Технологический процесс изготовления детали путем механической обработки (стр. 2 из 6)
Материал детали - сталь 38ХА. Это – легированная высококачественная сталь.
Состав: * Кремний (Si) 0,17-0,37%
· Марганец (Mn) 0,50-0,80%
· Медь (Cu) не более 0,30%
· Никель (Ni) не более 0,30%
· Сера (S) не более 0,025%
· Углерод (C) 0,35-0,42
· Фосфор (P) 0,025
· Хром (Cr) 0,80-1,10
Материал цементируемый, хорошо обрабатываемый резанием лезвийными инструментами до цементации и закалки (коэффициент обрабатываемости по отношению к стали 45 равен 0,8), а после этой термохимической обработки обрабатывается абразивным инструментом методом шлифования. Кроме этого, материал достаточно хорошо деформируется в горячем состоянии. Механические свойства материала при азотировании: предел прочности
кгс /мм2, предел текучести 
кгс/см2, относительное удлинение образца при разрыве 
, относительное сужение сечения 
=50%, ударная вязкость а 
=8 кгс м /см2Требуемая твердость материала детали HRC–32…40 получается путем закалки по технологии термического цеха (твердость матреиала заготовки HRC–27…29)
Свариваемость: трудносвариваемая, рекомендуется сварка плавлением с предварительным подогревом и последующей термообработкой.
Назначение стали 38ХА: червяки, зубчатые колеса, шестерни, валы, оси, ответственные болты и другие улучшаемые детали
1.4 Общая характеристика технологичности детали
У данной детали малые перепады диаметров, что позволяет применить много резцовые станки. В детали предусмотрены фаски, что позволяет вести обработку в центрах. Конструкция детали достаточно проста, что позволяет обрабатывать поверхности стандартным режущим инструментом. Контроль большинства поверхностей осуществляется стандартным мерительным инструментом, без ограничения по доступности, что делает ее контролепригодной. Исходя из анализа конструкции детали, можно сказать, что деталь технологична.
2. Проектирование технологического процесса
2.1 Определение типа производства.
Проектирование технологического процесса и разработка его маршрута должны выполнятся с учетом типа организации производства. Различают три основных типа машиностроительного производства: массовое, серийное и единичное.
Для оценки типа производства можно воспользоваться характеристикой серийности, в основу которой положена классификация деталей по их массе и габаритам. В нашем случае годовая программа выпуска (N=240шт.), и масса до 6 кг, по таблице устанавливаем тип производства - мелкосерийное.
Таблица 1. Характеристика серийности производства
| Тип производства | Количество изготавливаемых за год деталей одного наименования | ||
| Тяжелых (крупных) Массой выше 30 кг | Средних массой до 30 кг | Легких (мелких) массой до 6 кг. | |
| Единичное | До 5 | До 10 | До 100 |
| Мелкосерийное | 5..100 | 10…200 | 100…500 |
| Серийное | 100…300 | 200…500 | 500…5000 |
| Крупносерийное | 300…1000 | 500…5000 | 5000…50000 |
| Массовое | Свыше 1000 | Свыше 5000 | Свыше 50000 |
Получаем тип производства - мелкосерийное.
2.2 Выбор и экономическое обоснование способа получения заготовки.
Анализ чертежа детали, тип производства позволяют установить вид, способ получения заготовки и точностные характеристики заготовки по рисунку 2 [2].
В нашем случае сталь 38ХА– деформируемый сплав. Конфигурация детали – валик с небольшой разницей диаметров. Вид производства – серийное. Исходя из условий заготовку можно получать штамповкой на молотах, прессах, на ГКМ.
Рассмотри следующие виды получения заготовки: ГКМ[1] и шестигранный пруток.
Штамповка на ГКМ имеет следующие преимущества:
- можно легко штамповать детали, которые на другом оборудовании рационально изготовить нельзя;
- достигается экономия металла, так как штамповка производится преимущественно в закрытых штампах, а штамповочные уклоны в ряде случаев отсутствуют;
- макроструктура поковок получается благоприятной и обеспечивает высокое качество деталей;
- возможно применение вставок для ручьев, чем экономится штамповочная сталь;
- работа на ГКМ легко автоматизируется.
К недостаткам штамповки на ГКМ относятся:
- меньшая универсальность по сравнению с молотами и прессами. Номенклатура поковок резко ограниченна;
- низкая стойкость штампов, которая объясняется рядом причин. Штамп закрытый, поэтому возникают перегрузки в полости ручья;
- необходимость очистки нагретого прутка от окалины, так как деформирование происходит за один ход, и вся окалина будет заштампована.
