Проект участка механического цеха по изготовлению маховика 260. 3-1005114 СБ

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

" Брестский государственный технический университет"

Кафедра машиноведения РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту на тему:

" Проект участка механического цеха по изготовлению маховика 260.3−1 005 114 СБ"

Брест 2006

Аннотация дипломного проекта студента факультета заочного обучения Павлени С.В.

" Проект участка механического цеха по изготовлению маховика 260.3−1 005 114 СБ" .

178 с., в том числе 55 — технологическая документация и 9 — спецификации; 12 листов чертежей.

Учреждение образования «Брестский государственный технический университет», 2006 год.

В дипломном проекте дано описание объекта производства, указаны конструктивные особенности и характеристика эксплуатационных параметров машины, в которую входит обрабатываемая деталь. Проведен анализ служебного назначения и технических условий маховика, анализ технологичности и обоснован выбор метода получения заготовки. Разработан маршрутно-операционный технологический процесс. Установлена последовательность переходов, дано обоснование выбора технологических баз и их чередования на всех этапах технологического процесса, выполнены аналитические расчеты припусков и режимов резания на две операции механической обработки. Произведен выбор моделей оборудования и определены коэффициенты его загрузки. Выбран тип и организационная форма производства.

Спроектировано станочное приспособление 1А734Ф3. Н247−410 на токарный полуавтомат 1А734Ф3, контрольное приспособление 8531−5048−02 для проверки радиального биения, а также специальный режущий инструмент (комбинированное сверло).

Разработано средство автоматизации — захватное устройство — предназначенное для захватывания маховика за внутреннее отверстие O52 и установки его на станок.

Решен комплекс вопросов организации и экономики производства, выполнены соответствующие расчеты цеховых расходов и себестоимости изготовления маховика, составлена таблица технико-экономических показателей проекта. Экономический эффект по сравнению с базовым вариантом составил 1961,38 млн руб. Выполнены также необходимые разработки по охране труда и окружающей среды.

маховик деталь резание механический

• Введение
• 1. Технологический раздел
• 1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали
• 1.2 Анализ технологичности конструкции детали
• 1.3 Определение типа производства
• 1.4 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки
• 1.5 Выбор технологических баз
• 1.6 Анализ базового варианта технологического процесса обработки детали и экономическое обоснование проектируемого технологического процесса
• 1.7 Предварительная разработка и выбор варианта технологического маршрута
• 1.8 Расчет припусков на обработку
• 1.9 Расчет режимов резания
• 1.10 Техническое нормирование
• 1.11 Расчет технологической размерной цепи
• 1.12 Определение необходимого количества оборудования. Графики загрузки оборудования
• 2. Конструкторский раздел
• 2.1 Описание работы и расчет установочного приспособления (патрон токарный)
• 2.3 Описание принципа работы и расчет приспособления для контроля радиального биения поверхностей
• 2.3 Разработка конструкции комбинированного сверла
• 2.4 Расчет устройства для захвата маховика
• 3. Технико-организационная часть
• 3.1 Снабжение участка режущими, измерительными, вспомогательными инструментами
• 3.2 Организация заточки и замены инструмента
• 3.3 Организация сборки и удаления стружки
• 3.4 Организация ремонта оборудования и технологической оснастки
• 3.5 Организация снабжения участка СОЖ
• 3.6 Организация рабочих мест
• 3.7 Меры обеспечения чистоты, порядка и эстетики на участке и в цехе
• 4. Экономический раздел
• 4.1 Исходные данные для проведения экономического раздела дипломного проекта
• 4.2 Определение потребностей в материально-технических и трудовых ресурсах
• 4.3 Расчет технико-экономических показателей
• 4.4 Оценка экономической эффективности варианта технологического процесса
• 4.5 Основные технико-экономические показатели проекта
• 5. Охрана труда и окружающей среды
• Заключение
• Литература

Технология в значительной степени определяет состояние и развитие производства. От ее уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для дальнейшего развития машиностроительной промышленности требуется разработка новых технологических процессов, поиск более эффективных методов обработки.

Преддипломная практика проходила на РУПП «Барановичский завод автоматических линий» .

Завод начал строится в 1971 году, как филиал Минского завода автоматических линий. Первым директором был Каролик Петр Фомич, на заводе работало 5700 человек вместе с СКБ. Первые станки были выпущены в 1973 — 1974 годах.

Завод в течение месяца выпускал около 50 агрегатных станков, 2−4 автоматические линии, 1500 узлов к станкам по заказу других заводов. Заказы приходили с различных стран СССР, поставки металла производились из Сибири. В связи с распадом СССР резко сократились объемы производства, прекратились поставки сырья, практически не было новых заказов. Но, тем не менее, завод продолжал выпускать различные детали к станкам, выполнял заказы других предприятий. В настоящее время завод занимается выпуском узлов к станкам, выполняет заказы от Белорусской железной дороги, МАЗа.

