Проектирование технологического процесса для детали штуцер

Проектирование технологического процесса для детали штуцер

технологический штуцер припуск обработка

В данной работе приведены основные этапы проектирования технологических процессов для детали — штуцер. На основании исходных данных (чертежа детали и типа производства) было выполнено: анализ технологичности конструкции; выбор заготовки (выполнен чертеж, назначены припуски и отклонения); спроектирован технологический процесс (выполнена технологическая документация), выбраны режимы обработки, назначены нормы времени и рассчитана загрузка станков. Требуемые технологические расчеты приведены в пояснительной записке.

1. Описание детали

1.1 Назначение детали, материал, механические свойства, химический состав

Данная деталь — штуцер, служит для подвода проводника от устройства зафасовки к трубе грузонесущей (различных модификаций). Принцип её работы таков, что кабель приёмно-отдающего устройства наматывается на устройство зафасовки и уже от туда, через внутреннее отверстие штуцера, с помощью давления, создаваемого установкой высокого давления, зафасовывается в трубу. С одной стороны имеется фаска, для того, чтобы соединить штуцер с трубой, с другой же трубная резьба. Исходя из назначения, выбираем материал. Деталь изготавливается из стали 40Х по ГОСТ 8479–70.

Данный материал имеет следующие характеристики: сталь конструкционная легированная, хромистая. Заменители: сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФА, сталь 40ХГТР.

Химический состав в% стали 40Х

Механические свойства стали 40Х

1.2 Анализ точности изготовления детали и обоснование технических требований

Обозначение поверхностей. В данной таблице приведены размеры, требуемая точность изготовления и шероховатость для каждой поверхности, что позволяет нам определить каким способом механической и термической операции или за счет правильной последовательности, в результате применения которых можно обеспечить заданные точность обработки и шероховатость поверхностей детали.

Анализ детали штуцер

Поверхность 13 отличается от остальных поверхностей и обрабатывается за два прохода 1-точение черновое, 2-точение чистовое.

Эскиз детали с номерами поверхностей.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Цель: определить технологична конструкция детали или нет. Если нет, то можно ли внести в конструкцию детали изменения, для того, чтобы деталь стала технологичной.

Требования технологичности конструкции детали.

1. Деталь состоит из стандартных и унифицированных элементов.

2. Деталь изготавливается из проката. Размеры и формы заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали.

3. Базовые поверхности детали имеют точность и шероховатость, обеспечивающие надежность и точность установки, обработки и контроля.

4. Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых, стандартных и групповых тех. процессов.

5. Физико-химические свойства, механическая жесткость материала детали соответствуют всем требованиям технологии изготовления.

6. Не используется материал плохо подвергающийся резанию.

7. Присутствует фаска R16 с шероховатостью 2,5, которая необходима, следовательно требуется дополнительная операция, время обработки и т. д.

8. Все поверхности доступны для обработки.

9. Оптимальная и обоснованная точность и шероховатость поверхностей.

10. Формы и размеры выхода внутренней резьбы соответствует ГОСТ 10 549–80.

11. Имеется две фаски 1,5×45°, и имеется фаска R16.

12. Отсутствуют глухие отверстия для обработки.

13. Есть сквозное отверстие, в котором на длину 14 мм присутствует резьба, предусмотрена фаска и канавка для выхода инструмента.

Вывод: штуцер технологичная деталь.

Сложная конфигурация не обеспечивает многоместную обработку.

Недостатки: Наличие фаски R16 и шероховатостью Ra 2,5.

2. Определение метода получения заготовки

2.1 Анализ и обоснование выбора получения заготовки из двух вариантов

Заготовку для данной детали можно получить из проката. Выбор способа можно объяснить следующими факторами:

— Получить заготовку из проката возможно, т. к. она изготавливается из стали 40Х, и размеры детали позволяют выбрать заготовку из стандартного проката.

2.2 Расчет себестоимости изготовления заготовок по двум вариантам

1) Для заготовки, полученной из проката.

Себестоимость заготовок, получаемых из проката:

где М — затраты на материал заготовки;

?Со.з. — технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

где Q — масса заготовки;

q — масса детали;

S — цена 1 кг материала заготовки;

Sотх — цена одной тонны отходов.

