1.1 Цель работы

Научиться разрабатывать технологический процесс изготовления детали из листового полуфабриката.

В первой части работы необходимо разработать технологический процесс изготовления заданной детали со всеми необходимыми расчетами. Исходными данными для разработки технологического процесса являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, нормативные и справочные материалы. При плазово-шаблонном методе производства используются также рабочие шаблоны. Во всех случаях проектирования технологического процесса следует учитывать влияние годовой программы и партии выпуска деталей на структуру технологического процесса и характер применяемой оснасткой и оборудование.

1.2 Подготовка к работе

1. Ознакомиться со служебным назначением детали, изучить чертеж и технические условия на изготовление детали. В результате изучения исходных материалов занести в отчет эскиз детали с размерами и требованиями на поставку детали на сборку и технические условия на изготовление детали. На все размеры проставить отклонения размеров согласно ОСТ 1 00022-80.

2. Выполнить конструктивно- технологический анализ детали, в случае необходимости дать рекомендации для изменения конструкции детали, позволяющие снизить расход материала на ее изготовление или снизить трудоемкость ее изготовления без изменения функционального назначения. Общие технологические требования к конструкции штампованных деталей плоской формы, получаемые вырубкой и пробивкой, а также изогнутой и полой формы, получаемые гибкой, вытяжкой и формовкой, изложены в [1].

3. Приступить к проектированию технологического процесса изготовления детали. Определить количество, содержание и последовательность операций и составить маршрутную карту, выполнить технологические расчеты, подобрать необходимое основное и вспомогательное оборудование, инструмент, составить технические условия на проектирование оснастки, определить нормы времени для выполнения раскройных работ и операций деформирования заготовки до получения детали, наметить возможные пути автоматизации процесса. Проектирование операций раскроя начинать с расчета размеров исходной заготовки и составления ее эскиза. После этого с учетом способа раскроя и предполагаемого оборудования подобрать размеры стандартного полуфабриката исхода из условий получения максимального значения коэффициента использования материала. Для раскроя в штампах рассчитать размер полосы. Обосновать схему раскроя. Определить основные технологические и силовые параметры процесса раскроя и подобрать необходимый инструмент и оборудование [5, 6, 7, 1].

4. При выборе формообразующих операций для получения детали необходимо рассмотреть возможные варианты её изготовления и выбрать наиболее рациональный; рассчитать технологические параметры.

При расчете технологических параметров гибки необходимо определить усилие гибки, величину пружинения материала, проверить возможность изгиба заготовки на заданный радиус, выбрать схему штампа, определить зазор между матрицей и пуансоном (для П-образных деталей), радиус закругления кромок матрицы, глубину рабочей поверхности, усилие, связанное с работой выталкивателя [5, 8, 9, 10].

При расчете технологических параметров вытяжки необходимо определить размер заготовки, количество операций и операционных размеров детали, усилие вытяжки и прижима, зазоры между матрицей и пуансоном, радиусы закругления рабочих кромок матрицы и пуансона [5, 10,9, 8 ], вычертить пооперационные эскизы детали в соответствии с ГОСТ 2.109-73, 2.307-68; подобрать технологическое оборудование и инструмент; составить технические условия на проектирование оснастки; пронормировать технологический процесс раскроя по всем стадиям изготовления заготовки и всех операций деформирования [12]; выписать основные технические данные выбранного пресса.

5.Проектирование технологической оснастки. Оно базируется на выбранном технологическом процессе и включает разработку конструкции и расчет основных деталей разделительной и формообразующей оснастки. При проектировании технологической оснастки необходимо определить метод штамповки (раздельный, последовательный, совмещенный); решить вопрос о направляющих устройствах штампа; определить исполнительные размеры рабочих деталей штампа; рассчитать центр давления штампа; сделать эскизы рабочих деталей штампа и его общего вида в соответствии с ГОСТ 2.424-80; продумать размещение и крепление штампа в рабочем пространстве пресса; дать рекомендации по автоматизации процесса; составить технологический процесс сборки штампа [11].

1.3 Задание на лабораторную работу

1. Выполнить конструктивно-технологическое описание предложенной преподавателем эскиза детали согласно номера варианта (таблица 1, приложение 1).

2. Выполнить чертеж детали и оформить технические условия и требования.

3. Углубленно проработать алгоритм разработки технологического процесса изготовления детали.

4. Познакомиться с укрупненными, единичными или типовыми технологическими процессами деталей, аналогичных заданной.

5. Разработать технологическую схему производства заданной детали (укрупненный технологический процесс).

