Дипломная работа: Технологический процесс изготовления корпуса клиноплунжерного патрона

Дипломная работа: Технологический процесс изготовления корпуса клиноплунжерного патрона

Содержание:

Введение

1. Анализ состояния вопроса

2. Выбор типа производства и стратегии производственного процесса

3. Выбор и проектирование заготовки

4. Разработка технологического маршрута и плана изготовления

5. Выбор средств технологического оснащения

6. Разработка технологических операций

7. Экономическая эффективность проекта

Заключения

Список литературы

Приложения

Введение

Цель квалификационного проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

Целью данной работы является снижение трудоемкости изготовления вала путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства.

К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических процессов относится и автоматизация, на ее основе применения высокопроизводительного технологического оборудования, применения режущего инструмента, быстродействующими средствами.

В квалификационной работе должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.

1. Анализ состояния вопроса

1.1 Служебное назначение детали

Корпус предназначен для установки на нем деталей, из которых состоит клиноплунжерный патрон. Поверхность 13 (рисунку 1- эскиз детали) служит для базирования заготовок, а именно фланцев крепления карданного вала к валу привода переднего моста. На эту же поверхность устанавливается контрольная оправка. Фиксирование заготовки производится посредством 3-х кулачков, которые перемещаются по пазам в патроне, посредством перемещения штока, на котором выполнены специальные пазы. Сам шток перемещается по поверхности 34, он фиксируется сегментной шпонкой, которая перемещается по пазу поверхность 39. Перемещение штока производится посредством соединения винт-гайка.

Клиноплунжерный патрон работает с довольно большими нагрузками и изгибающими моментами и, поэтому, требует специальной термообработки. Следует учитывать трение скольжения на поверхностях детали.

На рисунке 1 представлен эскиз детали, а в таблице 1 классификация ее поверхностей.

Таблица 1 - Классификация поверхностей детали

Материал корпуса – сталь 19ХГН по по ТУ 14-1-261-72, имеющая следующий химический состав: углерода С= 0,16…0,21%, кремния Si= 0,17…0,37%, марганца Mn= 0,7 … 1,1%, хрома Cr= 0,8…1,1%, никеля Ni=0,8…1,1%. [1].

Механические свойства при Т=20 oС материала 19ХГН: σв =1180-1520МПа, σт =930МПа, НRCэ после цементации 59…63, обрабатываемость резанием хорошая, Кv = 1,0. Исходя из служебного назначения корпуса при разработке технологического процесса ее изготовления, особое внимание следует уделить исполнительным поверхностям Ø25(пов.13), торцу (пов.6), а также к основным конструкторским базам: торцу (пов.1), конусной поверхности Ø82,563 (пов.29), отверстию Ø18 (пов.34) и отверстию Ø12Н7 (пов.36).

1.2 Технологичность конструкции детали

Рабочий чертеж корпуса содержит необходимую графическую информацию для полного представления о конструкции. Указаны размеры с их отклонениями, проставлена требуемая шероховатость, большинство отклонений от правильных геометрических форм.

К недостаткам чертежа можно отнести допуск размера Ø82-0,2, для того чтобы в последствии использовать эту поверхность в качестве базы, назначаем новый допуск под шлифовальную операцию Ø82-0,01.

В основном деталь технологична и позволяет применить прогрессивные методы обработки (точение, шлифование и т. д.) с использованием режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом.

2. Выбор типа производства и стратегии производственного процесса

Тип производства зависит от годовой программы выпуска деталей и их трудоемкости. По таблице 3.2 [21] при массе детали до 5кг (масса корпуса 4 кг) и программе 10000 деталей в год (N= 10000 дет/год проектная ) тип производства – крупносерийное.

Для серийного производства рекомендуется групповая форма организации производства, когда запуск деталей осуществляется партиями [3]:

, (2.1)

где a- периодичность запуска деталей, при запуске раз в месяц, а = 24;

F- число рабочих дней в году, F=254.

n = 10000∙24/254 = 945дет.

С учетом типа производства предполагаем применение универсальных станков и станков с ЧПУ, универсальных и специализированных приспособлений с механизированными силовыми приводами, режущих инструментов, оснащенных сменными многогранными режущими пластинами.

3. Выбор и проектирование заготовки.

3.1 Экономическое обоснование метода получения заготовки

Заготовку данной детали можно получить штамповкой и прокатом [3]. Метод получения исходной заготовки выбирают по сравнительному анализу себестоимости нескольких вариантов. В данном случае с учетом того, что производство мелкосерийное, будет экономически не выгодно изготавливать дорогостоящие штампы или литейный формы, поэтому производим расчет только для проката (по ВАЗовской технологии).

Стоимость заготовки определяется по формуле [3]:

Sзаг= Q · Ci/1000 – (Q-q) ∙ SОТХ/1000 + ∑Cо.з, (3.1.2)

где Ci- базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб;

Q- масса заготовки, кг;

SОТХ- стоимость отходов (стружки), руб/тонна;

Cо.з стоимость отрезки штучной заготовки дисковой сегментной пилой при Тшт=3мин.

Для нашего случая:

Сi= 12000 руб/тонна – круг диаметром 140 мм (По данным ВАЗа);

Q= 15,6 кг;

SОТХ= 400 р/тонна – по данным ВАЗа;

q= 3,6 кг;

После подстановки в формулу 3.1.2.

Sзаг1 = 182,4 руб.

В качестве метода получения заготовки принимаем – прокат, ГОСТ 2590-88.

3.2 Разработка рабочего чертежа заготовки

Деталь корпус (чертеж 06.М.15.17.10.000);

Метод получения заготовки – прокат;

Материал сталь 19ХГН.

Масса детали – 3,6 кг.

3.2.1 Исходные данные для расчета

Масса заготовки Q= 15,6 кг;

Класс точности – Т3 (приложение 1);

Группа стали – М1 (табл.1) при средней весовой доли углерода до 0,45%, суммарной массовой доли легирующих элементов до 2%;

Группа сложности – С3 (приложение 2). Расчет: размеры описывающей фигуры (цилиндр),

диаметр 133 мм, длина – 126 мм, масса Gцил= 15,6кг при соотношении Gдет/Gцил= 3,6/15,6= 0,23, степень сложности С3 при соотношении в пределах 0,16…0,32.

3.2.2 Припуски на механическую обработку

Диаметр заготовки выбираем по номинальному диаметру проката, табл.2 [22].

Припуск на боковую поверхность оставляем по 2,5 мм (по ВАЗовской технологии).

Допускаемые отклонения размеров:

диаметры: Ø140 -2+0,8, табл. 2 [22];

длины: 131 -2, табл. 50 [5].

Качество наружной поверхности назначаем с учетом рекомендаций - Rz=100, Т=150мкм.

Рабочий чертеж корпуса клиноплунжерного патрона представлен на листе 1 проекта, чертеж заготовки не прилагается, т.к. заготовкой является прокат.

4. Разработка технологического маршрута и плана изготовления

4.1 Выбор методов обработки поверхностей корпуса

Выбор методов обработки поверхностей детали резанием выполним по типовым таблицам обработки [2] и результаты выбора сведем в таблицу 4.1 проекта. Номера поверхностей взяты с технологического чертежа корпуса (рисунок 1).

Таблица 2 - Методы обработки поверхностей корпуса

Данные методы реализованы при разработке маршрута изготовления детали.

4.2 Разработка технологического маршрута изготовления корпуса

При разработке маршрута в мелкосерийном производстве придерживались следующих правил:

1.Технологические операции разрабатывали по принципу концентрации технологических переходов, т.е. как можно больше поверхностей обрабатывать с одного установа заготовки.

2.Отдавали предпочтение универсальным, координатным, станкам с ЧПУ, обеспечивающие необходимую гибкость производства.

3.Старались шире применять режущий инструмент со сменными многогранными пластинами (СМП) из твердого сплава. Для цельного инструмента (сверл и др.) рекомендуем быстрорежущую сталь Р6М5.

4.Станочные приспособления применяли со сменными установочными элементами и механизированными зажимными устройствами.

Технологический маршрут обработки представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Технологический  маршрут изготовления корпуса

4.3 Выбор технологических баз

Теоретическая схема базирования выбирается в зависимости от типа детали. Для нашего случая тип детали - диск. Выбирается двойная опорная база, которая лишает заготовку 2 степеней свободы, опорная база - упор, лишающий заготовку ещё одной степени свободы и установочная база, лишающая заготовку 3 степеней свободы. Для обоснования выбранных баз составим таблицу 4.3, в которой покажем по операциям, какие базы используются на операциях.

Таблица 4 - Технологические базы