Разработка технологического процесса изготовления детали «Корпус вибратора»

ФГОУ СПО «Оскольский политехнический колледж»

, кандидат технических наук, доцент

Разработка технологического процесса изготовления детали «Корпус вибратора»

В работе рассматривается технология изготовления детали «корпус вибратора». Эта деталь используется в грохоте, который предназначен для классификации полидисперсных материалов (в данном случае полезных ископаемых).

Задачами работы являются: выбор метода получения заготовки, разработка технологического процесса, а так же расчет наиболее оптимальных режимов резания.

Для достижения всех поставленных задач был произведен анализ исходной информации, а именно были описаны конструкция и служебное назначение детали, проанализирован рабочий чертеж детали, проведен анализ детали на технологичность.

Далее был рассчитан такт выпуска и определен тип производства (мелкосерийный).

Затем выбран метод получения заготовки. Для деталей машин он определяется назначением и конструкцией самой детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а так же экономичностью изготовления.

К детали «Корпус вибратора» применяются следующие технические требования:

- Несоостность отверстий Ø 350мм не более 0,05 мм

- Неперпендикулярность торцов фланцев к оси отверстия не более 0,075 мм

- Торцевое биение поверхности выступа к оси отверстия не более 0,3 мм

- Отверстия обрабатываются по квалитету H7

- Непараллельность плоскости основания к оси отверстия не более 0,1 мм

- Расстояние от оси отверстия Ø 350мм до плоскости основания необходимо выдерживать с точностью до ±0,1мм.

Для изготовления детали «Корпус вибратора» на производстве применяется сварная заготовка. Получение заготовки процесс очень трудоемкий и требует привлечения высококвалифицированных рабочих, при этом в заготовке возникают большие внутренние напряжения, для их снятия требуется дополнительная термическая обработка. Получаемая заготовка имеет низкую точность размеров и большие пространственные отклонения в положении поверхностей.

Проанализировав возможные методы получения заготовки для детали «Корпус вибратора» можно сделать вывод, что литье в кокиль, литье по выплавляемым моделям и литье в оболочковые формы не подходит в связи с техническими ограничениями и сложностью применяемой оснастки.

Выбираем метод литья в песчано-глинистые формы с ручной формовкой по деревянным моделям. Этот метод применяется при типах производства от единичного до массового. Литье в песчано-глинистые формы позволяет получить более точную форму заготовки, понизить ее стоимость и не требует высокой квалификации рабочих.

При литье в песчано-глинистые формы принимаем одиннадцатый класс точности размеров отливки и четвертый ряд припусков.

(а)	(б)	(г)
(в)	(д)

Рисунок 1 – Составные части литейной формы:

Спроектированная форма состоит из двух опок с вертикальной плоскостью разъема (рис. 1, а), четырех керамических стержней диаметром 325 мм (рис. 1, б), двух керамических стержней диаметром 75 мм (рис. 1, в), верхней вставки (рис. 1, г) и нижней вставки (рис. 1, д).

По произведенным расчетам, себестоимость изготовления заготовки составляет 33430 р.

В работе разработаны планы обработки детали, опираясь на типовые маршруты обработки поверхностей детали для определения наиболее эффективных методов их обработки.

После определения припусков на обрабатываемые поверхности, установления последовательности обработки основных поверхностей и выбора баз разработан технологический процесс изготовления детали.

Для механической обработки детали применяют многоцелевой обрабатывающий центр ИР1600МФ4 с горизонтально расположенным шпинделем и системой числового программного управления типа ФАНУК. Его применение позволяет совместить конструкторские, технологические и измерительные базы и сократить число операций и установов. Для реализации вышеперечисленного было спроектировано 2 специализированных станочных приспособления.

Рисунок 1 – эскиз операционный

На операции 005 (рисунок 1) деталь базируется по двум отверстиям и плоскости фланцев и закрепляется винтовым зажимом. На данной операции фрезеруется плоскость основания за 4 перехода, центруются и сверлятся 10 отверстий, 8 из них зенкеруются и два отверстия обрабатываются развертыванием для последующего базирования по ним.

Эта схема базирования позволяет выдержать размер 470±0,1мм.

Далее деталь поворачивается на 52 градуса для обработки плоскости фланца, и отверстий D=70мм и D=16мм

Далее деталь поворачивается на 128 градусов, производится фрезерование плоскости за три перехода, центрование 34 отверстий, сверление и нарезание резьбы в 30 отверстиях, сверление и рассверливание 4 отверстий.

Далее деталь поворачивается на 128 градусов и производится обработка второго фланца.

На следующей операции 010 деталь устанавливается на основание и базируется по 2 технологическим отверстиям. Осуществляется фрезерование плоскостей фланцев за 4 перехода, растачивание основных отверстий D=350мм за 6 переходов, по 7 квалитету точности, выдерживая размер от плоскости основания до центра отверстия 470±0,1мм и межосевые расстояния 530±0,15мм, далее фрезеруются 6 выточек D=50мм и 2 выточки D=32мм. После чего центруют 16 отверстий, 4 из них сверлят, 12 из них сверлят и нарезают в них резьбу. Далее деталь поворачивают на 180 градусов, и аналогичным образом производится обработка 2 стороны.

В работе были проведены теоретические исследования по выявлению ограничений на подачу для процессов обработки фрезерованием, точением, сверлением.

для различных видов обработки существуют различные технологические ограничения.

Для процесса точения существуют следующие технологические ограничения:

- точность обработки –

Она зависит от погрешности деформации узлов станка, погрешности деформации обрабатываемой детали, погрешности деформации вершины резца.

- шероховатость поверхности –

- прочность державки резца –

Зависит от момента сопротивления сечения державки, силы резания, допустимого напряжения на изгиб материала державки.

- прочность пластинки твердого сплава –

Она зависит от предельной нагрузки для пластинки из твердого сплава и силы резания.

- мощность станка –

Зависит от эффективной мощности станка Nэф , при условии, что Nэф£N, где N – мощность станка

- прочность механизма подач –

Зависит от силы резания и усилия, предельно допустимого прочностью механизма подач.

Технологические ограничения на сверлильную обработку

- жесткость сверла –

Она зависит от критической по жесткости сверла силы и осевой силы.

- жесткость детали –

а) для прямоугольной детали,

б) для круглой детали

Зависит от прогиба детали под действием осевой силы и величины осевой силы.

- шероховатость поверхности –

а) обработка сталей

б) обработка чугуна и цветных металлов

- условия вывода стружки –

- прочность сверла –

Зависит от величины крутящего момента, момента сопротивления сечения сверла и величины касательного напряжения, допустимого материалом сверла.

- мощность станка –

Она зависит от мощности затрачиваемой на сверление и крутящего момента при сверлении.

- прочность механизма подач –

Зависит от осевой силы и подачи, допускаемой предельной силой механизма подач станка.

Технологические ограничения для процесса фрезерования

- жесткость оправки –

а) цилиндрическое фрезерование –

б) торцовое фрезерование –

Зависит от осевой силы, силы резания и величины прогиба детали

- шероховатость поверхности –

Зависит от требуемой шероховатости

- размещаемость стружки –

Зависит от размеров фрезы (количества зубьев и диаметра).

- прочность зуба фрезы –

а) фрезы с пластинками из твердого сплава -

б) фрезы из быстрорежущей стали, кроме прорезных –

в) прорезные фрезы (D<75 мм, t<6мм)-

г) прорезные фрезы (D³75 мм, t³6мм ) -

- мощность станка –

Зависит от эффективной мощности станка Nэф , при условии, что Nэф£N, где N – мощность станка

- прочность механизма подач -

а) торцовое фрезерование -

б) прочие виды фрезерования –

Зависит от усилия механизма подач, силы резания и осевой силы.

Для определения оптимального режима обработки при сверлении было проведено теоретическое исследование по выявлению критериев оптимальности процесса сверления. Было выявлено пять критериев, которые позволяют в зависимости от условий производства рассчитать оптимальный режим сверления.

Таким образом в разработанном технологическом процессе деталь обрабатывается за 2 операции; длительность механической обработки сокращается до 6,5 часов; снижается трудоемкость и обеспечивается выполнение всех технических требований.

Список использованных источников.

1. Барановский, резания металлов. Справочник. Под редакцией , [Текст] - М.: Машиностроение, 19с.

2. Вереина, Л. И. [Текст]: Справочник станочника: учеб. пособие для нач. проф. образования/, . - М.: Издательский центр «Академия», 20с.

3. Горбацевич, проектирование по технологии машиностроения [Текст]: учебное пособие для вузов/ , , - М. «Альянс», 20с.

4. Долматовский. технолога по обработке металлов резанием, под редакцией . [Текст]: - М. «Машиностроение», 19с.

5. Косилова, технолога машиностроителя [Текст]: в 2 т., под редакцией , . - М.: Машиностроение. 1985, Т.2., - 496с.