Целью дипломного проектирования является разработка технологического процесса механической обработки детали, проектирование станочного и контрольного приспособления, разработка средства автоматизации, выполнение необходимых технических и экономических расчетов. А также приобретение практических навыков решения технологических задач подготовки производства деталей машин и разработки технологической документации. В основу разработки технологического процесса положен базовый техпроцесс изготовления детали, критический анализ и усовершенствование которого необходимо осуществить в рамках дипломного проекта.

В технологическом разделе проекта нами ставится задача уменьшения трудоемкости и металлоемкости, возможность обработки детали высокопроизводительными методами. Вначале проводим выбор более рационального метода получения заготовки для повышения использования металла, сокращения количества черновых переходов, а следовательно и трудоемкости. При разработке технологии следует стремится к тому, что бы одним и тем же методом обрабатывать большее количество поверхностей заготовки, для этого необходимо разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность.

1. Технологический раздел

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали

Маховик 260.3−1 005 114 является сборочной единицей, состоящей непосредственно из самого маховика и зубчатого венца напрессованного на него. Маховик входит в состав двигателя грузового автомобиля МАЗ.

Маховик служит для равномерного вращения коленчатого вала и преодоления двигателем повышенных нагрузок при трогании с места и во время работы. Его устанавливают на хвостовике коленчатого вала. Чем больше момент инерции маховика, тем выше равномерность хода двигателя, однако переход с одного скоростного режима на другой в силу его инерционности будет более медленный. Маховик представляет собой тяжелый чугунный диск. Он крепится к фланцу коленчатого вала двигателя зашплинтованными болтами, взаимное угловое положение определяется установочным штифтом. На переднем торце находится углубление, по которому определяют положение поршня первого цилиндра. Углубление на маховике используют при регулировке зазоров между клапанами и коромыслами. На ободе маховика напрессован стальной зубчатый венец, необходимый для проворачивания коленчатого вала от стартера при пуске двигателя.

Маховик выполняет одновременно функцию ведущего диска фрикционного сцепления, в которое также входят ведомый диск, посаженный на валу коробки передач, и нажимной диск, размещенный внутри кожуха. Между нажимным диском и кожухом сцепления размещены пружины, зажимающие ведомый диск между нажимным диском и маховиком. В результате вращающий момент передается от двигателя на ведущий вал коробки передач. Вращающий момент двигателя передается также от маховика через болты крепления кожуху, а через него нажимному диску.

Исполнительными являются поверхности отверстий O15 (9 отв.) и М10−6Н (10 отв.); наружная поверхность М (см. приложение). При старте двигателя ведущая шестерня стартера вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика, который с натягом установлен на диск маховика. При работе двигателя вращение передается от коленчатого вала через болты крепления маховику, а также от маховика через болты кожуху сцепления.

Основные конструкторские базы: поверхности O52N7 и O110Н8, по которым маховик базируется по поверхностям фланца коленчатого вала двигателя; отверстие для штифта O14,2D9, определяющего взаимное угловое положение маховика и коленчатого вала.

Вспомогательные конструкторские базы: поверхность М, определяющая положение зубчатого венца; поверхность отверстий М10−6Н (10 отв.) для установки крепежных болтов кожуха сцепления.

Отверстие O8Н12 технологическое, используемое при настройке системы подачи топлива. Остальные поверхности свободные.

Рисунок 1.1 — Маховик

Диск маховика изготавливается из серого чугуна СЧ20 ГОСТ 1412–85, который обладает высокой износостойкостью и достаточной прочностью. В качестве заготовки маховика используется отливка в кокиль. Серый чугун наиболее дешевый литейный сплав, обладает сравнительно высокими механическими свойствами, относительно низкой температурой плавления и очень хорошими литейными свойствами. Размер усадки колеблется от 0,9 до 1,3%, что является существенным фактором, обуславливающим получение качественных отливок без усадочных раковин, трещин, короблений и других дефектов литья. Серый чугун малочувствителен к надрезам, выточкам, буртикам и другим концентраторам напряжений. Обладает способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках.

Химический состав серого чугуна приведен в таблице 1.1, а механические свойства — в таблице 1.2.

Таблица 1.1 — Химический состав СЧ20 ГОСТ 1412–85, %

Таблица 1.2 — Механические свойства СЧ20 ГОСТ 1412–85

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Выбор заготовки означает определение рационального метода ее получения, назначение требуемых припусков на обработку резанием и выявление комплекса технических требований, характеризующих геометрическую точность заготовки и физико-механические свойства ее материала. Основными способами получения заготовок маховика являются: литье в песчано-глинистую форму, в кокиль, центробежное литье, литье под давлением. Заготовку маховика получают литьем в кокиль. Данный способ получения заготовки позволяет повысить точность заготовки, приблизить форму заготовки к форме детали, что сокращает объем механической обработки и снижает себестоимость готовой детали. Припуски назначены в соответствие с ГОСТ 26 645–85. Коэффициент использования материала 0,83 довольно высокий.

