Процесс изготовления детали «Штуцер фланцевый»

Для простых по конфигурации деталей часто заготовкой является; прокат - (прутки, трубы и т.п.). Хотя в этом случае объем механической обработки возрастает, такая заготовка может быть достаточно экономичной из-за низкой стоимости проката, почти полного отсутствия подготовительных операций и возможности автоматизации процесса обработки.

Для литья и ковки размеры  заготовки практически не ограничиваются. Нередко - ограничивающим параметром в  этом случае являются определенные минимальные размеры (например, минимальная толщина стенки отливки, минимальная масса поковки). Штамповка и большинство специальных методов литья ограничивают массу заготовки до нескольких десятков или сотен килограммов.

Форма (группа сложности) и  размеры (масса) отливок и поковок  влияют на их себестоимость. Причем масса заготовки влияет активнее, так как с ней связаны расходы на оборудование, оснастку, нагрев и т.п. Значительное снижение стоимости изготовления литых и штампованных заготовок происходит при увеличении их массы от 2 до 30 кг.

Выбор типа заготовки по данным критериям является приблизительным. Им может удовлетворять сразу несколько вариантов заготовок. Для более точного определения требуется выполнить экономический расчет – расчет технологической себестоимости изготовления детали. Этот расчет довольно сложен и требует использования большого числа экономических данных реального предприятия.

Проводимые на первом этапе исследования позволяют  определить рекомендуемые способы получения заготовок для чертежей деталей. Окончательное решение о выборе конкретного способа из полученного перечня (результаты первого этапа) принимается после определения и сравнения себестоимости получения заготовки для каждого из рекомендуемых видов.

На основании  вышесказанного, можно сделать вывод  о том, что наиболее целесообразно (по себестоимости единицы продукции), будет использовать сортовой прокат для производства штуцера фланцевого.

 

 

 

 

3. Маршрутный технологический процесс механической обработки детали

 

3.1. Технологический процесс и его составные части

 

Технологический процесс. Технологическим процессом изготовления деталей называется часть всего производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы или физических свойств детали. Изменение формы детали происходит, например, во время механической обработки, а физических свойств — в процессе термической обработки (закалки, отпуска и т.д.).

Технологическая операция. В простейшем случае (например, при изготовлении гладкой втулки или шайбы) технологический процесс механической обработки детали часто осуществляется полностью на одном станке, например на токарном.

Операцией называется часть технологического процесса, выполняемая  над определенной деталью (или над  совокупностью нескольких одновременно обрабатываемых деталей) одним рабочим (или определенной группой рабочих) непрерывно на одном рабочем месте.

Операция является единицей планирования производства (подсчета необходимого оборудования, рабочей силы и т. п.). На операцию выписываются рабочие наряды и другие документы.

Установка и позиция. Установкой называется часть операции, выполняемая при каждом новом положении детали относительно станка, для которого необходимо новое закрепление детали.

Положение детали относительно станка изменяют иногда и без перемены ее закрепления. Пример такого случая — поворот детали с помощью делительного кольца на шпинделе или делительного патрона при нарезании на ней многозаходной резьбы. В таком случае операция состоит из нескольких позиций.

Позицией называется часть операции, выполняемая при  каждом новом положении относительно станка, но при одном закреплении детали на протяжении всей операции.

Переход и проход. Частью операции, не разделенной на установки или позиции, а также частью установок или позиций является переход.

Переходом называется часть операции (установки или  позиции), выполняемая над одним участком (или над определенной совокупностью участков поверхности детали) одним инструментом (или набором нескольких одновременно работающих инструментов) при одной настройке станка на режим резания (скорость резания, глубина резания и подача).

 

3.2. Принципы выбора метода  обработки

 

Предварительный выбор методов обработки элементарных поверхностей и числа необходимых переходов (операций) производят на основе данных справочных таблиц экономической точности обработки или на основе обобщенных таблиц примерных маршрутов, исходя из требований, предъявляемых к конечной точности и качеству поверхностей, вида исходной заготовки, свойств материала и типа производства.

