Технологический процесс изготовления детали - носок нервюры бортовой самолета
Состав работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- AutoCAD или DWG TrueView
- Microsoft Word
- Программа для просмотра изображений
Описание
5.2 Конструкция и служебное назначение детали
5.2.1 Краткое описание сборочное единицы, в которую входит деталь
Носок нервюры бортовой является силовым элементом конструкции носка киля. Расположен в корневой части киля.
Наружный контур детали определяет теорию носка. В данной детали выполнены четыре окна для облегчения конструкции, но усиленные бортовыми фланцами и ребрами для устойчивости стенок и полок. К данной нервюре крепятся нижние и верхние обшивке носка киля.
.
5.2.2 Конструкция детали
Деталь носок нервюры бортовой имеет средние габариты
Длинна - 730
Ширина - 150
Высота - 70
К конструктивным особенностям детали относятся:
- наличие в детали карманов и ребер.
три отверстия: первое отверстие – ф12Н9, второе отверстие – ф45Н9, третье отверстие – ф60Н7.
5.3 Материал детали и его свойства.
Высокопрочный ковочный сплав В93.
Химический свойства.
Таблица 1
Zn Mg Cu Fe Al Si Mn Ti Прочие
6,5- 7,3 1,6- 2,2 0,8- 1,2 0,2- 0,4 основа 0,2 0,1 0,1 0,1
Механические свойства.
Таблица 2
Вид полу-фабриката ТУ Состояние Вдоль волокна Поперек волокна
в
кг/мм2 0,2
кг/мм2
% НВ
кг/мм2 по ширине по тол-щине
в
0,2
в
Штамповка до30 кг АМТУ 505-5-64 Закаленные и искусственно состаренные 49 44 6 125 49 44 3,5 48 3
Коррозионная стойкость.
Поковки и штамповки из сплава В93, состаренные по ступенчатому режиму, обладают более высоким сопротивлением коррозии под напряжением, чем аналогичные полуфабрикаты из сплава В95. Анодирование и лакокрасочные покрытия обеспечивают надежную защиту от коррозии.
Технологические данные.
Сплав формируется в горячем состоянии. Термомеханические режимы ковки сплава в прессованном состоянии приведены в таблице No3.
Таблица 3
Температура нагрева под
деформацию Температурный интервал деформации Допустимая деформация за один нагрев
пресс молот пресс Молот
430 – 370 430 - 350 400 - 320 80 - 85 50-60
Охлаждение после деформации на воздухе сплав В93, как и все высокопрочные сплавы, чувствителен к концентраторам напряжений. По этому при конструировании и изготовлении деталей следует руководствоваться инструкцией. В частности, необходима тщательная отработка конструктивных элементов (выбор форм с минимальной концентрацией напряжений, плавность переходов при изменении сечения детали). Величину радиуса переходов (сопряжений) механически обрабатываемых поверхностей следует выбирать в зависимости от размера сечения, но не менее 2 мм.
Особое внимание следует обращать на правильное направление волокна. Волокно в штамповках должно следовать конфигурации детали (особенно в местах проушин), что должно предусматриваться эталонами макроструктуры.
Сплав В93 обладает хорошей прокаливаемостью. Термическая обработка закала с 470 ±5 о С в воде с температурой 75 – 85 о С и искусственное старение по ступенчатому режиму: 120 ±5 о С – 3 часа + 165±5 о С – 4 часа.
Детали среднего размера при закалке в воде практически не испытывают коробления, поэтому термической обработке можно подвергать окончательно механически обработанные детали. В местах специальных посадок и очень тонких по сравнению с основным сечением детали, необходимо оставлять припуск 1,5 – 10,0 мм.
Чистота поверхности деталей, не имеющих классных размеров, должна быть не ниже 5, а особо ответственных деталей и в местах перехода сечений – не менее 7.
После обработки резанием на поверхности детали не должно быть рисок, следов механической обработки, острых кромок и углов.
Применение.
Нагруженные штампованные, кованные и прессованные детали, работающие при температуре не выше 125 о С.
5.4 Анализ технологичности
Конструктивные формы деталей определяются их служебным назначением. Однако деталь, сконструированная без учета требований технологии ее изготовления, может оказаться неэкономичной. Поэтому при разработке конструктивных форм деталей необходимо учитывать требования технологии их наиболее экономичного изготовления. Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции требованиям
минимальной трудоемкости и материалоемкости.
Правила выбора показателей технологической конструкции изделия направлены на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении его необходимого качества.
Наиболее важные показатели технологичности конструкции детали: трудоемкость ее изготовления, удельная материалоемкость, коэффициент использования материала, технологическая себестоимость. Трудоемкость и материалоемкость изготовления детали зависят не только от конструкции, но также и от выбранного технологического процесса, его оснащения и режимов обработки
Конфигурация детали должна быть такой, чтобы для ее изготовления можно было использовать высокопроизводительные
технологические методы и выбрать удобную базу для установки заготовки в процессе обработки. Заданные точность и шероховатость поверхностей заготовки или детали должны быть обоснованы ее служебным назначением, т.к. завышенные требования по точности и шероховатости вынуждают вводить дополнительные операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоемкость процесса обработки и повышают себестоимость детали. Стандартизация и унификация деталей и их элементов способствуют уменьшению трудоемкости процессов производства и снижению себестоимости деталей в связи с увеличением серийности выпуска
и унификацией станочных наладок.
6.2 Анализ заводского технологического процесса
В качестве заготовки в базовом тех.процессе принята горячая штамповка, но масса заготовки 11 кг., что привело к уменьшению К и.м.
Коэффициент использования материала очень низкий. Такой вид заготовки ведет к увеличению трудоемкости и себестоимости детали.
Маршрут обработки детали «Носок нервюры бортовой».
Таблица No4
No операции Наименование Оборудование
005 Контроль К .стол
010 Маркирование Верстак
015 Фрезерная ФП17МН7
020 Слесарная Верстак
025 Контроль К. стол
030 Контроль К. стол
035 Разметка Плита
040 Фрезерная ФП7М
045 Слесарная Верстак
050 Фрезерная ФП7М
055 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
060 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
065 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
070 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
075 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
080 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
085 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
090 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
095 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
100 Слесарная Верстак
105 Фрезерная с ЧПУ ФП7М
110 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
115 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
120
Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
125 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
130 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
135 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
140 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
145 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
150 Слесарная Верстак
155 Правка Пресс гидр.RUE-250
160 Контроль К. стол
165 Разметка Плита
170 Фрезерная ВМ127М
175 Фрезерная ВМ127М
180 Фрезерная ВМ127М
185 Слесарная Верстак
190 Контроль К. стол
195 Разметка Плита
200 Слесарная Верстак
205 Контроль К. стол
210 Разметка Плита
215 Слесарная Верстак
220 Контроль К. стол
225 Контроль Твердомер ТШ-2М
230 Покрытие
235 Контроль К. стол
240 Контроль К. стол
245 Маркирование Стол подготовителя
250 Контроль К. стол
Анализируя базовый технологический процесс можно выделить следующие операции по объёму:
- основной объём составляют операции механообработки, большинство которых производятся на фрезерных станках c ЧПУ. Поскольку деталь имеет несколько внутренних карманов и множество отверстий, целесообразно
разработать приспособление позволяющее обработать максимальное количество поверхностей. В технологическом процессе есть несколько
фрезерных операций с ЧПУ, что ведет к большему количеству переустановок
детали и накоплению погрешностей
- оставшийся объём операций составляют слесарная обработка, сверление различных отверстий, достаточно много контрольных операций, что ведет к увеличению количества операций и переустановок, это приводит к снижению точности обработки.
Большое количество операций объясняется также использованием в технологическом процессе универсального оборудования и не использования прогрессивного оборудования и инструмента.
Применение многоинструментальных станков с ЧПУ и специального приспособления с гидравлическим приводом позволило бы существенно сократить время на настройку и улучшить качество изготовления, сократить
время на подготовительно-заключительные работы, упростить процессы базирования и закрепления детали.