Серый чугун является основным конструкционным материалом для изготовления маховиков. Материал детали — серый чугун СЧ20 ГОСТ 1412–85 — наиболее дешевый литейный сплав, обладает сравнительно высокими механическими свойствами, относительно низкой температурой плавления и очень хорошими литейными свойствами. Размер усадки колеблется от 0,9 до 1,3%, что является существенным фактором, обуславливающим получение качественных отливок без усадочных раковин, трещин, короблений и других дефектов литья. Отливки из серого чугуна обладают высокой циклической вязкостью, что способствует демпфированию колебаний. Серый чугун малочувствителен к надрезам, выточкам, буртикам и другим концентраторам напряжений. Обладает способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках. Выбранный материал детали технологичен с точки зрения обеспечения механических свойств.

Деталь не имеет сложных поверхностей, в основном это наружные и внутренние цилиндрические поверхности, поэтому нет необходимости в сложном режущем инструменте. Применение специального режущего инструмента: комбинированные сверла и зенкеры — обусловлено необходимостью повышения производительности, сокращения количества переходов обработки. Деталь имеет достаточно поверхностей, удобных для базирования и закрепления, это наружные поверхности, А и Г, торцы маховика К и Л, отверстие Е (рисунок 1.1). Все поверхности, подвергаемые механической обработке, легко доступны, нет поверхностей сложной геометрической формы. Конструкция маховика благодаря своей форме и достаточной толщине стенок имеет высокую жесткость, что дает возможность применения высокопроизводительных методов механической обработки. Отсутствуют места резких переходов и изменения формы. При обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, а также поверхностей торцов детали применяется точение и растачивание, что соответствует требуемой точности и качеству поверхностей. Для получения отверстий применяется сверление, зенкерование, развертывание, что также соответствует требованиям к точности и качеству поверхностей. В конструкции детали отсутствуют отверстия и плоскости, расположенные не под прямым углом, внутренние резьбы большого диаметра, также отсутствуют глухие отверстия и поверхности, обрабатываемые с внутренней стороны. Деталь имеет простую форму наружного контура и центрального отверстия. Отсутствуют соосные отверстия, обрабатываемые с разных сторон. Существует возможность многошпиндельной обработки отверстий в соответствие с расстоянием между осями отверстий, возможность многорезцового точения. При простановке размеров измерительные базы удобны для использования в качестве технологических и совпадают с конструкторскими базами детали. На исходном чертеже отсутствуют замкнутые контуры размеров.

В целом конструкция детали технологична как с точки зрения получения заготовки, так и с точки зрения механической обработки. Требуемую точность поверхностей, не подвергаемых механической обработке, обеспечивает сам процесс получения заготовки.

1.3 Определение типа производства

Тип производства оказывает влияние на построение технологического процесса изготовления детали — выбор технологического оборудования, оснастки, и организацию работы на предприятии.

При заданной годовой программе выпуска 37 000 штук и массе детали 37,3 кг принимаем по таблице 5.2 тип производства крупносерийный.

После разработки технологического процесса и определения норм времени, производится уточненный расчет типа производства.

1.4 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

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

Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество операций технологического процесса. Следует стремиться к наибольшему коэффициенту использования материала, то есть максимально приближать форму и размеры исходной заготовки к форме и размерам готовой детали при условии наименьшей себестоимости ее изготовления.

В базовом варианте заготовку маховика получают литьем в кокиль. Этот способ литья экономически оправдано применять в крупносерийном производстве. Отливки в кокиль имеют более высокую точность размеров (13…15 квалитеты), параметр шероховатости поверхности отливок Rz=80…10 мкм. Все это позволяет в 2−3 раза уменьшить припуски на обработку резанием. Припуски назначены в соответствие с ГОСТ 26 645–85. Коэффициент использования материала 0,83 довольно высокий, то есть заготовка по форме и размерам наиболее близка к готовой детали, что значительно повышает производительность механической обработки. Также заготовку можно получить литьем в песчано-глинистую форму. Однако эффективность литья в кокиль по сравнению с литьем в ПГФ достигается благодаря устранению формовочной смеси, повышению качества отливок, их точности, уменьшению припусков на обработку, снижению трудоемкости очистки и обдувки отливок, механизации и автоматизации основных операций и, как следствие, повышению производительности и улучшению условий труда. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно.

