х або 5-ти секційної. Деталь є запобіжником від падіння щогли при обриві ланцюга. При підйомі секції щогли кареткою з гачком важіль сидить на осі отвором Ш20Н9 і утримується кулачком за ступінь між радіусами R19 і R20. При обриві ланцюга кулачок відпускає важіль і під дією пружини він зубцями притискається до полки швелера щогли. Зубці врізаються у полку швелера під дією всієї маси щогли. І падіння щогли зупиняється. Виходячи з призначення важеля визначаємо основні поверхні. Це, по-перше, точний отвір Ш20Н9, по-друге, зубці 4х60° з R35-0,16. Інші поверхні носять допоміжний характер і не є точними. Паз 2±0,25 з R31,2 необхідний тільки для виходу довбяку при довбанні зубців.

1.1.1 Визначення класу деталі

При класифікації деталей за основу згідно стандарту ЕСКД беруться слідуючи головні ознаки: геометрична форма, конструктивні елементи та службове призначення деталі. По цьому стандарту всі деталі розміщені у 6-ти класах з 71 по 76. Наша деталь - важіль відноситься до класу 74 - деталі ні тіла обертання плоскостні, важільні, вантажні, тягові. Підклас 3 - деталі важільні, шатунні, кулісні, вантажні й тягові.

1.1.2 Матеріал деталі та його властивості

Деталь - важіль виготовляється з матеріалу сталь 20Х ГОСТ 4543-71. Сталь 20Х - легована конструкційна сталь хромистої групи поліпшеної якості. Дана сталь має кращі міцністні характеристики, між вуглецева і використовуються для виготовлення зносостійких деталей, що працюють при середніх швидкостях і питомих тисках (кулачкові муфти, втулки, шпинделі, плунжери, оправки, копіри, шліцові вали, важелі й т.п.).

Таблиця 1.1 Хімічний склад сталі 20Х ГОСТ 4543-71 у %.

Таблиця 1.2 Механічні властивості сталі 20Х ГОСТ 4543-71.

де: ›т - межа текучості;

›в - тимчасовий опір розриву;

д - відносне подовження;

ш - відносне звуження;

б n - ударна в'язкість.

1.1.3 Технологічний аналіз конструкції деталі.

Деталь - важіль має Г-образну геометричну форму. Тому заготовку можна легко отримати методом штамповки у відкритих штампах на кривошипних гарячештамповочних пресах (КГШП). З точки зору механічної обробки важіль виконана не дуже вдало. Для фрезерування пазу 2 одночасно з поверхнею з параметром шорсткості Ra3,2 необхідний спеціальний інструмент. Крім того, для фрезерування пазу типу "ластівки хвіст" також необхідно спеціальний інструмент. До того ж це досить тривалі процеси. Малопродуктивним є також процес довбання зубців.

Інші поверхні не визивають труднощів. Допуски, посадки, шорсткість поверхонь та технічні вимоги призначені обґрунтовано і не є завищеними.

Виходячи з вищезгаданого можна вважати деталь достатньо технологічною.

1.2 Вибір баз

Для забезпечення правильного та незмінного положення при обробці деталі обирається ряд баз, тобто поверхонь, які визначають її положення відносно вибраної системи координат. Базування необхідно на всі стадіях створення виробу.

При обробці важеля на першій операції базою є необроблені зовнішні поверхні. У подальшій обробці базою будуть оброблені зовнішні поверхні. А при довбанні зубців - отвір Ш20Н9 від якого вони прив'язані.

1.3 Визначення типу виробництва

Для подальшої розробки технологічного процесу механічної обробки важливо визначити тип виробництва. Орієнтовно це можна зробити згідно таблиці 1.3.

Таблиця 1.3.

Розрахуємо масу заготовки, розбивши її на прості фігури згідно рис.1.1 Зважаючи на те, що навіть після спрощення деталь має складну форму на виді зверху, розрахунок площі проводимо за допомогою комп'ютера:

Рис.1.1

S1 = 65 мм2; S2 = 104,6 мм2; S3 = 221,7 мм2; S4 = 3608,7 мм2; S5 = 224,6 мм2; S6 = 314,2мм2.

