Характеристика детали
Расчет типа производства
Эффективный годовой фонд рабочего времени (Fэф)
Fэф = [(Dг- Dв – Dпр.)•T- Dпр. •1]•S•K
Д г. – количество дней в году = 365
Д в. – количество выходных дней в году = 107
Д пр. – количество праздничных дней в году = 9
Т см. – продолжительность рабочей смены в часах = 8 часов
S – количество смен работы оборудования = 2.
К – коэффициент потери времени на ремонт оборудования = 0,97.
1 – сокращение продолжительности рабочего дня на 1 час в предпраздничные дни.
Fэф= [(365-107-9)•8-6•1]•2•0,97 = 3852 часа.
Количество рабочих мест (Р)
Р = Nг · Tшт · Kуж / Fэф · Kвн
Nг- годовая программа выпуска изделий = 220
Tшт- трудоемкость создаваемых изделий = 37,15
Kуж- коэффициент ужесточения норм = 0,9
Kвн- коэффициент выполнения норм = 1
Р = 220 * 37,15 * 0,9 / 3852 * 1 = 1,91
Коэффициент закрепления операции Кз.о.
Кз.о.= О / Р
О - количество операций выполняемых для изготовления детали на станках - 12
Р - количество рабочих мест = 1,91
Кз.о.= 12 / 1,91 = 6,28
Крупносерийное производство – это изготовление изделий по неизменным чертежам, партиями или сериями, которые повторяются через определенные промежутки времени. Оборудование высокопроизводительное, универсальное и специальное. Оснастка быстродействующая переналаживаемая. Инструмент как специальный, так и универсальный. Оборудование располагается как по ходу тех. процесса, так и по типу станков. Классификация рабочих – средняя.
Материал детали, его химический состав и механические свойства
Материал детали 38Х2МЮА.
Применяют для ответственных деталей турбино- и моторостроения, упрочняемых азотированием: штоков клапанов паровых турбин, работающих при температурах до 450° С, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, рессор, втулок, толкателей игл форсунок, стаканов. распылителей, пальцев, распределительных валиков, различных деталей сложной конфигурации от которых требуется большая поверхностная твёрдость, износостойкость и повышенный предел выносливости ( около 60 кг/мм2) при минимальной поводке в процессе термообработки. Поэтому сталь 38Х2МЮА можно рекомендовать и для изготовления деталей точного машиностроения и приборостроения.
Химический состав:
С Mn Cr Ni Mo Al S P
0,35-0,42 0,30-0,60 2,35-2,65 1,3-1,7 0,15-0,25 0,7-1,1 Не более 0,015 Не более
0,011
Механические свойства:
бт, МПа бв, МПа ?, % ?, % ан, кГм/см2 НВ
850 1000 14 50 9 < 229
Анализ технологичности детали
(качественный)
1. Материал достаточно дорогой и дефицитный, поэтому требует рационального использования.
2. Возможно применение толстостенных труб. Они позволяют снизить материалоёмкость
Площадь обрабатываемой поверхности желательно снизить, хотя конструкция детали достаточно упрощена.
3. Проставляем допуски и шероховатость в соответствии с назначением поверхности, учитываем минимально допускаемые размеры.
4. Крепление детали надежное при обработке. Она лишена необходимых степеней свободы.
5. Некоторые поверхности можно обрабатывать на проход, что снижает время обработки детали.
6. Фаски и прочие конструктивные элементы проставлены на чертеже полностью. Наличие их необходимо при сборке.
7. Все поверхности доступны для обработки. Обеспечивается доступный вход и выход инструмента.
