Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали кольцо подшипника

1.5 Выбор исходной заготовки

1.5.1 Определение вида и метода получения исходной заготовки

Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.

К заготовкам предъявляются следующие требования:

- приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали, т.е. уменьшение припусков на обработку и повышение их точности;

- технологичность конструкции заготовки;

- возможность применения наиболее прогрессивных методов получения;

- наличие удобных и надежных технологических баз и поверхностей для транспортировки;

- равномерность припуска и твердости в партии заготовок.

На выбор метода получения заготовки влияют следующие факторы:

- технологическая характеристика материала;

- конструктивная форма поверхностей и размеры заготовки;

- назначение и технические требования на изготовление;

- требуемая точность выполнения, шероховатость и качество поверхностей;

- тип производства, объем выпуска и сроки подготовки производства;

- технические возможности заготовительных цехов предприятия или возможность получения прогрессивных заготовок от специализированных предприятий;

- социальные условия, т.е. безопасность работы, утомляемость, экологические факторы;

- суммарная себестоимость изготовления заготовки.

Основными видами заготовок для деталей являются заготовки, полученные:

- литьем;

- обработкой давлением;

- резкой сортового и профильного проката;

- комбинированными методами;

- специальными методами.

Исходя из особенностей геометрических размеров детали «Кольцо наружное»: малая высота кольца - 6 мм, простая форма детали, и большого количества деталей - 1320 шт, целесообразно выбрать способ получения заготовки резка профильного проката.

Рассмотрим два варианта: первый - пруток, второй - труба. Трубный прокат -- стальной бесшовный горячекатаный, холоднотянутый и холоднокатаный (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75) - служит для изготовления цилиндров, втулок, гильз, шпинделей, стаканов, барабанов, роликов, пустотелых валов. Простые сортовые профили общего назначения -- круглые и квадратные (ГОСТ 2590-71).

Для определения наиболее выгодного варианта заготовок определим размеры заготовки и проведем технико-экономическое обоснование каждого из них.

1.5.2 Определение общих припусков на обработку и размеров заготовки

Для определения формы и размеров заготовки, можно воспользоваться величинами допусков на размеры и припусков на механическую обработку, указанными в табл. 1 стр.7 и табл. 4 стр. 8 [1], окончательные размеры и форма заготовки определяются после расчета линейных операционных размеров и допусков на них.

На рисунке 2 обозначены поверхности, на которые определим общие припуски.

Рисунок 2 Эскиз заготовки детали «Кольцо наружное»: а) пруток; б) труба.

Рассчитаем минимальный припуск на механическую обработку при обработке наружных и внутренних поверхностей для поверхностей №1 и №4. по формуле:

где Rz_i-1 - высота неровностей профиля;

h_i - глубина дефектного поверхностного слоя;

?_? - суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предыдущем переходе;

е_i - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе.

Для поверхности №1 прутка припуск будет равен половине 2z_imin.

Для торцов №2 и №3 для заготовок пруток и труба припуск не рассчитывается, так как вся партия деталей будет изготавливаться из одной заготовки.

Таблица 4 Общие припуски для детали из проката

Предельные отклонения на заготовку определены по таблицам 62 и 63 стр. 169 [1].

1.5.3 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Проводимые на первом этапе поисковые исследования позволяют определить рекомендуемые способы получения заготовок для деталей. Окончательное решение о выборе конкретного способа из полученного перечня принимается после определения и сравнения себестоимости получения заготовки для каждого из рекомендуемых видов. Сравнение способов производства заготовок по их себестоимости позволяет выбрать оптимальный метод и способ.

Оценку различных вариантов получения заготовок чаще всего производят по двум показателям:

- по коэффициенту использования материала К_ИМ;

- по технологической себестоимости изготовления детали.

Для расчета К_ИМ необходимо определить массу детали и заготовки.

Масса заготовки из прутка:

где р = 3,14

сo - плотность материала,

D - наружный диаметр прутка,

L - высота прутка.

Масса заготовки из трубы:

где р = 3,14

сo - плотность материала,

D1 - наружный диаметр трубы,

D2 - внутренний диаметр трубы,

L - высота трубы.