Стоимость механической обработки:

где Сп. з — приведенные затраты на рабочем месте, Тшт — штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции.

где Сз — основная и дополнительная заработная плата;

М — коэффициент многостаночности;

Сч.з — часовые затраты по эксплуатации рабочего места;

Ен — нормативный коэффициент;

Кс, Кз — удельные капитальные вложения в станок и здания.

Определяем штучное время, необходимое для обработки заготовки до формы и размеров штамповки.

1) Отрезка заготовки.

2) Обработка наружной цилиндрической поверхности.

.

Суммарное штучное время:

Тогда:

.

3. Разработка технологического процесса изготовления детали

3.1 Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей

Данная таблица выполняется для назначения маршрута обработки на деталь — штуцер.

Назначение маршрута обработки для детали штуцер

3.2 Назначение маршрута обработки детали в целом

Назначаем последовательность выполнения операций для маршрута обработки детали — штуцер.

005 Заготовительная

010 Термическая

015 Токарная

020 Фрезерование (лысок)

025 Сверлильная

030 Моечная

035 Контрольная

3.3 Выбор технологического оборудования

Для обработки наружных и торцевых поверхностей будем использовать токарно-винторезный станок 16К20. Для обработки канавок целесообразно использовать горизонтально-фрезерный станок 6Р80. Для получения заготовки используем ленточнопильный станок НТ150М.

Таблица 3

Выбор режущего инструмента

Для обработки данной детали-штуцер и получения требуемой шероховатости и точности обработанных поверхностей, будем использовать режущий инструмент фирмы Sandvik Coromant.

1) Точение. Поверхности (3,4,6,17,16,15,14,13,12,)

— державка CoroTurn RC

— пластина без заднего угла A20 T-Max CNMG 90 304-WF

Рекомендуемая глубина резания a_p=0,5 мм Рекомендуемая подача f_n=0,15 мм/об Скорость резания V=650 м/мин

2) Сверление.

— сверло центровочное

1. D1=2,5 D2=6,3 L=45

Скорость резания V=30 м/мин Подача S=0,1 мм/об Сверление. Отверстия (10)

— сверло CoroDrill Delta-C 6−7ЧD_c

Диаметр сверла D_c=16 мм Скорость резания V=80−140 м/мин Подача f_n=0,22−0,45 мм/об

3) Растачивание. Отверстие (5,8,9,10,11)

— черновое растачивание CoroCut SL70

Скорость резания V=520 м/мин Подача f_n=0,3 мм/об

— пластина N123G2−0300 — GM

Ширина пластины = 4 мм

4) Фрезерование. (1,2,18)

— концевая фреза для черновой обработки CoroMill Plura

Диаметр фрезы D_ф=15 мм Число зубьев z=6

Скорость резания V=25 м/мин Подача S=0,2 мм/об

5) Нарезание резьбы (7).

— метчик CoroTap 210

Диаметр =19 мм Скорость резания V=25 м. мин Шаг=2,3

Выбор вспомогательного инструмента

1) Регулируемый патрон для фрезерования (для фрезерного станка) CoromantCapto 391.277

Регулировка по диаметру -0,4 (-0,16)

2) Регулируемый патрон для токарной обработки (для токарного станка)

CoromantCapto 391.277

3) Регулируемый патрон Coromant Capto (для токарного станка)

3.4 Разработка структуры операций механической обработки

005 Заготовительная Отрезка заготовки из проката

010 Термическая Нормализация для изменения внутренних напряжений.

015 Токарная Установ А

1. Подрезать торец начерно поверхность 6.

2. Точить фаску начерно поверхность 4.

3. Точить Ш34, на длину 83 мм поверхности 3−17.

4. Сверлить отверстие Ш16 на всю длину.

5. Растачиваем отверстие до Ш22 на всю длину

6. Растачиваем канавку до Ш27,5 на ширину 4 согласно чертежу, поверхность 9.

7. Точить фаску начерно поверхность 5.

8. Нарезаем резьбу Ш19 на длину 14 мм.

Установ Б

1. Подрезать торец, выдержав линейный размер 100. поверхность 12.

2. Точить фаску начерно, затем начисто, зашлифовать наждачной бумагой, выдержав размер R16 поверхность 13.