Точность отливки 7−8-11−9 См 3,0 ГОСТ 26 645–85,

где 7 — класс размерной точности (по таблице 9 для технологического процесса литья — литье в кокиль без песчаных стержней, типа сплава — нетермообрабатываемые черные сплавы, класс размерной точности 7 т — 11 т, принимаем 7);

8 — степень коробления (по таблице 10 для нетермообрабатываемых отливок в многократных формах);

11 — степень точности поверхностей (по таблице 11 для технологического процесса литья — литье в кокиль без песчаных стержней, типа сплава — нетермообрабатываемые черные сплавы, степень точности 7−12, принимаем 11);

9 — класс точности массы (по таблице 13 для технологического процесса литья — литье в кокиль без песчаных стержней, типа сплава — нетермообрабатываемые черные сплавы, класс точности массы 5−12, принимаем 9);

См=3 — допуск смещения 3 мм.

Ряд припусков на обработку отливок — 6 (по таблице 14 для степени точности 11, ряд 4−7, принимаем 6).

Точность обработки — средняя (по таблице 15 [4]).

Шероховатость поверхностей Ra не более 20 мкм (по таблице 12 для степени точности поверхностей 11).

Согласно этой информации по ГОСТ 26 645–85 определим допуски, припуски на механическую обработку и рассчитаем размеры отливки (таблица 4).

Приведем расчет размера отливки для размера детали O414 мм.

Назначим допуск размера отливки: для 7 класса размерной точности — 1,8 мм (по таблице 1 [4]).

Допуск формы и расположения элементов отливки равен 2,4 мм для 8 степени коробления (по таблице 2 [4]).

Допуск неровностей поверхностей отливки для 11 степени точности поверхностей отливки не более 0,5 мм (по таблице 3 [4]).

Допуск массы отливки не более 6,4% от номинальной массы отливки для 9 класса точности массы отливки (по таблице 4 [4]).

Минимальный литейный припуск на сторону не более 0,6 мм для 6 ряда припусков отливки (по таблице 5 [4]).

Общий допуск элементов отливки равен 3,6 мм для допуска размера отливки 1,8 мм и допуска формы и расположения 2,4 мм (по таблице 16 [4]).

Общий припуск на сторону не более 1,7 мм для 6 ряда припусков при общем допуске 1,8 мм (по половинному значению общего допуска, так как поверхность вращения) и черновой окончательной механической обработке (по таблице 6 [4]).

Тогда размер отливки равен O414+2*1,7= O417,4 мм, принимаем O418 мм.

Таблица 1.3 — Припуски и допуски отливки

Рассчитаем стоимость заготовок. Стоимость заготовок, полученных литьем в кокиль и литьем в ПГФ, определим по следующей формуле:

S_заг = (*Q*k_т*k_с*k_в*k_м*k_п)-(Q-q)*, (1.1)

где S_i — базовая стоимость 1 т заготовок, руб.;

k_т, k_с, k_в, k_м, k_п — коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

Q — масса заготовки, кг;

q — масса готовой детали, кг;

S_отх — стоимость 1 т отходов, руб.

Базовая стоимость 1 т отливок, полученных литьем в ПГФ, S₁=360 руб. (из серого чугуна марок СЧ-10, СЧ-15, СЧ-18, массой 1…3 кг, 3-го класса точности по ГОСТ 1855–55, 3-й группы сложности и 3-й группы серийности, прейскурант № 25−01, 1981 год).

Так как заготовка 2-го класса точности, то k_т=1,05.

k_м=1,08, так как заготовка из чугуна СЧ20.

k_с=1 — заготовка 3-й группы сложности.

k_в=0,8 — при массе отливки Q₁=50 кг из чугуна СЧ20.

k_п=1 — 3-я группа серийности.

Стоимость заготовки, полученной литьем в ПГФ:

S_заг1 = (*50*1,05*1*0,8*1,08*1)-(50−37,3)* = 16,01 руб.

Для отливок, полученных литьем в кокиль необлицованный, за базовую принята стоимость 1 т S₂=318 руб. (отливки из чугуна СЧ10, СЧ15, СЧ18, массой 1…4 кг, 3-й группы сложности, 2-ой группы серийности, прейскурант № 25−01, 1981 год).

k_т=1 независимо от класса точности отливок.

k_м=1,06, так как заготовка из чугуна СЧ20.

k_с=1 — заготовка 3-й группы сложности.

k_в=0,78 — при массе отливки Q₂=43 кг из чугуна СЧ20.

k_п=1,15 — 3-я группа серийности.

Стоимость заготовки, полученной литьем в кокиль:

S_заг2 = (*43*1*1*0,78*1,06*1,15)-(43−37,3)* = 13,42 руб.

Цены представлены на 1981 год.

Коэффициент использования материала:

КИМ₁ = = = 0,75; (1.2)

КИМ₂ = = = 0,86.

Так как S_заг1>S_заг2 и КИМ₁<�КИМ₂, то выгоднее принять второй метод получения заготовки — литье в кокиль. Данный способ получения заготовки позволяет повысить точность заготовки, приблизить форму заготовки к форме детали, что сокращает объем механической обработки.