6.3 Краткая характеристика разрабатываемого технологического процесса
При разработке технологического процесса предлагается использовать меньшее количество оборудования, так как обработка ведется на станках с ЧПУ и при развитии современного машиностроения и усовершенствования приспособлений даёт возможность всё больше применять высокопроизводительное оборудования. Постепенно уменьшаются разметочные и слесарные операции.
В данном дипломном проекте для обработки детали предлагается использовать оборудование:
- фрезерный станок 6Н12П
- фрезерный станок с ЧПУ ФП-17СМН3
- вертикально-сверлильный станок 2А125
Для повышения точности обработки, уменьшения времени на установку-снятие детали, предлагается использование оснастки:
- специальное фрезерное приспособление с гидроцилиндрами
- три кондуктора для сверления отверстий
- тиски и прижимы для обработки на универсальном станке
Краткое описание обработки
Технологический процесс условно разобьём на 4 основных этапов:
- подготовка технологических баз
- обработка первой стороны детали
- обработка второй стороны детали
обработка отверстий
5 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
6.4 Выбор вида заготовки и способ её получения
В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование черновых заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее рациональных и экономичных методов и способов обработки, т.е. обработки с наименьшими производственными отходами.
Выбор вида заготовки для механической обработки во многих случаях является одним из весьма важных вопросов разработки процесса изготовления детали.
Правильный выбор вида и метода получения заготовки зависит от способа ее изготовления и влияет на число операций и переходов. Вид заготовки в значительной степени определяет дальнейший процесс обработки.
При решении этого вопроса надо стремится к тому, чтобы форма и размеры исходной заготовки были максимально приближены к форме и размерам детали.
В качестве заготовки в базовом технологическом процессе принята заготовка, получаемая штамповкой , но масса заготовки слишком велика. Это привело к большим затратам материала. Применение штамповки с меньшим весом более выгодно, так как она обеспечивает небольшие припуски по сравнению с другими видами заготовок. Штамповка повышает точность размеров, обеспечивает хорошее качество поверхностей.
Принимаемая в расчет требования тех. условий и исходя из суммарной минимальной стоимости получения детали, отвечающей прочностным характеристикам, выбираем заготовку получаемую горячей штамповкой.
Коэффициент использования материала при горячей штамповки равен:
Способ получения горячей штамповки – штамповка в открытых штампах на кривошипных горячештамповочных пресса х. Штамповка на КГШП более производительна и КПД в 2-4 раза больше чем у молота.
Повышенная точность размеров штамповок достигается постоянством хода пресса и определенности нижнего положения ползуна, что позволяет уменьшить отклонения размеров штамповок на высоте; штамповки не контролируют на сдвиг, так как в конструкции пресса и штампа предусмотрено надежное направление ползуна направляющих станины, а для точного совпадения верхней и нижней части штампа – направляющие колонки и втулки. Этот метод позволяет увеличить коэффициент использования материала, вследствие более совершенной конструкции
штампов, снабженных верхним и нижним выталкивателями, что позволяет
уменьшить штамповочные уклоны, припуски, напуски и допуски и, тем самым, приводит к экономии металла, уменьшению последующей обработки штамповок резанием. Характеристика получаемой при этом способе заготовки: масса до 50 кг, средней сложности.
При изготовлении заготовки штамповки используют кривошипные горячештамповочные прессы усилием 6,3-100 МН типа ПП – 250. Они обеспечивают улучшенные условия труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибраций и сотрясения почвы, характером работы, что позволяет устанавливать КГШП в зданиях облегченной конструкции.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Перед штамповкой исходный материал готовят к обработке – производят зачистку металла, разрезают на части, выбирают температурный режим и тип нагревательного устройства.
Зачистка металла от поверхностных дефектов предупреждает появление брака в деталях. Применяются различные способы зачистки : огневую с нагревом и без нагрева, пневматическим молотком, на фрезерном станке, абразивными кругами.
Резка металла на части выполняется на пилах и ножницах.
От окалины заготовки очищают дробеметной очисткой. [3]
6.5 Расчёт припусков
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению поверхности заготовки в процессе обработки резанием для получения годовой детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. Размер припуска определяют разность между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу.
Припуски разделяют на общие, т.е. удаляемые в течении всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных и на последующих операциях.
ГОСТы и таблицы позволяют назначить припуски, не зависимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления. Поэтому в общем случае припуски являются завышенными, содержат резервы расхода материала и трудоемкости изготовления детали.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку, базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяют методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск.
Размер припуска зависит от толщины поврежденного поверхностного слоя, т.е. от толщины корки для литых заготовок, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин и т.д., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей. Для компенсации погрешностей, возникающих при выполнении технологических операций, необходимо предусматривать припуск, величина которого данной заготовки на последней операции обработки. Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы, поверхностными микро неровностями, а также отклонения взаимосвязанных поверхностей. Наряду с перечисленными погрешностями в процессе обработки возникают погрешности установки, которые также должны учитываться и быть компенсированными соответствующими увеличениями припуска.
Величина припуска обеспечивается точностью изготовления заготовки, однако, повышенные требования к точности изготовления заготовки в ряде случаев повышает их себестоимость изготовления. Поэтому припуск следует
выбирать по величине оптимальной, т.е. обеспечивающим качество обработанной поверхности при наименьшей себестоимости заготовки и ее
обработки [2].
Аналитический расчет межоперационных припусков на обработку отверстия
ø12Н9( +0.043).
Таблица No5
N Переходы Квалитет Допуск на размер Т, мкм Элементы припуска, мкм Предельные значения припусков, мкм
Rz h P E 2Zmax 2Zmin
1 Сверление 12 180 40 60 42 120 953 703
2 Зенкерование
10 70 32 40 2 87 380 310
3 Развертывание 9 43 10 20 0.084 83 573 393
Минимальные припуска определяются:
(8) [4]
где:
Rzi-1 – шероховатость поверхности после предшествующего перехода.
Hzi-1 – глубина дефектного слоя после предшествующего перехода.
Pi-1 – пространственное отклонение после предшествующего перехода.
Еi – погрешность базирования на данном переходе.
Пространственное отклонения для заготовки определяется:
(9) [4]
где:
- коробление заготовки;
- смещение штампов при штамповке.
где:
Λ - коробление заготовки на мм высоты
Λ=0.7 мм [4]
мм
Зная все составляющие, определим пространственное отклонение заготовки:
Коэффициент уточнения элементов припусков Ку
- сверление ; [4]
- зенкерование ; [4]
- развертывание ; [4]
Погрешность установки при выполненном переходе
(10) [4]
где
– погрешность закрепления [4]
– погрешность базирования [4]
Общий припуск равен сумме припусков на всех переходах:
Табличный (статистический) метод определения припусков представляют в виде таблицы.
ТаблицаNo6
Размер,
мм Допуск на
размер
штамповки,
мм Припуск на
черновую
обработку, мм Припуск на
чистовую
Обработку, мм Округлённый
размер
заготовки, мм
3.5 0.3 1.7 0.3 5.8
5 0.2 2 0.3 7.5
30 0.3 2 0.3 32.6
65 0.4 2.5 0.5 68.4
ТаблицаNo7
Ø отверстия Первое Зенкерование Развёртывание
12H9+0.03 11.8 - 12H9
45H9+0.036 44.8 - 45H9
60H8+0.036 59.8 - 60H8
6.6 Выбор оборудования
Выбор станочного оборудования является одной из важных задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимость изделия.
При выборе станочного оборудования необходимо учитывать следующие данные:
- характер производства;
- методы достижения заданной точности при обработке;
- необходимую сменную (или часовую) производительность;
- соответствие станка размерами детали;
- мощность станка;
- удобство управления и обслуживания станка;
- возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации;
- кинематические данные станка (подачи, частоты вращения и т.д.)
В зависимости от объема выпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
При выборе металлорежущих станков с ЧПУ кроме определения необходимых значений параметров, состав которых отражает техническую характеристику станков, необходимо учитывать следующие данные:
- оборудован ли станок встроенным интерполятором или рассчитан на применение группового;
- тип системы управления;
- система кодирования и тип программаносителя;
- система отсчета;
- максимальная скорость инструмента по контуру, мм /мин;
- и некоторые другие.