3. Точить поверхность 13 на длину 12 мм, Ш32, начерно.

020 Фрезерная Установ А

1. Фрезеровать поверхность 1 в размер 15 мм, начерно.

Установ Б

1. Фрезеровать поверхность 1 в размер 15 мм начерно, выдержав параллельность.

025 Моечная

030 Контрольная

3.5 Базирование и закрепление заготовки

005 Заготовительная

Прокат устанавливаем в призму, упираем торцем в упор и прижимаем сверху.

Такая схема базирования обеспечивает хорошее закрепление и точный линейный размер отрезаемой заготовки.

015 Токарная

При обработке на токарно-винторезном станке базирование и закрепление будем производить в трёхкулачковом патроне.

Установ, А Выбираем трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 2675–81, так как конструкция патрона обеспечивают точное и надёжное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).

Базирование по обработанной поверхности, позволяет обработать необходимые поверхности получаемые вращением, и подготовить базы для дальнейшей обработки.

Установ Б Выбираем трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 2675–81, так как конструкция патрона обеспечивают точное и надёжное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).

Базирование по обработанной поверхности, позволяет обработать необходимые поверхности получаемые вращением.

020 Фрезерная

При обработке на горизонтально-фрезерном станке базирование и закрепление будем производить в призме с зажимом сверху и регулируемой опорой.

Установ, А Это обеспечивает высокую точность расположения и надёжное закрепление.

Установ Б Базирование будем производить на неподвижной опоре с упором в торец, и прижимом сверху, выдерживая параллельность.

Это обеспечивает высокую точность расположения и надёжное закрепление.

4. Назначение и расчет припусков на механическую обработку

4.1 Аналитический расчет

Диаметральный размер Ш37

Технологический маршрут обработки отверстия Ш37 с шероховатостью Ra =6,3 состоит из следующих операций: точение черновое.

Суммарное значение пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки определяется по формуле:

.

?кор =?к*d=0,5*37=18,5 мкм;

Таким образом, получим:

Величина расчетного припуска:

Рассчитанные величины занесем в таблицу.

Допуск на изготовление Тd, в зависимости от квалитета точности, выбирается по справочнику.

Минимальные предельные значения припусков 2Zminравны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение 2Zmax — соответственно разности наименьших предельных размеров.

Рассчитанные величины занесем в таблицу.

Общий припуск z_ominи z_omax определяем, суммируя промежуточные припуски:

Zomin=1023 мкм

Zomax=2003 мкм Общий номинальный припуск:

Zоном = 1023+1600−620=2003 мкм Проверка правильности выполненных расчетов:

2003;1023=1600−620

980=980

Линейный размер 100

Таблица 8

Погрешность установки:

Рассчитанные данные заносим в таблицу 7−8.

Минимальные предельные значения припусков Zminравны разности наибольших предельных размеровпредшествующегои выполняемого переходов, а максимальное значение Zmax — соответственно разности наименьших предельных размеров.

Общий припуск z_ominи z_omax определяем, суммируя промежуточные припуски:

Zomin=600 мкм

Zomax=1330 мкм Общий номинальный припуск:

Zоном = 600+1600−870=1330 мкм Проверка правильности выполненных расчетов:

1300−600=1600−870

730=730

4.2 Назначение припусков по нормативам

Таким образом, установили, что минимальный припуск на сторону равен 1 мм.

В качестве заготовки был выбран прокат: труба ГОСТ 2590-88 обычной точности, с предельными отклонениями при точности прокатки .

1. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» под ред. Горбацевича.

2. «Справочник технолога-машиностроителя» под ред. Косиловой, Мещерякова в 2-х томах.

3. С. И. Дмитриев, Е. А. Евгеньева «Технология машиностроения» расчет припусков на обработку.

4. А. А. Панов «Обработка металлов резания» справочник технолога.

5. «Общие машиностроительные нормативы времени и режимов резания» в 2-х томах.

6. Е. А. Евгеньева, С. И. Дмитриев «Технология машиностроения».

7. Свирщевский Ю. И. «Расчёт и конструирование коробок скоростей и подач».

8. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. ГОСТ 7505–89.