Разработка операционного процесса изготовления детали типа стакан

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

 «Астраханский  государственный технический университет»

 

                                                                                          Утверждаю: зав.каф. СиЭКМТ,

д.т.н., профессор

  Дорохов  А.Ф.

 

Расчётно-графическая  работа на тему:

«Разработка операционного процесса изготовления детали                           

                                    типа стакан»

 

Разработал: ст. гр. ДТУ-41

                                                                                                              Бондаренко С.В.

    

 Руководитель:

                                                                                                               асс.     Колосов К.К.

 

 

 

                                                         Астрахань 2013

Содержание

 

1.Назначение, служебная и конструкторско-технологическая характеристика детали………………………………………………………………………………2

2.Материал, свойство, химический состав………………………………………3

3.Тип производства: единичный…………………………………………………..

4. Анализ технологичности………………………………………………………5

5. Выбор вида исходной  заготовки и способа её получения  …………………8

6. Разработка маршрутного  процесса обработки детали……………………..10

7. Разработка операционного  технологического процесса ………………….12

8. Список использованной  литературы………………………………………13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструктивные  особенности детали.

 

В данной работе представлена разработка технологического процесса изготовления и обработки детали «Стакан» цилиндра гидравлического.

   Деталь  «Стакан» в сборочном узле  служит для центрирования штока,

 поглощения  радиальных нагрузок и удержания  смазки. Деталь «Стакан» является  телом вращения и принадлежит  к группе полых цилиндров.

   Технологичность  конструкции детали анализируют  с учетом условий её производства, рассматривая особенности конструкции  и требования качества как  технологические задачи.

   Конструкция  изделия представляет собой деталь имеющая ступенчатые поверхности внутри. С одной стороны детали имеются 15 отверстий, 3 из которых – резьбовые.

     Деталь  имеет диаметр 234 мм, минимальный  диаметр отверстий 10 мм (отверстия  располагаются под углами в  30, 40 и 45 градусов что обуславливает применение кондукторов или станков с ЧПУ, максимальная длина просверливаемого отверстия 20 мм, так же имеются с тонким точением.

 

Описание материала  детали.

Деталь изготовлена  из материала сталь марки 40Х –  сталь конструкционная легированная. Её заменителем могут служить  следующие марки сталей: сталь 40ХС, сталь 40ХН, сталь 38ХА, сталь 45Х, сталь 40ХФ, сталь 40ХР.

Из данной стали  изготавливают: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Материал, свойство, химический состав

Химический состав стали, механические, физические и технологические  свойства приведены таблицах ниже.

Химический  состав стали 40Х(%)

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

 

Таблица 1.2. Механические свойства стали 40Х при Т=20°С

sв	sT	d5	y	KCU	Термообработка
МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
470	245	15	30	340	Нормализация

 

Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	200	201	193	190	172
Модуль упругости  при сдвиге кручением G, ГПа	78			69		59
Плотность, pn, кг/см3	7826	7799	7769	7735	7698	7662	7625	7587	7595
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)		48	47	44	41	39	36	31	27	26
Температура испытания, °С	20- 100	20- 200	20- 300	20- 400	20- 500	20- 600	20- 700	20- 800	20- 900	20- 1000
Коэффициент линейного  расширения (a, 10-6 1/°С)	11.9	12.7	13.4	14.1	14.6	14.9	15.2
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))	473	498	515	536	583	578	611	720	708

 

 

Анализ  конструкции детали на технологичность.

 

2.1 Качественная  оценка технологичности конструкции.

   Технологичность  конструкции изделия предусматривает  сочетание всех его конструкторских  качеств, обеспечивающих рабочие  функции и позволяющих применять  современные прогрессивные способы  изготовления, наиболее технически  и экономически целесообразные в данных условиях.

   Отработка  конструкции изделия на технологичность  направлена на улучшение качества, сокращение времени конструкторской  и технологической подготовки  производства; оптимизация процессов  изготовления, сборки и испытания;  облегчения технологического обслуживания, повышение экономических показателей.

   Оценка  технологичности производится с  целью: установления соответствия показателей технологичности конструкции изделия заданным параметрам; определения возможности достижения оптимальных затрат труда, средств и материалов на изготовление, ремонт и техническое обслуживание при сохранении заданного качества изделия.

   Результаты  оценки технологичности изделия  используется при принятии решения  о целесообразности дальнейшего  проектирования или постановки  на серийное производство изделия,  конструктивно-технологической доработки  с целью достижения заданных  показателей технологичности, разработка  мероприятий по повышению показателей  изделия при их проектировании, а также в процессе технического  перевооружения производства.

  Технологичностью называется степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-техническим условиям его изготовления при заданном объеме выпуска. Технологичной можно считать удовлетворяющую эксплуатационным требованиям деталь, освоение и выпуск которой при заданном объеме производства будет протекать с наименьшей трудоемкостью, материалоемкостью и кратчайшим производственным циклом.