1.5 Выбор технологических баз

Выбор технологических баз и последовательности обработки поверхностей заготовки является наиболее ответственным этапом разработки технологического процесса. Правильность принятия решения на этом этапе технологического проектирования во многом определяет достижение требуемой точности детали в процессе ее изготовления и экономичность технологического процесса.

а)

б)

Рисунок 1.2 — Схемы базирования: а) на первой токарной с ЧПУ операции; б) на второй токарной с ЧПУ операции

Проанализируем схемы базирования на операциях. На токарных с ЧПУ операциях заготовка устанавливается в патрон токарный трехкулачковый (рисунок 1.2), причем на первой операции базами являются черновые поверхности, но они используются только один раз, что допускается. Заготовка при этом лишается пяти степеней свободы. Установочная база — торцовая поверхность маховика, контактирующая с тремя опорными точками 1, 2, 3, лишающими маховик трех степеней свободы: возможности линейного перемещения и поворотов вокруг двух осей. В ее качестве выбирается наиболее развитая поверхность заготовки. Эти точки размещают на максимальном расстоянии друг от друга, что позволяет привести к минимальному влиянию на точность установки дефектов базовой поверхности. Двойная опорная (или центрирующая) база — точки 4, 5 отбирают у маховика две степени свободы: лишают заготовку двух линейных перемещений. Поскольку базирование осуществляется в самоцентрирующее приспособление, то для всех радиальных размеров соблюдается принцип единства баз. Для осевых размеров принцип единства баз не соблюдается, но точность обеспечивается, так как обработка ведется на настроенных станках.

При выбранных схемах базирования обеспечивается быстрая и удобная установка заготовки в приспособлении, не затруднен доступ инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям.

а) б)

Рисунок 1.3 — Схемы базирования: а) на токарной с ЧПУ операции; б) на координатно-расточной операции На операциях токарная с ЧПУ и координатно-расточная для базирования используется один набор технологических баз (рисунок 1.3), при этом соблюдаем принцип постоянства баз. На токарной с ЧПУ операции используется патрон с осевым зажимом (по жесткому пальцу), а на координатно-расточной — оправка цилиндрическая шариковая. Однако в первом случае вращается заготовка (она лишается пяти степеней свободы), а во втором — инструмент (заготовка лишается шести степеней свободы). Опорная база — точка 6 лишает маховик одной степени свободы: возможности поворотов вокруг собственной оси. На токарной с ЧПУ операции соблюдается принцип единства баз для всех осевых размеров. На координатно-расточной операции при обработке отверстий принцип единства баз не соблюдается, однако погрешность базирования имеет очень малое значение по сравнению с выдерживаемыми линейными размерами. При обработке поверхностей не затруднен доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, и обеспечивается быстрая и удобная установка и снятие детали в приспособлении.

Рисунок 1.4 — Схема базирования на радиально-сверлильной операции На данной операции технологическое отверстие O8Н12 сверлится с помощью накладного кондуктора, инструмент при этом направляет кондукторная втулка. Накладной кондуктор непосредственно базируют по предварительно обработанным поверхностям заготовки. Заготовка лишается шести степеней свободы. На радиально-сверлильной операции при обработке отверстия принцип единства баз не соблюдается, однако погрешность базирования имеет очень малое значение по сравнению с выдерживаемыми линейными размерами. При обработке отверстия не затруднен доступ инструмента к нему, и обеспечивается быстрая и удобная установка и снятие детали в приспособлении.

1.6 Анализ базового варианта технологического процесса обработки детали и экономическое обоснование проектируемого технологического процесса

Заготовку маховика получают литьем в кокиль. Этот способ литья экономически оправдано применять в крупносерийном производстве. Данный способ получения заготовки позволяет повысить качество отливки, обусловленное использованием металлической формы, повысить стабильности показателей качества: механические свойства, структуру, плотность, шероховатость, точность размеров отливки.

На токарно-винторезной операции 001 заготовка устанавливается в патрон, причем сначала базами являются черновые поверхности, но они используются только один раз, что допускается. Принцип единства баз соблюдается для всех радиальных размеров.

На токарных с ЧПУ операциях 007и 011 заготовка устанавливается в патрон. На токарной с ЧПУ операции 023 деталь устанавливается на планшайбе и закрепляется прихватами, на этой операции соблюдается принцип единства баз для всех осевых размеров.

На опрециях 031 продольно-фрезерная, 037 координатно-расточная и 041 радиально-сверлильная используется один набор технологических баз. Схема базирования такая же, как на операции 023 токарная с ЧПУ.

Можно сделать вывод, что применяемые в заводском техпроцессе схемы базирования на операциях механической обработки приемлемы для обеспечения требуемой точности детали.

Все заготовки перед подачей на станки для мехобработки проходят входной контроль, при котором проверяются размеры, твердость поверхности, наличие дефектов литья — раковины, противоужимная сетка, смещение по плоскости разъема формы.

