125585 (690597), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Требуемая точность достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных проходов с частичным применением разметки для сложных корпусных деталей.
Квалификация рабочих выше чем в массовом производстве, он ниже чем в единичном. Наряду с рабочими универсальщиками и наладчиками, работающими на сложном универсальном оборудовании используются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках.
В зависимости от особенности технологии производства и объема выпуска обеспечивается полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, однако применяется и пригонка по месту, компенсация размеров.
Технологическая документация и нормирование подробно разрабатывается для наиболее сложных и ответственных заготовок и упрощенного нормирования для простых заготовок.
Применяемый режущий инструмент - универсальный и специальный.
Измерительный инструмент - калибры, специальный измерительный инструмент.
В соответствии с данным типом производства и порядком выполнения операций, расположения технологического оборудования устанавливается групповая форма организации технологического процесса, характеризуемая однородными конструктивно-технологическими признаками изделий, единством средств технологического оснащения.
4. Анализ технологичности конструкции детали
Показатели технологичности разбиты на две группы:
Таблица 4.1
Качественные показатели | Количественные показатели. |
1. Материал детали. | 1. Коэффициент использования заготовки. |
2. Базирование и закрепление. | 2. Коэффициент использования материала. |
3. Простановка размеров на чертеже | 3. Коэффициент точности. |
4. Допуски формы и взаимного расположения | 4. Коэффициент шероховатости |
5. Взаимозаменяемость | 5. Коэффициент уровня технологичности по себестоимости. |
6. Нетехнологичные конструктивные элементы | 6. Коэффициент унификации конструктивных элементов |
I Качественная оценка
1) Материал детали
Сталь 38Х2МЮ-АШ - Сталь легированная конструкционная особовысококачественная с повышенными прочностью и вязкостью. Применяется для азотируемых деталей, работающих в условиях трения, и деталей точного машиностроения, для которых не допускается деформация при термической обработке.
Таблица 4.2 - Химический состав стали 38Х2МЮ-АШ в%
С | Mn | Si | Cr | Mo | Al | P | S | Cu | Ni |
не более | |||||||||
0,35-0,42 | 0,30-0,60 | 0, 20-0,45 | 1,35-1,65 | 0,15-0,25 | 0,70-1,10 | 0,025 | 0,025 | 0,30 | 0,30 |
Таблица 4.3 - Механические свойства
ГОСТ | Состояние поставки | Сечение | 0,2 | B | 5 | KCU Дж/см2 | HB не более | |
4543-71 | Пруток. Закалка 9400С, вода или масло. Отпуск 6400С, вода или масло | 30 | 835 | 980 | 14 | 50 | 88 | - |
8479-70 | Поковки Закалка, отпуск | 100-300 | 590 | 735 | 13 | 40 | 49 | 235-277 |
Закалка 9500С, масло. Отпуск 5500С масло | 60 | 880 | 1030 | 18 | 52 | 49 | 250-300 |
Технологические свойства.
Температура ковки: начала 1240, конца 800. Сечение до 50мм охлаждение в штабелях на воздухе, 51-100мм в ящиках.
Свариваемость - сварка не применяется
Обрабатываемость резанием - в закаленном и отпущенном состоянии при HB240-277, B=780Мпа
Флокеночувствительность – чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.
2) Данная деталь типа вал - для обеспечения соосности наружных цилиндрических поверхностей целесообразно при их обработке для базирования применять центровые отверстия. Базирование и закрепление детали производится правильно на всех операциях. Деталь лишается всех необходимых степеней свободы. Схемы базирования реализуются закреплением детали с помощью приспособлений достаточно надёжно и экономически выгодно.
3) Так как деталь обрабатывается с двух установ, то размеры на чертеже проставлены от двух торцев, что позволяет совместить конструкторскую и технологическую базу.
4) Допуски формы и расположения вполне достижимы на применяемом оборудовании.
5) В производство детали заложен принцип взаимозаменяемости.
6) Анализ элементов детали на технологичность
1. Отношение длины штока к его диаметру больше 15 - шток нежесткий, для обеспечения необходимой точности (6кв) необходимо ограничивать режимы резания или использовать люнеты для увеличения жесткости. Это влечет за собой невозможность применения прогрессивных режимов резания, а при применении люнетов невозможность автоматизации установки и снятия заготовок.
2. Канавки имеют разные размеры и нестандартны, что требует применения специального инструмента.
3. Для фрезерования шестигранника необходимо специальное делительное приспособление.
4. Для обеспечения взаимного расположения шестигранника и шпоночного паза необходимо специальное приспособление на операции фрезерования паза.
5. Наличие поверхности с высокими требованиями к точности размеров и качеству поверхностного слоя требует применения контрольных операций, в особенности после азотации, которая может вызвать трещины в поверхностном слое и коробление штока.
6. Высокая твердость после азотации затрудняет дальнейшую мех. обработку.
7. Применяемый метод получения заготовки (ковка на молотах) влечет за собой большие и неравномерные припуски, а значит большой объем механической обработки и необходимость обдирки поверхностного слоя окалины.
