Технология изготовления фланца

1. Общий раздел.

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