Базовый технологический процесс предусматривает обработку детали до сборки и в сборе с венцом.

Последовательность операций технологического процесса для обеспечения заданной точности поверхностей детали выбрана правильно, так как на каждой из последующих операций происходит постепенное повышение точности.

Таблица 1.4 — Анализ заводского техпроцесса

При обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, а также поверхностей торцов детали применяется точение и растачивание, что соответствует требуемой точности и качеству поверхностей (до 7 квалитета точности, шероховатости Ra 1,6 мкм). Для получения отверстий применяется сверление, зенкерование, развертывание, что также соответствует требованиям к точности и качеству поверхностей. Механическая обработка цилиндрических поверхностей и поверхностей торцов разделена на черновые и чистовые переходы, чтобы обеспечить постепенное уточнение заготовки до уровня точности детали.

В соответствие с типом производства на участке по обработке маховика установлены станки с ЧПУ — токарные, фрезерные и координатно-расточные. Применяемые станки хорошо подходят по размерам детали и с их помощью можно получить заданную точность обрабатываемых поверхностей.

В заводском техпроцессе применяется стандартный и специальный режущий и измерительный инструмент. Деталь не имеет сложных поверхностей, в основном это наружные и внутренние цилиндрические поверхности, поэтому нет необходимости в сложнорежущем инструменте. Применение специального режущего инструмента: комбинированные зенкеры и сверла — обусловлено необходимостью повышения производительности, сокращение количества переходов обработки. Материал режущей части инструмента выбран правильно (в зависимости от вида обрабатываемого материала), так как обрабатываемый материал серый чугун СЧ20, то для резцов выбраны пластины из твердого сплава ВК6, а для осевых инструментов — сталь Р6М5. Точности изготовления измерительного инструмента достаточно, чтобы проконтролировать необходимые размеры.

Можно сделать вывод, что применяемый в заводском техпроцессе инструмент позволяет получить требуемую точность и качество поверхностей.

1.7 Предварительная разработка и выбор варианта технологического маршрута

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы одним и тем же методом обрабатывать возможно большее количество поверхностей заготовки, что дает возможность разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки заготовки.

При выборе метода обработки пользовались приведенными справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технологических возможностях различных методов обработки [8, 11].

Значения расчетной величины уточнения на отдельном переходе мехобработки можно определить на основе рекомендаций. Точность на черновом переходе при обработке чугунов обычно повышается на 2…4 квалитета точности размера или степени точности. Точность на каждом чистовом или отделочном переходе при обработке чугунов повышается на 2…3 квалитета или степени точности.

Заготовка имеет точность размеров — 15 квалитет.

Рассмотрим все поверхности маховика, получаемые механической обработкой.

Необходимо произвести обработку торца 133,5 мм, параметр шероховатости которого Ra=6,3 мкм. Для выполнения требуемой шероховатости поверхности применяем точение черновое и точение чистовое.

Для поверхностей маховика диаметрами O414_-1,5 мм, O410_-1,5 мм_, O404_-1,5 мм, O368^+1,4 мм, O354_-1,4 мм и O177 мм с параметром шероховатости Ra=12,5 мкм применим черновое точение.

Необходимо обработать «чашку», выдержав размеры O195^+1,1 мм с Ra=6,3 мкм и O120^+1,0 мм с Ra=3,2 мкм, и «зеркало» выдержав размеры 76±0,1 мм с Ra=1,6 мкм и 34,5±0,2 мм с Ra=3,2 мкм. Это возможно обеспечить черновым и чистовым точением.

Для поверхности O385 мм с Ra=3,2 мкм применим черновое и чистовое точение.

Для поверхности O110Н8(^+0,054) мм с параметром шероховатости Ra=3,2 мкм применим черновое и чистовое точение.

Необходимо обработать 4 паза 60Н9 с Ra=3,2, выдержав размеры 76-(0,2…0,5). Это возможно обеспечить черновым и чистовым фрезерованием.

Требуется обработать поверхность O52N7() мм с параметром шероховатости Ra=1,25 мкм. Выполнение данной точности и шероховатости поверхности можно обеспечить зенкерованием и двукратным растачиванием.

Определим требуемую и расчетную величину уточнения:

1. зенкерование 11 кв. допуск д₁=0,19 мм;

2. чистовое растачивание 9 кв. д₂=0,074 мм;

3. тонкое растачивание 7 кв. д₃=0,03 мм.

Требуемая величина уточнения:

К_у = = = 36,7, (1.3)

где д_заг — допуск размера поверхности заготовки, мм;

д_дет — допуск размера поверхности детали, мм.

Расчетное уточнение на 1 переходе: К_ур1=6,55.

Расчетное уточнение на 2 переходе: К_ур2=2,56.

