Технология обработки материалов

 

Тогда

Нормативное значение показателя технологичности равно 0,88. Рассчитанный . Следовательно, конструкция детали технологична.

 

3. Выбор метода изготовления  детали

 

 

Технологическому  процессу сопутствует ряд вспомогательных  процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки. [4]

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 [7, с. 6].

Деталь представляет собой плоскую фигуру, поэтому  она может быть изготовлена из листового материала с помощью штампа.

Маршрут изготовления изделия:

1. подготовительная операция:

1. выбор заготовок;

2. составление карт раскроя материала;
3. расчет режимов обработки;

2. заготовительная операция - на гильотинных ножницах разрезают листы на полосы согласно карте раскроя; эта операция выполняется низко квалифицированным  (1…2 разряд) резчиком с помощью гильотинных ножниц.
3. штамповочная операция - придание заготовке формы, размеров и качества поверхности, заданных чертежом; эта операция исполняется более квалифицированным (2…3 разряд) рабочим - штамповщиком, с применением штампа, оснащенного прессом.
4. галтовочная операция - снятие заусенцев; эту операцию выполняет слесарь 2…3 разряда на вибрационной машине
5. контрольная операция - контроль после каждой операции (визуальный), выборочный контроль на соответствие чертежу. Контроль размеров проводится с помощью штангенциркуля - для контура детали, и с помощью пробок - для отверстий.

 

4. Выбор заготовок  и технологических баз

 

 

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

Так как деталь изготавливается из плоского материала, то в виде исходных материалов целесообразно использовать листы. Вследствие того, что деталь изготавливается методом холодной штамповки в последовательном штампе, то листы для подачи в штамп нужно разрезать на полосы.  Необходимо найти как можно более рациональный способ раскройки материла, который определяется с помощью формулы[7, с.7]:

где А - наибольший размер детали, мм

δ - допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных  ножницах, мм

Zн - гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой, мм

δ' - допуск на расстояние между направляющими планками и  полосой,  мм

а - боковая перемычка, мм

С помощью таблиц [7, с. 10] определяем для данной детали:

Для данной детали подойдут круглые заготовки.

Наибольший  размер детали А = 36 мм.

Перемычки а=1,2 мм; в=0,8 мм

Допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных  ножницах δ=0,4 мм

Гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой Zн=0,50 мм

Допуск на расстояние между направляющими планками и  полосой δ'=0,25

В результате вычислений получим:

Далее выбираем размер листа с таким расчетом, чтобы ширина полосы была кратна ему (или близка к этому). С помощью таблицы размеров тонколистового проката [7, с.35]  выбираем лист размером  710 х 2000 мм.

Продольный  раскрой:

Получаем коэффициент  использования материала:

Где S_А - площадь детали, мм²;

S_Л - площадь листа, мм²;

n - количество деталей, полученных из листа.

В результате получаем:

Проанализируем поперечный раскрой:

Таким образом, продольный раскрой более экономичен, так как при этом раскрое коэффициент использования материала больше, чем при поперечном.

Приведем схемы раскрой  для продольного раскроя материала (рис. 1, 2)

 

      а=1,2   t=D+в=36,8

 

 

 

 

 

       Bпл       А

 

 

 

 

   в =0,8

 

 

Рис. 1. Раскрой  полосы

 

 

 

 

            38,75

 

 

 

 

   710

 

 

 

 

2000

 

 

Рис. 2. Раскрой  листа.

 

Исходя из конструкции  штампа, базирование заготовки осуществляется с помощью упора и направляющих планок штампа, а базирование пуансонов - по геометрическому центру пуансона матрицы (по контору детали).

Наибольшую  точность обеспечивает совпадение конструкторской  и технологической баз. В данном случае будет трудно обеспечить высокую точность, так как последовательный штамп предполагает движение заготовки от пуансона к пуансону, что, естественно, увеличивает погрешность изготовления детали.

 

5. Назначение режимов обработки

 

Режимы обработки представляют собой совокупность параметров, определяющих условия, при которых изготавливаются изделия.

Штамп последовательного  действия предполагает сначала - пробивка отверстий, а затем - вырубка по контуру.  Вырубка и пробивка являются операциями отделения части листа по замкнутому контуру в штампе, после  которых готовая деталь и отход проталкиваются в матрицу.

Для детали, получаемой штамповкой, расчет режимов заключается в определении усилий штамповки. Полное усилие штамповки складывается из усилий пробивки, вырубки, снятия и проталкивания детали.[7, с.11]

Условие пробивки определяется по формуле:

где L - периметр пробиваемого отверстия, мм;

      h - толщина детали, мм;

      σ_ср - сопротивление срезу, МПа.

Из таблицы находим:  σ_ср =270 МПа.

Таким образом,

Усилие вырубки детали по контуру определяется по той же формуле:

Определение требуемых  усилий проталкивания детали (отхода) сквозь матрицу производится по формуле:

;

где К_пр - коэффициент проталкивания. Для стали K_пр =0,04

;

Аналогично  определяется усилие снятия отхода (детали) с пуансона:

;

где K_сн - коэффициент проталкивания. Для стали K_сн =0,035

;

Полное усилие штамповки найдем по формуле:

где  1,3 - коэффициент  запаса на усиление пресса.

Для данной детали получим полное усилие штамповки:

 

6. Выбор технологической оснастки  и оборудования

 

Технологическая оснастка представляет собой дополнительные устройства, применяемые для повышения производительности труда, улучшения качества.

Для изготовления детали сепаратор, исходя из имеющегося оборудования, целесообразно применять штамп последовательного действия, когда вырубка отверстий и контура детали производится последовательно, что позволяет использовать простую конструкцию штампа, а в качестве оборудования по технологическому процессу требуются гильотинные ножницы и механический пресс.

Гильотинные ножницы  представляют собой станок для резки  бумажных кип, металлический листов и т.д., в котором один нож неподвижно закреплен в станине,  а другой, поставленный наклонно, получает возвратно-поступательное движение.

Главными параметрами, который является наиболее показательным  для выбираемого оборудования и  который обеспечивает выполнение режимов, предусмотренных технологическим процессом, для пресса является усилия штамповки, прессования, а для гильотинных ножниц - наибольшая толщина разрезаемого листа и его ширина.

 

Таблица 3

Характеристики  ножниц Н475

 

Характеристика	Значение
Наибольшая  толщина разрезаемого листа, мм	6,3
Наибольшая  ширина разрезаемого листа, мм	2000
Расстояние  между стойками, мм	2250
Число ходов  в минуту	40
Угол наклона  ножа	1°54'

 

Рассчитанное  усилие штамповки Р_п=63,978 кН выбираем [по приложению 5, 3051]  пресс таким образом, чтобы его номинальное усилие превышало значение требуемого усилия штамповки.

 

Таблица 4

Характеристики  пресса КД2118А

 

Характеристика	Значение
Номинальное усилие, кН	63
Наименьший  ход ползуна, мм	5
Наибольший  ход ползуна, мм	50
Число ходов  ползуна в мин	150
Регулировка длины шатуна, мм	5,7-45
Закрытая высота, мм	200
Высота стола  над уровнем пола, мм	800

 

7. Техническое нормирование

 

Нормирование  технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Т_ш для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Т_шт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_пз.

Величины и  Т_шк  определяют по формулам:

 

; Т_шк = Т_ш + Т_пз/n,

где Т_о - основное технологическое время, мин;

      Т_в - вспомогательное время, мин

      Т_об - время обслуживания рабочего места, мин;

      Т_д - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

                   Т_пз – подготовительно-заключительное время, мин;

                   n – количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.

Рассчитаем  нормирование технологического процесса нарезки листа материала на полосы.

7.1 Раскрой на  гильотинных ножницах.

 

Так как в  последовательный штамп подаются полосы материала, то требуется разрезать листы стали 10 на полосы , ширина которых равна ширине заготовок. Для этого используем гильотинные ножницы

Операция - резка  полос из стального листа 710 х 2 000;

шаг - 38,75 мм;

18 полос из  листа;

18 х 54 =  972 шт. -заготовок из листа;

ручной способ подачи и установки листа;

ручной способ удаления отхода;

оборудование - гильотинные ножницы Н475;

40 ходов ножа  в минуту;

способ включения  ножной педалью;

муфта включения  фрикционная;

положение рабочего - стоя.