Проектирование маршрута механической обработки детали

Введение
Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной мере зависят от уровня развития машиностроения. Технический прогресс в машиностроении характеризуется совершенствованием технологии изготовления машин, уровнем их конструктивных решений и надежности их в последующей эксплуатации.
В настоящее время важно - качественно, дешево, в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив современную высокопроизводительную технику, оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.
Разработка технологического процесса изготовления машины не должна сводится к формальному установлению последовательности обработки поверхностей деталей, выбору оборудования и режимов. Она требует творческого подхода для обеспечения согласованности всех этапов построения машины и достижения требуемого качества с наименьшими затратами.
При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения:
            Приближение заготовок по форме, размерам и качеству поверхностей к готовым деталям, что дает возможность сократить расход материала, значительно снизить трудоемкость обработки деталей на металлорежущих станках, а также уменьшить затраты на режущие инструменты, электроэнергию и прочее.
            Повышение производительности труда путем применения: автоматических линий, автоматов, агрегатных станков, станков с ЧПУ, более совершенных методов обработки, новых марок материалов режущих инструментов.
            Концентрация нескольких различных операций на одном станке для одновременной или последовательной обработки большим количеством инструментов с высокими режимами резания.
            Применение электрохимических и электрофизических способов размерной обработки деталей.
            Развитие упрочняющей технологии, повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей путем упрочнения поверхностного слоя механическим, термическим, термомеханическим, химико-термическим способами.
Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы детали и машины в целом, эффективное использование автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ - все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции.
Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.
Значение постановки всех этих вопросов при подготовке квалифицированных кадров специалистов производства, полностью овладевших инженерными методами проектирования производственных процессов, очевидно. В связи с этим в учебном процессе значительное место отводится самостоятельным работам, выполняемым студентами старших курсов, таким, как курсовое проектирование.
При курсовом проектировании особое внимание уделяется самостоятельному творчеству студента с целью развития его инициативы в решении технических и организационных задач, а также детального и творческого анализа существующих технологических процессов. Основная задача при этом заключается в том, чтобы при работе над курсовым проектом были внесены предложения по усовершенствованию существующей технологии, оснастки, организации и экономики производства, значительно опережающие современный производственный процесс изготовления детали, на которую выдано задание. Поэтому для выполнения поставленной задачи необходимо изучить прогрессивные направления развития технологических методов и средств и на основании анализа и сопоставления качественных и количественных показателей дать своп предложения,
При курсовом проектировании значительнее внимание уделяется экономическому обоснованию методов получения заготовок, выбору вариантов технологических процессов и т. п., с тем, чтобы, в конечном счете, в проекте был предложен оптимальный вариант.
Защита курсового проекта является важным контрольным этапом оценки умения студента в установленное время кратко изложить сущность проделанной работы.
Процесс создания машины складывается в основном из двух частей: проектирования и изготовления. Оба эти процесса взаимосвязаны и преследуют одну и туже цель — создание машины удовлетворяющей заданному служебному назначению. Эксплуатационные показатели качества машины зависят не только от ее конструкции, но и в большей степени от технологии изготовления деталей и сборки в изделие.
Поэтому четкое определение назначения машины, конкретизация ее функции, а также области и условий эксплуатации, причин выхода ее из строя необходимо для обоснованной постановки задач по разработке ТП изготовления и сборки изделия.










1. Назначение и конструкция детали. Механические свойства материала детали, химический состав.
К  корпусным относят детали, обеспечивающие взаимное расположение деталей узла и воспринимающие основные силы, действующие в машине. Корпусные детали обычно имеют довольно сложную форму, поэтому их получают методом литья (в большинстве случаев) или методом сварки (при единичном и мелкосерийном производстве). Для изготовления корпусных деталей широко используют чугун, сталь, а при необходимости ограничения массы машин – легкие сплавы (алюминиевые, магниевые).
Корпусная деталь состоит из стенок, ребер, бобышек, фланцев и других элементов, соединенных в единое целое.
При конструировании литой корпусной детали стенки следует по возможности выполнять одинаковой толщины. Толщину стенок литых деталей стремятся уменьшить до величины, определяемой условиями хорошего заполнения формы жидким металлом. Поэтому чем больше размеры корпуса, тем толще должны быть его стенки.
Корпус легко обрабатывается проходными резцами, имеет хороший доступ к поверхностям.

Алюминиево-кремниевый сплав АК7ч (или АЛ5) – типичный силумин, востребованный в строительстве, авиастроении, машинном, автотракторном и тракторном производстве.
Силумин АК7 выплавляется по ГОСТу 1583-93 из чистого алюминия или шихтовых материалов. В его составе содержится до 93,6% алюминия и легируемые добавки кремния – 6-8%. Кремний снижает пластичность и прочность сплава, поскольку образует в его структуре хрупкие включения и интерметаллические соединения.


Химический состав АК7ч (ГОСТ 1583-93)
Таблица 1
Fe
Si
Mn
Al
Cu
Pb
Be
Mg
Zn
Sn
Примесей
-
до   1.5
6 - 8
до   0.5
9.6 - 93.8
до   0.2
до   0.05
до   0.1
0.2 - 0.4
до 0.3
до 0.01
всего 2
Ti+Zr<0.15

Механические свойства АК7ч (ГОСТ 1583-93)
Таблица 2
Сортамент
Размер
Напр.
sв
sT
d5
y
KCU
Термообр.
-
мм
-
МПа
МПа
%
%
кДж / м2
-
Отливки, ГОСТ 1583-93


137-225

1-4
 
 


2.Анализ исходных данных для проектирования.
2.1.Технологичность конструкции детали.
Технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ. Это достижение не только эксплуатационных требований, но и наиболее рационального и экономического изготовления деталей. Сюда входит снижение трудоемкости и металлоемкости, возможность обработки детали наиболее производительным методом. Высокая технологичность конструкции детали позволяет снизить себестоимость её изготовления.
Производственная технологичность конструкции детали – это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали. Оценка технологичности конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.
Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показателями: «лучше - хуже», «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично», не технологично» и т.п. В связи с этим следует проанализировать чертеж детали с точки зрения:
- степени унификации геометрических элементов (диаметра, длины, резьбы, модулей, радиусов переходов и .д.) в конструкции;
- наличии удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих возможность совмещения и постоянства баз;
- возможности свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке;
- удобства контроля точности параметров детали;
- возможности уменьшения протяженности обрабатываемых поверхностей;
- соответствия формы дна отверстия форме конца стандартного инструмента для его обработки (сверла, зенкера, развертки и т.д.).
Количественная оценка технологичности выражается показателями, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требованиям технологичности. Согласно ГОСТ 14.202-73 номенклатура показателей технологичности содержит 4 основных и 31 дополнительных показателей.
Деталь – корпус в целом технологична. Диаметральные размеры убывают в одну сторону, что позволяет производить многоинструментальную обработку, обеспечивая изготовления детали. Все обрабатываемые поверхности доступны для точного контроля обработанных поверхностей. Соблюдается принцип совмещения и постоянства баз, что позволяет обеспечивать точность обрабатываемых поверхностей.