Для изготовления детали применяются следующее оборудование:
Специализированный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ ФП-17СМН3. Станок предназначен для обработки концевыми фрезами деталей со сложными фасонными поверхностями, в том числе выпуклыми и вогнутыми поверхностями двойной кривизны детали типа балок, нервюр, рычагов и других видов. Габариты обрабатываемых деталей по длине и ширине достигают 1600×500 мм, сила фрезерования достигает 1500ктс. На станке можно производить обработку деталей из титановых, алюминиевых сплавов, конструкционных сталей. Управление перемещением рабочих органов станка осуществляется от фазовой системы ЧПУ мод. Н33-2М
- посредством следящих гидравлических объёмных приводов подач через редукторы подач и шариковые винтовые пары.
Техническая характеристика станка ФП-17СМН3 [5]
Таблица No8
Система управления Фазовая
Привод подач Гидравлический
Число координат 3
Пульт управления Н33-2М
Скорость считывания 50
Цена импульса 10
Предельные перемещения x-1600; y-600; z-250
Максимально допустимая скорость подач по программе, мм/мин X – 0-1650; Y – 0-1650;
Z - 0-1650
Максимально допустимый перепад скоростей, мм/мин 300
Максимально допустимое ускорение, мм/c 80
Цена периода фазы, мм/об 0.64
Магнитная головка ГМВ 35/9
Рабочая поверхность стола, мм 1600×500
Расстояние от шпинделя до стола, мм 200-500
Число пазов стола, шт 3
Расстояние между пазами, мм 140
Ширена паза, мм 22
Диаметр отверстия в центре стола, мм 20
Точность обработки, мм -0.15 - +0.15
Мощность главного двигателя, кВт 22
Вес станка, т 16
Диапазон вращения шпинделя, об/мин 185-2055
Универсальный вертикально – фрезерный консольный станок 6Н12П
Фрезерный станок 6Н12П предназначен для фрезерования всевозможных деталей из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов с торцовыми,
цилиндрическими, радиусными и другими фрезами. Масса детали с приспособлениями до 300 кг. На станке можно обрабатывать, горизонтальные и наклонные плоскости, пазы, углы, рамки и т.д. Техническая характеристика и жесткость станка позволяет полностью использовать возможности твердосплавного и быстрорежущего инструмента.
Техническая характеристика станка 6Н12П [5]
Таблица No9
Размеры рабочей поверхности стола 400х1600 мм
наибольшие перемещения стола:
продольное
поперечное
вертикальное
1000 мм
300 мм
420 мм
перемещение гильзы со шпинделем 80 мм
наибольший угол поворота шпиндельной головки 45
внутренний конус шпинделя (конусность 7:24) 50
число скоростей шпинделя 18
частота вращения шпинделя об/мин 202000
число подач стола 18
подача стола (мм/мин): продольная и поперечная 251250
Вертикальная 8,3416,6
скорость быстрого перемещения стола:
продольного и поперечного (мм/мин) 3000
вертикального (мм/мин) 1000
мощность электродвигателя привода 15 кВт
габаритные размеры (мм):
длина × ширина × высота
2560×2260×2120
масса станка, т 4.2
Сверлильный станок 2А125
Сверлильный станок 2А125 предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развёртывания, а также нарезания резьбы метчиками в
ремонтных, инструментальных и производственных цехах в условиях
серийного производства.
Техническая характеристика станка 2А125 [5]
Таблица No10
Наибольший диаметр сверления 50 мм
вылет шпинделя 375–1600
расстояние от нижнего торца шпинделя до рабочей поверхности плиты 450–1600
конус для крепления инструмента Морзе 5
наибольшее перемещение: вертикальное рукава на колонне 750 мм
продольное выдвижение шпинделя 1225 мм
число скоростей шпинделя 21
частота вращения шпинделя (об/мин): 202000
подача шпинделя (мм/об): 0,0532,5
мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт
габаритные размеры: длина × ширина × высота 2665 ×1020 ×3430
масса станка, т 4.7
6.7 Выбор приспособления и режущих инструментов
Конструкция приспособления должна быть увязана с разработкой технологического процесса изготовления детали, так как при разработке
процесса выбирают технологические базы, устанавливают режимы резания, определяют штучное время на операцию и т.д.
Для обработки детали я принял два фрезерных приспособления, которые позволяют обработать деталь с двух сторон на станке с ЧПУ, три кондуктора для обработки отверстий, а также прижимы для фрезерной обработки на универсальном станке.
Спроектированное приспособление в отличии от заводского позволяет:
- обеспечить равномерную нагрузку и распределение сил зажима за счет использования прижимов с гидравлическими цилиндрами .
- обеспечить обработку детали на более высоких скоростях резания за счет надежности закрепления заготовки.
- производить обработку большинства поверхностей не поворачивая заготовку, что сокращает время на обработку.
Данное приспособление обеспечивает точность базирования заготовки и быстроту закрепления. Это достигается за счет постоянства баз и базированием по двум базовым пальцам. Дополнительное крепление обеспечивается откидными прижимами на толкающих гидроцилиндрах. В ложемент запрессовываются базовые пальцы – цилиндрический и срезанный, что обеспечивает точное базирование и установку детали.
Выбор режущего инструмента можно условно разделить на 4 последовательных этапа:
а) Назначение всех типов инструментов, совокупность которых нужна для обработки данной детали в данной операции.
б) Определение технологических параметров для каждого инструмента, таких как материал режущей части, геометрия заточки, число зубьев (для фрез ).
в) Определение геометрических параметров инструментов, связанное с особенностями процесса обработки на станках с контурными системами.
г) Определение конструктивных особенностей режущих и вспомогательных инструментов, связанных с их установкой, закреплением и сменой на станках с ЧПУ.
Определение всех участвующих в обработке инструментов начинается с того, что все обрабатываемые поверхности разделяются на участки. Эти участки характеризуются тем, что выполняются инструментом одного вида, формы и размера. Размер и форма режущего инструмента оказывает существенное влияние на обработку и её программирование. Один из
главных условий высокопроизводительной работы режущего инструмент
а является правильный выбор материала для его изготовления. Режущие
лезвия инструмента в процессе работы находится под действием больших давлений, трения и высоких температур, что приводит к изнашиванию инструмента, поэтому инструментальные материалы должны отвечать определённым требованиям, связанным и составлением обрабатываемого материала.
Исходя из всех этих требований для материала ВТ20 я выбираю инструменты из материала ВК8 – твердый сплав вольфрамокобальтовой группы. Содержание кобальта 92%, карбида титана 2%, кобальта 6%, предел прочности при изгибе 1666 Н• м (170 кгс/мм2), плотность 14.6×103 – 15×103 кг/м3 , твердость HRA не менее 87,5. Главным недостатком является хрупкость, а также недостаточная прочность при изгибе и растяжении. ВК8 менее хрупкий, применяют при обработке хрупких материалов (чугун) при прерывистом резании, обладает большой вязкостью. ВК8 химически пассивен к воздействию кислот и щелочей.
Режущий инструмент
Фреза торцевая 2214 – 0157 ВК8 ГОСТ 9473 – 80 ( Ø160, L=46 )
Фреза концевая 2220–3231 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø 30, L=80, R4 )
Фреза концевая 2220–0247 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø20, L=60, R4 )
Фреза концевая 2220–0247 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø10, L=60, R1 )
Сверло 2301 – 0050 Р9К5 ГОСТ 22736 – 77 ( Ø 12)
Сверло 2300 – 0194 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø44.8)
Сверло 2300 – 6193 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø59.8)
Сверло 2300 – 6173 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø5 )
Зенкер 3112 – 0025 Р9К5 ГОСТ 12489 – 71(Ø 11,9)
Развертка 2362.0005 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 (12Н9),
Развертка 2362.0003 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 (Ø 45Н9)
Развертка 2362 – 0005 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 ( 60Н7 )
6.8 Методы и средства контроля детали.
Сегодня эффективность бизнеса определяется тем, насколько оперативно предприятие способно реагировать на потребности рынка в той или иной продукции, и какой уровень ее качества оно способно обеспечить. Автоматизация процессов проектирования и производства, техническая оснащенность передовыми технологиями, оборудованием и инструментом - все это напрямую связано с повышением конкурентоспособности фирмы. О степени технической оснащенности предприятия можно судить по уровню его обеспечения средствами измерения и контроля.
При проектировании технологического процесса обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но в месте с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент, контрольно-измерительные приспособления.
Метод контроля должен способствовать повышения производительности труда контроллёра и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения её себестоимости.
Существуют абсолютный, относительный, косвенный и комплексный методы измерения.
При абсолютном методе значение измеряемой величины можно видеть непосредственно на шкале измерительного прибора (измерение штангенциркулем, микрометром, угломером).
При относительном методе величина измеряемого размера сравнивается с эталоном или концевой мерой. Результат измерения получается в виде отклонения измеряемого размера от размера концевой меры (измерения на миниметре и оптиметре).
При косвенном методе сам требуемый размер не измеряется, а определяется измерением другого размера, который связан с ним определенной зависимостью (измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек).
Комплексный метод применяют, когда требуется проверить одновременно несколько параметров детали и их взаимное расположение, например контроль шлицевой втулки комплексным калибром.
Метрологические показатели средств измерения
Цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Пределы измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений.
Измерительное усилие – усилие, возникающие в процессе измерения на поверхности измеряемого объекта в зоне контакта с измерительными поверхностями прибора.
В единичном и серийном производстве обычно применяют универсальные измерительные инструменты (штангенциркуль, штангенглубиномер, угломер и т.д.)
В механических цехах контроль обрабатываемых деталей сводится к определению их геометрических размеров, т.е. измерению линейных и угловых величин.
Измерительные средства, предназначенные для измерения этих величин, можно подразделить на следующие основные группы.
Плоскопараллельные концевые меры длины и угловые меры применяют для настройки измерительных приборов и инструментов; ими также непосредственно измеряют размеры деталей.
Штриховые меры длины и углов. К ним относятся рулетки, метры, масштабные линейки, транспортиры, лимбы и другие.
Калибры (контрольно-проверочный инструмент) служат для проверки правильности размеров детали. В зависимости от характера проверяемого размера калибры бывают цилиндрические, конические, резьбовые, в виде скоб, шаблонов и т.д. Калибры не являются универсальными измерительными средствами, так как не позволяют определить действительную величину контролируемого размера, а показывают только предельные размеры данной детали.
Универсальные измерительные средства, с помощью которых можно определить числовое значение размера. К ним относятся: штриховые инструменты с нониусом (штангенинструменты, универсальные инструменты); микрометрические инструменты (микрометры гладкие и резьбовые, микрометрические глубиномеры); рычажно-механические приборы (рычажные скобы, приборы для проверки зубчатых колес); электрические приборы для линейных и угловых измерений и другие.
Применяемые средства контроля
1.Штангенциркуль ЩЦ-1 0-125-0,1 ГОСТ166-89 – предназначен для измерения наружных, внутренних размеров, а также глубин. Точность измерения 10-13 квалитет, кл-т. 2.
2.Стенкомер С–10Б–0,01 (ц.д. 0,01; b=0–10) ГОСТ 11951–82 – предназначен для контроля толщины стенок.
3.Радиусомер (R=7; 10) ГОСТ 4126–82 – предназначен для контроля радиусов
4.Калибр–пробка (12Н9) ГОСТ 16779–71 - предназначен для контроля отверстия
5.Калибр–пробка (45Н9) ГОСТ 16779–71 - предназначен для контроля отверстия
6.Угломер 2УМ ГОСТ5378-66 - предназначен для контроля углов
7.Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93. – предназначены для контроля шероховатости поверхностей.
8. Спец. инструмент – для контроля межцентрового расстояния отверстий.
Спец. инструмент работает по принципу калибр пробки. В начале диаметры отверстий измеряются стандартными калибрами, а затем, если отверстия выполнены в допуске, межцентровое расстояние контролируется спец. инструментом.
6.9 Расчет режимов резания
Определение режимов резания для криволинейной обработки на станках с ЧПУ в основном не отличается от того, как это делается для станков с ручным управлением от того, как это делается для станков с ручным управлением.
В следствии того, что ещё имеются станки с ЧПУ, не наделенные способностью в автоматическом режиме изменять скорость главного движения, возникает необходимость определять режимы обработки особым порядком.
Он состоит в том, что из всего подлежащего обработке одним инструментом конструктора, выбирается участок поверхности, отличающийся от всех остальных характерностью таких критериев, как:
- повышение требования к точности.
- более высокие требования к шероховатости поверхности.
- понижение жесткости к системе СПИД
- наименьшая длина обработки и большая площадь
- менее равномерное распределение припуска на обработку
Расчётным путём или по
5.2.1 Краткое описание сборочное единицы, в которую входит деталь
Носок нервюры бортовой является силовым элементом конструкции носка киля. Расположен в корневой части киля.
Наружный контур детали определяет теорию носка. В данной детали выполнены четыре окна для облегчения конструкции, но усиленные бортовыми фланцами и ребрами для устойчивости стенок и полок. К данной нервюре крепятся нижние и верхние обшивке носка киля.
.
5.2.2 Конструкция детали
Деталь носок нервюры бортовой имеет средние габариты
Длинна - 730
Ширина - 150
Высота - 70
К конструктивным особенностям детали относятся:
- наличие в детали карманов и ребер.
три отверстия: первое отверстие – ф12Н9, второе отверстие – ф45Н9, третье отверстие – ф60Н7.
5.3 Материал детали и его свойства.
Высокопрочный ковочный сплав В93.
Химический свойства.
Таблица 1
Zn Mg Cu Fe Al Si Mn Ti Прочие
6,5- 7,3 1,6- 2,2 0,8- 1,2 0,2- 0,4 основа 0,2 0,1 0,1 0,1
Механические свойства.
Таблица 2
Вид полу-фабриката ТУ Состояние Вдоль волокна Поперек волокна
в
кг/мм2 0,2
кг/мм2
% НВ
кг/мм2 по ширине по тол-щине
в
0,2
в
Штамповка до30 кг АМТУ 505-5-64 Закаленные и искусственно состаренные 49 44 6 125 49 44 3,5 48 3
Коррозионная стойкость.
Поковки и штамповки из сплава В93, состаренные по ступенчатому режиму, обладают более высоким сопротивлением коррозии под напряжением, чем аналогичные полуфабрикаты из сплава В95. Анодирование и лакокрасочные покрытия обеспечивают надежную защиту от коррозии.
Технологические данные.
Сплав формируется в горячем состоянии. Термомеханические режимы ковки сплава в прессованном состоянии приведены в таблице No3.
Таблица 3
Температура нагрева под
деформацию Температурный интервал деформации Допустимая деформация за один нагрев
пресс молот пресс Молот
430 – 370 430 - 350 400 - 320 80 - 85 50-60
Охлаждение после деформации на воздухе сплав В93, как и все высокопрочные сплавы, чувствителен к концентраторам напряжений. По этому при конструировании и изготовлении деталей следует руководствоваться инструкцией. В частности, необходима тщательная отработка конструктивных элементов (выбор форм с минимальной концентрацией напряжений, плавность переходов при изменении сечения детали). Величину радиуса переходов (сопряжений) механически обрабатываемых поверхностей следует выбирать в зависимости от размера сечения, но не менее 2 мм.
Особое внимание следует обращать на правильное направление волокна. Волокно в штамповках должно следовать конфигурации детали (особенно в местах проушин), что должно предусматриваться эталонами макроструктуры.
Сплав В93 обладает хорошей прокаливаемостью. Термическая обработка закала с 470 ±5 о С в воде с температурой 75 – 85 о С и искусственное старение по ступенчатому режиму: 120 ±5 о С – 3 часа + 165±5 о С – 4 часа.
Детали среднего размера при закалке в воде практически не испытывают коробления, поэтому термической обработке можно подвергать окончательно механически обработанные детали. В местах специальных посадок и очень тонких по сравнению с основным сечением детали, необходимо оставлять припуск 1,5 – 10,0 мм.
Чистота поверхности деталей, не имеющих классных размеров, должна быть не ниже 5, а особо ответственных деталей и в местах перехода сечений – не менее 7.
После обработки резанием на поверхности детали не должно быть рисок, следов механической обработки, острых кромок и углов.
Применение.
Нагруженные штампованные, кованные и прессованные детали, работающие при температуре не выше 125 о С.
5.4 Анализ технологичности
Конструктивные формы деталей определяются их служебным назначением. Однако деталь, сконструированная без учета требований технологии ее изготовления, может оказаться неэкономичной. Поэтому при разработке конструктивных форм деталей необходимо учитывать требования технологии их наиболее экономичного изготовления. Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции требованиям
минимальной трудоемкости и материалоемкости.
Правила выбора показателей технологической конструкции изделия направлены на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении его необходимого качества.
Наиболее важные показатели технологичности конструкции детали: трудоемкость ее изготовления, удельная материалоемкость, коэффициент использования материала, технологическая себестоимость. Трудоемкость и материалоемкость изготовления детали зависят не только от конструкции, но также и от выбранного технологического процесса, его оснащения и режимов обработки
Конфигурация детали должна быть такой, чтобы для ее изготовления можно было использовать высокопроизводительные
технологические методы и выбрать удобную базу для установки заготовки в процессе обработки. Заданные точность и шероховатость поверхностей заготовки или детали должны быть обоснованы ее служебным назначением, т.к. завышенные требования по точности и шероховатости вынуждают вводить дополнительные операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоемкость процесса обработки и повышают себестоимость детали. Стандартизация и унификация деталей и их элементов способствуют уменьшению трудоемкости процессов производства и снижению себестоимости деталей в связи с увеличением серийности выпуска
и унификацией станочных наладок.
6.2 Анализ заводского технологического процесса
В качестве заготовки в базовом тех.процессе принята горячая штамповка, но масса заготовки 11 кг., что привело к уменьшению К и.м.
Коэффициент использования материала очень низкий. Такой вид заготовки ведет к увеличению трудоемкости и себестоимости детали.
Маршрут обработки детали «Носок нервюры бортовой».
Таблица No4
No операции Наименование Оборудование
005 Контроль К .стол
010 Маркирование Верстак
015 Фрезерная ФП17МН7
020 Слесарная Верстак
025 Контроль К. стол
030 Контроль К. стол
035 Разметка Плита
040 Фрезерная ФП7М
045 Слесарная Верстак
050 Фрезерная ФП7М
055 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
060 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
065 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
070 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
075 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
080 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
085 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
090 Фрезерная с ЧПУ ФП17М7
095 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
100 Слесарная Верстак
105 Фрезерная с ЧПУ ФП7М
110 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
115 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
120
Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
125 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
130 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
135 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
140 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
145 Фрезерная с ЧПУ ФП17МН7
150 Слесарная Верстак
155 Правка Пресс гидр.RUE-250
160 Контроль К. стол
165 Разметка Плита
170 Фрезерная ВМ127М
175 Фрезерная ВМ127М
180 Фрезерная ВМ127М
185 Слесарная Верстак
190 Контроль К. стол
195 Разметка Плита
200 Слесарная Верстак
205 Контроль К. стол
210 Разметка Плита
215 Слесарная Верстак
220 Контроль К. стол
225 Контроль Твердомер ТШ-2М
230 Покрытие
235 Контроль К. стол
240 Контроль К. стол
245 Маркирование Стол подготовителя
250 Контроль К. стол
Анализируя базовый технологический процесс можно выделить следующие операции по объёму:
- основной объём составляют операции механообработки, большинство которых производятся на фрезерных станках c ЧПУ. Поскольку деталь имеет несколько внутренних карманов и множество отверстий, целесообразно
разработать приспособление позволяющее обработать максимальное количество поверхностей. В технологическом процессе есть несколько
фрезерных операций с ЧПУ, что ведет к большему количеству переустановок
детали и накоплению погрешностей
- оставшийся объём операций составляют слесарная обработка, сверление различных отверстий, достаточно много контрольных операций, что ведет к увеличению количества операций и переустановок, это приводит к снижению точности обработки.
Большое количество операций объясняется также использованием в технологическом процессе универсального оборудования и не использования прогрессивного оборудования и инструмента.
Применение многоинструментальных станков с ЧПУ и специального приспособления с гидравлическим приводом позволило бы существенно сократить время на настройку и улучшить качество изготовления, сократить
время на подготовительно-заключительные работы, упростить процессы базирования и закрепления детали.
6.3 Краткая характеристика разрабатываемого технологического процесса
При разработке технологического процесса предлагается использовать меньшее количество оборудования, так как обработка ведется на станках с ЧПУ и при развитии современного машиностроения и усовершенствования приспособлений даёт возможность всё больше применять высокопроизводительное оборудования. Постепенно уменьшаются разметочные и слесарные операции.
В данном дипломном проекте для обработки детали предлагается использовать оборудование:
- фрезерный станок 6Н12П
- фрезерный станок с ЧПУ ФП-17СМН3
- вертикально-сверлильный станок 2А125
Для повышения точности обработки, уменьшения времени на установку-снятие детали, предлагается использование оснастки:
- специальное фрезерное приспособление с гидроцилиндрами
- три кондуктора для сверления отверстий
- тиски и прижимы для обработки на универсальном станке
Краткое описание обработки
Технологический процесс условно разобьём на 4 основных этапов:
- подготовка технологических баз
- обработка первой стороны детали
- обработка второй стороны детали
обработка отверстий
5 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
6.4 Выбор вида заготовки и способ её получения
В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование черновых заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее рациональных и экономичных методов и способов обработки, т.е. обработки с наименьшими производственными отходами.
Выбор вида заготовки для механической обработки во многих случаях является одним из весьма важных вопросов разработки процесса изготовления детали.
Правильный выбор вида и метода получения заготовки зависит от способа ее изготовления и влияет на число операций и переходов. Вид заготовки в значительной степени определяет дальнейший процесс обработки.
При решении этого вопроса надо стремится к тому, чтобы форма и размеры исходной заготовки были максимально приближены к форме и размерам детали.
В качестве заготовки в базовом технологическом процессе принята заготовка, получаемая штамповкой , но масса заготовки слишком велика. Это привело к большим затратам материала. Применение штамповки с меньшим весом более выгодно, так как она обеспечивает небольшие припуски по сравнению с другими видами заготовок. Штамповка повышает точность размеров, обеспечивает хорошее качество поверхностей.
Принимаемая в расчет требования тех. условий и исходя из суммарной минимальной стоимости получения детали, отвечающей прочностным характеристикам, выбираем заготовку получаемую горячей штамповкой.
Коэффициент использования материала при горячей штамповки равен:
Способ получения горячей штамповки – штамповка в открытых штампах на кривошипных горячештамповочных пресса х. Штамповка на КГШП более производительна и КПД в 2-4 раза больше чем у молота.
Повышенная точность размеров штамповок достигается постоянством хода пресса и определенности нижнего положения ползуна, что позволяет уменьшить отклонения размеров штамповок на высоте; штамповки не контролируют на сдвиг, так как в конструкции пресса и штампа предусмотрено надежное направление ползуна направляющих станины, а для точного совпадения верхней и нижней части штампа – направляющие колонки и втулки. Этот метод позволяет увеличить коэффициент использования материала, вследствие более совершенной конструкции
штампов, снабженных верхним и нижним выталкивателями, что позволяет
уменьшить штамповочные уклоны, припуски, напуски и допуски и, тем самым, приводит к экономии металла, уменьшению последующей обработки штамповок резанием. Характеристика получаемой при этом способе заготовки: масса до 50 кг, средней сложности.
При изготовлении заготовки штамповки используют кривошипные горячештамповочные прессы усилием 6,3-100 МН типа ПП – 250. Они обеспечивают улучшенные условия труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибраций и сотрясения почвы, характером работы, что позволяет устанавливать КГШП в зданиях облегченной конструкции.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Перед штамповкой исходный материал готовят к обработке – производят зачистку металла, разрезают на части, выбирают температурный режим и тип нагревательного устройства.
Зачистка металла от поверхностных дефектов предупреждает появление брака в деталях. Применяются различные способы зачистки : огневую с нагревом и без нагрева, пневматическим молотком, на фрезерном станке, абразивными кругами.
