Разработка технологического процесса механической обработки вала

Обозначения:

2. Описание типа производства и формы организации работ.

Тип производства: гибкое мелкосерийное автоматизированное

В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают:

1) мелкосерийные

2) среднесерийные

                        3) крупносерийное производство

Мелкосерийное производство — переходная форма от единичного производства к выпуску продукции мелкими сериями. Изготовление изделий или отдельных деталей, как правило, не повторяется. Размер серий неустойчив, а сбыт ограничен имеющимися заказами или договорами. По этой причине сравнительно быстро прекращается изготовление одних видов продукции и налаживается освоение новых. К мелкосерийному можно отнести производство некоторых видов проката и сплавов специального назначения, небольших партий изделий, машин, предназначенных для экспериментирования в различных условиях, и т. д. Мелкосерийное производство отличается от опытного производства, продукция которого, как правило, ограничивается изготовлением одного образца.

Технология производства характеризуется применением специального и универсального инструмента. Мерительный инструмент в основном – средства активного контроля, диагностики, подналадчики. Квалификация рабочих может быть разной.

Технико-организационные особенности мелкосерийного производства обусловливают ряд экономических преимуществ по сравнению с единичным производством: сокращение производственного цикла, повышение качества продукции, рост производительности труда, снижение себестоимости. Эти факторы обеспечивают повышение эффективности общественного производства.

Гибкое мелкосерийное автоматизированное -  это означает, что на предприятии используются наряду с универсальным переналаживаемый инструмент, детали передаются поштучно, время на операцию не синхронизировано. Станки с ЧПУ, агрегатные, автоматы. Как правило, эти станки применяются при крупносерийном и массовом производствах.

3. Анализ технологичности детали.

Соответствие конструкций машин требованиям минимальной трудоемкости и материалоемкости определяет технологичность конструкции.

Выбор оптимальных форм детали зависит от ее конструктивного и эксплуатационного назначения. Оценка технологичности данной детали может быть основана на сравнении трудоемкости изготовления различных конструктивных вариантов этой детали.

Чтобы обеспечить условия создания оптимальных форм деталей, применяют определенные технологические методы изготовления и обработки заготовок.

           В процессе курсового проектирования, так же как и в производственных условиях, любая конструкция должна быть самым тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический контроль чертежей сводится к тщательному  их изучению. Рабочие чертежи обрабатываемых деталей должны содержать все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже должны быть указаны все размеры с необходимыми допусками, классы чистоты обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного положения поверхностей. Чертеж должен содержать все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, применяемых защитных и декоративных покрытиях, все детали и т.п. Таким образом, технологический контроль – важная стадия проектирования технологических процессов и во многих случаях способствует выяснению и уточнению приведенных выше факторов.

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ – один из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и курсового проектирования.

Общая технологичность   конструкции изделия мо­жет быть оценена следующими показателями:

1) трудоемкость конструкции,  т. е. время,   затрачиваемое на изготовление детали, сборочной   едини­цы, целого изделия (полностью на   какой-либо    вид обработки);

2) коэффициент использования металла  при  изготовлении детали;             

3) степень использования  стандартных и   нормализованных деталей и сборочных единиц;

4) процентное отношение количества деталей оригинальной и слож­ной конструкции к общему количеству деталей в изделии;

5) степень использования деталей в сборочных единицах существую­щих и ранее применяемых разновидностей конструкций изделий и аналогичных машин;

6) коэффициент повторности одноименных деталей;

7) себестоимость изготовления деталей, сборочных единиц, целого изделия.

4. Обоснование выбора базирующих поверхностей.

База – это поверхность заготовки или сборочной единицы, с помощью которой ее ориентируют при установке для обработки на станке.

Базирование – это придаваемое заготовке (сборочной единице) положение, определяемое базами, относительно выбранной системы координат

Различают технологические и конструктивные базы.

Технологические базы разделяются на установочные и измерительные.

Установочные базы — поверхности (а также линии и точки), служащие для установки заготовки на станке и ориентирующие ее относительно режущего инструмента. Установочными базами могут быть различные поверхности заготовок (наружные и внутренние цилиндрические поверхности), а также центровые гнезда, плоскости.

В качестве баз при первоначальной обработке используют необработанные поверхности (черновые базы), при последующей обработке — обработанные поверхности (чистовые базы). Установочные базы делятся на основные и вспомогательные.