При выполнении данного пункта особое внимание следует уделить следующим подпунктам [1-3]:

1)    теоретические расчеты при разработке технологического процесса производства детали:

а)     раскрой заготовок из листового полуфабриката;

б)    формообразование конструктивных элементов детали;

2)    выбор технологического оборудования:

а)     выбор оборудования для раскроя листового полуфабриката;

б)    выбор оборудования для формообразования детали.

6. Оформить маршрутное описание (на маршрутной карте) технологического процесса изготовления детали.

7. Для одной из операций выполнить технологические пробы на образцовых деталях и выполнить анализ технологических режимов и качества полученных изделий. Обосновать технологические параметры операции.

8. Выполнить разработку одной операции и составить ее операционное описание (на операционной карте).

9. Оформить и защитить отчет.

1.4 Рекомендации по выполнению работы

1.4.1 Конструктивно-технологическое описание детали из листового полуфабриката

Описание конструктивно-технологических свойств детали целесообразно выполнять по следующему плану.

1) Общие сведения о детали:

-       идентификационный номер детали (можно назначить условный номер);

-       наименование детали;

-       назначение детали;

-       общий вид детали (выполняется в виде эскиза в изометрической проекции в ракурсе, дающем максимально наглядное представление о конструкции детали).

2) Характеристика полуфабриката в состоянии поставки:

-       марка материала;

-       вид полуфабриката (форма);

-       физико-механические характеристики материала полуфабриката

-       размер полуфабриката и предельные отклонения размеров;

-       состояние поверхности полуфабриката (шероховатость и покрытия).

3) Конструкция детали:

-       общая форма детали;

-       состав элементов детали;

-       форма элементов детали;

-       компоновка (расположение) элементов детали относительно конструктивных баз.

4) Размеры и допускаемые отклонения размеров:

-       габаритные размеры и допуски;

-       размеры и допуски на размеры, форму элементов детали;

-       координаты и допуски расположения элементов.

5) Физико-механические характеристики материала готовой детали6

-       прочность:

-       твердость;

-       допускается указывать параметры упрочняющей обработки.

6) Состояние поверхности детали:

-       шероховатость поверхностей;

-       свойства поверхностного слоя;

-       схема покрытий.

7) Место и вид маркировки.

8) Группа контроля.

Описание рекомендуется оформлять в виде таблицы, показанной ниже.

 

Таблица 1 – Конструктивно – технологическое описание детали

Свойства детали	Содержание свойства	Примечание
1	2	3
1 Общие сведения о детали
1.1 Номер детали	ХХХХХХХХ
1.2 Наименование	Обод шпангоута
1.3 Назначение	Служит силовым элементом фюзеляжа, который сохраняет его форму и передаёт воздушные нагрузки на стрингеры и обшивку. Поддерживая обшивку и стрингеры, шпангоуты увеличивают их критические напряжения.
1.4 Общий вид детали
2. Характеристика полуфабриката
2.1. Марка материала полуфабриката	Д16АТ-1,5 ГОСТ 4784 – 74* А-плакированный, Т- закаленный и естественно состаренный Легирован: медь-4%, магний-1,5%	ГОСТ 4784-74 «Алюминий и алюминиевые сплавы деформируемые»; термически упрочняемый
2.2. Вид полуфабриката	Лист 1,5 ´1000´2500 ГОСТ 21631 – 76
2.3Размеры и допуски	1,5 ; ; .
2.4 Механические характеристики материала полуфабриката:
а) относительное удлинение d	11%
б) предел прочности sв	420-430 МПа.	После закалки и старения
в) предел текучести	280-290МПа
г) обрабатываемость давлением	хорошая (в отожженном состоянии)	Материал технологичен и допускает обработку давлением.
д) обрабатываемость резаньем	удовлетворительная	После обработки шероховатость не выше Rz = 20…40
2.5 Состояние поверхности
а) шероховатость	Ra = 1,25
б) покрытия	Плакированный, обернут в бумагу.
3 Конструкция детали
3.1 Основная форма	Плоская криволинейная
3.2 Состав элементов их компоновка	Состоит из стенки и двух элементов бортов (выпуклый, вогнутый), сопрягаемых радиусными переходами. Два стрингерных выреза – согласно КП  отверстия:   диаметр – 3,1мм.   диаметр – 4,1мм.
3.3 Геометрия элементов	Линии изгиба – криволинейные Радиусы кривизны – постоянные Стрингерных вырезов тип 3 №6 по ОСТ 1 03948 – 79 Борта: выпуклый, вогнутый
4 Размеры
4.1. Габаритные, мм и допускаемые отклонения	810 ; 137 34,5
4.2. Элементов	Радиусы - 3мм. Стрингерные вырезы – 23*24 мм
5 Механические свойства материала готовой детали
а)предел прочности sв	420-430 МПа.	Предел прочности соответствует материалу в состоянии поставки
6 Состояние поверхностей детали
6.1 Шероховатость	Кромок Rа6,3 Остальные поверхности в состоянии поставки. Острые кромки скруглить R=0,5мм	Материал допускает указанную шероховатость при обработке резаньем.
6.2 Схема покрытий	Ан.Окс. Хр.(Анодное оксидирование с наполнением раствором хромпика)  Грунт ФЛ 086(фенолформальдегидная)	Распространённые покрытия с хорошо освоенными технологиями