Резка металла на части выполняется на пилах и ножницах.
От окалины заготовки очищают дробеметной очисткой. [3]
6.5 Расчёт припусков
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению поверхности заготовки в процессе обработки резанием для получения годовой детали. Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. Размер припуска определяют разность между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу.
Припуски разделяют на общие, т.е. удаляемые в течении всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных и на последующих операциях.
ГОСТы и таблицы позволяют назначить припуски, не зависимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления. Поэтому в общем случае припуски являются завышенными, содержат резервы расхода материала и трудоемкости изготовления детали.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку, базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяют методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск.
Размер припуска зависит от толщины поврежденного поверхностного слоя, т.е. от толщины корки для литых заготовок, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин и т.д., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей. Для компенсации погрешностей, возникающих при выполнении технологических операций, необходимо предусматривать припуск, величина которого данной заготовки на последней операции обработки. Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы, поверхностными микро неровностями, а также отклонения взаимосвязанных поверхностей. Наряду с перечисленными погрешностями в процессе обработки возникают погрешности установки, которые также должны учитываться и быть компенсированными соответствующими увеличениями припуска.
Величина припуска обеспечивается точностью изготовления заготовки, однако, повышенные требования к точности изготовления заготовки в ряде случаев повышает их себестоимость изготовления. Поэтому припуск следует
выбирать по величине оптимальной, т.е. обеспечивающим качество обработанной поверхности при наименьшей себестоимости заготовки и ее
обработки [2].
Аналитический расчет межоперационных припусков на обработку отверстия
ø12Н9( +0.043).
Таблица No5
N Переходы Квалитет Допуск на размер Т, мкм Элементы припуска, мкм Предельные значения припусков, мкм
Rz h P E 2Zmax 2Zmin
1 Сверление 12 180 40 60 42 120 953 703
2 Зенкерование
10 70 32 40 2 87 380 310
3 Развертывание 9 43 10 20 0.084 83 573 393
Минимальные припуска определяются:
(8) [4]
где:
Rzi-1 – шероховатость поверхности после предшествующего перехода.
Hzi-1 – глубина дефектного слоя после предшествующего перехода.
Pi-1 – пространственное отклонение после предшествующего перехода.
Еi – погрешность базирования на данном переходе.
Пространственное отклонения для заготовки определяется:
(9) [4]
где:
- коробление заготовки;
- смещение штампов при штамповке.
где:
Λ - коробление заготовки на мм высоты
Λ=0.7 мм [4]
мм
Зная все составляющие, определим пространственное отклонение заготовки:
Коэффициент уточнения элементов припусков Ку
- сверление ; [4]
- зенкерование ; [4]
- развертывание ; [4]
Погрешность установки при выполненном переходе
(10) [4]
где
– погрешность закрепления [4]
– погрешность базирования [4]
Общий припуск равен сумме припусков на всех переходах:
Табличный (статистический) метод определения припусков представляют в виде таблицы.
ТаблицаNo6
Размер,
мм Допуск на
размер
штамповки,
мм Припуск на
черновую
обработку, мм Припуск на
чистовую
Обработку, мм Округлённый
размер
заготовки, мм
3.5 0.3 1.7 0.3 5.8
5 0.2 2 0.3 7.5
30 0.3 2 0.3 32.6
65 0.4 2.5 0.5 68.4
ТаблицаNo7
Ø отверстия Первое Зенкерование Развёртывание
12H9+0.03 11.8 - 12H9
45H9+0.036 44.8 - 45H9
60H8+0.036 59.8 - 60H8
6.6 Выбор оборудования
Выбор станочного оборудования является одной из важных задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимость изделия.
При выборе станочного оборудования необходимо учитывать следующие данные:
- характер производства;
- методы достижения заданной точности при обработке;
- необходимую сменную (или часовую) производительность;
- соответствие станка размерами детали;
- мощность станка;
- удобство управления и обслуживания станка;
- возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации;
- кинематические данные станка (подачи, частоты вращения и т.д.)
В зависимости от объема выпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ).
При выборе металлорежущих станков с ЧПУ кроме определения необходимых значений параметров, состав которых отражает техническую характеристику станков, необходимо учитывать следующие данные:
- оборудован ли станок встроенным интерполятором или рассчитан на применение группового;
- тип системы управления;
- система кодирования и тип программаносителя;
- система отсчета;
- максимальная скорость инструмента по контуру, мм /мин;
- и некоторые другие.
Для изготовления детали применяются следующее оборудование:
Специализированный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ ФП-17СМН3. Станок предназначен для обработки концевыми фрезами деталей со сложными фасонными поверхностями, в том числе выпуклыми и вогнутыми поверхностями двойной кривизны детали типа балок, нервюр, рычагов и других видов. Габариты обрабатываемых деталей по длине и ширине достигают 1600×500 мм, сила фрезерования достигает 1500ктс. На станке можно производить обработку деталей из титановых, алюминиевых сплавов, конструкционных сталей. Управление перемещением рабочих органов станка осуществляется от фазовой системы ЧПУ мод. Н33-2М
- посредством следящих гидравлических объёмных приводов подач через редукторы подач и шариковые винтовые пары.
Техническая характеристика станка ФП-17СМН3 [5]
Таблица No8
Система управления Фазовая
Привод подач Гидравлический
Число координат 3
Пульт управления Н33-2М
Скорость считывания 50
Цена импульса 10
Предельные перемещения x-1600; y-600; z-250
Максимально допустимая скорость подач по программе, мм/мин X – 0-1650; Y – 0-1650;
Z - 0-1650
Максимально допустимый перепад скоростей, мм/мин 300
Максимально допустимое ускорение, мм/c 80
Цена периода фазы, мм/об 0.64
Магнитная головка ГМВ 35/9
Рабочая поверхность стола, мм 1600×500
Расстояние от шпинделя до стола, мм 200-500
Число пазов стола, шт 3
Расстояние между пазами, мм 140
Ширена паза, мм 22
Диаметр отверстия в центре стола, мм 20
Точность обработки, мм -0.15 - +0.15
Мощность главного двигателя, кВт 22
Вес станка, т 16
Диапазон вращения шпинделя, об/мин 185-2055
Универсальный вертикально – фрезерный консольный станок 6Н12П
Фрезерный станок 6Н12П предназначен для фрезерования всевозможных деталей из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов с торцовыми,
цилиндрическими, радиусными и другими фрезами. Масса детали с приспособлениями до 300 кг. На станке можно обрабатывать, горизонтальные и наклонные плоскости, пазы, углы, рамки и т.д. Техническая характеристика и жесткость станка позволяет полностью использовать возможности твердосплавного и быстрорежущего инструмента.
Техническая характеристика станка 6Н12П [5]
Таблица No9
Размеры рабочей поверхности стола 400х1600 мм
наибольшие перемещения стола:
продольное
поперечное
вертикальное
1000 мм
300 мм
420 мм
перемещение гильзы со шпинделем 80 мм
наибольший угол поворота шпиндельной головки 45
внутренний конус шпинделя (конусность 7:24) 50
число скоростей шпинделя 18
частота вращения шпинделя об/мин 202000
число подач стола 18
подача стола (мм/мин): продольная и поперечная 251250
Вертикальная 8,3416,6
скорость быстрого перемещения стола:
продольного и поперечного (мм/мин) 3000
вертикального (мм/мин) 1000
мощность электродвигателя привода 15 кВт
габаритные размеры (мм):
длина × ширина × высота
2560×2260×2120
масса станка, т 4.2
Сверлильный станок 2А125
Сверлильный станок 2А125 предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развёртывания, а также нарезания резьбы метчиками в
ремонтных, инструментальных и производственных цехах в условиях
серийного производства.
Техническая характеристика станка 2А125 [5]
Таблица No10
Наибольший диаметр сверления 50 мм
вылет шпинделя 375–1600
расстояние от нижнего торца шпинделя до рабочей поверхности плиты 450–1600
конус для крепления инструмента Морзе 5
наибольшее перемещение: вертикальное рукава на колонне 750 мм
продольное выдвижение шпинделя 1225 мм
число скоростей шпинделя 21
частота вращения шпинделя (об/мин): 202000
подача шпинделя (мм/об): 0,0532,5
мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт
габаритные размеры: длина × ширина × высота 2665 ×1020 ×3430
масса станка, т 4.7
6.7 Выбор приспособления и режущих инструментов
Конструкция приспособления должна быть увязана с разработкой технологического процесса изготовления детали, так как при разработке
процесса выбирают технологические базы, устанавливают режимы резания, определяют штучное время на операцию и т.д.
Для обработки детали я принял два фрезерных приспособления, которые позволяют обработать деталь с двух сторон на станке с ЧПУ, три кондуктора для обработки отверстий, а также прижимы для фрезерной обработки на универсальном станке.
Спроектированное приспособление в отличии от заводского позволяет:
- обеспечить равномерную нагрузку и распределение сил зажима за счет использования прижимов с гидравлическими цилиндрами .
- обеспечить обработку детали на более высоких скоростях резания за счет надежности закрепления заготовки.
- производить обработку большинства поверхностей не поворачивая заготовку, что сокращает время на обработку.
Данное приспособление обеспечивает точность базирования заготовки и быстроту закрепления. Это достигается за счет постоянства баз и базированием по двум базовым пальцам. Дополнительное крепление обеспечивается откидными прижимами на толкающих гидроцилиндрах. В ложемент запрессовываются базовые пальцы – цилиндрический и срезанный, что обеспечивает точное базирование и установку детали.
Выбор режущего инструмента можно условно разделить на 4 последовательных этапа:
а) Назначение всех типов инструментов, совокупность которых нужна для обработки данной детали в данной операции.
б) Определение технологических параметров для каждого инструмента, таких как материал режущей части, геометрия заточки, число зубьев (для фрез ).
в) Определение геометрических параметров инструментов, связанное с особенностями процесса обработки на станках с контурными системами.
г) Определение конструктивных особенностей режущих и вспомогательных инструментов, связанных с их установкой, закреплением и сменой на станках с ЧПУ.
Определение всех участвующих в обработке инструментов начинается с того, что все обрабатываемые поверхности разделяются на участки. Эти участки характеризуются тем, что выполняются инструментом одного вида, формы и размера. Размер и форма режущего инструмента оказывает существенное влияние на обработку и её программирование. Один из
главных условий высокопроизводительной работы режущего инструмент
а является правильный выбор материала для его изготовления. Режущие
лезвия инструмента в процессе работы находится под действием больших давлений, трения и высоких температур, что приводит к изнашиванию инструмента, поэтому инструментальные материалы должны отвечать определённым требованиям, связанным и составлением обрабатываемого материала.
Исходя из всех этих требований для материала ВТ20 я выбираю инструменты из материала ВК8 – твердый сплав вольфрамокобальтовой группы. Содержание кобальта 92%, карбида титана 2%, кобальта 6%, предел прочности при изгибе 1666 Н• м (170 кгс/мм2), плотность 14.6×103 – 15×103 кг/м3 , твердость HRA не менее 87,5. Главным недостатком является хрупкость, а также недостаточная прочность при изгибе и растяжении. ВК8 менее хрупкий, применяют при обработке хрупких материалов (чугун) при прерывистом резании, обладает большой вязкостью. ВК8 химически пассивен к воздействию кислот и щелочей.
Режущий инструмент
Фреза торцевая 2214 – 0157 ВК8 ГОСТ 9473 – 80 ( Ø160, L=46 )
Фреза концевая 2220–3231 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø 30, L=80, R4 )
Фреза концевая 2220–0247 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø20, L=60, R4 )
Фреза концевая 2220–0247 ВК8 ГОСТ 20537–75 ( Ø10, L=60, R1 )
Сверло 2301 – 0050 Р9К5 ГОСТ 22736 – 77 ( Ø 12)
Сверло 2300 – 0194 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø44.8)
Сверло 2300 – 6193 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø59.8)
Сверло 2300 – 6173 Р9К5 ГОСТ 10902 – 77 ( Ø5 )
Зенкер 3112 – 0025 Р9К5 ГОСТ 12489 – 71(Ø 11,9)
Развертка 2362.0005 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 (12Н9),
Развертка 2362.0003 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 (Ø 45Н9)
Развертка 2362 – 0005 Р9К5 ГОСТ 1672 – 80 ( 60Н7 )
6.8 Методы и средства контроля детали.
Сегодня эффективность бизнеса определяется тем, насколько оперативно предприятие способно реагировать на потребности рынка в той или иной продукции, и какой уровень ее качества оно способно обеспечить. Автоматизация процессов проектирования и производства, техническая оснащенность передовыми технологиями, оборудованием и инструментом - все это напрямую связано с повышением конкурентоспособности фирмы. О степени технической оснащенности предприятия можно судить по уровню его обеспечения средствами измерения и контроля.
При проектировании технологического процесса обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но в месте с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент, контрольно-измерительные приспособления.
Метод контроля должен способствовать повышения производительности труда контроллёра и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения её себестоимости.
Существуют абсолютный, относительный, косвенный и комплексный методы измерения.
При абсолютном методе значение измеряемой величины можно видеть непосредственно на шкале измерительного прибора (измерение штангенциркулем, микрометром, угломером).
При относительном методе величина измеряемого размера сравнивается с эталоном или концевой мерой. Результат измерения получается в виде отклонения измеряемого размера от размера концевой меры (измерения на миниметре и оптиметре).
При косвенном методе сам требуемый размер не измеряется, а определяется измерением другого размера, который связан с ним определенной зависимостью (измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек).
Комплексный метод применяют, когда требуется проверить одновременно несколько параметров детали и их взаимное расположение, например контроль шлицевой втулки комплексным калибром.
Метрологические показатели средств измерения
Цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Пределы измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений.
Измерительное усилие – усилие, возникающие в процессе измерения на поверхности измеряемого объекта в зоне контакта с измерительными поверхностями прибора.
В единичном и серийном производстве обычно применяют универсальные измерительные инструменты (штангенциркуль, штангенглубиномер, угломер и т.д.)
В механических цехах контроль обрабатываемых деталей сводится к определению их геометрических размеров, т.е. измерению линейных и угловых величин.
Измерительные средства, предназначенные для измерения этих величин, можно подразделить на следующие основные группы.
Плоскопараллельные концевые меры длины и угловые меры применяют для настройки измерительных приборов и инструментов; ими также непосредственно измеряют размеры деталей.
Штриховые меры длины и углов. К ним относятся рулетки, метры, масштабные линейки, транспортиры, лимбы и другие.
Калибры (контрольно-проверочный инструмент) служат для проверки правильности размеров детали. В зависимости от характера проверяемого размера калибры бывают цилиндрические, конические, резьбовые, в виде скоб, шаблонов и т.д. Калибры не являются универсальными измерительными средствами, так как не позволяют определить действительную величину контролируемого размера, а показывают только предельные размеры данной детали.
Универсальные измерительные средства, с помощью которых можно определить числовое значение размера. К ним относятся: штриховые инструменты с нониусом (штангенинструменты, универсальные инструменты); микрометрические инструменты (микрометры гладкие и резьбовые, микрометрические глубиномеры); рычажно-механические приборы (рычажные скобы, приборы для проверки зубчатых колес); электрические приборы для линейных и угловых измерений и другие.
Применяемые средства контроля
1.Штангенциркуль ЩЦ-1 0-125-0,1 ГОСТ166-89 – предназначен для измерения наружных, внутренних размеров, а также глубин. Точность измерения 10-13 квалитет, кл-т. 2.
2.Стенкомер С–10Б–0,01 (ц.д. 0,01; b=0–10) ГОСТ 11951–82 – предназначен для контроля толщины стенок.
3.Радиусомер (R=7; 10) ГОСТ 4126–82 – предназначен для контроля радиусов
4.Калибр–пробка (12Н9) ГОСТ 16779–71 - предназначен для контроля отверстия
5.Калибр–пробка (45Н9) ГОСТ 16779–71 - предназначен для контроля отверстия
6.Угломер 2УМ ГОСТ5378-66 - предназначен для контроля углов
7.Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93. – предназначены для контроля шероховатости поверхностей.
