хрома - 0,8…1,1%;
серы - до 0,035%;
фосфора - до 0,035%.
Исходя из служебного назначения кулачка при разработке технологического процесса его изготовления, особое внимание следует уделить рабочей поверхности, а так же пазам.
Рабочий чертеж кулачка содержит необходимую графическую информацию для полного представления о его конструкции. Указаны размеры с их отклонениями, проставлена требуемая шероховатость, большинство отклонений расположения поверхностей.
К недостаткам чертежа можно отнести количество видов детали, но это необходимо для лучшего понятия ее конфигурации. Для того чтобы обеспечить сборку необходимо, чтобы расположение отверстий относительно друг друга и относительно паза было выполнено строго по чертежу. Деталь в целом технологична и позволяет применить прогрессивные методы обработки (фрезерование, шлифование и т.д.) с использованием режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом.
За базовый ТП примем индивидуальный ТП обработки кулачка 02-7016-7704 в условиях мелкосерийного производства. Типовой ТП мелкосерийного производства предусматривает применение универсального оборудования с малой степенью автоматизации, с ручным управлением. Оборудование расставлено на участке в соответствии с видами обработки, что вызывает пересечение транспортных потоков. Применяемые универсальные приспособления, имеют ручной привод, являются медленно действующими и вызывают дополнительные погрешности при зажиме заготовки. Точность обработки обеспечивается методом пробных проходов, для контроля точности применяются универсальные измерительные средства с невысокой точностью измерения. Все это ведет к снижению производительности обработки и повышению себестоимости изготовления детали.
Учитывая недостатки базового ТП, сформулируем задачи дипломного проекта:
1) заменить индивидуальный ТП групповым, для чего спроектировать комплексную деталь и разработать групповой технологический маршрут;
2) на базе экономического анализа вариантов получения заготовки выбрать оптимальный, рассчитать припуски на обработку и спроектировать заготовку детали "Кулачок";
3) на базе группового маршрута разработать технологический маршрут обработки детали "Кулачок";
4) выбрать средства технологического оснащения для группового ТП, и в частности для ТП обработки детали "Кулачок";
5) определить режимы резания и нормы времени операций механообработки детали "Кулачок";
6) провести научные и патентные исследования и на их основе повысить производительность лимитирующих операций;
7) спроектировать высокопроизводительные приспособления и инструменты;
8) проанализировать ТП с точки зрения возникновения вредных и опасных факторов, разработать меры по их устранению или защиты от их воздействия;
9) определить экономическую эффективность проекта.
Задача раздела - определить тип производства и выбрать принципиальный подход к определению составляющих ТП.
Тип производства определим исходя из заданного объема выпуска N и трудоемкости изготовления детали, определяемой массой этой детали.
Согласно задаче по проектированию группового ТП, в качестве объема выпуска примем общий объем выпуска группы деталей "Кулачки":
N = 5000 дет/год.
Средняя масса m деталей группы:
m = 3 кг.
Исходя из рекомендаций [2] примем среднесерийный тип производства.
Стратегия разработки ТП - принципиальный подход к определению его составляющих (показателей ТП), которые определяются в первую очередь типом производства, а также его технологическими возможностями.
Среднесерийному типу производства соответствует следующая стратегия разработки ТП:
1) В области организации ТП.
Вид стратегии - последовательно-циклическая, линейно-разветвленная.
Форма организации ТП - переменно-поточная.
Повторяемость изделий - периодическая.
2) В области выбора и проектирования заготовки.
Метод получения заготовки - прокат или штамповка.
Выбор методов обработки - по таблицам с учетом коэффициентов удельных затрат.
Припуск на обработку - незначительный.
Метод определения припусков - расчет по переходам.
3) В области разработки технологического маршрута.
Степень унификации ТП - групповой ТП на базе типового ТП, далее индивидуальный ТП на базе группового ТП.
Степень детализации разработки ТП - маршрутно-операционный, частично пооперационный.
Принцип формирования маршрута - в основном интенсивная концентрация операций.
Синхронизация операций - достаточно высокая.
Обеспечение точности - работа на настроенном оборудовании с применением активного контроля.
Базирование заготовки - совмещение технологической и измерительной баз, постоянство баз.
4) В области выбора СТО.
Оборудование - универсальное, частично специализированное.
Приспособления - универсальные и специальные.
Режущие инструменты - стандартные и специальные.
Средства контроля - универсальные и специальные.
5) В области проектирования технологических операций.
Содержание операций - преимущественно одновременная обработка нескольких поверхностей.
Загрузка оборудования - периодическая смена деталей на станках.
Коэффициент закрепления операций Кзо = 10…20.
Расстановка оборудования - преимущественно по ходу ТП.
Настройка оборудования - по измерительным приборам и по эталону.
6) В области нормирования ТП.