Деталь состоит  из стандартных и унифицированных  конструктивных элементов, их можно  получить как на универсальных станках, так и на станках с ЧПУ. Получение общей шероховатости Ra 12,5 не представляет трудности. Конструкция детали позволяет свободный подвод режущего инструмента при обработки. Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что деталь технологична.

 

2.2. Количественная  оценка технологичности.

Количественная  оценка технологичности производится на основе анализа значений показателей технологичности изделия. Основой для анализа является чертеж детали

Коэффициент точности К_m= 1- 1/А_ср

где А_ср – средний квалитет точности.

А_ср=ΣА∙n_i/Σ n_i

где А – квалитет точности

      n_i – количество поверхностей данного квалитета точности

А_ср=14

К_m=0,93>0,80.

По точности деталь технологична.

Коэффициент шероховатости К_ш, определяют по формуле:

К_ш=1/Б_ср

где Б_ср – средний параметр шероховатости

Б_ср=ΣБ∙ n_i/ Σ n_i

где Б – параметр шероховатости.

Б_ср=6,25

К_ш=0,10<0,32

 

По шероховатости  деталь технологична.

Вывод:     - по точности деталь технологична, т.е. средний квалитет детали 14;

             -средняя шероховатость детали 12,5, т.е. по шероховатости деталь  технологична.

Таким образом, деталь технологична и ее конструкция обеспечивает возможность применения типовых  и стандартных технологических  процессов ее изготовления, размеры  детали имеют оптимальную степень  точности и шероховатость.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор метода получения заготовки

     Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.

При выборе заготовки  учитывают:  
    - тип производства;  
    - материал заготовки;  
    - конфигурацию;  
    - размеры;  
    - элементы детали.

 

   Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Этот припуск, представляющий собой излишек материала, необходимый для получения окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхности деталей, снимается на станках режушими инструментами. При различных способах получения заготовок припуски будут разными. Чрезмерные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивают ее себестоимость, слагающуюся из трех основных элементов: затрат на материал, основной заработной платы производственных рабочих, накладных расходов. Излишние припуски вызывают повышение затрат на режущие инструмент, так как излишний материал снимается в несколько проходов, вследствие чего увеличивается основное технологическое время, а из-за необходимости увеличение глубины резания требуется повысить мощность станка и как следствие увеличение расхода электроэнергии.

   Заготовка  – предмет труда, из которого  изменением формы, размеров, свойств  поверхности и (или) материала  изготавливают деталь.

При выборе заготовки  главным является обеспечение заданного  множества готовой детали при  ее минимальной себестоимости.

   Заготовки должны быть выполнены из материала, указанного на чертеже, обладать соответствующему ему механическим свойствам и не должны иметь дефектов.

 

 

 

Технико-экономическое  обоснование выбора заготовки для  разрабатываемой детали производим по нескольким направлениям: металлоемкость и себестоимость, учитывая серийность производства.

Исходя  из конструктивного назначения детали, недопустимо наличие микротрещин  и дефектов структуры металла, также  недопустимо хрупкое разрушение детали.

   Технологическому  процессу сопутствует ряд вспомогательных  процессов: складирование заготовок  и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки.

   Технологический  процесс условно состоит из  трех стадий:

1. Получение заготовок.

2. Обработка заготовок  и получение готовых деталей.

3. Сборка готовых  деталей в изделие, их настройка  и регулировка.

   В зависимости  от требований, предъявляемых к  точности размеров, формы, относительного  положения и шероховатости поверхностей  детали с учетом ее размеров, массы, свойств материала, типа  производства, выбираем один или  несколько возможных методов  обработки и тип соответствующего  оборудования.

    В себестоимости изготовления детали значительную долю составляют затраты на материал. Поэтому пути снижения себестоимости целесообразно искать в снижении расхода материала.

    Выбирая  вид получения заготовки, исходим  из свойств материала, т.е. литейная  это сталь или деформируемая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Сравнительная  характеристика методов получения  заготовки.

Так как сталь 40Х - деформируемая сталь, то ограничимся  двумя возможными видами: заготовка  из поковки и заготовка из проката.

Для обоснования  метода получения заготовки составим таблицу, в которой приведем характеристику двух методов – проката и поковки. 

                                                       Таблица 1.

Сравнительная характеристика методов получения заготовки.

 

Характеристика  методов		Методы получения заготовок
		Прокат	Поковка
		Качественные  и количественные показатели методов
Достигаемая точность	6 - 14 класс		4 – 11 класс
Шероховатость поверхностей заготовки	Rz 100		Rz 160
Величина припусков	2 - 14 мм		1,5 – 8 мм
Область применения: по материалу     -   по типу производства	Сталь, чугун, цветные  металлы  и сплавы   Серийное производство		Сталь, чугун, цветные  металлы и сплавы   Серийное и  массовое производство
Производительность  метода	30-50% выход годного  материала		40 – 50% выход  годного материала