Путь мастера

Введение

 

             Различные   материалы  обрабатывают  для  получения  нужных  предметов.Придание  материалу  необходимых  размеров,  формы,  свойств  достигается многими видами обработки.

            Механическая обработка − наиболее  распространённый технологический процесс обработки различных по форме деталей с заданными точностью и качеством поверхности. Обработка металлов режущими инструментами на станках в современном машиностроительном производстве занимает одно из главных мест в технологическом процессе изготовления изделий. Работа таких инструментов основана на использовании режущего клина. Клин, состоящий из двух поверхностей, сходящихся в острую кромку, может перемещаться относительно обрабатываемого куска металла-заготовки так, что одна поверхность клина будет давить на заготовку, а кромка разделять заготовку на две неравные части, меньшая из которых будет деформироваться, превращаясь в стружку. Такой процесс называется резанием. Взаимное перемещение режущего клина и заготовки осуществляется в металлорежущем станке, где инструмент или заготовка может устанавливаться в дополнительные устройства-приспособления. Получение новых поверхностей путём деформирования поверхностных слоёв материала с образованием стружки называется обработкой резанием.

            В зависимости от формы деталей,  характера обрабатываемых поверхностей и требований, предъявляемых к ним, их обработку можно производить различными способами: механическими − точением, сверлением, фрезерованием, строганием, протягиванием, шлифованием и др.; электрическими − электроискровым, электроимпульсным или анодно-механическим, а также ультразвуковым, электрохимическим, лучевыми и другими способами обработки.

           Процесс обработки металлов резанием  играет ведущую роль в машиностроении, так как точность форм и размеров и высокая частота поверхностей деталей машин и технологического оборудования обеспечивается в большинстве случаев только этой обработкой.

           Этот процесс успешно применяется  во всех без исключения отраслях промышленности. В основном обработка производится на металлорежущих станках, реже вручную или с помощью механизированных инструментов. 

1 Исходные данные по заданию

 

    Наименование  работы:

 Разработать технологический  процесс изготовления детали методом механической обработки.   Исходные данные по заданию приведены в таблице 1

 

Таблица 1

Чертеж    детали	Производст-венная программа, тыс. шт. В год	Материал	Вид обработки
Гайка	4000	Сталь 65	механическая

 

 

Химический  состав стали  65 по ГОСТ 1050-88 в таблице 2:

Таблица 2 

Марка стали	C,%	Si, %	Mn, %	S %	p,%
Ст65	0,57-0,65	0,17-0,37	0,5-0,8	≤0,040	≤0,035
	Cr,%	Ni,%	As,%	N,%	Cu,%
	≤0,25	≤0,25	≤0.08	≤0.008	≤0,25

 

 

 

 

 

Механические  свойства стали 65 по ГОСТ 1050-88 в таблице 3:

Таблица 3

σт,МПа	σВ,МПа	δв,%	Ψ,%
400	680	12	35

 

 

 

    

     

 

  Где  σ_{т  -}  предел текучести   

         σ_{В -}    временное сопротивление разрыву;

      δ_в -  относительное удлинение;

       Ψ -    относительное  сужение.

 

Технологические свойства стали 65 по ГОСТ 1050-88 в таблице 4:

                          Таблица 4

Температура ковки	Свариваемость	Склонность к отпускной хрупкости	Флокеночувствитель-ность	Коррозионнная стойкость
нач.         1200   кон.         800	Не применяется для сварных  конструкций. КТС с последующей термообработкой	Не склонна	малочувствительна	Низкая

 

 

        Температура критических точек стали:

 

Ас₁=725С⁰;Ас₃(Ac_m)=750C⁰;Ас₃(Arc_m)=745C⁰;Ar₁=690C⁰

 

 

 

Назначение:

    Цельнокатаные колёса вагонов,шпиндели,бандажи,диски сцепления,регулировочные шайбы,пружинные кольца амортизаторов и другие детали к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости. Для данной детали из стали 65 вид термообработки будет следующим: принимаем закалку с охлаждением в воде. При этом скорость охлаждения V>=500°C/сек. Производим нагрев стали до Т=750°С. Выдержка при данной температуре необходима для того, чтобы аустенит перешёл в мартенсит. Затем производим быстрое охлаждение с указанной выше скоростью. Получаем сорбит закалки. Далее производим низкий отпуск: нагрев до Т=150°С  с выдержкой и последующим охлаждением на воздухе.

