Введение 4
1 Определение задач работы на базе анализа исходных данных 6
1.1 Анализ назначения детали 6
1.2 Анализ технологичности 8
2 Разработка технологии изготовления 10
2.1 Выбор типа производства 10
2.2 Анализ технологии изготовления матрицы-пуансона 10
2.3 Выбор заготовки 12
2.4 Проектирование заготовки с учетом расчета припуска 13
2.5 Выбор технологических баз 16
2.6 Разработка технологического маршрута 16
2.7 Выбор средств технологического оснащения 19
2.8 Выбор схемы базирования 21
2.9 Проектирование операции 21
3 Разработка специальной технологической оснастки 31
3.1 Проектирование приспособления 31
3.2 Проектирование инструмента 37
4 Безопасность и экологичность технического объекта 39
5 Экономическая эффективность работы 43
Заключение 48
Список используемых источников 50
Приложение А. Маршрутные карты 53
Приложение Б. Спецификация на приспособление 59
Приложение В. Спецификация на инструмент
Современное производство характеризуется, как правило, небольшими объемами выпуска деталей. Это касается, в том числе, многих элементов технологического оснащения, особенно заготовительного производства. Например, элементы пресс-форм изготавливаются небольшими сериями. Так как детали, которые формируются, также изготавливаются ограниченными партиями выпуска. Поэтому изготовление сложных по форме деталей из труднообрабатываемых материалов с высокой эффективности является одной из актуальных задач современного производства.
Особенностью этих деталей является сложная формующая поверхность с высокими техническими требованиями по износостойкости. Поиск технологических решений, которые бы обеспечили обеспечение выполнение всех этих требований, является важной задачей при проектировании технологии изготовления таких деталей. Задачей современного машиностроения является необходимость при проектировании технологии использовать возможности современного высокоточного высокоскоростного автоматизированного оборудования, которое обеспечивает концентрацию технологических переходов различного назначения. Это возможно на современных многоцелевых станках, токарно-фрезерных центрах. С учетом этого предлагается технология изготовления матрицы пресс-формы для условий мелкосерийного производства.
В работе содержится описание разработанного технологического процесса изготовления матрицы пресс формы.
Для единичного производства характерно использование универсальных станков, которые отличаются большим временем настройки, малой производительностью, в том числе за счет увеличения количества необходимых переходов и операций.
Для обеспечения эффективности современного производства необходимо использовать высокопроизводительное оборудование. Одним из видов такого оборудования являются многоцелевые станки. Области их применения от единичного производства до крупносерийного. Они обеспечивают сокращения и вспомогательного и основного времени за счет использования прогрессивных структур технологических операций. Позволяют совместить обработку различными инструментами, в том числе специальными, что снижает общее машинное время и позволяют совместить основные и вспомогательные переходы за счет уменьшения установок и возможного сокращения необходимого количества переходов, что повышает точность обработки и при этом снижается себестоимость.
Одной из наиболее ответственных деталей штамповочного оснащения является матрица пресс формы, которая обеспечивает саму формовку заготовки при смыкании матрицы и пуансона.
От качества проектирования матрицы зависит эффективность работы всего штамповочного комплекса. Задача изготовления высокоточных деталей штамповочной оснастки усложняется в единичном производстве из-за необходимости обработки разнообразных сложно профильных поверхностей с высокими требованиями по шероховатости и твердости различными точными и затратными технологическими методами.
В работе выполнено проектирование технологии изготовления матрицы пресс-формы для условий мелкосерийного производства. Данная деталь входит в комплект штамповочной оснастки и выполняется из материала нержавеющей стали Х12Ф1, которая имеет плохую обрабатываемость.
С учетом мелкосерийного типа производства в работе выбран метод получения заготовки резкой из проката плиты на фрезерно-отрезном станке. Для формирования цилиндрической формы детали используется обработка на фрезерном станке концевой фрезой.
Обработка данной детали характеризуется особой не технологичностью, которая связана с фасонной формой формирующий поверхности, которая выполняется по программе по соответствующей цифровой модели детали.
Технические требования на матрицу очень высокие. Поэтому цикл обработки в себя включает как черновую, получистовую лезвийную обработку, так и отделочное шлифование.