II Количественная оценка
1) Коэффициент использования заготовки
Кз=Мд/Мз; (4.1)
Мд=4,54кг;
Мз=Vз*0,00785= 1251846,111285*0,00785= 9826,9г= 9,83кг (4.2)
Vз= (D12*L1+ D22*L2+ D32*L3) */4; (4.3)
Vз= (502*180+602*50+452*476) *3,1415/4= 1251846,111285мм3
Кз=4,54/9,83= 0,46
2) Коэффициент использования материала
Км=Мд/ (Мз+Мотх); (4.4)
Мотх= 6%*Мз= 9,83*6/100= 0,59кг (4.5)
Км=4,54/ (9,83+0,59) =0,43
Таблица 4.4
N | Наименование поверхности | Количество | Квалитет точности | Параметр шероховатости |
1 | Наружные поверхности | 7 | 6; 9; 14; 9; 14; 6; 6. | 1,6; 3,2; 3,2; 3,2; 3,2; 0,8; 1,6. |
2 | Внутренние поверхности | |||
3 | Торцевые поверхности | 5 | 14; 14; 14; 14; 14. | 3,2; 3,2; 0,4; 3,2; 3,2. |
4 | Отверстия | |||
5 | Фаски | 4 | 14; 14; 14; 14. | 3,2; 3,2; 3,2; 3,2. |
6 | Пазы | 1 | 14 | 6,3 |
7 | Канавки | 4 | 14 | 3,2 |
Итого: | 21 | 218 | 52,3 |
3). Коэффициент точности обработки.
Ктч=1- (1/Tср); (4.6)
Tср=Ti*ni / ni (4.7)
Tср=218/21= 10,38; Ктч=1- (1/10,38) =0,903
4). Коэффициент шероховатости поверхностей.
Кш=1/Шср (4.8)
Шср=Шi*ni / ni (4.9)
Шср=52,3/21= 2,49
Кш=1/2,49= 0,4
Из чертежа детали видно, что она содержит небольшое количество точных поверхностей, самые точные поверхности имеют 6ой квалитет, также деталь имеет небольшое количество поверхностей с высокими требованиями шероховатости.
Проведя анализ технологичности конструкции детали можно сделать вывод, что в целом деталь является технологичной, так как имеет небольшое количество поверхностей с высокой точностью и шероховатостью. Имеет развитые поверхности для базирования и закрепления при обработке.
Поверхности детали являются достаточно открытыми для свободного доступа инструмента. Обработка наружных поверхностей возможна проходными резцами.
Конструкция детали позволяет применять для мех. обработки станки с ЧПУ, что соответствует мелкосерийному типу производства.
Существующие точность и шероховатость рабочих поверхностей не могут быть изменены, так как они являются необходимыми для выполнения деталью своего служебного назначения.
Пути повышения технологичности:
1. Изменить способ получения заготовки с целью уменьшения припусков на механическую обработку.
2. Обеспечить повышение жесткости штока при обработке применением люнетов.
3. Необходимо стандартизовать размеры канавок под резьбу и для выхода шлифовального круга.
5. Анализ существующего или типового технологического процесса
5.1 Формирование заданий проектирования
От правильности назначения последовательности и перечня технологических операций напрямую зависит качество получаемой детали. Для правильной оценки технологического процесса необходимо руководствоваться типовым технологическим процессом. В качестве типового выбран техпроцесс обработки ступенчатых валов, но с учетом конструктивных особенностей и назначения исходной детали.
Последовательность операций: Последовательность операций соответствует типовому технологическому процессу:
подготавливаются технологические базы
производится обтачивание в три стадии: (черновое, получистовое, чистовое)
фрезеруют шестигранник
получистовое шлифование рабочих поверхностей
полирование поверхностей под азотацию
накатывание резьбы
фрезерование паза
чистовое шлифование рабочих поверхностей
полирование 32h6
Общий анализ технологического процесса:
В заводском техпроцессе широко применяется разметка на операциях сверления и фрезерования. В связи с изменившимся типом производства предлагаю заменить разметку применением приспособлений. Применяемое оборудование по точности соответствует требованиям операций. Режущий инструмент в основном твердосплавный с напайными пластинами, марки инструментальных материалов выбраны в соответствии с типом операции, обладают высокой стойкостью и позволяют вести обработку на высоких режимах резания. Мерительный инструмент на операциях предварительной обработки - штангенциркуль и линейка, на чистовой и отделочной стадиях - предельные калибры-скобы. Данный мерительный инструмент позволяет вести измерения с необходимой точностью.
Так как шток это ответственная деталь, то в техпроцессе предусмотрены операции дефектоскопии. Первая - ультразвуковая, после чернового обтачивания: необходима для контроля за наличием пустот в объеме штока. Вторая - магнитная, проводится перед азотацией: необходима для контроля состояния поверхностного слоя штока.
Заготовка: На заводе данная деталь производилась в условиях единичного производства, этому производству соответствовал способ получения заготовки - ковкой на молотах, который характеризуется большими и неравномерными припусками, большими допусками. В связи с этим была необходимость введения обдирочных операций, большой объем механической обработки, а также сложность использования в качестве черновых баз наружных цилиндрических поверхностей. В связи с изменившимся типом производства предлагаю изменить способ получения заготовки на более точный с соответствующими технико-экономическими расчетами.
Анализ операций: