Разработка технологического процесса механической обработки детали «Крышка» Тип производства: крупносерийное

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

Ижевский Государственный Технический  Университет

Воткинский филиал.

Кафедра «ТМиП».

 

 

Пояснительная записка

По курсу: технология машиностроения

Тема: Разработка технологического процесса механической обработки детали «Крышка»

Тип производства: крупносерийное

 

 

 

 

 

 Выполнил: студент  группа Т 7-21-3                                                Фефилова М.Б.        

 

 Принял: к.т.н., доцент                                                        Никитина О.В.

Воткинск 2008

 

Содержание.

Введение………………………………………………………………………………2

1. Общая часть……………………………………………………………………..4
1. Основные данные для проектирования………………………………………..4
2. Назначение технических требований на деталь……………………………..10
3. Описание и определение типа производства………………………………...11

 

2. Технологическая часть ……………………………………………………..13
1. Анализ детали на технологичность…………………………………………..13
2. Обоснование выбора заготовки………………………………………………14
3. Определение маршрута мех. обработки детали и назначение технологических баз…………………………………………………………..16

2.4.Выбор и назначение  режущего инструмента………………………………..17

2.5.Назначение и расчет режимов резания………………………………………18

2.6.Нормирование операций мех. обработки детали……………………………21

2.7.Выбор и расчет  мерительного инструмента…………………………………23

 

3. Конструкторская часть …………………………………………………….25
1. Выбор назначение и описание принципа работы технологического приспособления………………………………………………………………..25

 

4. Охрана труда и экология……………………………………………………25

Заключение…………………………………………………………………………38

Список литературы………………………………………………………………39

 

 

Введение

Технологией машиностроения называется отрасль, занимающаяся изучением закономерностей, действующих в процессе изготовления машин и их прогнозированием с целью использования этих закономерностей для обеспечения требуемого качества машин и наименьшей их себестоимости. В эпоху Петра 1 были разработаны ряд технологических процессов артиллерийского и стрелкового оружия. Тогда же был изготовлен первый в мире токарный станок с механическим суппортом, принципиальная схема которого используется и в наше время. В 60-е гг. произошло разделение технологии машиностроения на две дисциплины: основы технологии машиностроения (изучает основные понятия и определения технологии машиностроения, погрешности обработки и др.)  и технология машиностроения, которая рассматривает технологические процессы изготовления типовых деталей и сборки узлов.

Технологический процесс – этап производственного процесса, обеспечивающий качественное изменение исходного продукта под воздействием человеческого труда.

Задачи машиностроительных заводов:

1. Качественная продукция;
2. с наименьшими затратами
3. в необходимом количестве
4. в предусмотренные сроки.

Производственный процесс изготовления машин является системой связи свойств материалов, размерных, информационных, временных и экономических наук. Технология машиностроения исследует эти связи с целью решения задач обеспечения  в процессе производства, требуемого качества машины, наименьшей себестоимости и повышения производительности труда.

Производительность процесса обработки зависит от режимов  резания (скорости, глубины, подачи) а, следовательно, от материала режущей  части инструмента, его конструкции, геометрических параметров, лезвий инструмента и т.д.

Современное производство предъявляет повышенные требования к технологической оснастке: точность базирования изделий, жесткость, обеспечивающая полное использование мощности оборудования на черновых операциях и высокую  точность обработки на чистовых операциях, высокая гибкость, сокращающая время на наладку и замену оснастки, универсальность позволяющая обрабатывать изделия определенного типаразмеров с минимальным временем на переналадку, надежность и взаимозаменяемость.

Курсовой проект является работой направленной на решение конкретных задач в области совершенствования технологии, организации производства и улучшение технико-экономических показателей работы. Наряду с этим курсовое проектирование закрепляет умение студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, нормами и расценками, сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе изучения курса «Технология машиностроения». Проект закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные во время лекционных и практических занятий.

Курсовой проект представляет собой расчетно-графическую работу. Максимальное приближение курсового  проекта к реальным условиям производства повышает заинтересованность в более  глубокой разработке проекта.

Данный курсовой проект рассматривает технологический процесс механической обработки детали «Крышка» в условиях крупносерийного типа производства.

 

1. Общая часть
1. Основные данные для проектирования.

Материал детали «Крышка», ее химический состав.

Для изготовления детали «Крышка» используется ВЧ 40 ГОСТ 7293-85.

Значительным достижением в  развитии машиностроения является разработка способа получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В  этом материале хорошо сочетаются высокие  физико-механические и технологические  свойства. В результате многочисленных исследований и большого производственного опыта установлено, что высокопрочный чугун (ВЧ) во многих случаях может успешно применяться взамен серого и ковкого чугуна, углеродистой и легированной стали. Замена обычного серого чугуна высокопрочным позволяет значительно снизить вес отливок за счет уменьшения толщины их сечений, при сохранении и даже повышении эксплуатационной надежности. Наиболее целесообразным в технико-экономическом соотношении является применение высокопрочного чугуна взамен стали для тонкостенных литых деталей сложной конфигурации. Этот чугун по сравнению со сталью обладает в 1,5-2,0 раза большей жидкотекучестью, не склонен к образованию горячих трещин и обеспечивает получение плотного металла в малых сечениях без применения "напусков". Вместе с тем стоимость литья из высокопрочного чугуна на 25-30% ниже стоимости стального литья.

Применение высокопрочного чугуна во многих случаях позволяет значительно  снизить вес деталей и повысить коэффициент использования металла.

Химический состав:

Многочисленные наблюдения показали, что при производстве ВЧ встречается несколько характерных  типов микроструктуры графита. Условно  они названы: шаровидный, вермикулярный и смешанный.

В результате исследований установлено, что чугун со смешанной формой графита получается при содержании магния менее 0,035% и содержании углерода в жидком чугуне менее 3,0-3,2% перед вводом магния. Для получения чугуна с полностью шаровидным графитом необходимо обеспечить содержание магния в пределах 0,04-0,1%, а также достаточное содержание углерода, причем шаровидный графит получается тем более устойчиво, чем выше содержание углерода в металле перед вводом магния.

Указанная закономерность не всегда согласуется с литературными  данными /1,2/, в которых указывается, что для обеспечения получения шаровидного графита в чугуне с увеличением в нем содержания углерода, нужно увеличивать дозировку магния. Для устойчивого получения шаровидного графита необходимо также, чтобы содержание серы в металле до ввода магния было не более 0,02%. 
Форма графита в ВЧ оказывает решающее влияние на его пластичность и вязкость и мало сказывается на характеристиках прочности, что видно на рис. 1 и 2, где показаны результаты испытания механических свойств этого чугуна множеством плавок. 
 
Рис. 1. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного     чугуна  
Рис. 2. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного чугуна  
Влияние микроструктуры металлической основы на механические свойства ВЧ общеизвестно. Однако возникла необходимость в уточнении количества допустимого перлита в ферритном чугуне, учитывая, что в результате отжига некоторое его количество во многих случаях сохраняется. В связи с этим производилось изучение микроструктуры и механических свойств чугуна в лабораторных и производственных условиях. Форма графита в этих чугунах была полностью шаровидной. Химический состав колебался в сравнительно небольших пределах.  
Полученные результаты (рис.3) показывают, что в ферритном чугуне марки ВЧ40 допустимо 10-15% перлита, а в марке ВЧ60 феррита может быть не более 10%.

 
 
Рис. 3. Влияние количества перлита в металлической основе на механические 
свойства высокопрочного чугуна 
В перлитном и ферритном ВЧ совершенно недопустим цементит, т.к. даже весьма незначительное его количество понижает ударную вязкость до значения менее 1кгм/см2.

