Проектирование токарной операции

Введение

Разработка технологических процессов механической обработки на металлорежущих станках базируется на общих принципах и закономерностях технологии машиностроения. Надлежащее качество обрабатываемого изделия обеспечивается применением специальных методов контроля исходных материалов, методами и режимами механической, термической, термохимической обработки и методами построения технологического процесса. Эффективность работы машиностроительного комплекса предопределяется возможностями и темпами опережающего развития машиностроительной промышленности. Опыт работы промышленности показывает, что рациональное использование современных станков, оснащенных ЧПУ и микропроцессорными системами, улучшение показателей использования ГПС во многом зависит от вида и качества механической обработки изделия.
Высокая стоимость станочных современных систем ставит жесткие требования о необходимости высокопроизводительной обработки детали на повышенных режимах резания. Только в этом случае обеспечивается экономичность использовании данных систем при соблюдении нормативных сроков окупаемости.
Определенным препятствием повышения качества изделия является несоответствие между возвращающей их сложностью и устаревшими методами и средствами технической подготовки их производства. Этот вопрос не может быть решен путём простого увеличения количества конструкторов и технологов, занятых в сфере подготовки производства. Решение возможно при переходе к качественно новым методам и средствам проектирования на основе математического моделирования.
Перечислим перспективные пути развития машиностроительного производства:
Специализация изделий.
Применение типовой технологический процесс при больших партиях инструмента.
Использование специальных станков, инструментов при изготовлении изделий сложной конфигурации.
Применение специальных приспособлений с пневмосистемами.
Необходимость улучшения условия контрольных замеров исполнительных размеров для повышения качества.


Анализ чертежа детали и её служебного назначения

Деталь “Переходник” предназначен для герметичного соединения труб с различным условным проходом в различных трубопроводных системах.
Деталь “Переходник” является деталью вращения.
Деталь “Переходник” изготавливается из высоколегированной стали со специальными свойствами коррозионностойкая, жаропрочная аустенитного класса литьевой 10Х18Н9Л ГОСТ 2176-77.

Химические свойства 10Х18Н9Л представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав % материала 10Х18Н9Л
С Si Mn Cr Ni Cu S P
0,07-0,14 0,2 –
1,0 1,0-
2,0 17,0-20,0 8,0 -11,0 не более 0,3 0,03 0,035

Механические свойства 10Х18Н9Л представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Механические свойства 10Х18Н9Л
Сортамент σв
МПа στ
МПа δ
% ψ
% Ударная вязкость, KCU, кДж/м2
- 450 180 25 35 1000

Технические требования: позиционный допуск расположения восьми отверстий диаметром Ø16 мм относительно оси поверхности Г в диаметральном выражении равен 0,4 мм; позиционный допуск расположения восьми отверстий диаметром Ø11 мм относительно оси поверхности Б в диаметральном выражении равен 0,4 мм; допуск параллельности правой торцевой поверхности и поверхности В равен 0,05 мм; допуск параллельности левой торцевой поверхности переходника и поверхности В равен 0,2 мм.

По чертежу мы видим одну поверхность с шероховатостью Ra = 0,8 мкм; десять поверхностей с шероховатостью Ra = 12,5 мкм; 20 поверхностей с шероховатостью Ra = 6,3 мкм; две поверхности с шероховатостью Ra = 3,2 мкм. Самый точный размер наружный диаметр Ø97,5Н10(+0,14) – базовая поверхность Б.
Остальные размеры имеют точность по 14 квалитету.

Определение типа производства и его основные особенности

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
Тип производства определяется коэффициентом
К_(з.о)=Р/Q
где Р- количество операций
Q - количество рабочих мест.
Коэффициент закрепления операций определяет число операций, выполняемых на одном рабочем месте за расчетный период времени.

Типы производства характеризуются следующим значением коэффициентов закрепления операций:
Тип производства Кз.о

Массовое………………………………………………………. 1
Серийное:
Крупносерийное………………………………………… выше 1 и до 10
Среднесерийное……………………………………………с 10 до 20 Мелкосерийное…………………………………………… с 20 до 40

Предварительно принимаем: обработку производим на станке с ЧПУ с контршпинделем, т.е. количество рабочих мест Q = 3. Операций (переходов) принимаем Р = 30.
К_(з.о)=40/3=13,3
Следовательно, по этому методу у нас среднесерийное производство.
Определяем по таблице серийности: задана годовая программа выпуска колес N = 100 штук.
Таблица 3 – Серийность производства
Масса
детали
(изделия),кг. Величина годовой программы выпуска, шт.
Единичное Мелкосерийное Среднесе-рийное. Крупносерийное Массовое.
1,0 10 10…2000 1500…100000 75000…200 000 200 000
1,0…2,5 10 10…1000 1000…50 000 50 000…100 000 100 000
2,5…5,0 10 10…500 500…35 000 35 000…75 000 75 000
5,0…10,0 10 10…300 300…25 000 25 000..50 000 50 000
>10,0 10 10…200 200…10 000 10 000…25 000 25 000

Масса детали 4,38 кг, годовая программа 1000 шт., следовательно, производство у нас среднесерийное.

Выбор метода получения и проектирование заготовки

Так как материалом детали является литейная сталь и производство среднесерийное, то наиболее приемлемым методом её получения является литьё в оболочковые формы и в песчано-глинистые формы. Литье в оболочковые формы более точное, но и более дорогое изготовление. Так как у нас форма детали относительно простая и особой точности не требуется, выбираем литье в песчаные формы.
Литейная разовая песчано-глинистая форма в большинстве случаев состоит из двух полуформ: верхней и нижней, которые получают уплотнением формовочной смеси вокруг соответствующих частей (верхней и
нижней) деревянной или металлической модели в специальных рамках – опоках.
Общие припуски на обрабатываемые поверхности назначаются в соответствии с ГОСТ 26645-85.
В соответствии с материалом 10Х18Н9Л, выбранным методом литья и наибольшим габаритным размером выбираем для детали 9 – 13 классы размерной точности и масс, а также 5-8 ряды припусков. Так как форма отливки средней сложности и производство среднесерийное, то из имеющегося интервала классов точности выбираем среднее значение.
Класс точности размеров: 10, класс точности массы: 10, степень точности поверхностей отливки: 14, ряд припусков: 7.
Назначаем общие припуски и допуски на обрабатываемые поверхност