Технология изготовления фланца

1. Описание конструкции  детали.   

 Деталь-фланец  относится к классу фланцев.

Основными поверхностями  являются:       

 наружная Ф90_-0,022 Ra1,6, h6       

 внутренняя  Ф80 ^+0,019 Ra0,63, Н6   

 Эти поверхности  выполнены с более высокой  точностью, чем другие и имеют меньшую шероховатость, чем остальные. Поверхности связаны между собой допуском на взаимное расположение (смотри чертёж фланецВ1КП151.001001.002). Остальные поверхности выполнены с меньшей точностью и большей шероховатостью       

 наружная Ф84_-0,54 Ra3,2; Ф96_-0,54 Ra6,3,        

 внутренняя  Ф72 ^+0,46 Ra6,3    

 Кроме того  деталь имеет фигурный фланец  на котором расположены 4 отв.  Ф6,5 ^+0,22 Ra6,3 для прохода крепежа   

 Деталь изготовлена  из материала 20Х3МВФ-Ш (хром  вольфрамовая) конструкционная.   

 По технологическому  процессу предусмотрена термообработка:

-нормализация  операция 1020 для повышения обрабатываемости  заготовки на операциях механической  обработки.

-цементация  и закалка операция 1320 для поверхностной  твёрдости HRC≥59, сердцевина HRC 33 . . . 45,5.  

 Вывод: таким  образом конструкция детали точность  её размеров и шероховатость  её поверхности, материал детали  и термообработка обеспечивают  удовлетворительную обрабатываемость заготовки и надёжную работу детали в течении всего ресурса работы изделия.   

1.2) Материал детали  и его свойства.  

 Сталь 20Х3МВФ-Ш. 

Назначение –  крепёж и другие детали, работающие при температуре до 540⁰-560⁰ С.

Механические свойства прутков (ГОСТ 20072-74): закалка 1030⁰-1060⁰ С масло, отпуск 660⁰-700⁰ С воздух =880 МПа

Химический  состав % (ГОСТ2072-74).

 

 

Технологические свойства:

Температура  ковки ⁰С начало 1240 конца 780 сечение 50 мм охлаждаются в ящиках 51-700мм подвергаются отжигу с одним переохлаждением.

Свариваемость – ограниченно свариваемые способы  сварки. Способы сварки: РДС- необходимы подогрев и последующая термообработка, КТС.

Обрабатываемость  резанием в отожженном состоянии  при НВ157 и =530 МПа К_{v,б ст}=1,1; К_{v,б спл}=1,5     

  1.3) Анализ технологичности детали.     

 Анализ технологичности  детали проводится 2 методами (количественным и качественным).

а)Качественный метод:

   ·        Шлифуемые поверхности:

внутренняя  Ф79,05^0,05 операция 1300,      

 наружнии Ф90,5_-0,05 операция 1400, Ф84,5_-0,4 операция 1410

Вывод: деталь не доработана технологические поверхности: не шлифуются на проход и не имеют канавки для выхода шлифовального круга.  

·        наружные диаметры увеличиваются от торца к середине детали Ф84_-0,54  -  Ф117 – Ф90_-0,022        

 внутренние  диаметры уменьшаются Ф80^0,019 – Ф72^0,46

Вывод: деталь технологична

·        Нет разнообразия под крепёж 4 отв. Ф6,5 ^+0,22 Ra6,3 для прохода крепежа

Вывод: деталь технологична   

б) Количественный метод    

 При определении  технологичности количественным  методом рассчитываются коэффициенты:

·        Коэффициент стандартизации

где: Qст - количество стандартных элементов        

 Q – общее количество элементов 26

Qст= Q-Qнест

Qнест – нестандартные элементы (R0.6 5 элементов; R1,6 1 элемент) всего 6 элементов

Qст= 26-6=20

·        Коэффициент обоснованной точности

где: Qот - количество элементов с обоснованной точностью       

 Q – общее количество элементов 26

Qот= Q-Qнт

Qнт – элементы с необоснованной точностью

Отверстия под  крепёж 4 отв. Ф6,5 ^0,22 Ra6,3

размеры наружного  фланца

Qот= 26-1=25

·         Коэффициент обоснованной шероховатости 

где: Qош - количество элементов с обоснованной шероховатостью        

 Q – общее количество элементов 26

Qош= Q-Qнш

Qнш – элементы с необоснованной шероховатостью 

Торец размером 18_-0,11 – 2 поверхности

Донышко паза 15^+0,43 – 2 поверхности

Отверстия под  крепёж 4 отв. Ф6,5 ^0,22 Ra6,3 – 1 поверхность

Qош= 26-5=21

Вывод: изделие  хорошо отработано на технологичность, так как все указанные коэффициенты больше 0,6.      

  1.4) Определение типа производства.   

 Тип производства  определяется по коэффициенту  закрепления операций Кзо который рассчитывается по формуле

где: ΣNоп общее количество различных механических операций выполняемом на данном участке       

 ΣРпо общее количество тех. оборудования установленного на участке

Величина коэффициента закрепления операций определяет тип производства, при:

·        1<Кзо<5 – массовое производство

·        5<Кзо<10  - крупносерийное производство

·        10<Кзо<20  - серийное производство   

(тип  производства серийный)

Серийное производство характеризуется следующими признаками оборудование расставляется по ходу технологического процесса, по группам взаимозаменяемого оборудования, детали выпускаются повторяющимися партиями (сериями). В технологическом процессе подробно описываются порядок и содержание операции, указана оснастка режимы обработки и порядок выполнения переходов. Рабочие на участке средней и высокой квалификации. Рабочие средней квалификации выполняют черновые и получистовые переходы в операции, а рабочие высокой квалификации выполняют чистовые проходы на операциях.    

 Вывод: серийное  производство является высокопроизводительным, обеспечивает высокое качество  продукции снижает брак в следствии  чего снижается себестоимость.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ    

  2.1. Технико-экономическое обоснование выбора метода заготовки.

   При выборе метода получения заготовки учитываются  следующие факторы: конструкция  детали, материал детали, тип производства, вид продукции.

   В данной работе:

материал детали сталь 20Х3МВФ-Ш тип производства серийное для указанных условий выбираем способ получения заготовки горячая объемная штамповка повышенной точности. Это обеспечивает минимальные припуски на обработку. За счёт того штамповочный уклон 2^о 30 мин стойкость штампа меньше чем у горячей объёмной штамповки. За счёт уменьшения припусков на обработку снижается трудоёмкость изготовления детали.   

 Вывод: выбранный  метод изготовления заготовки  обеспечивает минимальные припуски  на механическую обработку заготовки  и экономию материала за счёт  этого.  

2.2. Анализ базового  и предлагаемого техпроцесса.   

 В базовом  технологическом процессе не  применяются станки с ЧПУ, не  достаточно применяется одномерный  мерительный инструмент.   

 Операция 1010 (заготовительная) переведена со  штамповки на ГКМ (горячая объёмная  штамповка повышенной точности).   

 В базовом  технологическом процессе операции 1100, 1110, 1120, 1130 выполняются на токарном  станке 1К-62 в предлагаемом технологическом  процессе операции 1100 и 1200; 1110 и  1130 объединены и переведены на  станок с ЧПУ 16К20Ф3 более  высокопроизводительный и точный.    

 Операции 1150, 1155 выполнялись на станке 12Н125 объединены  с операцией 1190которая выполняется  на вертикально фрезерном станке 6К11 и переведены на станок  с ЧПУ 2254ВМФ4 для этой операции  разработан кондуктор в котором  можно не меняя кондуктора на данном станке выполнить все операции: вертикально сверлильная сверление 4 отв., вертикально сверлильная фаска 4 отв., фрезерование 2 пазов.   

 Операция 1170 ( фрезерования облоя по контуру фланца) удалена в связи с изменением операции 1010 (заготовительная) горячая объёмная штамповка повышенной точности на которой контур фланца штампуется необходимым размером Ф96 , R7 .   

 Вывод: предлагаемые  изменения технологического процесса  позволяют снизить трудоёмкость  изготовления детали. Повысить качество выпускаемой продукции и улучшить условия труда рабочих. В связи с введением горячей объемной штамповки повышенной точности уменьшилась масса заготовки повысился коэффициент использования материала, что в условиях серийного производства позволило сэкономить материал в следствии чего снизилась себестоимость заготовки.      

  2.3. Выбор баз.    

 При выборе  баз соблюдаются правила постоянства  баз и принцип совмещения конструкторских  и технологических баз. На первой  операции технологического процесса базой служит наружный Ф87 мм и прилегающий торец 20 мм. Указанная база применяется и на других операциях технологического процесса. На операции сверления и фрезерования пазов заготовка центрируется по Ф84,5_-0,05 упор в торец  2,5 зажим за противоположный торец. Для обеспечения заданного чертежом допуска взаимного расположения поверхностей, биение торцов относительно внутреннего Ф80^+0,019 и наружного Ф90_-0,022 диаметров не более 0,02 мм.   

 На операциях  шлифования №1300, 1400, 1410, 1450 принимаются такие-же базы как и на операциях точения что обеспечивает постоянство баз.     

 Вывод: такой принцип выбора технологических баз обеспечивает заданную точность на всех операциях техпроцесса и надежное крепление заготовки.      

  2.4. Расчёт и конструирование заготовки.

   По  всем поверхностям предусмотрен припуск  на механическую обработку кроме  наружного контура фланца.

   Расчёт  размеров заготовки 

   Таб1 Расчёт припусков и операционных размеров на обработку табличным методом для вала   Φ90_-0,022