(количественный)
Анализ по материалоёмкости: = К м
Мз.р масса принятой заготовки;
Мз.з. масса заводской заготовки;
= 0,68
Анализ по шероховатости: = К ш
А – кол-во поверхностей с Ra менее 12,5 в предлагаемом варианте;
Б - кол-во поверхностей с Ra менее 12,5 в существующем варианте;
= 0,63
Анализ по точности: = К т
С- кол-во размеров детали имеющих точность выше 14 кв в предлагаемом варианте;
Д- кол-во размеров детали имеющих точность выше 14 кв в существующем варианте;
= 1
1.2 Механизм парораспределения
Впуск пара в турбину осуществляется механизмом клапанного парораспределения, который приводится в движение через рычажную передачу сервомотором блока регулирования. Парораспределение выполнено в виде десяти регулирующих клапанов, свободно подвешенных хвостовиками на общей траверсе, перемещаемой в вертикальном направлении при помощи двух штоков. Вследствие разной длины хвостовиков клапаны открываются последовательно, по мере перемещения траверсы. Специальные профили клапанов в сочетании с последовательностью их открытия обеспечивают необходимую характеристику парораспределения. При полностью открытых клапанах, благодаря удлинённым диффузорам сёдел, достигаются минимальные потери давления пара. При полном закрытии всех регулирующих клапанов обеспечена надёжная посадка их на сёдла. Это достигается тем, что траверса в своём нижнем положении опирается на бурты клапанов и, прижимая, устанавливает их в сёдла. Штоки привода траверсы проходят через размещённые в крышке клапанной коробки лабиринтные уплотнения. Они состоят из большого числа чередующихся колец двух диаметров. Пар, проникающий через уплотнения к фонарикам, отводится от паропровода в атмосферу. Штоки приводятся в движение сервомотором блока регулирования через тягу, рычаг и серьги. Рычаг поворачивается вокруг оси, закреплённой в кронштейнах, отлитых заодно с крышкой клапанной коробки, и соединяется с тягой при помощи шаровой цапфы, а с серьгами при помощи валиков. Серьги соединены со штоками посредством валиков. Штоки и уплотнительные кольца изготовлены из специальной стали с высокой поверхностной твёрдостью, что предохраняет их от износа и заеданий при работе. Регулирующие клапаны и сёдла изготовлены из нержавеющей стали.
2 Метод получения заготовки
Выбор вида исходной заготовки и способа ее получения коренным образом влияет на технологию изготовления детали. От него зависит также расход материала, себестоимость изготовления детали и изделия в целом. При решении этого вопроса следует стремиться к тому, чтобы форма и размеры исходной заготовки были максимально близки к форме и размерам готовой детали, хотя это и приводит к увеличению стоимости заготовки.
Руководствуясь рабочим чертежом детали и выше сказанным, выбираю заготовку - трубу бесшовную горячекатаную O121х38 ГОСТ 9567-75.
Описание метода получения заготовки.
При производстве горячекатаных труб имеются две главные операции: прошивка заготовки в гильзу и раскатка гильзы в трубу. Для операции прошивки в основном используют процесс поперечно - винтовой прокатки, осуществляемый двумя или несколькими волками, вращающимися в одну сторону , поверхности которых сближаются в направлении оси заготовки. При этом заготовка получает осевое перемещение за счёт сил трения, возникающих на контактной поверхности валков, оси которых наклонены под некоторым углом ( угол подачи) к оси заготовки. Угол перекоса валков составляет 5-17° и поэтому осевое перемещение заготовки за каждый оборот невелико. Невелико также и обжатие заготовки по диаметру за полуоборот. Вследствие этого поперечно – винтовая прокатка протекает в условиях неравномерной деформации по диаметру и длине заготовки, что вызывает в центральной области очага деформации напряжённое состояние, близкое к объёмной схеме растяжения. Центральная часть заготовки деформируется вынужденно под действием периферийных обжимаемых слоёв. Всё это делает возможным прошивку отверстия в заготовке при относительно небольшой величине усилия прошивки.
При достижении критической степени деформации возможно самопроизвольное раскрытие полости под действием растягивающих напряжений. Процесс прошивки с помощью неподвижной оправки ведут таким образом, чтобы не допускать критическую величину обжатия.
Расчёт общих припусков, определение размеров заготовки
Исходя из того, что заготовка труба, то общие припуски на её изготовление регламентируются ГОСТом 9567-75 « Трубы стальные прецизионные»
Горячекатаные трубы изготавливают:
немерной длины от 4 до 12 м;
мерной длины от 4 до 8 м;
длины, кратной мерной,- до 8 м с припуском на каждый рез 5 мм;
Предельные отклонения по длине труб мерной и кратной мерной длины должно быть +15мм.
Предельные отклонения труб не должны превышать:
• по наружному диаметру
±0,35мм- при O до 50 мм,
±0,8 %- при O более 50 до 219 мм,
±1,0% - при O более 219 мм,
• по толщине стенки
±10% - при толщине стенки до 15 мм,
±8% - при толщине стенки более 15 мм,
Трубы изготавливаются по наружному диаметру и толщине стенки.
Овальность и разностенность труб не должны выводить размеры труб за предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки.
Кривизна труб на участке длиной 1 метр не должна превышать 1,5 мм
Выбор последовательности обработки элементарных поверхностей
Вид обработки Квалитет Шероховатость
Токарная черновая 14 12,5
Вид обработки
Квалитет Шероховатость
Сверление однократное 14 12,5
Вид обработки Квалитет Шероховатость
Фрезерование черновое 14 12,5
Вид обработки Квалитет Шероховатость
Растачивание черновое 14 12,5
Растачивание чистовое 11 6,3
Протягивание 8 1,6
Вид обработки Квалитет Шероховатость
Точение черновое 12 12,5
Точение получистовое 11 6,3
Вид обработки Квалитет Шероховатость
Точение черновое 12 12,5
Точение получистовое 11 6,3
Шлифование предварительное 8 3,2
Шлифование окончательное 6 1,6
2.1 Технологический процесс
0,05 А
Допуск радиального биения поверхности относительно общей оси поверхности А 0,05 мм.
Обеспечивается за счет точной установкой на шлифовальной операции в центрах практически без погрешностей.
• Твёрдость 700 HV.
Обеспечивается азотированием поверхностного слоя h 0,1…0,3мм.
• Неуказанные предельные отклонения валов h14, отверстий H14, остальных IT14/2
Обеспечивается станочником в процессе обработки.
• Клеймить электропером. Маркировать шрифтом 4- Пр.3 ГОСТ 26020-80 электропером.
Обеспечивается рабочим маркировщиком в операции
Разработка маршрута обработки детали
Заводской технологический процесс.
0600 Мех. обработка
0605 Токарная (токарно-винторезная) Тшт = 10 мин
Станок токарно-винторезный модели 1М63
0610 Отпуск снятие напряжений Тшт = 0,00 мин
Эл. печь
0615 Токарная (токарно-винторезная ) Тшт=2,55 мин
Станок токарно-винторезный модели 1К62
0620 Токарная (токарно-винторезная) Тшт=8,15 мин
Станок токарно-винторезный модели 1М63
0625 Разметка Тшт=0,12 мин
Разметочная плита
0630 Радиально - сверлильная Тшт=0,445 мин
Станок радиально- сверлильный модели 2М55
0635 Токарная (токарно-винторезная) Тшт=0,25 мин
Станок токарно-винторезный модели 1М63
0640 Хонинговальная Тшт=4,2 мин
Станок хонинговальный модели 3К84С10
0645 Технический контроль размеров Тшт=0,00 мин
Без оборудования
0650 Азотирование Тшт=0,00 мин
Электропечь
0655 Хонинговальная Тшт=1,83 мин
Станок хонинговальный модели 3К84С10
0660 Слесарная Тшт=0,1 мин
Слесарный верстак
0665 Технический контроль размеров Тшт=0,00 мин
Без оборудования
0670 Токарная (токарно-винторезная) Тшт=1,42 мин
Станок токарно-винторезный модели 1М63
0675 Круглошлифовальная Тшт=1,43 мин
Станок круглошлифовальный 3М174
Разработанный технологический процесс.