 

         

 

 

 

 

Схема термообработки следующая

 

        Т,°С                  

      Тзак       ………                     750°С               

 

 

 

 

        Тотп       …………………………….                  150 °С

 

 

 

 

t, c

                    Рисунок 1 Схема термообработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Тип производства, количество деталей в партии

 

В зависимости от размера производственной программы, сложности и трудоемкости изготовляемых деталей (изделий) различают три типа (вида) производства: единичное, серийное,  массовое.                                                                                                                                                                         Условно можно отнести к тому или иному типу производства обработку

   деталей заданного типоразмера  на основании таблицы 4.

Таблица  4 Типы производства      

Тип производства	Количество  обрабатываемых деталей в год
	крупных более 5 кг	средних от 5 до 20 кг	мелких до 5 кг
Единичное	До 5	До 10	До 100
Серийное	Свыше 5 до 1000	5000	Свыше 100 до 50000
Массовое	Свыше 1000	Свыше 10 до Свыше 5000	Свыше 50000

 

               Определим массу детали по формуле (1)

 

                                                         m=rV,                                                            (1)

 

где    m – масса детали, кг;

r – плотность стали кг/ м³;                

V – объем детали м³.

                        

 

                 Для стали принимаем r=7,8 кг/ мм³ , v=769,23 мм³.

 

                                 m =7,8·769,23=6 кг

 

          

 

 

 

 

 

 По таблице 4 определили тип производства. Так как масса детали больше 5 кг и производственная программа 4000 деталей,  то тип производства – серийное.

        Серийное производство  – изделия изготавливаются или  обрабатываются партиями (сериями), состоящими из однотипных деталей  одинакового размера, запускаемых в производство одновременно. В зависимости от количества изделий в партии и их трудоемкости изготовления серийное производство подразделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное, определяемое ориентировочно по таблице 5.

 

Таблица 5 Виды производства

Вид производства	Количество изделий в партии
	Крупных	Средних	мелких
Мелкосерийное	2 – 5	6 – 25	10 – 50
Срелнесерийное	6 – 25	25 – 150	51 – 300
Крупносерийное	Свыше 25	Свыше 150	Свыше 300

 

 

             Количество деталей в партии  можно определить по формуле  (2)

 

                                                          n =         ,                                                             (2)

 

               где N ─ годовая программа выпуска деталей ;

                      t ─ число дней, на которые необходимо иметь запас готовых деталей для бесперебойной работы цеха ;

                     Ф ─ число рабочих дней в  году .

               Принимаем N = 4000, t = 2, Ф = 253 .

                                                             , шт      принимаем n = 32 деталей.

               

 

            По таблице 5 определили, что вид производства ─ среднесерийное.             

 

 

 

 

3 Вид заготовки и припуски на обработку

 

   Заготовкой называется предмет  производства, из которого изменением  формы, размеров, качества поверхностей  и свойств материала изготавливают  требуемую деталь. Выбор вида  заготовки зависит от материала,  формы и размера, её назначения, условий работы и испытываемой нагрузки, от типа производства.

 Припуски на обработку приведены  в таблице 6.

 

Таблица 6 Припуски и допуски на обработку.

Размер детали, мм	Припуски, мм	Допуски, мм	Размер заготовки, мм
121	4	+0,3 ─0,5	125,3
90	4	+0,9 ─2,5	94,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Структура технологического процесса

           

           Технологической операцией называется  часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, в частности, при обработке резанием на одном станке. Если после обработки части поверхностей заготовка передаётся на другое рабочее место, а затем возвращается на тот же станок, то дальнейшая обработка на нём составит следующую операцию.

            Позицией называется фиксированное  положение, занимаемое неизменно  закреплённой обрабатываемой заготовкой  совместно с приспособлением  относительно инструмента или неподвижной части операции.

            Технологическим переходом называется  законченная часть операции, выполняемая одним и тем же инструментом при постоянной поверхности, образуемой обработкой, технологических режимах и установке.

            Проход─это часть перехода, характеризуемая  снятием одного слоя металла.

            Структуру технологического процесса  представим в виде блок-схемы  на рисунке 3.