Определив первый и окончательный  переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов, число которых тем больше, чем ниже точность исходной заготовки и выше конечные требования к поверхности. Число вариантов обработки поверхности может быть довольно большим, и их сокращение возможно с учетом некоторых нюансов, к которым относятся, например, целесообразность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов и ее обработки совместно с другими поверхностями заготовки, ограничение возможности применения некоторых методов из-за недостаточной жесткости детали и т.п.

Первостепенной задачей перед составлением маршрутного технологического процесса обработки детали является расчет припусков. Припуск — слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода. Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и для компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Минимальный припуск при обработки поверхностей вращения в центрах определяется по формуле (5):

     (5).

На основе расчета  промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам. Промежуточные расчетные размеры устанавливают в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления (для наружных поверхностей) к исходному размеру готовой детали промежуточных припусков или путем последовательного вычитания (для внутренних поверхностей) от исходного размера готовой детали промежуточных припусков. Наименьшие (наибольшие) предельные размеры по всем технологическим переходам определяют, округляя их увеличением (уменьшением) расчетных размеров до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные размеры вычисляют путем прибавления (вычитания) допуска к округленному наименьшему (наибольшему) предельному размеру. Предельные значения припусков  определяют как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Конструкторские базы назначаются  конструктором изделия при простановке размеров на рабочем чертеже. На выбор той или иной схемы при простановке размеров влияют как конструкторские, так и технологические требования. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, выбор баз, конструкцию приспособления и т.д. Выбирая схему простановки размеров, конструктор должен исходить из обеспечения принципа технологичности конструкции. Более технологичной является та конструкция, на изготовление которой затрачивается меньше времени, требуется более простое приспособление, а заданная точность достигается просто и надежно. Базирование заготовки в приспособлении производится, как правило, двумя или тремя базами, причем оно сводится, по существу, к базированию ее отдельных баз. Обнаружено, что в группе баз значимость каждой из них для данной операции неодинакова. Среди них выделяется основная база. Заготовка, устанавливаемая этой базой в приспособление, получает почти полную ориентацию, лишаясь трех или четырех степеней свободы. Для лишения заготовки остальных степеней свободы используются другие, вспомогательные базы. Основную базу необходимо выделять из группы баз еще и потому, что способ ее базирования принципиально отличается от способа базирования остальных баз. В связи с этим представляется возможным рассматривать типовые способы базирования основной базы определенной формы безотносительно к форме и размерам заготовок, тем более что круг поверхностей, используемых в качестве основной базы, ограничен тремя видами — плоской поверхностью, цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью. Основную базу выбирает конструктор приспособления. Иногда это делает технолог при разработке технологического процесса, проставляя на операционном эскизе значками тип опорного элемента и число опорных точек. За основную базу предпочтительно брать поверхность, которая обеспечивает заготовке устойчивое положение в приспособлении даже при базировании только одной этой базы. Наиболее полно такому требованию отвечает плоская поверхность заготовки, располагающаяся снизу и обладающая достаточной протяженностью. Если у заготовки такой поверхности нет, выбирают другую поверхность достаточной протяженности — боковую плоскую поверхность, цилиндрическое отверстие либо цилиндрическую наружную поверхность.

 

3.3. Маршрутный технологический процесс изготовления детали «Штуцер фланцевый»

 

Составим маршрутных техпроцесс изготовления детали и оформим его в виде таблицы.

Таблица 1 – Маршрутный техпроцесс изготовления детали «Штуцер фланцевый»

