1. Проектирование технологического процесса изготовления детали.

1. Назначение детали в узле, доработка чертежа по действующим ГОСТам, анализ технических требований, выявление технологических задач, возникающих при изготовлении и разработка схем проверки по заданным требованиям.

Серьга РП95-121 служит для присоединения нагрузки (рулей высоты, элеронов, интерцепторов, воздушных тормозов) к гидроцилиндру рулевого привода РП95. Деталь не тела вращения, имеет сложную конфигурацию, при работе изделия данная деталь сильно нагружена растягивающими напряжениями и подвержена высоким температурам, поэтому выполнена из титанового сплава ВТ-3-1. Титановый сплав характеризуется высокой прочностью, малой плотностью, отличной коррозионной и жаростойкостью. К недостаткам сплава относится плохая обрабатываемость (при механической обработке титан налипает на инструмент, особенно при шлифовании), поэтому при его обработке необходимо использовать специальные виды СОЖ.

Серьга имеет ряд обязательных и жестких технических требований:

а) высокие допуски формы (цилиндричности) и расположения поверхностей (перпендикулярности), а также комплексный показатель (допуск торцевого биения) (например, - у наружных цилиндрических поверхностей);

б) направление волокон должно быть вдоль заготовки, чтобы обеспечить максимальную прочность детали;

в) параметр шероховатости Ra<2,5 для внутренних поверхностей вращения;

г) высокие допуски на расстояние между осями отверстий (для их изготовления необходимо проектировать специальное приспособление – кондуктор);

д) высокие допуски на резьбовую поверхность (5-ая и 6-ая степени точности).

Также необходимо отметить, что так как деталь имеет сложную конфигурацию, а титановый сплав – немагнитный сплав (закреплять заготовку с помощью электромагнитной плиты невозможно), то для закрепления заготовки надо применять специальные механические приспособления.

Основные технологические задачи, возникшие при изготовлении данной детали:

1. сокращение объема механической обработки;

2. получение заготовки ковкой или штамповкой;

3. устранение излишне точной обработки;

4. обеспечение выхода и подхода обрабатывающего инструмента;

5. согласование формы детали с условиями обработки;

6. обработка с одного установа нескольких поверхностей;

7. устранение одностороннего давления на режущий инструмент (при сверлении вызывает неточность обработки и повышает изнашивание РИ);

8. безударная работа резца;

9. обработка отверстий с максимально точно возможным положением их осей;

10. сокращение номенклатуры обрабатывающего инструмента;

11. повышение производительности обработки (обработать максимальное число поверхностей на одном станке с одного установа с применением одного инструмента, используя все возможности станка, на котором производится операция).

Схемы проверки по определенным выше техническим требованиям – типовые. Схемы базирования:

• на две перпендикулярные плоскости;

• на отверстие и перпендикулярную ему плоскость;

• на два отверстия и перпендикулярную ему плоскость;

• на наружную поверхность вращения и перпендикулярную ему плоскость.

Деталь является ответственной, поэтому контрольные операции следуют как после каждой основной операции, так и в конце технологического процесса. В качестве мерительных инструментов используются:

• штангенциркуль (цена деления 0,1; 0,05мм);

• микрометр рычажного типа с индикатором (0,1; 0,01мкм);

• микрометр оптический МПБ-2;

• нутромер (0,002мм);

• угломер (5’);

• радиусы (№1…№4).

2. Расчет такта выпуска (для массового и крупносерийного производства).

Такт выпуска для массового и крупносерийного производства рассчитывается по следующей формуле:

, где:

- годовой фонд времени работы оборудования, число смен, известно ;

- годовая программа выпуска изделий, ;

- коэффициент потерь, число смен, известно .

3. Анализ технологичности конструкции детали с определением показателей технологичности.

Тип производства серийный, метод работы поточно-массовый, деталь негабаритная. Станки обладают определенной гибкостью (используются станки с ЧПУ, многошпиндельные станки). Режущий инструмент – стандартный.

Качественная оценка ТКД.

1. материал ВТ-3-1 - трудно обрабатываемый.

,

2. тело детали должно быть максимально приближенно к телу заготовки:

3. наружные поверхности вращения:

внутренние поверхности вращения:

плоскости:

4. деталь включат стандартные элементы (ГОСТ, ОСТ): фаски, резьбы, канавки для выхода РИ и т.д.

