Введение

Целью курсового проекта является разработка этапов технологической подготовки производства детали «Втулка», осваиваемой в серийном производстве.

При этом необходимо провести анализ технологичности конструкции детали, дать обоснование технологического маршрута, произвести выбор и проектирование специальной оснастки, а также расчет норм времени по операциям.

Разработка любого технологического процесса является комплексной задачей, для решения которой в конкретных условиях производства нужно найти оптимальный вариант процесса изготовления. Оптимальным является такой вариант процесса, который обеспечивает выполнение всех требований конструкторской документации на данное изделие при наименьших производственных затратах.

Проектирование технологического процесса является важнейшим этапом технологической подготовки производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и способен стать определяющим при принятии решения о производстве того или иного продукта. При проектировании технологического процесса необходимо учитывать объём производства, назначение детали, возможность обработки заготовки различными способами и обеспечение надлежащего качества детали, а так же соответствие требованиям техническим условиям.

При анализе технологического процесса следует выяснить, правильно ли он составлен для обеспечения требований чертежа и соблюдаются ли все требования технологического процесса на производстве.

1 Разработка технологического процесса изготовления детали

1.1 Технологический контроль рабочего чертежа

Технологический контроль чертежей сводится к тщательному их изучению. Рабочие чертежи обрабатываемых деталей должны содержать все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т. е. все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию, и возможные способы получения заготовки. На чертеже должны быть указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного положения поверхностей. Чертеж должен содержать все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, применяемых защитных и декоративных покрытиях, массе детали и др. Таким образом, технологический контроль — важная стадия проектирования технологических процессов, он способствует выяснению и уточнению приведенных выше факторов.

Чертеж детали содержит две проекции с местными разрезами. Размеры на чертеже указаны все, но не на всех указаны предельные отклонения, поэтому на эти размеры примем 12 квалитет точности. На некоторых поверхностях нет сведений о шероховатости, поэтому указываем их на чертеже.

Чертёж детали содержит необходимые виды, дающие полное представление о детали. По своей конструкции деталь имеет большинство поверхностей открытых и доступных для обработки.

После анализа чертежа принимаем решение об изготовлении заготовки методом литья по выплавляемым моделям.

1.2 Обоснование выбора способа получения заготовки

Проанализируем различные свойства материала Сталь 35Л. Химический состав, физико-механические и технологические свойства показаны в следующих таблицах.

Таблица 1.1 – Химический состав Сталь 35Л по ГОСТ 977-75

Содержание химических элементов, %
Обозначение химических элементов	С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
	0,32-0,4	0,20 – 0,52	0,4 – 0,9	≤0,3	≤0,045	≤0,04	≤0,3	≤0,3

Таблица 1.2 – Характеристика физико-механических свойств Сталь 35Л по

ГОСТ 977 -88

Наименование, характеристика, условное обозначение, ед. измерения
Предел текучести σТ, МПа	Предел кратковременной прочности σВ, МПа	Относительное удлинение δ, %	Относительное сужение ψ, %	Твердость НВ 10-1, МПа	Ударная вязкость КСU, Дж/м2
280	500	15	25	137-229	350

Таблица 1.3 – Характеристика технологических свойств материала Сталь 35Л

Марка материала ГОСТ 977-88	Наименование свойств материала
	Жидкотекучесть	Пластичность	Литейные свойства	Обрабатываемость резанием	Обрабатываемость давлением	Термическая обработка, °С
						Температура плавления	Нормализация	Отпуск	Закалка
Сталь35Л	Да	Нет	Да	Да	Нет	1400-1500	860-880	600-630	860-870

Для получения заготовки из Стали35Л выбираем три способа литья: в песчаные формы, в кокиль, по выплавляемым моделям.

Литье – процесс изготовления деталей заливкой расплавленного металла в форму. Литейная форма представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Формы могут быть разового и многократного применения (постоянные), а также используемые несколько раз (полупостоянные).

Литьё по выплавляемым моделям широко применяется в приборостроении для изготовления отливок сложной конфигурации массой от нескольких граммов до 10-15 кг, с толщиной стенок 0,3-20мм и более, с точностью размеров до 9-го (СТ СЭВ 145-75) квалитета при шероховатости поверхности от 80 до 1,25мкм (ГОСТ 2789-73).Для литья по выплавляемым моделям применяют различные сплавы, в частности среднеуглеродистые стали. Процесс литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из легкоплавкого парафино-стеаринового состава, которую покрывают тонкой керамической оболочкой, формуют, выплавляют в горячей воде, а в образовавшуюся полость заливают жидкий металл.

В приборостроении литьём в кокиль получают в основном отливки с толщиной стенки 5-12мм из алюминиевых, магниевых сплавов, бронзы и чугуна. В отливках допускаются утолщения до 20-25мм, над которыми устанавливается прибыль, компенсирующая усадку сплава. Кокиль - это металлическая форма многоразового использования, что обеспечивает достаточно высокую производительность процесса, но требует гораздо больших затрат на ее изготовление.При использовании выбиваемых песчано-смоляных оболочковых стержней возможна отливка в кокиль деталей со сложной внутренней поверхностью. Оболочковые стержни в кокиле крепят рамкой, фиксаторами или втулкой.

Литьём в песчаные формы. В приборостроении литьем в песчаные формы изготавливают небольшими сериями крупногабаритные детали из черных и цветных сплавов. Отливка на обрабатываемых поверхностях должна иметь припуски на обработку 2-5 мм.

Технологические возможности способов получения заготовки представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Технологические возможности способов получения

заготовки из Стали 35Л ГОСТ 977-88

Технологические возможности способов получения заготовки		Способ получения заготовок
		Литье в кокиль	Литье в песчаные формы	Литье по выплавляемым моделям
1 Класс точности заготовки по ГОСТ 977-88		5-11	8-10	5-7
Среднеэкономическое значение	2 Квалитет точности размера, IT	12-14	14-17	12-14
	3 Шероховатость поверхности,Rz,мкм	Rz=20-80	Rz=20-80	Rz=20-40
4 Глубина дефектного слоя, мм		50	80	30
Минимальное значение, мм	5 Диаметра отверстия	8	8	2
	6 Толщины стенок	8	8	2
	7 Резьбы	6	5	12
8 Оптимальная толщина стенок, мм		8-10	10	1,5-2,5
9 Технологические	Уклоны	8°	4°	0° -20°
	Радиусы	0,5	0,2	0,5
10 Наиболее экономично для типа производства		крупносерийное, серийное	серийное	крупносерийное, серийное, мелкосерийное

Исходя из таблицы 1.4, наиболее подходящим способом является литьё по выплавляемым моделям, так как данный способ имеет 12 квалитет точности, наименьшее значение шероховатости поверхности R_z=20 мкм и минимальное значение отверстия 2 мм, когда остальные способы имеют минимальное значение отверстия 8 мм. Так же литьё по выплавляемым моделям подходит для мелкосерийного производства и требует наименьших затрат на заготовительную операцию, в том числе на изготовление специальной оснастки. Технологические характеристики выбранного способа представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Технологические характеристики литья по выплавляемым моделям

Способ получения заготовки		Литье по выплавляемым моделям
Класс точности отливки по ОСТ 1015		5
Среднеэкономическая точность размеров заго­товки, сформированных: - в одной части формы (штампа); - в нескольких частей формы (штампа)		12
Величина пространственных отклонений от за­данной формы (коробление, смещение отвер­стий, удельная кривизна)		Условное обозначе­ние	Величина
Смещение отверстия , мкм на 1 мм Коробление, мкм на 1 мм Удельная кривизна, мкм на 1 мм			5 0,7 5
Глубина дефектного слоя		Н, мкм	100
Шероховатость поверхностей		Ra, мкм	12,5-6,3
Неуказанные ли­тейные	радиусы	r, мм	1,3
	уклоны	а,°	от 00 до 20/