8. Спец. инструмент – для контроля межцентрового расстояния отверстий.
Спец. инструмент работает по принципу калибр пробки. В начале диаметры отверстий измеряются стандартными калибрами, а затем, если отверстия выполнены в допуске, межцентровое расстояние контролируется спец. инструментом.
6.9 Расчет режимов резания
Определение режимов резания для криволинейной обработки на станках с ЧПУ в основном не отличается от того, как это делается для станков с ручным управлением от того, как это делается для станков с ручным управлением.
В следствии того, что ещё имеются станки с ЧПУ, не наделенные способностью в автоматическом режиме изменять скорость главного движения, возникает необходимость определять режимы обработки особым порядком.
Он состоит в том, что из всего подлежащего обработке одним инструментом конструктора, выбирается участок поверхности, отличающийся от всех остальных характерностью таких критериев, как:
- повышение требования к точности.
- более высокие требования к шероховатости поверхности.
- понижение жесткости к системе СПИД
- наименьшая длина обработки и большая площадь
- менее равномерное распределение припуска на обработку
Расчётным путём или по
Похожие материалы
Технологический процесс изготовления детали «Хомут»
Alex16
: 12 ноября 2021
В первом разделе выпускной квалификационной работы бакалавра представлена разработка технологического процесса изготовления детали «Хомут»: проанализированы исходные данные, осуществлен выбор метода получения заготовки, произведена разработка технологического процесса обработки детали, выбор оборудования, технологической оснастки, режущего и вспомогательного инструмента, рассчитаны режимы резания для операций, рассчитаны нормы времени для операций и сформирован комплект технологической документа
500 руб.
Технологический процесс изготовления детали гнездо
VikkiROY
: 22 декабря 2014
Введение
1. Исходные данные 3
1.1.1 Служебное назначение 3
1.1.2 Форма и материал 3
1.2.1 Требование ЕСКД 4
1.3 Технологичность 5
1.4 Контроль 14
1.4.1 Важнейшие требования 14
1.4.2 Методы контроля 14
1.5.1 Возможные методы получения заготовки 15
2. Технологический процесс 18
2.1. Методы обработки 18
2.2. Маршрут 19
2.3. Базирование 20
2.3.1. Единый комплект технологических баз 20
2.3.2. Базирование на первых операциях 21
2.3.3. Дифференциация операций 22
2.4 . Размерный анализ 35
2.5.
145 руб.
Технологический процесс изготовления детали Форсунка
OstVER
: 9 ноября 2013
Содержит 9 чертежей, выполненных в формате cdw (Компас v9):
Лист1 - Чертеж заготовки (ф А3)
Лист2- Наладка на сверлильную операцию (ф А3)
Лист3- Наладка на фрезерную операцию (ф А3)
Лист4- Фрезерное приспособление (ф А1)
Лист5- Маршрутные карты (4 варианта) (ф А4)
Лист6- Карты эскизов (ф А1)
65 руб.
Технологический процесс изготовление детали пробка
Рики-Тики-Та
: 7 декабря 2012
Содержание
1. Назначение детали и условия работы в изделии
2. Анализ технологичности детали
3. Разработка плана обработки, подбор оборудования,
инструмента, оснастки. Определение типа производства.
4. Решение размерных цепей
5. Расчет режимов резания
6. Список литературы
55 руб.
Технологический процесс изготовление детали диск
Рики-Тики-Та
: 7 декабря 2012
Содержание
1 Анализ чертежа детали и исходных данных 4
2 Разработка схемы базирования заготовки на операции 4
3 Расчёт режимов обработки поверхностей на технологической операции 6
4 Разработка схемы закрепления детали и общей компоновки приспособления 9
5 Расчёт потребной силы закрепления 11
6 Расчёт основных параметров силового привода 14
7 Разработка и описание конструкции корпуса 15
8 Описание принципа работы приспособления 15
9 Список использованных источн
55 руб.
Технологический процесс изготовления детали "Шток"
Рики-Тики-Та
: 19 апреля 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Разработка технологического процесса изготовления детали
1.1 Служебное назначение и конструкция детали
1.2 Анализ технических условий изготовления детали
1.3 Предварительное определение типа производства (по таблицам)
1.4 Анализ технологичности детали
1.5 Анализ базового технологического процесса
1.6 Выбор метода получения заготовки и разработка её конструкции
1.7 Выбор и обоснование методов обработки поверхностей детали
1.8 Выбор и обоснование технологическ
55 руб.
Технологический процесс изготовления детали "Кронштейн"
dangerrose
: 20 февраля 2012
Заданная деталь «Кронштейн» изготовлена из листового материала тол-щиной а=1 мм. Деталь выполнена в форме уголка. В результате гибки получены две поверхности: первая поверхность с размерами 12х22 мм, имеющая прямоугольный паз 8х10 мм и вторая поверхность, сочетающая в себе прямоугольник 14х22 мм и полукруг радиусом R8 мм. Концентрично с полукругом находится отверстие для крепления детали диаметром 6 мм. По конструкции данной детали можно сделать вывод, что она относится к типу фиксаторов для кре
100 руб.
Технологический процесс изготовления детали "шатун"
Рики-Тики-Та
: 5 сентября 2011
Содержание
Введение.
1. Анализ конструкции детали.
2.Разработка технологии изготовления.
2.1. Выбор заготовки.
2.2. Составление технологического маршрута обработки. Расчет режимов обработки. Нормирование операций.
2.3. Выбор оборудования.
3. Описание автоматической линии.
4. Расчет шагового транспортера
5. Расчет технической производительности.
Литература
55 руб.
Другие работы
Лабораторные работы №1-3 по дисциплине: Программные средства обработки информации. Вариант 07
Учеба "Под ключ"
: 2 октября 2022
Лабораторная работа №1
«Введение в пакет SmatchStudio»
Цель работы: Познакомиться с SMathStudio. Изучить основные вычислительные возможности пакета
№ варианта: 7 (см. скрин)
1. Вычислить выражение
2. Рассчитать значения функций
Построить графики этих функций в одной системе координат
3. Создайте две матрицы А и D размером (4х4). Для заполнения матриц используйте функцию генерации случайных равномерно распределенных чисел.
Вычислите определитель первой матрицы. Обратную второй матрицы.
4. Выч
1300 руб.
Проект расчета материального и теплового баланса плавки в дуговой электропечи
Aronitue9
: 22 августа 2012
Электрометаллургия
Проведен анализ изменения состава компонентов электроплавки и тепловой баланс с целью выбора оптимальных параметров.
Как отмечалось, к середине 60-х годов XX в. были разработаны и реализованы в промышленных условиях эффективные способы производства железа прямым восстановлением из руд. Это железо, получаемое твердофазным восстановлением пре-имущественно в виде окатышей, не может быть использовано в качестве готовой стали, но является хорошим сырьем для ее производства. Опыт по
20 руб.
Модернизация системы фильтрации промывочной жидкости-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин
leha.nakonechnyy.92@mail.ru
: 15 июля 2016
Дипломный проект на тему «Модернизация системы фильтрации промывочной жидкости» выполнен на основании задания на проектирование, выданного руководителем проекта от кафедры «Манины и оборудования нефтяных и газовых промыслов»
В настоящее время используются при бурении на нефть, газ в циркуляционной системе шланги без применения фильтрующего элемента, уровень загрязнения жидкости в основном определяется визуально, что может вызвать в последствии работы загрязнение, что в свою очередь может вызват
2721 руб.
Модернизация привода токарно-винторезного станка мод. 1А616
mirysi4ka
: 17 мая 2012
Произвести модернизацию токарного станка, переделав его шпиндельный узел с ступенчатым регулированием частоты вращения двигатель в шпиндельный узел с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя.
При этом необходимо реализовать параметры в соответствии с заданием.
Исходные параметры
Материал обрабатываемого материала - СЧ.
Максимальная частота вращения шпинделя - .
Мощности двигателя - .
Диаметр сверла (при осевом сверлении) - 12 мм.
Данные: материал обрабатываемого материала - СЧ;