5. конструкция детали жесткая.

6. обеспечен свободный вход и выход РИ.

Количественная оценка ТКД.

1) трудоемкость детали: ;

2) себестоимость детали: нет данных, но известно, что в настоящий момент 1кг титана стоит 480 рублей;

3) удельная трудоемкость:

4) коэффициент использования материала:

5)

4. Выбор метода изготовления заготовки и составление эскиза, технико-экономическое обоснование при выборе заготовки.

Предварительную заготовку получают из сортового проката круглого сечения методами прокатного производства. Далее необходимо получить сложную конфигурацию детали. Выбранный метод должен обеспечить требуемое качество материала и такое приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали, которое обусловливает наиболее экономичное изготовление детали при заданном выпуске. Окончательное решение о методе получения заготовки принимают после расчета и сопоставления себестоимости изготовления детали из заготовок, выполненных разными конкурирующими методами. При этих расчетах определяют затраты на материал, на получение заготовок и на изготовление детали из данной заготовке. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали. Для этого необходимо в конструкции заготовки и технологии ее изготовления предусмотреть возможность экономии труда и материалов путем применения штампованных автоматизированных технологических процессов.

В данном случае вне конкуренции наименее трудоемким и наименее дорогостоящим методом изготовления заготовки является штамповка, а конкретнее (см. таблицу 21 [1]) применяют горячую объемную штамповку в открытом штампе. Результатом служит заготовка-штамповка, представленная на чертеже.

Перед механической обработкой у 100% заготовок проверяются необходимые технические требования и размеры. Контроль твердости проверяется визуально: наличие отпечатка диаметром (1,85…1,6)мм после приложения шарика диаметра 5мм к поверхности детали с усилием 750кгс выдержкой 10сек. Механические испытания производятся на вырезанных образцах (указаны на чертеже заготовки). Заготовка также проверяется на отсутствие трещин (ультразвуковая диагностика).

6. Выбор баз, составление маршрута обработки, выбор вида оборудования. Составление эскизов обработки с упрощенными обозначениями по гост.

Маршрут обработки детали представляет собой перечисление всех операций, необходимых для изготовления детали, в последовательности их выполнения. Он включает и те операции, которые не являются механической обработкой, например: заготовительная операция, разметочные, операции термической обработкой, промежуточная сборка и др.

Принятый порядок выполнения операций механической обработки должен обеспечить последовательное уменьшение погрешностей заготовки до таких величин, которые предписаны техническими условиями на изготовление детали и указаны на чертеже.

При составлении маршрута для каждой операции механической обработки выдерживались следующие правила:

1. выбирают станок;

2. выбирают схему базирования и закрепления заготовки;

3. решают вопрос, понадобится ли специальное приспособление для осуществления принятого базирования и закрепления или можно использовать универсально-сборное или универсальное приспособление (если приняты специальные приспособления, то продумывают их конструкцию);

4. определяют поверхности, которые будут обработаны в данной операции;

5. решают вопросы, понадобится ли специальный режущий инструмент для обработки этих поверхностей.

Схемы базирования:

• на наружную поверхность вращения и перпендикулярную ей плоскость;

• на два параллельных отверстия и перпендикулярную им плоскость;

• на внутреннюю поверхность вращения и перпендикулярную ей плоскость.

Выбранные схемы применяют в автоматических линиях, они компактны, обеспечивают точное закрепление, универсальны.

Эскизы обработки с упрощенными обозначениями по ГОСТ представлены на первых листах курсового проекта. Не вынесенные на лист операции внесены в пояснительную записку вместе с двумя листами маршрутной карты.

6. Расчет припусков на обработку с составлением расчетной таблицы.

Промежуточным припуском называют слой материала, необходимый для выполнения одного перехода механической обработки.

Общий припуск на обработку поверхности равен сумме промежуточных припусков по всем переходам механической обработки – от заготовки до готовой детали. Поэтому при определении припусков на обработку сначала рассчитывают промежуточные припуски. Их необходимо знать также и для того, чтобы:

1. установить глубину резания для каждого выполняемого перехода;

2. рассчитать размеры, которые получают после выполнения операции в результате обработки отдельных поверхностей.