Исследования влияния химического состава ВЧ на его механические свойства проводились на чугуне, выплавленном в лабораторных условиях в индукционной печи, а также в различных производственных агрегатах (вагранки, дуговые электропечи) на ряде заводов Урала. Во всех случаях использовали данные только тех плавок, чугун которых имел полностью шаровидный графит и ферритную металлическую основу в литом состоянии или после отжига (не более 10% перлита). Обобщенные результаты представлены на рис. 4,5,6,7.

 

 
 
Рис. 4. Влияние углерода на механические свойства высокопрочного чугуна.

 
 
Рис. 5. Влияние кремния на механические свойства высокопрочного чугуна.

 
 
Рис. 6. Влияние марганца на механические свойства высокопрочного чугуна.

 
Рис. 7. Влияние фосфора на механические свойства высокопрочного чугуна. 
 
Как видно из данных рис.4 изменение содержания углерода от 2,4 до 3,9% не оказывает заметного влияния на все характеристики механических свойств ВЧ. Оно может выражаться лишь в том, что с понижением содержания углерода возрастает количество перлита, сохраняющегося после отжига. При этом вероятно также наличие структурного свободного цементита и графита нешаровидной формы. С повышением содержания кремния от 2 до 3% механические свойства ВЧ также практически не изменяются (рис.5). Однако при дальнейшем повышении содержания кремния наступает заметное понижение относительного удлинения и повышение предела прочности при растяжении. Показатели ударной вязкости при этом резко падают в связи с наличием структурно свободных силицидов магния, происходит охрупчивание феррита, в особенности для чугуна ВЧ40. Влияние марганца аналогично влиянию кремния. Резкое падение ударной вязкости и значительное снижение относительного удлинения наступает при содержании марганца более 0,6% (рис.6). Влияние фосфора на понижение пластичности и вязкости ВЧ заметно проявляется при содержании его выше 0,08% (рис.7).

Назначение  детали «Крышка».

Деталь «Крышка» закрывает на корпусе редуктора подшипник на валу червячной пары. Таким образом, данная деталь выполняет защитные функции механизма от повреждений и загрязнений, поэтому она должна сама быть прочной, для чего и был выбран высокопрочный чугун для ее изготовления.

 

1.2.Назначение технических  требований на деталь.

 

Данная деталь «Крышка» изготавливается из литья в оболочковые формы. Материал детали высокопрочный чугун ВЧ 40.

Из назначения функций детали следует, что она не требует присутствия в ней гладких внешних и внутренних поверхностей, она не является точной, поэтому требуется обработка лишь тех поверхностей детали, которые будут крепиться к конструкции корпуса редуктора. Для этих поверхностей назначается шероховатость (Rа=1,25).

На деталь назначить  твердость НВ = 200..230.

 

 

1.3.Описание и определение  типа производства.

 

Тип производства - это  его обобщенная характеристика, определяемая по признакам номенклатуры, объема, регулярности и стабильности выпуска  изделий. Номенклатура выпускаемой  продукции представляет собой количество наименований изделий, закрепляемых за производственной системой, и характеризует ее специализацию. Объем выпуска изделий - это количество изделий определенного типа, изготавливаемых и выпускаемых производственной системой в течении планового периода. Регулярность выпуска изделий - это повторяемость изготовления и выпуска изделий данного вида в последовательные периоды времени (неделя, месяц, квартал, год). Стабильность выпуска изделий состоит в том, что номенклатура изделий каждого типа, выпускаемых за одинаковые плановые периоды, остаются неизменными.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой  изделий, изготавливаемых и ремонтируемых  периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операции различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Серийное производство характеризуется:

• Универсальным, с ЧПУ и специальным оборудованием;
• Нормальным и специальным режущим и измерительным инструментом;
• Применяют приспособления часто универсальные или специализированные, частично используют разметку;
• Применение полной и частичной взаимозаменяемости и до полного сокращения пригоночных работ;
• Средняя квалификация рабочих выше, чем в массовом производстве, но ниже, чем в единичном;
• Нормирование припусками;
• Разрабатываются тех.процессы вплоть до отдельных элементов (при крупносерийном типе производства);
• Наличие технического нормирования.