ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 8
1.1 Анализ служебного назначения детали 8
1.2 Анализ технологичности конструкции детали 11
1.3 Анализ базового варианта техпроцесса 12
1.4 Задачи проекта. Пути совершенствования техпроцесса 15
2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ. АНАЛИЗ ТЕПЛОФИЗИКИ ПАЙКИ ТРЕНИЕМ 17
2.1. Схематизация процесса 17
2.2. Тепловыделение 18
2.3. Балансовые уравнения 20
2.4. Определение теплового потока 21
2.5. Построение графика зависимости числа оборотов шпинделя
станка от времени пайки 23
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ 27
3.1 Выбор типа производства 27
3.2 Выбор метода изготовления заготовки 27
3.3 Выбор методов обработки поверхностей 30
3.4 Определение припуска и проектирование заготовки 31
3.5 Технологический маршрут изготовления 35
3.6 Выбор средств технологического оснащения 36
3.7 Разработка технологических операций 43
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 46
4.1 Конструктивно-технологическая характеристика объекта 46
4.2 Идентификация профессиональных рисков 47
4.3 Методы и технические средства снижения профессиональных рисков 49
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 50
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 52
4.6. Заключение по разделу «Безопасность и экологичность технического объекта» 54
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
ПРИЛОЖЕНИЯ 62
Изготовление металлорежущего инструмента является одним из основных направлений машиностроения. Развитию машиностроения способствует усовершенствование технологических процессов изготовления металлорежущих инструментов, в частности изготовления осевых инструментов, которые используются практически в любом процессе машиностроения. В современном производстве осевые инструменты изготавливают из рабочей и хвостовой частей для уменьшения себестоимости. Она достигается за счет уменьшения объема используемой быстрорежущей стали в рабочей части инструмента, которая является более дорогим материалом, в отличие от конструкционной стали. Основным методом соединения рабочей и хвостовой частей является - сварка трением. При данном методе, заготовки из быстрорежущей и конструкционной сталей закрепляются в зажимном устройстве, одна из них приводится во вращение, относительно своей оси. Торцы заготовок прижимаются друг к другу с определенным усилием, возникает трение, что вызывает их разогрев до температуры сварки. В этот момент вращение прекращают и возникает сварочный шов. Соосность при данном методе стыковых частей не высока, при этом необходимо увеличивать припуск на изготовление инструмента, что существенно увеличивает расход металла.
В технической литературе для избежания данной проблемы предлагается использовать метод пайки трением. В этом случае необходимо выполнить наружную проточку на одной заготовке и внутреннюю проточку на второй заготовке одинаковых диаметров. Во внутреннюю проточку помещают таблетку припоя из более теплопроводного металла, например латунь. Сам процесс спайки схож с процессом сварки трением, но в этом случае, при вращении одной из заготовок, расплавляется припой. При этом расплав таблетки равномерно распределяется, обеспечивая соосность спайных швов.
Целью выпускной работы является снижение себестоимости изготовления осевого режущего инструмента на примере зенкера, используя пайку трением, для чего необходимо выполнить анализ теплофизики пайки и оптимизировать режим пайки.
При выполнении данной бакалаврской работы было предложено заменить сварку трением рабочей и хвостовой частей осевого режущего инструмента и использовать метод пайки трением, благодаря чему улучшается соосность соединяемых заготовок. Для осуществления этого метода необходимо сделать на заготовках дополнительные наружную и внутреннюю проточки на заготовках.
Был проведен анализ теплофизики пайки трением, с помощью которого можно при задании частоты вращения шпинделя оценить время пайки или по заданному времени пайки определить необходимую частоту вращения шпинделя станка для пайки.
Также были получены следующие результаты:
- спроектирован новый технологический процесс изготовления зенкера с применением пайки трением;
- спроектирована наладка на операции пайки трением и шлифовальной операции ;
- рассчитаны режимы обработки и нормы времени на технологические операции.
Внесенные изменения позволяют снизить себестоимость изготовления осевого режущего инструмента на примере зенкера.
Чистый дисконтированный доход составит 198749,95 руб.