Определение режимов резания - по эмпирическим формулам, частично аналитически.
Нормирование ТП - детальное пооперационное.
Квалификация рабочих - сравнительно низкая при высокой квалификации наладчиков.
Технологические карты - маршрутно-операционные, частично операционные с детализацией по переходам.
Задача этапа - разработать комплексную деталь, включающую конструктивные элементы всех деталей группы, систематизировать ее поверхности по назначению, определить методы обработки поверхностей и разработать групповой технологический маршрут.
Для разработки группового технологического маршрута необходимо спроектировать комплексную деталь - такую виртуальную деталь, которая содержала бы все конструктивные элементы деталей группы "Кулачки". В нашем случае группа включает 3 детали:
Кулачок 02-7016-7704;
Кулачок 02-7016-7364;
Кулачок 02-7016-5216.
Детали содержат следующие типы поверхностей:
плоские поверхности 14 квалитета, Ra 6,3;
2) пазы, в том числе и шпоночный точностью от 14 до 7 квалитета, шероховатостью Ra от 6,3 до 0,8;
3) отверстия сквозные, в том числе ступенчатые 14 квалитета, Ra 6,3;
4) отверстия глухие с резьбой 14 квалитета, Ra 6,3;
5) цилиндрические поверхности точностью от 14 до 9 квалитета;
6) канавки.
Чертеж комплексной детали представлен на листе графической части проекта.
При выборе оптимальных методов обработки поверхностей кулачка и их последовательности будем руководствоваться методикой [2, 4]. В основу назначения методов обработки положен принцип минимизации суммарных расходов на обработку. Базой для сравнения методов обработки являются коэффициенты удельных затрат по каждому методу, приведенные в [2, 4].
Определим наивыгоднейший вариант обработки одной из самых точных поверхностей 10 Æ130-0,1. При этом будем руководствоваться следующими положениями:
1) в результате каждого перехода точность, начиная с 12 квалитета, повышаем не более чем на два квалитета;
2) в результате каждого перехода шероховатость поверхности уменьшается не более чем в 4 раза;
3) обработку до закалки выгоднее выполнять лезвийным инструментом, после закалки - абразивными методами.
В нашем случае возможны следующие варианты обработки:
1) Ф (12, 12,5) - Фч (10, 6,3) - ТО (11, 6,3) - Ш (9, 3,2) - Шч (7, 0,8)
2) СТ (12, 12,5) - Фч (10, 6,3) - ТО (11, 6,3) - Ш (9, 3,2) - Шч (7, 0,8)
Здесь обозначено:
Ф - фрезерование;
СТ - строгание;
Ш - шлифование;
Индексы: ч - чистовое.
В скобках указаны квалитет точности и шероховатость Ra на каждом переходе.
Принимаем следующие значения коэффициентов удельных затрат [2, 4] (серийное производство):
Ф: Ку = 1Фч: Ку = 1,5СТ: Ку = 2
Ш: Ку = 1Шч: Ку = 1,5
Подсчитаем коэффициент Куi для всех вариантов:
1 + 1,5 + 1 + 1,5 = 5
2 + 1,5 + 1 + 1,5 = 6
Видим, что наименьший суммарный коэффициент удельных затрат соответствует варианту 1:
1 переход - Ф (12, 12,5)
2 переход - Фч (10, 6,3)
3 переход - ТО (11, 6,3)
4 переход - Ш (9, 3,2)
5 переход - Шч (7, 0,8)
Заносим принятые методы обработки и их последовательность в графу 5 таблицу 2.1
Таблица 2.1
Методы обработки поверхностей комплексной детали
| № поверхности | Видпов. | Кв.точ. | Ra,мкм | Методы обработки |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12,15, 16, 17, 18, 20, 21,28,29, 30, 31, 33,37, 48, 61, 62 | П | 14 | 6,3 | Ф - Фч |
| 23, 25 | П | 10 | 6,3 | Ф - ТО - Фч |
| 34, 35, 36, 38, 39, 59, 60 | П | 7 | 0,8 | Ф - Фч - ТО - Ш - Шч |
| 2, 11, 19, 22, 24, 26, 27,32 | Ф | 14 | 6,3 | Фч |
| 55, 56, 57,58 | К | 14 | 6,3 | Фч |
| 13, 14 | Ц | 14 | 6,3 | Ф - Фч |
| 10 | Ц | 9 | 0,8 | Ф - Фч - ТО - Ш - Шч |
| 40, 42, 43, 44, 49, 50, 63, 65, 69, 73 | ЦВ | 14 | 6,3 | С - З |
| 41, 51, 54 | ПВ | 14 | 6,3 | 3 |
| 64, 68, 72 | КВ | 14 | 6,3 | С - З |
| 67, 71, 75 | РВ | 14 | 6,3 | Р |
В табл.2.1 обозначено: