Усложняет конструкцию фланца буртик центрального отверстия, предназначенный для оплавления совместно с сопрягаемой трубой. Допустимо в новой конструкции детали от него отказаться и производить сварку с заглубленной относительно торца трубой.
Материал фланца, работающего в агрессивной среде, подобран хорошо.
Учитывая, что фланец работает в агрессивной среде без какой-либо нагрузки, допустима замена материала детали с нержавеющей стали на пластмассу.
Сопрягаемую с фланцем трубу также допустимо заменить на пластмассовую. Т.к. изделие должно быть герметичным, сборка этих деталей будет также производиться сваркой.
4.1.2. Переход на пластмассу позволит получить деталь необходимой точности путем литья под давлением без механической обработки.
При условии дальнейшего изготовления фланца новой конструкции из нержавеющей стали, следует предусмотреть получение заготовки путем горячей штамповки на ковочных машинах с минимальными припусками и дальнейшей механической обработкой только сопрягаемых поверхностей.
4.1.3. Обрабатываемые поверхности: наружная проточка диметром 82 мм на длине 20 мм, зенкерование центрального отверстия диаметром 20,5 Н12 на длине 15 мм, торцевание выступов диаметром 70 и 60 мм на глубину 5 мм, а также установочные и соединительные отверстия диаметром 8,2 мм, М5 и 3 мм.
4.1.4. Требуемая точность и чистота обработки поверхностей фланца Rz20 не требует дополнительных технологических операций.
4.1.5. Главной базой фланца будет лицевая торцовая поверхность, при которой сохранится принцип единства базы для обработки указанных поверхностей.
4.1.6. Обрабатываемость стали 12Х18Н10Т довольно низкая. Поэтому нужно предусмотреть минимальную механическую обработку. Следует остановиться на выборе получения заготовки для фланца методом горячей штамповки.
2.Количественная оценка технологичности конструкции:
4.2.1. Коэффициент унификации конструктивных элементов детали
Ку.э = Оэ.у/Оэ,
где Оэ.у - число унифицированных элементов детали, шт.;
Оэ - общее число конструктивных элементов детали, шт.
По существующему варианту:
По предлагаемому варианту:
Вывод: по существующему варианту деталь нетехнологична; по предлагаемому варианту – технологична, Ку.э = 0,80 >О,6
4.2.2. Коэффициент использования материала
Ки.м = Мд/Мз.д,
где Мд- масса детали по чертежу, кг;
Мз.п - масса материала заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг.
По существующему варианту:
Ки.м =1/ 1,42 = 0,7
По предлагаемому варианту:
Ки.м =0,8/ 0,89 = 0,9
Вывод: по предлагаемому варианту деталь более технологична.
4.2.3. Коэффициент точности обработки
Кт.ч = 1 - (1/Аср),
где Аср - средний квалитет точности Аср= (П1 +2П2+ ЗПз+ ... + 19П19)/S191Пi,
Пi - число поверхностей детали точностью соответственно по 1 ... 19 квалитетам.
Аср= ( 7 х 2 + 12 х 1 + 14 х 11)/ 14 = 12,86
Кт.ч = 1 - (1/12,86) = 0,92
Вывод: деталь технологична, Кт.ч = 0,92 > 0,8.
4.2.4 Коэффициент шероховатости поверхности
Кш = 1/Бср,
где Бср- средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Ra, мкм
Б=(0,01П1 + 0,02П2 +…+ 40П13 +80П14) / Z14 1Пi
П1; П2; -количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значения параметра Ra.
Б=(20 х 19) / 19 = 20
Кш = 1/20 = 0,05
Вывод: Кщ < 0,32, деталь является технологичной по данному показателю.
5. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЗАГОТОВКИ
При выборе заготовок (отливка, штамповка, прокат и др.) учитывают форму, размеры и вес детали, материал (назначаемый исходя из эксплуатационных условий), масштаб производства, периодичность повторения, размеры припусков на обработку и точность размеров (допуски).
От правильности выбора заготовки зависят трудоемкость и себестоимость обработки; при изготовлении заготовки, максимально приближающейся по форме и размерам к готовой детали, значительная часть трудоемкости процесса приходится на долю заготовительных цехов, а меньшая — на механообрабатывающие цехи и, наоборот, при изготовлении заготовок с большими припусками основная доля трудоемкости приходится на механообрабатывающие цехи.
Вид заготовки, форму и размеры определяют, исходя из условий наибольшей простоты и экономичности обработки с учетом конкретных производственных возможностей заготовительных цехов и сроков окупаемости капитальных затрат на подготовку производства.