Исходя из заданной годовой программы выпуска деталей (220) и типа производства (крупносерийный ) предоставлен вариант маршрута обработки, отличный от заводского.
При разработке учитывались требования, прилагаемые к данному типу производства: применение станков с ЧПУ, смена заготовки детали на трубу (заводская заготовка - поковка) с целью уменьшения припусков заготовки и уменьшения времени обработки, проработка технологического процесса.
При выборе оборудования учитывалось наличие данных станков на предприятии и требования к станкам, используемых в крупносерийном производстве.
005 Заготовительная
Станок отрезной 869М
010. Токарно- винторезная
Станок токарно – винторезный ТТ163
015. Токарная с ЧПУ
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3С32015.
020. Токарная с ЧПУ
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3С32.
025. Протяжная
Станок горизонтально – протяжной
030.Сверлильная
Станок вертикально – сверлильный 2Н135.
035. Слесарная
Слесарный верстак 035.
040 Токарная
Станок токарно – винторезный 1М63.
045. Азотирование
Электропечь ПК-7
050. Круглошлифовальная
Станок круглошлифовальный модели 3М152.
055. Слесарная
Слесарный верстак.
060. Контрольная
Контрольный стол.
Обеспечение способов базирования
005. Заготовительная
010. Токарно- винторезная
015. Токарная с ЧПУ
020. Токарная с ЧПУ
025 Протяжная
030 Вертикально-сверлильная
035. Токарно- винторезная
55.Кругло-шлифовальная
Выбор оборудования его краткое описание
Токарно-винторезный станок мод. 1М63
1. Наибольший диаметр изделия устанавливаемого над станиной, мм 630
2. Наибольший диаметр точения над суппортом, мм 350
3. Наибольшая длинна обрабатываемого изделия (без переустановки) 260
4. Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие в шпинделе, мм. 65
5. Высота резца, устанавливаемый в резцедержатель, мм 32
6. Количество скоростей вращения шпинделя:
прямого вращения 22
обратного вращения 11
7. Пределы частот вращения шпинделя, об/мин:
прямого вращения 10-1250
обратного вращения 18-1800
8. Количество подач:
Продольных 44
Поперечных 44
9. Пределы подач, мм/об:
продольных…………………...0,064-1,025
поперечных…………………….0,026-0,38
10. Количество нарезаемых резьб:
метрическая, шаги в мм………………..56
дюймовая, число ниток на дюйм….…..33
модульная, модуль..……………………55
питчевая, питч………………………….52
11. Шаги нарезаемых резьб:
метрическая, шаги в мм………….…1-192
дюймовая, число ниток на дюйм.…24-1/4
модульная, модуль..……….……….0,5-48
питчевая, питч…………….………..96-7/8
12. Габариты станка, мм…………3530?1680?1290
13. Масса станка (без эл. оборудования), кг 4300
Токарный полуавтомат с ЧПУ 1Б732 60 – 2Р22
Станок предназначен для токарной обработки деталей диаметром до 400мм. и длинной от 60 до 2000мм.
Станок позволяет обрабатывать детали сложной конфигурации, обточку цилиндрических, конических и сферических поверхностей, галтелей, подрезку торцев, прорезку канавок, нарезание резьбы, обрабатывать внутренние поверхности и другие токарные работы с высокой точностью.
Технические характеристики
1. Диаметр детали устанавливаемой:
- над станиной, мм 630
- над суппортом, мм 400
2. Расстояние между центрами, мм 2000
3. Частота вращения шпинделя, об/мин 25 - 1250
4. Подача суппорта; мм/об.
