Технологічний процес обробки деталі “Фланець лабіринтів”

ВСТУП

 

У дипломному проекті по виготовленню деталі “Фланець лабіринтів” проектується технологічний процес обробки в умовах серійного виробництва. Метою проектування є впровадження більш досконалого устаткування, методів техніко-економічного аналізу, пошук шляхів підвищення продуктивності праці і якості виготовленої продукції.

Технологія  машинобудування – це наука, що вивчає і встановлює закономірності протікання процесів обробки і параметри, вплив  яких найбільше ефективно позначається на інтенсифікації процесів і підвищення їхньої точності. Вона вивчає напрямки і засоби обробки матеріалів необхідних для виготовлення машин (виробів), з  використанням прогресивних методів  і засобів виробництва.

Технологія  авіаційного двигунобудування розглядає ті ж питання з врахуванням особливості конструкції виробів (складні двигуни), умов їх експлуатації (швидкість, тиск) і вимог щодо надійності виробів. Основними напрямками є розробка економічних технологій (з малими витратами часу і матеріалів на виробництво, розробка безперервних технологій автоматизованих з малою участю робітників). Розробка екологічно чистих технологій без відходів.

Усе це допомагає підвищити техніко-економічну ефективність виробництва, зменшує  витрату матеріалу, витрати на інструмент, збільшує кількість і підвищує якість продукції, зменшує собівартість, збільшує рівень виробництва і продуктивності процесу.

Для отримання високих техніко-економічних  показників в даному курсовому проекті  виконується зменшення маси заготівки ( з 0,3 кг до 0,25), а також заміні обладнання – використовується токарно-револьверний верстат мод.1Б340П,верстат з ЧПК DF-3; суміщення операцій; використовуються пневматичні затискні пристрої.

 

1 ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ

 

 

1.1   Призначення і робота деталі в вузлі

 

Деталь  «Фланець лабіринтів» встановлюється на корпус двигуна і закріплюється  за допомогою 6 отворів Ø5,5мм. Для забезпечення умов збірки отвори виконуються зі зміщенням від номінального положення не більш 0,2мм. Заготівка – лиття по виплавляємим моделям. Клас точності ЛТ4. Заготівка піддається термічній обробці для покращення структурного шару металу і зняття внутрішніх напружень.

Деталь  працює в статичному стані, тобто  не обертається.

Фланець лабіринтів служить для забезпечення ущільнення повітряної порожнини турбіни  від перетікання повітря із працюючої  порожнини у непрацюючу.

Деталь  має 2 торцеві канавки Ø48мм і Ø56мм, які слугують для ущільнення торцевих поверхонь і по Ø40,5мм працюють гребешки валу турбіни – радіальні ущільнення.

Для забезпечення працездатності деталі робочі поверхні деталі піддаються низькотемпературному ціануванню на глибину 0,1…0,3мм.

Для забезпечення розташування робочих поверхонь  деталі забезпечується радіальне биття  не більш 0,03мм і непаралельність  торців не більш 0,02мм.

Фланець лабіринтів покривається вуглецевим фосфатуванням, що забезпечує захист від корозії  у процесі відпрацювання ресурсу.

На рисунку 1.1 зображена деталь.

 

 

 

 

Таблиця 1.1 –  Зміст технологічних вимог

Зміст технологічних вимог	Коли, яким методом та засобом можливо  виконати цю вимогу	Як та якими засобом  можна перевірити виконання вимог
1	2	3
1 Биття Æ48Н9+0,05 Ø56Н9+0,06відносно Æ при упорі в торець Д не більше 0,03	Точінням	На контрольній плиті  за допомогою індикатора годинникового  типу
2 Непаралельність торців Ж,Д і Е не більше 0,02мм	Точінням	На контрольній плиті  за допомогою індикатора годинникового  типу
3 Зміщення отворів Ø від	Точінням	На контрольній плиті  за допомогою індикатора годинникового  типу
4 Зміщення пазів 6Н12+0,16 від номінального положення не більше 0,15мм	Точінням	На контрольній плиті  за допомогою індикатора годинникового  типу

 

 

Рисунок 1.1 - Ескіз фланця лабіринтів

 

1.2 Хімічний склад та технічні властивості матеріалу

 

Деталь «Фланець лабіринтів» виготовлена зі сталі 40Х НМЛ ГОСТ 1050-74.