Основные установочные базы — это поверхности, которые ориентируют заготовки (обрабатываемые детали) на станке и положение готовых деталей в машине относительно других сопрягаемых деталей при ее работе.

Вспомогательные установочные базы — это поверхности, которые используют только для установки деталей на станке; они не имеют особого значения для работы машины. Примерами вспомогательной базы могут служить центровые гнезда вала, обтачиваемого и шлифуемого с установкой в центрах станка, необработанная шестигранная поверхность головки болта.

Измерительная база — поверхность (линия или точка), от которой производят отсчет размеров.

Конструкторская база — совокупность поверхностей, линий, точек, от которых заданы размеры и положение деталей при разработке конструкции. Конструкторские базы могут быть реальными (материальная поверхность) или геометрическими (осевые линии, точки).

При выборе черновых баз руководствуются следующими основными правилами:

базовые поверхности должны быть по возможности ровными и чистыми; не следует, например, принимать за базы поверхности, на которых располагаются литники, выпоры, заусенцы или линии разъема моделей;

базовые поверхности не должны изменяться относительно других поверхностей; не следует, например, брать за базу поверхность литого отверстия, так как его положение может изменяться относительно других поверхностей;

за базы рекомендуется принимать поверхности с минимальными припусками или вообще не подвергаемые обработке;

при переустановке заготовки черновые базы заменяются чистовыми.

При выборе чистовых баз:

желательно выбирать основные базы, это обеспечивает большую точность обработки;

обработку следует вести с соблюдением принципа постоянства баз;

следует стремиться совмещать установочные и измерительные базы.

В качестве базирующих поверхностей при точении применяют наружную или внутреннюю цилиндрическую поверхность и торец, два центровых гнезда, наружную или внутреннюю цилиндрическую поверхность и центровое гнездо.

Так, на операции 005, 010, 015 в качестве технологической установочной базы используется центровые гнёзда вала.

5. Определение и обоснование метода получения заготовки

Метод получения заготовок деталей определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности.

Наиболее про­стой и дешевой заготовкой для валов является гладкий цилиндрический стержень (брус).

Заготовками для   изготовления  деталей  машин  могут  служить:

1) поковка и штамповка;

2) прокат стали (горячекатаной и холоднотянутой) и цветных металлов.

Выбор вида заготовок зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испыты­ваемых напряжений и т. д.

Заготовки в виде поковок, изготовляемых ковкой, и штамповок, изготовляемых в штампах, применяются для деталей, работающих преимущественно на изгиб, растяжение, кручение и имеющих в раз­ных своих частях значительную разницу в поперечных сечениях. При изготовлении поковок стремятся получить конфигурацию заго­товки, приближающуюся к упрощенному очертанию детали.

Для правильного решения в отдельных случаях необходимо про­анализировать, что выгоднее: дать упрощенную конфигурацию за­готовки и снимать излишек материала при обработке на станках или дать более точную поковку, по конфигурации и размерам приближаю­щуюся к готовой детали, и благодаря этому снимать меньше металла на станках.

Заготовка в виде штамповки получается ковкой в штампах; пос­ледняя имеет значительные преимущества перед свободной ковкой. В штампованной заготовке структура металла более однородна, бла­годаря чему деталь будет более прочной. Штамповкой получаются размеры, наиболее близкие к окончательным; в некоторых производ­ствах штампованные заготовки используются без дальнейшей меха­нической обработки или с очень незначительной обработкой. При из­готовлении штамповок лучше используется металл и уменьшается его расход. Процесс изготовления штамповок по сравнению с ковкой значительно быстрее и требует менее квалифицированной рабочей си­лы. Себестоимость штампованных заготовок меньше, чем кованых.

Заготовки могут применяться в виде штамповок только в том слу­чае, если по производственной программе требуется значительное количество их, т. е. в крупносерийном и массовом производстве, так как для изготовления таких заготовок необходимы дорогостоящие штампы, себестоимость которых  в этом случае  раскладывается  на большое количество заготовок.

Данную в курсовом проекте заготовку целесообразно изготавливать путём штамповки, так как этот метод является наиболее дешевым  и выгодным для гибкое среднесерийное автоматизированное производства.

Оборудование для получения заготовки: паровоздушные штамповочные молоты, кривошипные горячевоздушные пресса, винтовые пресса, горизонтальноковочные машины.