Расчетное уточнение на 3 переходе: К_ур3=2,56.

Общая расчетная величина уточнения:

К_ур = К_ур1*К_ур2*К_ур3 = 6,55*2,56*2,56 = 42,9. (1.4)

Так как К_ур=42,9>К_у=36,7, то назначенный маршрут обработки поверхности O52N7() маховика обеспечит заданную точность.

Необходимо получить отверстие для штифта O14,2D9() мм с параметром шероховатости Ra=1,6 мкм. Это возможно получить сверлением, зенкерованием и развертыванием.

Необходимо получить 9 отверстий O15Н14(^+0,43) мм и 4 отверстия O15Н14(^+0,43) с Ra=12,5 мкм под болты крепления и технологическое отверстие O8Н12 мм с Ra=25 мкм. Это можно получить сверлением.

Для получения двух отверстий O12,5 мм с параметром шероховатости Ra=2,5 мкм применим сверление, зенкерование и развертывание.

Требуется просверлить 10 отверстий и нарезать в них резьбы М10−6Н с Ra=6,3 мкм. Это обеспечивается сверлением и нарезанием резьбы метчиком. Таким же методом выполняется обработка 2 отверстий М8−6Н.

Таблица 1.5 — Выбор методов обработки

Далее разрабатываем общий план обработки детали, определяем содержание операций техпроцесса и выполняем предварительный выбор типа оборудования.

Перед подачей на станки для мехобработки все заготовки проходят входной контроль, при котором проверяются размеры, твердость поверхности, наличие дефектов литья — раковины, противоужимная сетка, смещение по плоскости разъема формы.

Обработку маховика начинаем с токарной операции на одношпиндельном многорезцовом токарном полуавтомате 1А734Ф3, на которой точим базовый торец (установочная база) и зенкеруем отверстие O52N7 мм (двойная опорная база), которые в дальнейшем используются в качестве технологической базы на следующей токарной операции. Также на этой операции точим остальные наружные поверхности с образованием фасок.

На второй токарной операции точим остальные наружные поверхности, а также растачиваем предварительно и окончательно отверстие O52N7 мм. Станок тот же 1А734Ф3.

На этих двух операциях мы обрабатываем поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволит своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.

Следующая операция — слесарная, на которой снимают заусенцы, протирают заготовки ветошью и подают на стол для контроля.

На контрольной операции проверяют диаметры и дефекты заготовки.

Затем идет сборка. Венец нагревают и напрессовывают на маховик.

На следующей токарной операции точат окончательно торцы, выборку и «зеркало» (на токарном полуавтомате 1А734Ф3).

Затем идет координатно-расточная операция на станке WKV-100, на которой идет сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание резьбы.

Следующая операция радиально-сверлильная на станке 2Н55, на которой сверлим технологическое отверстие O8Н12 со снятием фаски.

На слесарной операции снимаем заусенцы, протираем деталь ветошью и подаем на стол для контроля, где проверяем размеры, допуски биения, дефекты, посадку венца.

На моечной операции с помощью моечной машины промываем деталь.

Затем идет балансировка, где на балансировочном станке МС9Б765−3 балансируем деталь статически в динамическом режиме.

Далее слесарная операция и контроль, где проверяем дисбаланс.

Технический контроль намечаем после тех этапов обработки, где вероятно повышение количества брака, перед сложными дорогостоящими операциями, а также в конце обработки детали.

Технологический маршрут обработки маховика:

005 Слесарная.

Верстак 02−11−00.00.

Зачистить площадку для замера твердости.

010 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

Произвести входной контроль заготовки, проверить твердость.

015Токарная с ЧПУ.

Токарный полуавтомат 1А734Ф3.

Точить деталь предварительно.

020 Токарная с ЧПУ.

Токарный полуавтомат 1А734Ф3.

Точить деталь предварительно.

025 Слесарная.

Верстак 02−11−00.00.

Снять заусенцы, потереть ветошью, падать на стол для контроля.

030 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

Проверить диаметры, дефекты.

035 Сборка.

Установка для нагрева АП-106.

Нагреть венец и напрессовать на маховик.

040 Токарная с ЧПУ.

Токарный полуавтомат 1А734Ф3.

Точить деталь окончательно.

045 Координатно-расточная.

WKV-100.

Фрезеровать пазы, сверлить, расточить, развернуть отверстия, зенковать фаски, нарезать резьбу.

050 Радиально-сверлильная.

Радиально-сверлильный 2Н55.

Сверлить отверстие со снятием фаски.

055 Слесарная.

Верстак 02−11−00.00.

Снять заусенцы, потереть ветошью, подать на стол для контроля.

060 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

Проверить размеры, допуски биения, дефекты, посадку венца.

065 Промывка.

Машина моечная Н-305.

Промыть маховик.

070 Балансировка.

Станок балансировочный МС9Б765−3.

