Разработка технологического процесса изготовления спирального сверла с анализом напряженного состояния паяного шва в соединении режущей и хвостовой частей сверла
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 8
1.1 Анализ служебного назначения детали 8
1.2 Анализ технологичности конструкции детали 10
1.3 Анализ типового варианта технологического процесса изготовления спирального сверла с цилиндрическим хвостовиком 11
1.4 Экономическое обоснование целесообразности применения технологии пайки взамен технологии сварки 17
1.5 Задачи работы. Пути совершенствования техпроцесса 17
2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПАЯННОГО ШВА. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ ЗОНЫ ПАЙКИ ТРЕНИЕМ 18
2.1 Схематизация процесса 18
2.2 Коэффициент геометрического соответствия 19
2.3 Коэффициент объемного сжатия 21
2.4 Влияние стадии упругопластической деформации припоя на коэффициент объемного сжатия 21
2.5 Напряженное состояние в паяном соединении 22
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ 25
3.1 Определение типа производства, массы и годовой программы выпуска детали 25
3.2 Выбор и обоснование исходной заготовки 26
3.3 Технологический маршрут и план обработки 27
3.4 Подбор средств технологического оснащения 30
3.5 Расчет припусков 36
3.6 Расчет режимов резания аналитическим методом 40
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 46
4.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика рассматриваемого технического объекта 46
4.2 Идентификация профессиональных рисков 46
4.3 Методы и технические средства снижения профессиональных рисков 48
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 49
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 51
4.6 Заключение по разделу «Безопасность и экологичность технического объекта» выпускной квалификационной работы бакалавра 53
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
ПРИЛОЖЕНИЕ 61
Машиностроение - это основа экономики страны, оно является ведущей отраслью в современной промышленности. Развитие машиностроения обеспечивается развитием технологических процессов и разработкой современных режущих инструментов, в частности, осевых инструментов которые используются в любом технологическом процессе.
В связи с дороговизной быстрорежущей стали, из которой изготавливают режущую часть осевого режущего инструмента, нецелесообразно изготавливать из нее хвостовую часть инструмента, которую целесообразно изготавливать из конструкционных сталей. В этом случае возникает задача неразъемного соединения режущей и хвостовой частей. Это соединение в настоящее время получают методом сварки трением, при котором заготовки из быстрорежущей и конструкционной стали прижимают друг к другу с определенным усилием, одну из заготовок закрепляют, другую приводят во вращение. В результате, выделившаяся теплота расплавляет зону контакта и возникает сварочный шов. Основным недостатком этого метода соединения режущей и хвостовой частей является низкая соосность, из-за этого увеличивается припуск на изготовление осевого инструмента и, как следствие, его себестоимость.
Альтернативным методом получения составного осевого режущего инструмента является пайка трением. Для создания паянного соединения предварительно на одной заготовке (для режущей части) делают проточку под таблетку припоя, на другой заготовке (для хвостовика) вытачивают шейку под размер проточки в режущей части. Режущая и хвостовая части спирального сверла подвергаются закалке с отпуском. Затем между режущей и хвостовой частями осевого инструмента укладывается таблетка припоя и, аналогично сварке одна часть инструмента закрепляется, другая к ней прижимается и приводится во вращение. Расплавленный припой выдавливается в зазор между проточкой в режущей части и шейкой в хвостовой и заполняет его. Соосность режущей и хвостовой частей спирального сверла существенно выше, чем при соединении сваркой трением.
Целью выпускной квалификационной работы является снижение себестоимости изготовления спирального сверла за счет использования соединения режущей и хвостовой частей пайки трением.
Таким образом, при выполнении данной выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:
• определены параметры паянного соединения (диаметр, высоту проточки) на базе анализа напряженного состояния в паянном шве;
• разработан новый технологический процесс изготовления спирального сверла с соединением режущей и хвостовой частей пайкой трением;
• спроектирована наладка на операции: 010 токарная и 040 шлифовальная;
• рассчитаны заготовки для режущей и хвостовой частей спирального сверла, полученные из проката обычной точности;
• выбраны средства технологического оснащения.
• рассчитаны режимы резания, нормы времени и спроектированы наладки на две операции - токарную и шлифовальную;
• произведен расчет экономической эффективности разработки.
Внесенные изменения позволяют снизить себестоимость изготовления осевого режущего инструмента на примере спирального сверла.
Чистый дисконтированный доход составит 179373,88 руб.