 

Таблица 1.2 – Характеристика элементов (рисунок 1.1)

Элемент (номер)	Основная форма	Основной размер	Допуск на основной размер	Шероховатость поверхностей
				Поверхность элемента	Значение
Стенка (1)	Плоская криволинейная	810мм		Торцы Остальные поверхности	Rа6,3, В состоянии поставки
Борт (2)	Вогнутый	Высота борта - 18 мм		Торцы Остальные поверхности	Rа6,3, В состоянии поставки
Борт (3)	Выпуклый	Высота борта - 18 мм		Торцы Остальные поверхности	Rа6,3, В состоянии поставки
Радиусный переход (4.5)	Постоянной кривизной	Радиус кривизны 3мм.			В состоянии поставки
Стрингерные вырезы (6) (2 шт.)	Тип 3 №6 по ОСТ 1 03948 - 79	23 24		Торцевая	Rа6,3
Направляющие отверстия (7) (34 шт.)	Круглая (в плане); ось прямя	Диаметр 2.7мм.	+0,14 0	Торцевая	Rа6,3
Отверстия (8) (4 шт.)	Круглая (в плане); ось прямя	Диаметр 3.1мм.	+0,18 0	Торцевая	Rа6,3

 

1.4.2 Укрупненный маршрутный технологический процесс изготовления детали

Обобщенный алгоритм разработки технологического процесса изготовления детали в общем случае включает следующую последовательность действий.

1 Изучить требования к технологическому процессу и имеющиеся исходные данные.

1.1 Установить (уточнить) требования к конструкции детали и ее качеству.

1.2 Установить специальные требования к разрабатываемому технологическому процессу.

1.3 Установить объем и программу выпуска детали.

1.4 Изучить производственную обстановку:

-    существующую на предприятии технологическую структуру по типам и видам производства;

-    характер и площадь производственных помещений, где предполагается разворачивание производства детали;

-    парк имеющегося в распоряжении технолога технологического оборудования;

-    располагаемые и отработанные на предприятии технологические процессы и методы обработки, соответствующее технологическое оснащение и возможности.

2 Разработать маршрутный технологический процесс.

2.1 Установить или уточнить исходное состояние и характеристики предложенного конструктором полуфабриката.

Если полуфабрикат или его параметры не заданы, то следует их назначить, руководствуясь сортаментом, а также наличием полуфабриката в распоряжении предприятия.

2.2 Разработать технологическую схему (возможно несколько вариантов) производства детали, для чего:

-    установить какие работы (операции или групп операций) необходимо выполнить для придания заготовке всех свойств конструкции детали (основной формы и габаритных размеров, формы и размеров каждого элемента, шероховатости всех поверхностей и др.). При назначении названных работ, целесообразно руководствоваться обобщенным (укрупненным) типовым технологическим процессом изготовления детали.

-    подобрать для каждой работы (операции) методы их выполнения, оценив их возможности по выполнению требований, предъявляемых к детали.

-    установить какие дополнительные работы необходимо назначить, чтобы реализовать выбранные методы их выполнения.

-    определить возможность применения одного метода для образования нескольких элементов детали.

-    становить какие дополнительные работы необходимо выполнить для реализации технологического процесса (контроль, транспортировка и др.);

-    согласовать последовательность и содержание всех работ

2.3 Разработать конструкцию заготовки детали:

-     назначить тип наиболее рациональную заготовку детали;

-    назначить метод изготовления заготовки и необходимое для этого оборудование и его основные характеристики и возможности;

-    установить основные характеристики конструкции заготовки (общую форму, состав элементов, их компоновку, размеры и др.) с учетом возможностей выбранных методов изготовления;

-    установить технологические припуски, уклоны, допустимые упрощения конструкции, вызванные ограниченными возможностями методов изготовления заготовок, исполнительные размеры и допуски;

-    выполнить чертеж заготовки (карту раскроя или др. документы, в которых описана конструкция заготовки);

-    определить КИМ полуфабриката.

