Технологический процесс обработки деталей "Крышка" и "Шарнир" при годовой программе выпуска 2000 штук (стр. 2 из 14)

Углеродистые качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.

Сталь 35 обладает значительной прочностью и относительно высокой вязкостью и используются как для деталей, не подвергающихся термической обработке, так и для улучшенных (кованые и штампованные валы, оси, тяги, серьги, станины станков и пр.).

Данная сталь хорошо обрабатывается резанием. Поставляется в виде сортовых прокатов, калиброванных прутков, листов, лент, полос, проволоки, поковок и кованных заготовок, труб.

1.3 Определение типа производства

В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

Так как годовая программа на изготовление детали “Крышка” составляет 2000 штук в год, а масса детали 36,0 кг в соответствии с таблицей 1 «Типы производств» принимаю среднесерийный тип производства.

Таблица №3. Типы производств

Масса детали, кг	Тип производства
Масса детали, кг	Единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
<1	<20	20 – 2000	2000 – 20000	20000 – 100000	>100000
1,0 – 4,0	<15	15 – 1000	1000 – 10000	10000 – 75000	>75000
4,0 – 10	<10	10 – 500	500 – 5000	5000 – 50000	>50000
10 – 20	<7	7 – 250	250 – 2500	2500 – 25000	>25000
>20	<5	5 – 120	120 – 1200	1200 – 15000	>15000

Среднесерийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями).

В условиях среднесерийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке.

При небольшой трудоемкости обработки или недостаточно большой программе выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласовывается. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

1.4 Выбор и расчет заготовки

Учитывая форму и размеры детали «Шарнир», эксплуатационные условия работы, марку материала - Сталь 35 ГОСТ 1050-88, а также тип производства среднесерийный, возможно получение заготовки одним способом - штамповкой, так как Сталь 35 ГОСТ 1050-88 предназначена для штампования, а замена материала возможна только на стали следующих марок: Сталь 30, Сталь 40, Сталь 35 Г.

При выборе вида заготовки буду учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей - 2000. Вид заготовки будет оказывать значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Согласно чертежа детали конструктором предусмотрено изготовление отливки методом горячей объемной штамповкой.

Первый способ – горячая объемная штамповка.

Горячая объёмная штамповка – это вид обработки материалов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента – штампа. Течение металла ограничивается поверхностями плоскостей, изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую плоскость (ручей) по конфигурации поковки.

Штамповка имеет ряд преимуществ. Горячей объёмной штамповкой можно получать без напусков поковки сложной конфигурации, которые другим способом изготовить без напусков нельзя, при этом допуски на штамповочную поковку минимальны. В следствии этого значительно сокращается объём последующей механической обработки, штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

Производительность штамповки значительно выше – составляет десятки и сотни штамповок в час.

где М

– масса готовой детали;

– масса заготовки.

Второй способ - металлопрокат

Чаще всего литьё в кокиль используют в условиях крупносерийного и массового производства.К недостаткам литья в кокиль можно отнести высокую трудоемкость изготовления и стоимость металлической формы, повышенную склонность к возникновению внутренних напряжений в отливке, вследствие затруднительной усадки и более узкого по сравнению с литьем в песчаную форму интервала оптимальных режимов, обеспечивающих получение качественной отливки.

Также нужно отметить, что:

- изготовление кокилей является сложным и затратным процессом, по сравнению с литьем в песчаные формы;

- ограниченный срок службы кокилей;

- неподатливость кокиля и металлических стержней;

- затруднен вывод газов из полости формы;

- сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.

Рис. 4. Модель заготовки, полученной разрезанием металлопроката

В качестве метода получения заготовки я принял литьё в песчаные формы, так как этот метод литья является наиболее дешевым и универсальным. Деталь «Крышка» имеет простую форму, большая часть контура данной детали не требует обработки и не имеет точных размеров, поэтому я считаю, что использование метода литья в кокиль является нецелесообразным и излишне затратным. Более того, при литье в кокиль невозможно выполнение внутреннего криволинейного отверстия диаметром 25 мм. Материал детали СЧ 15-32 ГОСТ 1412-85 обладает хорошими литейными свойствами.

Повысить производительность труда при литье в песчаные формы,улучшить качество форм и отливок, снизить брак, облегчить условия работы можно с применением машинной формовки, которая широко используется в серийном и массовом производстве.

Для расчета припусков применяю опытно-статистический метод по ГОСТ 26645-85.

Расчеты размеров отливки

Для не обрабатываемой поверхности детали.

L_ОА - наименьший размер отливки;

L_О - номинальный размер отливки;

L_Д- номинальный размер детали;

L_ОБ - наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4)

L_О= L_Д± 0,5 ∙ Т_О,(4)

Точность отливки 9-7-0-3 ГОСТ 26645-85 где,

9- класс точности размеров;

7- класс точности масс;

0- степень коробления;

3– ряд припуска на механическую обработку;

Таблица №4. Размеры необрабатываемых поверхностей

L_Д	Т_О	0,5 ∙Т_О	L_О= L_Д± 0,5 ∙ Т_О	Размер на чертеже отливки
25	1,6	0,8	25 ± 0,5 ∙ 1,6	25 ± 0,8
380	2,0	1,0	380 ± 0,5 ∙ 2,0	380 ± 1,0

Плоскости. Для обрабатываемой поверхности детали.

L_Д - номинальный размер детали;

L_ОА - наименьший размер отливки;

L_О - номинальный размер отливки;

L_ОБ - наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4);

Z – припуск на механическую обработку (средний) (ГОСТ 26645-85 таблица 5, стр. 8)

L_О= (L_Д+ Z) ± 0,5 ∙ Т_О,(5)

Таблица №5. Размеры обрабатываемых плоскостей

L_Д	Шероховатость поверхности, (по чертежу детали), Rа	Т_О	Z	0,5∙Т_О	L_О= (L_Д+ Z) ± 0,5∙Т_О	Размер на чертеже отливки
90	6,3	1,6	3,0	0,4	(90+3,0) ± 0,5 ∙ 0,4	93 ± 0,4

Валы, отверстия. Для обрабатываемой поверхности детали.

D_Д- номинальный размер детали;

D_ОА - наименьший размер отливки;

D_О - номинальный размер отливки;

D_ОБ- наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4);

Z – припуск на механическую обработку (средний) (ГОСТ 26645-85 таблица 5, стр. 8)

Отверстия (охватывающая поверхность)

D_О = (D_Д – 2 ∙ Z) ± 0,5 ∙ Т_О,

D_О = (24 – 2 ∙ 2) ± 0,5 ∙ 1 = 20 ± 0,5

Таблица №6. Размеры отверстий

D_Д	Шероховатость поверхности, (по чертежу детали), Rа	Т_О	Z	0,5∙Т_О	D_О = (D_Д - 2∙Z) ± 0,5 Т_О	Размер на чертеже отливки
75	0,8	2,2	4,5	1,1	(75 - 2 ∙ 4,5) ± 0,5 ∙ 2,2	66 ± 1,1
85	1,6	2,2	4,5	1,1	(85 - 2 ∙ 4,5) ± 0,5 ∙ 2,2	76 ± 1,1

Валы (охватываемые поверхности)

D_О = (D_Д + 2 ∙ Z) ± 0,5 ∙ Т_О,