 

Таблиця 1.2 - Хімічний склад матеріалу сталь 40Х НМЛ ГОСТ 4543-61

Масові частки, %						не більше
С Вуглець	Si Кремній	Mn Марганець	Cr Хром	Ni Нікель	Mo Молібден	S Сірка	P Фосфор
0,37-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	0,6-0,9	1,25-1,65	0,15-0,25	0,025	0,025

 

Таблиця 1.3 -  Механічні  властивості  сталь 40Х НМЛ ГОСТ 1050-74

σ	σ	δ %	ψ %	α	НВ
Загартовування 850°С, олія. Відпуск 620°С
85	950	12	55	8-10	≥302

 

Технологічні  властивості

Температура кування,°С: початку 1150, кінця 840. Зварюваність – РДС важко зварюється, необхідний підігрів і наступна термообробка. Оброблюваність різанням – твердий сплав К_v=0,7, швидкоріжуча сталь К_v=0,5 НВ 197-269. Флокеночутливість – чуттєва. Схильність до відпускної крихкості – не схильна. Корозійна стійкість – низька.

Хімічний  склад і механічні властивості  дозволяють використовувати дану марку  сталі для виготовлення деталі.

1.3 Визначення технологічності деталі

 

Аналіз  на технологічність деталі «Фланець лабіринтів», рис 1.2

Виконуємо якісну оцінку:

а) деталь має геометричну форму середньої  складності, відноситься до класу  “корпус”;

б) деталь має не жорстку конструкцію;

в) деталь нормальної точності. Точність змінюється від 6 до 14квалітету;

г) деталь можна обробляти звичайним інструментом;

д) усі  поверхні доступні для обробки;

ж) шорсткість змінюється від 0,8 до 12,5;

з) уніфіковані  елементи: фаски, що виконані з урахуванням  можливості обробки, різьба;

Рисунок 1.2 – Аналіз на технологічність  деталі «Фланець лабіринтів»

Виконуємо кількісну оцінку технологічності деталі:

 

Таблиця 1.4 – Аналіз деталі на технологічність

№	Розміри	Квалітет	Шорсткість	Уніфікація
діаметральні
1	Ø 66.3-0.4	h12	3.2/5	-
2	Ø 61-0.074	h9	3,2/5	+
3	Ø 56 +0.06	H9	1,6/6	+
4	Ø 50,5-0,2	h11	3,2/5	+
5	Ø 48+0,05	H9	1,6/6	+
6	Ø	h6	0.8/7	+
7	Ø	H12	6,3/4	+
8	Ø	H12	6,3/4	+
9	Ø69+0,4	H12	3,2/5	-
10	Ø43-0,17	h11	3,2/5	+
11	Ø40,5+0,17	H11	3,2/5	+
лінійні
12	10,5-0,12	h11	0,8/7	-
13	10-0,1	h11	0,8/7	-
14	5,7-0,3	h12	3,2/5	-
15	1.5-0.04	h8	1,6/6	+
16	6,3-0,058	h8	0,8/7	+
17	61,4-0,74	h12	3,2/5	-
18	6+0,16	H12	3,2/5	-
19	120.12	h11	3,2/5	+

 

Кількісна оцінка визначається за коефіцієнтами по формулі:

 

                       > (0,6 ... 1),          (1.1)

де - коефіцієнт уніфікованих елементів;

- коефіцієнт точності;

- коефіцієнт шорсткості.

Коефіцієнт уніфікації визначається по формулі:

 

> 0,6 ,                                              (1.2)

 

де   К_у.е. – коефіцієнт уніфікації;

Q_у.е., Q_з. – відповідно кількість уніфікованих елементів і загальна кількість елементів.

Коефіцієнт уніфікації визначається по формулі 1.2:

 

 

<0,6

 

Отже, по даному коефіцієнту деталь не технологічна.

Коефіцієнт точності визначається по формулі:

 

 ,                                  (1.3)

 

де  К_т – коефіцієнт точності;

А_сер – середній квалітет точності визначається по формулі:

 

,                             (1.4)

 

де  - кількість розмірів, що мають відповідний квалітет;

- кількість усіх розмірів.

Коефіцієнт шорсткості визначається по формулі:

 

>0,6,      (1.5)

 

де  К_ш – коефіцієнт шорсткості; 

Б_сер – середній квалітет шорсткості визначається по формулі:

 

,              (1.6)

 

де - клас шорсткості;

- кількість розмірів, що мають  відповідний клас шорсткості.

Коефіцієнт точності визначається по формулам 1.3, 1.4:

 

 

 

По даному коефіцієнту деталь  технологічна.

Коефіцієнт шорсткості визначається по формулам 1.5, 1.6:

 

 

 

По даному коефіцієнті деталь  технологічна.

Загальний рівень технологічності визначаємо по формулі 1.1:

 

На підставі вищевикладених обчислень, можна зробити висновок, що деталь відповідає коефіцієнтам якісної і  кількісної оцінки технологічності конструкції, і для свого класу є типова.

 

1.4 Характеристика заданого типу виробництва

 

У дипломному проекті необхідно спроектувати технологічний процес виготовлення деталі в умовах серійного виробництва.

Серійне виробництво займає проміжне положення між одиничним і  масовим виробництвом. При серійному  виробництві вироби виготовляють партіями, що складаються з однойменних, однотипних по конструкції й однакових за розмірами деталей, що запускаються у виробництво одночасно. Основним принципом цього виду виробництва є виготовлення всієї партії (серії) цілком, як при обробці, так і при складанні. Поняття «партія» відноситься до кількості деталей, а поняття «серія» - до кількості машин, що запускаються у виробництво одночасно. Кількість деталей у партії і кількість машин у серії можуть бути різними.

У серійному виробництві, в залежності від кількості виробів у серії, їхньої характеристики і трудомісткості, частоти повторюваності серії протягом року розрізняють:  дрібносерійне, середньо серійне, багатосерійне. Коефіцієнт закріплення операцій: К_зо=1...10 – багатосерійне виробництво; К_зо=10...20 – середньо серійне виробництво; К_зо=20...40 – дрібносерійне виробництво.

У серійному виробництві технологічний  процес переважно диференційований, тобто розчленований на окремі операції, що закріплені за визначеними верстатами. Технологічний процес розробляється  докладно. Верстати застосовуються різноманітних  видів: універсальні, спеціалізовані, спеціальні, агрегатні, автоматизовані.

 

Верстатний парк повинний бути спеціалізований у такій мірі, щоб був   можливий   перехід   від виробництва однієї  серії машин до іншої. При використанні універсальних верстатів повинні широко застосовуватися спеціалізовані і спеціальні пристосування, різальний інструмент і вимірювальний інструмент у виді граничних (стандартних і спеціальних) калібрів і шаблонів, що забезпечують взаємозамінність оброблених деталей. Заготівка при серійному типі виробництва по конфігурації повинна наближатися до готової деталі, коефіцієнт використання матеріалу дорівнює 0,6…0,88. Кваліфікація робітників невисока.

Серійне виробництво значно економічніше, ніж одиничне, завдяки використанню устаткування, спеціалізації робітників, збільшення продуктивності праці. Усе це забезпечує зменшення собівартості продукції.

Серійне виробництво є найбільш розповсюдженим видом виробництва  у машинобудуванні. Деталь необхідно  виготовити з мінімальними трудовими  і матеріальними витратами,  а  це залежить від:

а) грамотного вибору варіанта технологічного процесу;

б) оснащення технологічного процесу;

в) застосування спеціальних верстатів, напівавтоматів і автоматів;

г) рівня механізації й автоматизації виробництва;