№ операции	Наименование  и краткое содержание  операции	Модель станка	Режущий инструмент, размеры, марка инструментального материала	Технологические базы
1	2	3	4	5
005	Абразивно-отрезная 1. Отрезать пруток в  размер	МФ-332		Наружная поверхность
010	Токарная с ЧПУ 1. Черновое точение поверхностей 60, 85, 90 мм. 2. Чистовое точение поверхностей 60, 85, 90 мм. 3.Сверление отверстия Ø30 мм. 4. Растачивание отверстия  под конус до Ø33 мм. 5. Точить канавки 6. Нарезать резьбу 7. Точить фаски По программе.	16К20Ф3	Резец проходной упорный 20x20, Т5К10; Резец проходной упорный 20х20, Т15К6; Резец расточной 20х20, Т15К6;резец резьбовой; Сверло Ø50	Наружная поверхность и торец
015	1. Черновое точение поверхностей  16, 39, 60 мм. 2. Чистовое точение поверхностей 16, 39, 60 мм. 3. Сверление отверстия  Ø30 мм. 4. Сверление отверстия  Ø13 мм. 5. Точить канавку 6. Расточить отверстие до Ø мм. По программе.	16К20Ф3	Резец проходной упорный 20х20, Т15К6; резец расточной, Т15К6	Наружная поверхность и торец
1	2	3	4	5
020	Вертикально-сверлильная Сверлить отверстие под резьбу. Нарезать резьбу.	2Н135	Сверло Ø11, метчик М12	Наружная поверхность и торец
025	Шлифовальная 1. Шлифовать поверхность.		Круг шлифовальный ПВК 50×50×127 12А М10 СМ1 7 К4 50 м/с 1кл.А.	Наружная поверхность и торец
030	Моечная Промыть деталь
035	Контрольная	Стол ОТК

 

 

 

4. Описание выбранного технологического оборудования, приспособления

 

Токарная обработка (точение) – наиболее распространенный метод  изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках. На них можно производить обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей этих деталей, подрезание торцов, вытачивание канавок, нарезание наружных и внутренних резьб, накатывание рифлений, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие виды токарных работ. Иными словами обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска. Станок сообщает заготовке вращение, а режущему инструменту – движение относительно нее. Благодаря различным движениям заготовки и резца происходит процесс резания.

Обрабатываемость материалов резанием зависит от их химического  состава, структуры, механических и физических свойств. При черновом точении обрабатываемость оценивают скоростью инструмента при соответствующей скорости и силе резания, а при чистовой – шероховатостью поверхности, точностью обработки и стойкостью инструмента.

Обрабатываемость металлов определяют методами, основанными на оценке изменений стойкости режущего инструмента при различных скоростях резания. Допустимую скорость резания как критерий оценки обрабатываемости применяют наиболее часто, так как скорость резания оказывает весьма существенное влияние на производительность, а следовательно, и на себестоимость обработки. Считается, что лучшую обрабатываемость имеет тот металл, который при прочих равных условиях, допускает более высокую скорость резания. На токарных станках обрабатывают такие конструкционные материалы, как чугун, сталь, цветные металлы и их сплавы, пластмассы.

У этих машин штампы обычно многоручьевые. Они состоят из матрицы и пуансона. Матрицы здесь - 2 металлических полукруга, а пуансон - крепкий стальной стержень. Смыкаясь, матрицы (двигаются они по горизонтали, отсюда и название машины) зажимают пруток и таким образом придают металлу нужную форму. В то же время укрепленный на специальном ползуне пуансон (тоже двигающийся по горизонтали) заходит в эту образованную матрицей полость, пробивает заготовку (пруток) и отрезает ее. Этим методом изготовляют, например, ещё кольца для подшипников.

 

 

5. Методы и средства  контроля точности изготовления

 

Качество изготовления деталей  определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. Основными производственными факторами являются качество оборудования и инструмента, физико-химические, механические и другие свойства исходных материалов и заготовок, совершенство разработанного технологического процесса и качественно выполненная механическая обработка деталей, а так же контроль. В машиностроении показатели качества изделий тесно связаны с точностью механической обработки деталей. Полученные при механической обработке размеры, форма и расположение элементарных поверхностей определяют фактические зазоры и натяги в соединениях деталей машин, а, следовательно, технические параметры продукции, влияющие на ее качество и надежность. Конструктивные допуски и технические требования на изготовление деталей назначают с учетом условий работы деталей в машине. Эти требования обеспечивает, механическая обработка деталей финишными переходами. Однако важно обязательное соблюдение технологического регламента изготовления детали и на всех предшествующих переходах механической обработки, так как результаты финишных переходов механической обработки деталей существенно зависят от качества выполнения предшествующих переходов.