Технологический процесс изготовления детали "вал"

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения. Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономичность их эксплуатации.

Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

В период научно-технической революции и при высоких темпах технического прогресса важное значение имеет всемерное ускорение технологической подготовки производства новых объектов. Эта задача может быть решена путем разработки и широкого использования типовых технологических процессов, применения гибких быстропереналаживаемых средств производства, нормализованной и обратимой оснастки.

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течении длительного времени и используемых в определенной области. Поэтому возникают такие понятия: технология обработки давлением, литья, сварки, сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения охватывающей все этапы процесса изготовления автомобильной продукции.

Однако под “технологией машиностроения” принято понимать научную дисциплину, изучающую процессы механической обработки деталей и сборки машин, попутно затрагивающую вопросы выбора заготовки и методы их изготовления. В процессе технической обработки деталей машин возникает большое количество простейших вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленными конструкторами перед изготовителями.

Эти обстоятельства объясняют развитие “технологии машиностроения“ как научной дисциплины, в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии механической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющих на производственную деятельность предприятия.

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

Анализ технологичности детали выполняем с целью выявления возможного снижения себестоимости обработки детали путем совершенствования ее конструкции.

К критериям технологичности детали относятся:

а) технологичность заготовки,

б) технологичность базирования и закрепления,

в) технологичность обрабатываемых поверхностей,

г) технологичность детали.

Рассмотрим выполнение этих критериев применительно к заданной детали.

Технологичность заготовки

Деталь - «Винт 7230» изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-74 прутков фасонного проката. Конфигурация наружного контура и отверстия не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Таким образом, заготовку можно считать технологичной.

Жесткость заготовки

Технологичность базирования и закрепления

Технологичность базирования и закрепления детали характеризуется наличием опорных поверхностей (баз), совпадением технологической и измерительной баз, точностью и шероховатостью базовых поверхностей, возможностью захвата детали роботом.

Анализ технологичности конструкции детали

Целью анализа конструкции детали на технологичность является выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Анализ технологичности проводится, как правило, в два этапа: качественный и количественный

Качественный анализ технологичности детали

Конфигурация детали достаточно технологична для обработки резанием на токарном станке, все поверхности легкодоступны для инструмента. Жесткость винта допускает получение высокой точности обработки (жесткость винта считается недостаточной, если для получения точности 6…9-го квалитетов отношение его длины l к диаметру d свыше 10…12).

Определим жёсткость детали:

На чертеже указаны все необходимые размеры, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допуски.

Технологической базой при точении является черновая поверхность заготовки, после переустановки детали - уже обработанная поверхность винта.

Количественный анализ технологичности детали

Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ 14201-73 и содержит следующие показатели:

Коэффициент точности обработки Ктч определяется по формуле:

где Тср - средний квалитет точности обработки.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

где Raср - средняя шероховатость поверхностей изделия.

Коэффициент использования материала Ким:

где q - масса детали, кг;

Q - масса заготовки, кг.

Выбор метода получения заготовки

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

Заготовка по возможности должна иметь простую конфигурацию, которая не требует при изготовлении сложной и дорогой оснастки.

Выбор способа производства зависит от материала изделия, назначения и технологических требований, размеров и массы заготовки, требований к точности и шероховатости, определяемых заданным квалитетом, масштаба и серийности производства, технико-экономических показателей, возможностями данного производства, его оснащенностью. Учитываются также новые технологии машиностроения.

В данном случае: деталь - винт, материал - сталь 45 ГОСТ 2590-88.

Способ производства заготовки - круглый стальной горячекатный прокат Ш28 мм ГОСТ 1050-74.

Выбор стратегии и выбор производства

В зависимости от типа производства будем определять общие подходы к выбору организации технологического процесса, ввиду заготовки, назначение припусков.

Различные типы производства характеризуются различной величиной коэффициента закрепления операций. Для его расчета необходимо знать трудоемкость изготовления детали, последовательность обработки и количество станков.

Тип производства определим упрощенно в зависимости от массы детали и программы выпуска.

По при массе детали менее 1 кг и годовой программе выпуска Nг=15000 шт. производство - среднесерийное.

Основные характеристики среднесерийного производства

Выбор средств технологического оснащения

Задача раздела - выбрать для каждой операции технологического процесса такие оборудования, приспособление и инструмент, которые бы обеспечили заданный выпуск деталей заданного качества с минимальными затратами.

Обоснование выбора оборудования

Выбор станка должен основываться на следующих правилах:

Мощность, производительность и точность должны быть минимальными, но достаточно для выполнения требования предоставляемых к операции. Обеспечение концентрации производства с целью уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точность за счет уменьшения числа переустановок заготовки. В среднесерийном производстве следует применять высокопроизводительные станки-автоматы, агрегатные станки, станки с ЧПУ.

Оборудование должно отвечать требования безопасности, Эргономики и экологии.

Данные по выбору оборудованию занесены в таблицу.

Технологический маршрут обработки детали

Обоснование выбора режущего инструмента

При выборе режущего инструмента следует руководствоваться правилами:

Режущий инструмент выбирается исходя из метода обработки, оборудования, расположения обрабатываемой поверхности. Следует отдавать стандартным и нормализованным инструментам и только при их отсутствии применять нестандартные. Материал режущего инструмента выбирается исходя из обрабатываемого материала, состояния поверхности и вида обработки.

Выбор инструмента

Используемое оборудование

Рис. 1

Токарно-обрабатывающий центр GOODWAY:

Модель GS-2000.

Максимальный диаметр прутка 51.

Масса станка 6 700.

Максимальный диаметр точения I: 400;

Максимальная длина точения I: 691 / 1441;

Система ЧПУ Fanuc 0i-TD.

Тип направляющих скольжения.

Диапазон скоростей вращения шпинделя 48 - 4800 об/мин.

Мощность двигателя привода шпинделя (номинал/30 мин).

C ЧПУ Fanuc: 15. Количество позиций в револьверной головке 12.

Быстрые перемещения по осям X/Z 30 / 30 м/мин.

Точность позиционирования / повторяемость ± 0,005 / ± 0,003 мм.

Приводная револьверная головка + С-ось +

Задняя бабка +

Y-ось +

Противошпиндель +

Схема базирования заготовки

Рис. 2

Так как все операции будут производиться в одном приспособлении на все виды обработки заготовки, то и схема базирования будет одна и та же.

Техпроцесс изготовления вала