2.4 Составить технологический маршрут изготовления детали:

-    уточнить состав и последовательность операций в соответствии с установленными ранее методами обработки и технологической схемой;

-    согласовать состав и последовательность операций.

-    уточнить/назначить модель применяемого оборудования для выполнения каждой операций;

-    назначить для каждой операции необходимые инструменты и оснастку, средства автоматизации и механизации работ;

-    назначить средства контроля качества выполнения каждой контрольной операции;

-    определить технические нормы времени, затрат основных и технологических и других расходных материалов, необходимых для выполнения каждой операции;

-    определить количество единиц оборудования для выполнения каждой операции.

-    определить размер партии запуска изделий и число переналадок оборудования и оснастки;

(На данном этапе разработки технологического процесса изготовления детали может возникнуть затруднения, которые могут потребовать отработку конструкции детали на технологичность. Для этого необходимо:

-    проанализировать возможности технологической системы по производству детали;

-    выполнить количественную оценку технологичности узла в заданных производственных условиях;

-    разработать мероприятия по изменению производственной системы;

-    разработать мероприятия по проведению изменений конструкции изделия с целью улучшения его технологичности.)

-    определить технико-экономических параметров вариантов технологического процесса и выбрать наиболее эффективный.

2.5 Составить операционный процесс:

1 Сформировать описание операции:

-    установить цель операции;

-    уточнить применяемый метод выполнения операции с целью оформления какого-либо элемента детали, или отдельны ее параметр;

-    установить или уточнить, какие дополнительные работы необходимы для выполнения операции и применяемые для этого методы;

-    определить структуру операции (состав и последовательность действий - переходов);

-    конкретизировать содержание переходов;

-    назначить технологические режимы обработки;

-    назначить методы и средства обеспечения геометрической точности и взаимозаменяемости и составить элемент схемы увязки заготовительной оснастки, а также методы и средства контроля качества детали;

-    назначить инструменты и приспособления; средства транспорта и др. средства технологического оснащения необходимых для выполнения переходов операции;

-    назначить нормы времени и расхода материально-технических средств на выполнение операции;

-    назначить число, профессию и квалификацию исполнителя операции.

2 Оформить описание операции на операционных картах.

3 Разработать техническое задание на разработку несуществующего технологического оснащения или заказа на приобретение стандартного оснащения.

4 Разработать планировку рабочего места для выполнения операции.

5 Назначить мероприятия и средства для обеспечения безопасности труда и защиты окружающей среды.

1.4.3 Оформление технологической документации (маршрутные карты)

Главным результатом деятельности технолога является описание технологического процесса, оформленного в форме различных технологических документов. Кроме того, технолог оформляет техническое задание на разработку технологического оснащения или заявки на приобретение существующего технологического оснащения и некоторые другие документы.

Технологическую документацию в соответствии с требованиями стандартов ЕСТД, приведенным Приложении 6.

1.4.4 Требования к отчету по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД и СТО ИрГТУ 005-2009 и должен содержать:

-       титульный лист;

-       цель лабораторной работы и задание;

-       чертеж детали;

-       конструктивно-технологическое описание конструкции детали;

-       технологическая схема изготовления детали;

-       описание принимаемых решений с их обоснованием;

-       чертеж заготовки;

-       схема увязки заготовительной оснастки;

-       маршрутные карты;

-       необходимые решения при разработке операции и переходов и технологические расчеты режимов обработки

-       операционные карты;

-       список использованных источников.

1.5 Контрольные вопросы

1. Какие исходные материалы необходимы для проектирования технологического процесса?
2. Какие параметры учитываются при расчете развертки детали?        
3. Каким образом задается форма и размеры заготовки при раскрое?
4. Какие существуют методы раскроя?
5. Как можно повысить коэффициент использования материала /КИМ/?
6. Какие существуют методы гибки?
7. Какие характеристики детали влияют на усилие гибки?
8. Для чего определяют минимальный радиус гибки и угол пружинения?
9. Как определяется количество переходов вытяжки?
10. Какие явления ограничивают процесс- вытяжки?
11. Как предотвратить потерю устойчивости фланца заготовки при вытяжке?
12. На что влияет величина радиуса закругления матрицы и пуансона?
13. От чего зависит величина зазора между матрицей и пуансоном?
14. Для чего определяется центр давления штампа?
15. Как располагается крепление штампа к прессу?
16. На что влияет размер программы выпуска?