- копировального 5 – 52-12
- поперечного
5. Число позиций РГ 6
6. Мощность двигателя, кВт 40
7. Габариты станка, мм 5245?2835?2140
8. Масса станка, кг 12100
УП для полуавтомата с ЧПУ 1Б732Ф360 с системой УЧПУ 2Р22
N001 F 0,7 S 1 66 Т1 ПС
N002 Z5 X66,5 E М08 ПС
N003 L09 A1 P3 ПС
N004 X41,1 Z1 С2,7 ПС
N005 Z-36 ПС
N006 X54 C1,5 ПС
N007 Z-18 ПС
N008 X 63,9 ПС
N009 Z – 132,9 ПС
N010 X108,5 ПС
N011 W – 3,1 ПС
N012 X125,6 C2,1 ПС
N013 Z-236 M09 ПС
N014 F 0,2 S1 94 T2 ПС
N015 Z1 X41,1 E ПС
N016 L10 B4 ПС
N017 F0,1 S2 450 T3 ПС
N018 Z-38 X48 E M08 ПС
N019 X40 ПС
N020 X48 E M09 ПС
N021 F0,1 S2 450 T4 ПС
N022 X67,9 Z-130,9 E M08 ПС
N023 X62,5 Z-133,5 ПС
N024 X67,9 Z-130,9 E M09 ПС
N025 M02 ПС
Станок фрезерно-центровальный модели МР71
1. Частота вращения шпинделя фрезерной головки, об/мин 125 – 1712
2. Частота вращения сверлильной головкиоб/мин 238 – 1125
3. Диаметр отверстия шпинделя, мм 85,87
4. Конус Морзе №6
5. Подачи:
фрезерной головки, м/мин 20 – 400
- сверлильной головки, м/мин 20 - 400
6. Длина устанавливаемой детали, мм 900
7. Высота центров над станиной, мм 315
8. Поперечный ход фрезерной головки, мм 228
9. Общий ход сверлильной головки, мм 75
10. Мощность двигателя, кВт 7
Станок кругло-шлифовальный модели 3Б151П
1. Наибольший размер устанавливаемого изделия, мм (o ? L) 200?700
2. Наибольший диаметр шлифования, при номинальном диаметре шлифовального круга, мм:
в люнете 60
без люнета 180
3. Наибольшая длинна шлифования, мм 630
4. Высота центров, мм 110
5. Вес обрабатываемого изделия, кг 30
6. Наибольшее продольное перемещение стола, мм 650
7. Наименьший ход стола при перемещении упорами, мм 8
8. Ручное перемещение стола за один оборот маховика, мм:
Быстрое 22,6
Медленное 5,3
9. Скорость гидравлического перемещения стола(б/с), мм/мин 100 – 6000
10. Наибольший угол поворота верхнего стола:
по часовой 3о
против часовой 10о
11. Цена деления шкалы поворота стола 0о20'
12. Диаметр шлифовального круга, мм:
Наибольший 600
Наименьший 400
13. Наибольшая ширина шлифовального круга, мм 63
14. Количество скоростей шпинделя шлифовальной бабки 2
15. Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки в мин., (об/мин) 1272
16. Габариты станка, мм .3100?2100?1500
17. Масса станка, кг 4200
Обоснование выбора технологической оснастки
Технологическая оснастка – орудия производства, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения определенной части технологического процесса.
Оснастка делится на:
Приспособления; режущий инструмент; вспомогательный инструмент измерительный инструмент
Приспособление для базирования заготовок реальными поверхностями и осью симметрии.
Приспособление применяется при фрезеровании пазов, лысок и сверлении отверстий предназначенных для базирования заготовок наружной цилиндрической поверхностью (двойная направляющая база, точки 1;2;3;4;5;6), плоскостью (опорная база точки 7) и для крепления заготовок силами Р1 и Р2 одновременно.
В приспособлении заготовка двойной направляющей базой устанавливается в губки тисков , опорной базой упирается в упор . Закрепление заготовки осуществляется перемещением губок тисков к заготовке.
После установки заготовки через штуцер подаётся воздух в рабочий цилиндр. С помощью реечной зубчатой передачи поступательное движение штока пневмоцилиндра через зубчатый сектор преобразуется во вращательное движение ходового винта с правой и левой резьбой. При этом происходит одновременно перемещение губок тисков к заготовке и её зажим.