На рис 1 представлены эскизы получения двух вариантов заготовки, чистый вес (масса) детали 0,345 кг. В размерах заготовки учтены припуски необходимые для обеспечения указанной точности .Чертеж заготовки имеется в приложении к записке.
Первый вариант (рис 2) – ГКМ, вес заготовки Gзаг.1=0,789 кг.
Второй вариант (рис 3) – пруток, вес заготовки Gзаг.2=1,365 кг.
Рисунок 2. ГКМ Рисунок 3. Круглый пруток
Применение обоих вариантов не вызывает необходимости в разработке принципиально отличных техпроцессов изготовления детали. Следовательно, сравнительный экономический расчет проведем по стоимости приведенных вариантов получения заготовки. С учетом коэффициентов приведенных в параграфе 2.2.4. [3], основные данные можно свести в таблицу 2.
Таблица 2 - основные данные для расчета стоимости заготовок
| № п.п. | Наименование показателей | Обоз. и еден. измер. | 1 вариант | 2 вариант |
| ГКМ | Пруток | |||
| 1 | Вес (масса) заготовки | Gзаг, кг | 0,789 | 1,365 |
| 2 | Вес (масса) детали | Gдет, кг | 0,345 | 0,345 |
| 3 | Базовая стоимость одной тонны штамповок | C1, руб. | 14 175 | 14 175 |
| 4 | Коэффициент, учитывающий класс точности заготовки | кТ | 1 | 1 |
| 5 | Коэффициент, учитывающий марку материала | кМ | 2 | 2 |
| 6 | Коэффициенты, зависящие от группы сложности и веса заготовок и от объема производства. | кС | 1 | 1 |
| кв | 1,42 | 1 | ||
| кп | 1 | 1 | ||
| 7 | Вес (масса) отходов | (Gзаг-Gдет),кг | 0,444 | 1,020 |
| 8 | Стоимость 1т. отходов (табл.12 [ ]) | Sотх,руб. | 1 341 | 1 341 |
Расчет стоимости заготовок первого и второго варианта проведем по формуле:
Определим стоимости заготовок по первому и второму вариантам:
Данные расчета сведем в таблицу 3 по форме указанной в разделе 2.3 (табл.25) [3]
Таблица 3 - результаты расчета стоимости заготовки по вариантам
| № п.п. | Наименование показателей | Един.изм | 1 – вариант | 2 - вариант |
| 1 | Способ получения заготовки | - | ГКМ | Пруток |
| 2 | Материал заготовки | - | Сталь 38ХА | |
| 3 | Чистый вес масса детали | кг | 0,345 | |
| 4 | Вес (масса) заготовки | кг | 0,789 | 1,365 |
| 5 | Экономия материала на: | |||
| а) одну заготовку | кг. | 1,365-0,789=0,576 | ||
| б) на годовую программу N=240 шт. | кг. | 0,576·240=138,24 | ||
| 6 | КИМ | - | 0,416 | 0,176 |
| 7 | Стоимость заготовки | руб. | 31,16 | 37,15 |
| 8 | Экономия на одну заготовку | руб. | 37,15-31,16=5,99 | |
| 9 | Экономия на годовую программу | руб. | 5,99·240=1437,6 | |
На основании выполненных расчетов можно утверждать, что из двух выбранных для сравнения вариантов лучшим является первый вариант заготовки (заготовка на ГКМ), имеющая меньшую стоимость и больший КИМ.
2.3 Проектирование технологического маршрута изготовления детали
2.3.1 Выбор технологических баз
Исходные технологическими базы – поверхности 3 и 4. Установочные базы – поверхности 5 и 9 (наиболее удобные для этой цели).
Более правильное определение технологических баз и установочных поверхностей возможно после составления технологического маршрута, т.е. после установления комплекса обрабатываемых поверхностей и простановки операционных размеров.
2.3.2 Установление последовательности обработки поверхностей заготовки
Все элементарные поверхности детали можно разделить на две группы: торцы (поверхности 1,3,4,7,10,13), цилиндрические (2,5,8,9,11,12,14), скругление 13, отверстие 6
В качестве первой черновой базы принимаем поверхности 3 и 9, т.к. поверхность 3 образовалась в полости матрицы ГКМ и не имеет штамповочных уклонов.
Менее ответственные поверхности обрабатываются на этапе чернового точения. Необходимо обработать отверстия и боковые поверхности до термообработки, т.к. после этой операции могут возникнуть трудности их формообразования лезвийным инструментом.