Балансировать деталь статически в динамическом режиме.

075 Слесарная.

Кабина М-601.00.00.

Продуть отверстия воздухом, протереть ветошью.

080 Контрольная.

Станок балансировочный МС9Б765−3.

Проверить дисбаланс.

Далее окончательно определяем состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции (структура операции), производим окончательный выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

005 Слесарная.

Кабина М-601.00.00.

1. Транспортировать заготовку к кабине.

2. Установить и снять деталь.

3. Зачистить площадку для замера твердости.

4. Зачистить базовые поверхности, А и Б, при наличии на них пригара, приливов, заливов и заусенцев.

5. Подать деталь на контроль.

Применяемое приспособление: верстак слесарный 02−11−00.00; машинка шлифовальная ИП-2020 ГОСТ 12 634–80.

Режущий инструмент: круг шлифовальный 180×20×20 1 25А10-ПСТК1А 35м/с, А 1кл. ГОСТ 2424–83.

010 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

1. Проверить отсутствие внешних дефектов.

2. Проверить размеры.

3. Проверить твердость поверхности 1; площадка пред контролем должна быть зачищена.

Приспособление: 8790−5023 твердомер (Польди).

Измерительный инструмент: штангенциркули ШЦ-I-125−0,1; ШЦ-II-500−0,1; ШЦ-II-250−0,1−2 ГОСТ 166–89; штангенглубиномер ШГ-160−0,05 ГОСТ 162–89; микроскоп МПБ-2.

015 Токарная с ЧПУ.

Станок 1А734Ф3.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить, закрепить, открепить и снять деталь.

3. Точить торец 137 мм и диаметры O410_-1,5 мм и O414_-1,55 мм двумя суппортами одновременно, точить O404_-1,5 мм, выдерживая размеры 77±0,2 мм, 16±0,2 мм с образованием угла 45°.

4. Зенкеровать отверстие O50±0,1 мм на проход.

5. Расточить выточки O368^+1,4 мм, O195^+1,1 мм, O120^+1,0 мм выдерживая размеры 77±0,2, 32,5±0,2 мм, 2±0,2 мм; канавку вид А, фаску 2×45?, 40? и R6.

На третьем переходе в качестве режущего инструмента используем резец проходной ГОСТ 26 476–85 с неперетачиваемой твердосплавной пластиной марки ВК6 ГОСТ 19 059–80. На черновой операции при обрабатываемом материале серый чугун СЧ20 по таблице 3[12] выбрали материал пластины ВК6. В качестве измерительного инструмента используем штангенциркули ШЦ-I-125−0,1−2 и ШЦ-II-500−0,1−1 ГОСТ 166–89; штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 166–89. Предельная погрешность измерения инструментов равна 100 мкм, что достаточно для измерения выдерживаемых размеров, поэтому данные измерительные инструменты подходят для контроля размеров.

Используемый режущий инструмент на четвертом переходе: зенкер O49,8 мм, а измерительный инструмент — штангенциркуль ШЦ-I-125−0,1−2 ГОСТ 166–89.

На пятом переходе используем резец расточной с пластиной ВК6 ГОСТ 19 059–80 (таблица 3[12]). Измерительный инструмент — штангенциркуль ШЦ-II-500−0,1−1 ГОСТ 166–89 и штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 162–89.

Применяемое приспособление: патрон токарный трехкулачковый.

020 Токарная с ЧПУ.

Станок 1А734Ф3.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить, закрепить, открепить и снять деталь.

3. Точить торец, уступ и диаметр O385 мм, предварительно и окончательно, выдерживая размеры 48,5±0,2 мм, 20±0,2 мм, фаску 2×45? мм

4. Точить торец, выдерживая размеры O122_-1 мм, 10±0,2 мм.

5. Расточить отверстие O52 мм и выточку O110^+0,054 мм,, предварительно и окончательно, канавку вид А, выдерживая размеры 3±0,05 мм, 7±0,2 мм, фаску 1×45° мм.

В качестве режущего инструмента на 3 и 4 переходах используем резец проходной ГОСТ 26 476–85 и пластину ВК6 ГОСТ 19 059–80; на 5 переходе используем резец расточной и пластину ВК6 ГОСТ 19 059–80.

Измерительный инструмент по переходам: 3. Скоба 400; эталон 400; штангенциркуль ШЦ-I-125−0,1 ГОСТ 166–89. 4. Штангенциркуль ШЦ-II-500−0,1−1 ГОСТ 166–89; высотомер электронный. 5. Пробка 100^+0,54; кольцо установочное; приспособление 8531−5048−02; пробка 52; нутромер 8144−5013−01; нутромер 50−100 ГОСТ 9244–75; штангенциркуль ШЦ-I-125−0,1−2 ГОСТ 166–89; набор щупов 2 кл. 1ТУ2−034−221 197−011−91.