Правильное решение в выборе заготовок, если по техническим условиям применимы различные их виды, можно получить только на основе технико-экономических расчетов путем сопоставления технологической себестоимости детали при том или другом виде заготовки.
Однако некоторыми общими соображениями можно руководствоваться при выборе заготовок. Так, например, заготовки в виде поковок и штамповок, изготовляемых в штампах, применяют для деталей при значительной разнице в поперечных сечениях.
Устанавливаем способ получения заготовки для фланца Са8. 230.097 методом горячей штамповки.
В штампованной заготовке структура металла более однородна, размеры наиболее близки к окончательным.
Горячую штамповку осуществляют в закрытых штампах, в которых отсутствует облой, следовательно, расход металла на заготовку меньше.
Весьма распространенным видом оборудования для горячей штамповки являются кривошипные прессы. В качестве исходного для штамповки на кривошипных прессах используют сортовой прокат круглого сечения. Этот вид штамповки позволяет уменьшить штамповочные уклоны и припуски, что также снижает расход металла.
Правильное решение о выборе заготовок, если по техническим условиям применимы различные их виды, можно получить только на основе технико-экономических расчетов путем сопоставления технологической себестоимости детали при том или другом виде заготовок.
Одним из основных показателей, характеризующих экономичность выбранного метода изготовления заготовок, является также коэффициент использования материала, определяемый отношением фактической массы готовой детали к черной массе заготовки.
По существующему варианту Ки.м =0,7
По предлагаемому варианту Ки.м = 0,9, что значительно выше.
6. АНАЛИЗ ЗАВОДСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
6.1 Существующий технологический процесс изготовления фланца Са8. 230.097 соответствует мелкосерийному производству, при котором получение заготовок предусмотрено из круглого металлопроката методом механической резки.
6.2 Последовательность операций механической обработки заготовок выбрана правильно, исходя из определения конструкторской базы торца фланца и буртика диаметром 23 мм. За подрезанием торца и обтачиванием буртика следует сверление центрального отверстия диаметром 20,5 мм. Затем, используя буртик как базу, обрабатываются концентрически расположенные цилиндрические поверхности диаметром 70 и 60 мм, уплотнительные канавки и торец, обеспечивающий линейные размеры 5 и 33 мм.
После токарной обработки следует слесарная для получения отверстий под установочный штифт диаметром 8,2 мм, двух отверстий под заклепки диаметром 3 мм и резьбовых М5.
6.3. Заготовки фланца обрабатываются на универсальных токарных станках 1К62, вполне обеспечивающих заявленную конструктором точность обработки и чистоту обрабатываемых поверхностей.
Получение установочных и крепежных отверстий обеспечивается настольно-сверлильными станками с применением кондуктора.
6.4. Применение универсального оборудования обуславливает и применение обычного универсального режущего инструмента: резцов, сверл и метчиков.
Режимы резания также выбраны в соответствии с типовым технологическим процессом обработки деталей типа фланец.
6.5. При увеличении производства возможно применение более производительных методов обработки фланца. Это, например, обработка на многорезцовом полуавтомате.
7. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Разработка технологического процесса состоит из комплекса взаимосвязанных работ.
Характер проектируемого технологического процесса зависит от типа производства.
7. 1 Изготовление фланца Са8. 230.097 весом 1 кг и выпуском 1000 шт в год производство является крупносерийным, при котором ориентируемся на получение заготовок методом горячей штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах, токарную обработку на многорезцовом полуавтомате 1А730 и слесарную обработку отверстий с применением скальчатого кондуктора с пневматическим приводом зажима детали.
7.2 Устанавливаем последовательность операций обработки заготовки фланца:
7.2.1 принимая за установочную базу необрабатываемый торец, первоначально обрабатываем отверстие диаметром 20,5Н12; затем, принимая его за технологическую базу, обрабатываем цилиндрическую поверхность диаметром 82 мм, уступы диаметром 60 и 70 мм и торец в размер 30 мм.
7.2.2 используя скальчатый кондуктор сверлим отверстия диаметром 8,2 мм; затем отверстия диаметром 3 мм и М5.
8. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ
Минимальный припуск на обработку наружной поверхности фланца диаметром 82 мм, полученного методом горячей штамповки
Zв min = (На + Та) + rа + eв ,
где Zв min - минимальный припуск на сторону для выполняемой обработки; На – средняя высота поверхностных микронеровностей, полученных при штамповке; Та – глубина дефектного поверхностного слоя; rа - векторная (геометрическая) сумма пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей обрабатываемой заготовки, получившаяся при штамповке; eв – погрешность установки при выполняемой обработке.