Об'єм частин і деталі в цілому:

V1-3 = (2S1 + 2S2 + S3) • H2 = (2 • 65 + 2 • 104,6 + 221,7) • 35 = 19631,5 мм3

V1 = = = 162,5 мм3

V3 = S3 • Н3 = 221,7 • 6 = 1330 мм3

V4 = S4 • Н4 = 3608,7 • 12 = 43304,4 мм3

V5 = S5 • Н5 = 224,6 • 4,5 = 1010,7 мм3

V6 = S6 • Н6 = 314,2 • 12 = 3770,4 мм3

Vд = V1-3 - 2V1 - V3 + V4 + V5 - V6 = 19631,5 - 2•162,5 - 1330 + 43304,4 + 1010,7 - 3770,4 = 58521 мм3 = 58,5 см3

Маса деталі: Gд = Vд • г = 58,5 • 0,00785 = 0,46 кг

Згідно цієї таблиці при масі деталі 0,46 кг і річному випуску N = 5000шт., тип виробництва - середньосерійний.

2. Технологічний розділ

2.1 Вибір виду заготовки і обґрунтування методу її одержання

2.1.1 Вибір заготовки та її обгрунтування

Вибір виду заготовки грає велику роль у технологічному процесі механічної обробки деталі. Чим ближче за формою і розмірами вихідна заготовка до готової деталі тим менше часу необхідно для її обробки, менше йде матеріалу, і, отже, нижче собівартість виробу. Враховуючи вид виробництва (середньосерійний) і матеріал заготовки (сталь 20Х) можна запропонувати два варіанти отримання заготовок:

1. з гарячекатаного листового прокату по ГОСТ 19903-74 (як на базовому підприємстві);

2. з штампованої поковки, отриманої у відкритих штампах на КГШП.

Для виявлення кращого варіанту заготовки необхідно визначити розміри заготовки по кожному варіанту і їх масу за формулою: Gз= Vз ? г,

де: Gз - маса заготовки, кг; Vз - об'єм, заготовки, см; - питома вага матеріалу, для сталі 45: г = 0,00785 кг/см Потім за допомогою коефіцієнту використання матеріалу і вартості виготовлення заготовки виконуємо порівняння і обираємо найкращий варіант.

Варіант № 1.

Заготовка з листового прокату.

Рис.2.1

За ГОСТ 19903-74 знаходимо найближчу необхідну товщину листового прокату: 38 мм. Заготовка з листа вирізається газорізкою. При цьому припуск на сторону повинен бути не менше 8 мм. Остаточно розміри заготовки такі:

довжина L = 122 + 8 • 2 = 138 мм

ширина В = 40 + 8 • 2 = 56 мм

Розрахуємо об'єм заготовки:

V= 38 х 138 х 56 = 293664 мм3 = 293,7 см3

Масса заготовки:

GVг = 293,7 ? 0,00785 = 2,3 кг

Коефіцієнт використання матеріалу:

Kвм = = 0,2

Розраховуємо вартість заготовки з прокату за формулою:

C

де: Cі = 4100 грн - вартість 1 т матеріалу сталі 20Х;

Свідх = 700 грн - вартість 1 т відходів

= 8,14 грн

Варіант №2

Заготовка - штамповка на КГШП.

Рис.2.2

Використавши ГОСТ 7505 - 89 " Поковки стальні штамповані. Допуски, припуски і ковальські напуски " визначаємо припуски на лінійні і діаметральні розміри та допуски на них. Все це заносимо у таблицю:

Таблиця 2.1

За даними цієї таблиці знаходимо об'єм заготовки. Для цього її розбиваємо на прості фігури (Рис.2.3) і розраховуємо їх об'єм, а потім всієї заготовки.

Рис.2.3

V1 = 42,8 • 23,1 • 20,2 = 19971 мм3

V2 = 103,6 • 42,8 • 14,5 = 64294 мм3

V3 = 10426 мм3

V4 = = 3213 мм3

Vшт = V1 + V2 +V3 - V4 = 19971 + 64294 + 10426 - 3213 = 91478 мм3 = 91,5 см3

Маса заготовки:

Gшт = Vшт ? г = 91,5 ? 0,00785 = 0,72 кг

Коефіцієнт використання матеріалу:

Квм = = = 0,64

Визначаємо вартість заготовки - штамповки:

Сшт = ( ? Gшт ? Кп ? Кс ? Кв ? Км ? Кт) - (Gшт - Gд) , с.31

де: Кп = 1,0 - коефіцієнт, що залежить від умов виробництва с.38 ; Кс = 0,75 - коефіцієнт, що залежить від групи складності заготовки табл.2.12 ; Кв = 1,33 - коефіцієнт, що залежить від маси заготовки табл.2.12 ; Км = 1,0 - коефіцієнт, що залежить від матеріалу заготовки с.37 ; Кт = 1,0 - коефіцієнт, що залежить від точності заготовки с.37 ;

Сшт = ( ? 0,72 ? 1 ? 0,75 ? 1,33 ? 1 ? 1) - (0,72 - 0,46) ? = 2,76 грн

Отримані дані для зручності зводимо у таблицю.

Таблиця 2.2

Виходячи з величини коефіцієнту використання матеріалу, вартості заготовки та типу виробництва визначаємо, що доцільно застосувати заготовку - штамповку, отриману на КГШП. При цьому економія металу з однієї заготовки дорівнює:

Е = G пр - G шт. = 2,3 - 0,72 = 1,58 кг

На всю річну програму:

Ep = E ? N =1,58 ?5000 = 7900 кг = 7,9 т

На річну програму у гривнях:

Er = Ep ? Cі = 7,9 ? 4100 = 32390 грн

2.1.2 Стислий опис способу отримання заготовки

Спочатку від прутка металу із сталі 20Х відрубають необхідну заготовку. Її об'єм дорівнює об'єму готової заготовки з урахуванням окалини і облою. Потім заготовку нагрівають у термічних печах до необхідної температури. Нагріту заготовку розташовують у відкритий штамп і штампують на КГШП. Така штамповка забезпечує виготовлення відносно точних штамповок без зсуву і з підвищеною у порівнянні з молотами продуктивністю. Після штамповки заготовку для зняття залишкових напруг відпалюють.

Для зняття задирків і окалини заготовку галтують або травлять у розчині соляної кислоти.

2.1.3 Вибір загальних припусків і розрахунок розмірів заготовки по таблицям

Припуски і допуски на обробку поковок визначаються по ГОСТ 7505-89 ”Поковки стальні штамповані. Допуски, припуски та ковальські напуски”. За цим ГОСТом розраховуємо всі припуски, крім 2-х: діаметру отвору і товщина деталі 12-0,12. Ці два розміри ми розрахуємо розрахунковим методом. Отримані результати зводимо у таблицю 2.1.

2.1.4.Визначення операційних припусків, розмірів та допусків на один діаметральний та один лінійний розміри розрахунковим методом.

Розрахунок припуску на діаметральний розмір виконуємо для точного отвору Ш20Н9 (+0,052). Деталь виготовлена з сталі 20Х ГОСТ 4543-71. Заготовка - штамповка на КГШП, другого класу точності. Поверхня Ш20 виконана по 9 квалітету точності і має параметр шорсткості 2,5v.

Тому маршрутна технологія обробки цієї поверхні має вид:

1.зенкерування попереднє;

2.розгортання остаточне.

Розрахунок припусків ведеться у порядку зворотньому маршрутній технології. Мінімальний припуск при обробці внутрішніх поверхонь (двосторонній припуск) визначається за формулою:

, стр.175 [2]

де: - висота нерівностей профілю на попередньому переході табл.12 с.186 і табл.24 с.188 [2]

- глибина дефектного поверхневого шару на попередньому переході - ті ж таблиці.

ДУі-1 =

де: Декс = 0,8 мм - відхилення від концентричності отворів табл.17 с.186

Джол = 0,5 мм - жолоблення поковок типу дисків і важелів, що отримують на пресах табл.17 с.186

Д = = 0,943 мм = 943 мкм - для заготовки;

= 943 ? 0,06 = 57 мкм = 0,057 мм - для зенкерування

= 943 ? 0,02 = 19 мкм = 0,019 мм - для розгортання

еЯ - погрішність установки заготовки на переході, що виконується табл.4.13 с.81, еЯ = 60мкм = 0,06 мм - при встановленні у пневматичні лещата попередньо обробленої заготовки.

Вибрані дані заносимо у таблицю.

Таблиця 2.3

Розраховуємо мінімальний припуск на механічну обробку:

а) припуск на зенкерування

2Z = 2 ? (160 + 200 + ) = 2610 мкм = 2,61 мм

б) припуск на розгортання

2Z = 2 ? (32 + 50 + ) = 330 мкм = 0,33 мм

Визначаємо розрахункові та граничні розміри:

d = d = 20,052 мм

d = d = d - 2Z = 20,052 - 0,33 = 19,722 мм

d = d = d - 2Z = 19,722 - 2,61 = 17,112 мм

d = 20,000 мм

d = d - д = 19,722 - 0,3 = 19,422 мм

d = d - д = 17,112 - 0,9 = 16,212 мм

Визначаємо граничні та загальні припуски:

2Z = 0,33 мм

2Z = 2,61 мм

2Z = d - d = 20,000 - 19,422 = 0,578 мм

2Z = d - d = 19,422 - 16,212 = 3,21 мм

2Z = 2Z + 2Z = 0,33 + 2,61 = 2,94 мм

2Z= 2Z+ 2Z = 0,578 + 3,21 = 3,788 мм

Результати всіх розрахунків для зручності зводимо у таблицю.

Таблиця 2.4

Страницы: 1, 2, 3