Определим коэффициент использования материала:

- для прутка

- для трубы

Так как К_ИМ для трубы больше чем для прутка, то заготовка из трубы экономичнее.

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали по формуле:

где - вес заготовки, кг;

- оптовая цена за 1 кг заготовки, рублей;

- стоимость механической обработки 1 кг заготовки, рублей;

- стоимость 1 кг отходов, рублей.

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали из прутка:

Рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали из трубы:

Изготовление детали из заготовки трубы выгодно и по отношению к коэффициенту использования материала и по стоимости изготовления. Данный тип заготовки выбирам окончательно.

1.6 Разработка технологического маршрута изготовления детали

1.6.1 Разработка плана обработки поверхностей заготовки

При определении последовательности обработки поверхности необходимо выбрать метод обработки, соответствующий ее форме, точности, шероховатости, учитывающий свойства материала заготовки.

Определить последовательность и количество переходов обработки можно, используя коэффициент ужесточения точности поверхности и учитывая параметры ее шероховатости.

Коэффициент ужесточения точности определяется по формуле:

где Т_З - поле допуска заготовки;

Т_Д - поле допуска детали.

Количество требуемых технологических переходов определяется по формуле:

Полученное число необходимо округлить до ближайшего целого значения.

Определим количество переходов для торцов 1 и 5.

Поле допуска заготовки на торец будет обусловлено точностью работы оснастки станка «Клещи». Согласно паспорту станка Т_З = 249 мкм.

Устанавливаем n_пер = 2.

При обработке происходит уточнение размера до 9 квалитета. Распределим по переходам уточнение размера поверхности по методу арифметической прогрессии:

- получистовое точение - 10 квалитет;

- чистовое точение - 8 квалитет.

Определим количество переходов для фаски 2 и 4.

После обработки необходимо достичь 14 квалитета точности и шероховатости Ra5.

Устанавливаем n_пер = 2.

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 3.

Устанавливаем n_пер = 6.

При обработке происходит уточнение размера до 6 квалитета. Распределим по переходам уточнение размера поверхности по методу арифметической прогрессии:

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

- чистовое точение - 8 квалитет;

- шлифование предварительное - 7 квалитет;

- шлифование окончательное - 6 квалитет;

- тонкое шлифование - 6 квалитет

Определим количество переходов для фасок 6 и 10.

После обработки необходимо достичь 14 квалитета точности и шероховатости Ra5.

Устанавливаем n_пер = 2.

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

Определим количество переходов для поверхности 7.

Устанавливаем n_пер = 3.

При обработке происходит уточнение размера до 8 квалитета. Распределим по переходам уточнение размера поверхности по методу арифметической прогрессии:

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

- чистовое точение - 8 квалитет;

Определим количество переходов для дорожки качения 8.

Устанавливаем n_пер = 2.

После обработки необходимо достичь 10 квалитета точности и шероховатости Ra5. Распределим по переходам уточнение размера поверхности по методу арифметической прогрессии:

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

Определим количество переходов для канавки 9.

После обработки необходимо достичь 14 квалитета точности и шероховатости Ra5.

Устанавливаем n_пер = 2.

- черновое точение - 14 квалитет;

- получистовое точение - 10 квалитет;

На остальные поверхности назначаем однократную обработку.

Составим таблицу исходя из полученных данных.

Таблица 5 План обработки детали «Кольцо наружное»

1.6.2 Выбор вариантов схем базирования заготовки

Данная схема базирования реализуется при установке заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

Рисунок 3 Схема базирования заготовки операции 40

1.6.3 Разработка маршрута обработки заготовки

На основании плана обработки поверхностей и выбранных схем базирования заготовки, приступим к формированию маршрутного техпроцесса обработки детали «Кольцо наружное». Представим в форме таблицы 6 маршрут механической обработки детали с кратким перечнем оборудования и технологической оснастки.

Таблица 6 Маршрут обработки детали «Кольцо наружное»

1.7 Разработка технологических операций

1.7.1 Выбор технологического оборудования

Подробное описание маршрутного техпроцесса с указанием содержания операций и перечнем оборудования, приспособлений и инструмента приведено в технологических картах на механическую обработку детали в приложении.