При выполнении курсового проекта было определено задание: определить промежуточные припуски на обработку только одной характерной поверхности, пользуясь расчетно-аналитическим методом, предложенным профессором В.М. Кованом. Промежуточные припуски на остальные аналогичные поверхности детали были приняты равным рассчитанным для характерных поверхностей или определены по таблицам припусков.

Выполненный расчет был оформлен в карте расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам. Ниже приводится данный расчет.

Задача. Рассчитать припуски и предельные размеры по технологическим переходам для плоскости 32,5мм – чистовой технологической базы (на чертеже детали обозначена галочкой).

1. Из маршрута обработки выбираем операции, относящиеся к обрабатываемой поверхности, разбиваем их на переходы и записываем в графу 1 карты расчета припусков.

2. Определяем допуски для заготовки и по переходам обработки записываем в графу 8 карты:

а) Заготовка. При штамповке в открытых штампах допуск штамповки по ГОСТ 7505-85 складывается из допуска по смещению половинок штампа и допуска по заусенцам, остающимся после облоя (в ГОСТе даны в зависимости от массы поковки). Масса заготовки равна 0,656кг. Тогда:

б) По справочнику технолога находим, что черновое фрезерование обеспечивает 13-й квалитет; получистовое – 12-й; чистовое – 10-й; чистовое шлифование – 9-й. По таблицам допусков определяем их числовые значения для размера 32,5мм: 390; 250; 100; 39мкм. Количество переходов, намеченное маршрутом обработки, достаточно для получения заданной точности данной плоскости. Если бы технологический допуск оказался больше конструкторского, пришлось бы вводить дополнительный переход.

3. Для каждого перехода определяем по справочнику технолога значение высоты неровностей и глубины поверхностного слоя , полученных на смежном предшествующем переходе, и записываем в графы 2 и 3 карты расчета припусков.

4. Для каждого перехода рассчитываем значение пространственных отклонений , полученных на смежном предшествующем переходе, и записываем в графу 4 карты:

где: - кривизна заготовки, полученная при ее штамповке;

- максимальная длина плоскости.

, где - коэффициент уточнения, равный 0,06;

5. Для каждого перехода обработки рассчитываем и записываем в графу 6 карты минимальный припуск, который для плоскости считается по следующей формуле:

Расчет припусков окончен. Переходим к расчету предельных размеров по технологическим переходам.

6. Определяем наименьшие расчетные размеры по переходам и записываем в графу 7 карты. Начинаем с последнего перехода, для которого находим наименьший предельный размер по чертежу . Остальные размеры определим по формуле:

7. Определяем предельные наименьшие размеры по переходам, для чего округляем расчетные размеры в сторону увеличения до такого десятичного знака, какой имеет допуск. Полученные значения записываем в графу карты 10.

8. Определяем предельные наибольшие размеры по переходам по формуле:

9. При определении предельных наименьших размеров расчетные размеры округлялись в сторону их увеличения. В результате произошло некоторое изменение припусков. Корректируем припуски на основе установленных предельных размеров. Определяем фактические минимальные припуски по формуле: и записываем в графу 12 карты:

10. Определяем возможные наибольшие припуски по формуле: и записываем в графу 11 карты:

11. Определяем общие припуски:

• общий наибольший припуск:

• общий наименьший припуск:

12. Проверяем правильность расчетов по формулам:

Вышеприведенные формулы показывают правильность расчета припусков.

Ниже приведена карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

6. Разработка операционной технологии с выбором моделей оборудования и типов режущих инструментов. Техническое нормирование заданных операций с расчетом штучного времени и их слагаемых. Заполнение технологических карт по всем графам.

ОПЕРАЦИЯ 020. ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНАЯ.

Станок модель: 6Р11. Приспособление: тисочное.

Установ А.

Плоскость 1 необходимо отфрезеровать с исходного размера 38,5мм до размера 37мм. По справочнику [4] титановый сплав ВТ3-1 относится к 7-ой группе трудно обрабатываемых материалов. Эту группу материалов обрабатывают фрезами, оснащенными пластинами из твердого сплава ВК6М. Максимальный размер обрабатываемой плоскости 59,5мм. По справочнику [4] находим ближайший больший диаметральный размер торцовой фрезы, чтобы у инструмента была только продольная подача, а поперечная – отсутствовала. Итак: