Тема 5. Достижение требуемых параметров качества изделий при их изготовлении
Практическое занятие 4. Разработка маршрутной технологии изготовле-ния детали
Время: 4 часа (180 мин.).
Место проведения: учебная аудитория
Цель ПЗ. Целью проведения ПЗ является закрепление студентами полученных теоретических знаний и получения практических навыков по разработке отдельных этапов проектирования маршрута изготовления детали.
Литература для подготовки:
1. Султан-заде Н. М. Конспект лекций по курсу «Основы технологии машиностроения» М.: МГУПИ, 2004.
2. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов и факультетов. Изд. 3-е, доп. М.: Машино-строение, 1969.
3. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. Под ред. Корсакова В. С. Изд. 3-е, доп. и перераб. М.: Машиностроение, 1977
4. Маталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». Л.: Машиностроение, 1985.
Методические рекомендации преподавателю по подготовке и проведению практического занятия (пз).
Служебное назначение изготавливаемой детали.
Для разработки технологического процесса была выбрана деталь 12 “плунжер”. Эскиз детали представлен на рис. 4. Плунжер служит для отжатия клапана и пропуска воздуха в рабочую зону.
Деталь имеет габаритные размеры: L = 200 мм, Dмах = 58 мм, Материал детали ‑ сталь 40Х. Наиболее высокие требования по точности изготовления и по качеству поверхности предъявляются к наружным цилиндрическим поверхностям, контактирующим с поверхностями корпуса изделия и направляющих шайб.
Рисунок 4 Эскиз детали «Плунжер»
Анализ технических требований на деталь.
Для обеспечения работоспособности изделия необходимо, чтобы не происходило чрезмерных перекосов плунжера относительно отверстия в корпусе. Поэтому наружную цилиндрическую поверхность детали (5) «Плунжер», контактирующую с поверхностью отверстия в корпусе и с поверхностями направляющих шайб необходимо выполнить с такой точностью, чтобы обеспечить заданную величину максимального смещения осей плунжера и корпуса ‑ = 0...0,05 мм (см. таблицу с результатами расчета размерной цепи)
Кроме того, к поверхности (5) предъявляются требования по цилиндричности и соосности с поверхностью (2).
Выбор заготовки и способа ее получения.
Исходя из конструктивных форм, размеров изготавливаемой детали и типа производства в качестве заготовки целесообразно выбрать сортовой прокат круглого сечения 62, обычной точности, группа по назначению ‑ II, категория проката ‑ 2.
Выбор общих технологических баз.
Для разработки технологического процесса механической обработки детали необходимо выбрать технологические базы, которые будут использованы для установки детали на большинстве операций. При выборе баз необходимо стремиться к выполнению следующих рекомендаций:
1) соблюдение принципа единства баз;
2) соблюдение принципа постоянства баз;
3) погрешность базирования должна стремиться к минимуму;
4) в качестве технологических баз необходимо использовать поверхности, имеющие наибольшее количество размерных связей.
На рисунке 5 представлен граф размерных связей детали «Плунжер», номера поверхностей детали проставлены на эскизе, представленном на рисунке 4.
За основные технологические базы принимаем ось детали (11) и торцы детали (9) и (10), так как эти поверхности имеют наибольшее количество размерных связей. Ось детали является скрытой технологической базой и при установке детали на станке может быть реализована через цилиндрические поверхности (1) и (5) или через поверхности центровых отверстий А и Б. Схемы базирования с расчетом погрешности базирования и схемы установки представлены в таблице 1.
Выбор черновых технологических баз.
Черновые технологические базы используются для установки детали на первой операции для обработки (подготовки) основных технологических баз. При выборе черновых баз необходимо решить две задачи:
1) обеспечить связь между обрабатываемыми поверхностями и поверхностями, остающимися без обработки;
2) обеспечить равномерность припуска под обработку на операциях, следующих за первой.
Учитывая способ и технологию получения заготовки, а также ее конфигурацию в качестве черновых баз выбираем плоскую поверхность (10) и ось детали (11), реализуемую при установке через наружную цилиндрическую поверхность заготовки (з).
Схема базирования на первой операции с расчетом погрешности базирования и схема установки представлены в таблице 1 (схема №1).
Таблица 1 Схемы базирования и установки заготовки на станке
№ |
Теоретическая схема базирования |
Схема установки |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
Разработка последовательности выполнения операций при изготовлении детали «Плунжер».
При разработке маршрута механической обработки детали необходимо соблюдать следующие принципы:
1) сначала выполняются операции, позволяющие получить общие технологические базы;
2) для обеспечения заданных параметров качества для каждой поверхности по необходимости предусматривается черновая, чистовая и отделочная обработка;
3) для обеспечения свойств материала детали предусматривается термообработка;
4) для снижения брака деталей вводятся контрольные операции.
Для разработки маршрута обработки необходимо обозначить каждую поверхность цифрой (рисунок 4) и для каждой поверхности выбирать метод и последовательность обработки. Маршрут обработки каждой поверхности детали представлен в таблице 2.
Таблица 2 Маршрут обработки поверхностей детали «Плунжер»
№ |
Технологический переход |
Схема базирования |
|
пов-ти |
№ перехода |
Содержание |
(№ схемы в табл.1) |
(1) |
1 |
Обтачивание однократное |
3 |
|
1 |
Обтачивание черновое |
2 |
(2) |
2 |
Обтачивание получистовое |
2 |
|
3 |
Шлифование однократное |
2 |
(3) |
1 |
Обтачивание однократное |
2 |
(4) |
1 |
Протачивание канавки |
3 |
|
1 |
Обтачивание черновое |
2 |
(5) |
2 |
Обтачивание получистовое |
2 |
|
3 |
Шлифование однократное |
2 |
(6) |
1 |
Фрезерование однократное |
1 |
(7) |
1 |
Сверление однократное |
4 |
(8) |
1 |
Сверление однократное |
1 |
(9) |
1 |
Фрезерование черновое |
1 |
|
2 |
Точение чистовое |
3 |
(10) |
1 |
Фрезерование черновое |
1 |
|
2 |
Точение чистовое |
2 |
А, Б |
1 |
Сверление |
1 |
Анализ данных, приведенных в таблице 2 показывает, что:
1) разработанных схем базирования и установки детали достаточно для обработки всех поверхностей детали;
2) на основании маршрута обработки каждой поверхности можно сформировать маршрут обработки детали с учетом установов.
Маршрут обработки приведен в таблице 3.
Таблица 3
Маршрут механической обработки детали «Плунжер»
№ |
№ ус- |
№ |
Содержание |
№ схемы |
опер |
танова |
пов-ти |
технологического перехода |
базирован |
005 |
1 |
(9),(10) |
Фрезерование черновое, |
1 |
|
|
А, Б |
Сверление |
|
|
|
(10) |
Обтачивание чистовое |
|
010 |
1 |
(2), (5) |
Обтачивание черновое |
2 |
|
|
(3) |
Обтачивание однократное |
|
|
|
(9) |
Обтачивание чистовое |
|
015 |
1 |
(1) |
Обтачивание однократное |
3 |
|
|
(4) |
Протачивание канавки |
|
020 |
1 |
(2), (5) |
Обтачивание получистовое |
2 |
025 |
1 |
(7) |
Сверление однократное |
4 |
030 |
1 |
(6) |
Фрезерование однократное |
1 |
035 |
1 |
(8) |
Сверление однократное |
1 |
040 |
1 |
(2), (5) |
Шлифование однократное |
2 |
Выбор технологического оборудования.
Среднесерийное производство характеризуется изготовлением небольших партий изделий широкой номенклатуры. Поэтому целесообразно использовать универсальное оборудование и станки с ЧПУ, так как они обеспечивают высокую производительность и являются быстропереналаживаемыми станками. Однако, для обработки некоторых конструктивных элементов, например, для обработки шлицев, лучше использовать специальные станки, предназначенные для обработки именно этих элементов.
Для операций 010 ‑ 025 необходимо использовать универсальные токарные станки с ЧПУ нормальной точности, например, модели 16К20Ф3, для операции 005 ‑ фрезерно-центровальный п/а мод МР73, для операции 030 ‑ шлицефрезерный станок с ЧПУ мод. 5А352ПФ2, для операции 035 ‑ вертикально-сверлильный станок мод. 2Н153, для операции 040 ‑ круглошлифовальный станок модели 3М150.