Поскольку заготовка отличается самой простой формой, первым этапом является снятие напуска. Эта операция и переход являются лимитирующими, так как снимается большой объем материала.
Для фасонной поверхности используется сферическая концевая фреза. Для зажима заготовки используются универсальные приспособления типа тисков или кулачковая оправка, спроектированные в соответствующем разделе конструкторской части работы.
Технология характеризуется использованием универсальных станков с числовым программным управлением. Из-за наличия большого количества отверстий различного диаметра в технологию включается обработка операция по сверлению ступенчатых отверстий, включая высокоточные отверстия по 6 квалитету точности.
В технологии также используется токарная операция для обтачивания цилиндрической поверхности наружного и внутреннего отверстия. Из-за высоких требований к установочной плоскости в технологии используется плоскошлифовальная операция, а для получения высоких показателей для фасонной поверхности используется фасонной шлифование профильным кругом.
Обеспечение высокой износостойкости пресс формы в технологическом процессе задействована термическая операция - закалка до твердости около 60 единиц по шкале Роквелла.
Предусматриваются меры по охране труда и защите окружающей среды. В экономическом разделе выполнено сравнение базового и проектного вариантов. Все расчеты сведены в технологическую документацию.
1. Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений : справ. пособие / В. Е. Антонюк. - Минск : Беларусь, 1991. - 400 с.
2. Бушуев В. В. Практика конструирования машин : справочник / В. В. Бушуев. - Москва : Машиностроение, 2006. - 448 с.
3. Горина Л. Н. Раздел выпускной квалификационной работы "Безопасность и экологичность технического объекта" : электрон. учеб.- метод. пособие / Л. Н. Г орина, М. И. Фесина ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Управление промышленной и экологической безопасностью" . - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2018. - 41 с.
4. Горохов В. А. Проектирование и расчет приспособлений : учебник для вузов / В. А. Горохов, А. Г. Схиртладзе. - Гриф УМО. - Старый Оскол : ТНТ, 2008. - 301 с.
5. Зубарев Ю. М. Специальные методы обработки заготовок в машиностроении : учеб. пособие для студентов машиностр. вузов / Ю. М. Зубарев. - Гриф УМО. - Санкт-Петербург : Лань, 2015. - 400 с.
6. Зубкова Н.В. Методическое указание к экономическому обоснованию курсовых и дипломных работ по совершенствованию технологических процессов механической обработки деталей (для студентов специальностей 120100 / Н.В. Зубкова, - Тольятти : ТГУ, 2015. - 46 с.
7. Марочник сталей и сплавов / сост. А. С. Зубченко [и др.] ; под ред. А. С. Зубченко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение,
2003. - 782 с.
8. Назначение рациональных режимов резания при механической обработке : учебное пособие / В. М. Кишуров, М. В. Кишуров, П. П. Черников, Н. В. Юрасова. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2019. — 216 с.
9. Обработка металлов резанием : справочник технолога / А. А. Панов [и др.] ; под общ. ред. А. А. Панова. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва
: Машиностроение, 2004. - 784 с.
10. Расторгуев Д. А. Разработка плана изготовления деталей машин [Текст] : учеб.-метод. пособие / Д. А. Расторгуев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Оборудование и технологии машиностроит. пр-ва". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2013. - 51 с. : ил. - Библиогр.: с. 50. - 28-58.
11. Расторгуев Д. А. Проектирование технологических операций [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. пособие / Д. А. Расторгуев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Оборудование и технологии машиностроит. пр-ва". - Тольятти : ТГУ, 2015. - 140 с.
12. Расторгуев Д. А. Технологическая часть выпускной
квалификационной работы машиностроительного направления
[Электронный ресурс] : электронное учеб.-метод. пособие / Д. А. Расторгуев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Оборудование и технологии машиностроит. пр-ва". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2017. - 34 с.
13. Режущий инструмент [Текст] : учеб. для вузов / Д. В. Кожевников [и др.] ; под ред. С. В. Кирсанова. - Гриф УМО. - Москва : Машиностроение,
2004 - 511 с.
14. Строителев В. Н. Методы и средства измерений, испытаний и контроля [Текст] : учеб. для вузов / В. Н. Строителев ; [редкол.: В. Н. Азаров (председ.) и др.]. - Москва : Европ. центр по качеству, 2002. - 150 с.
15. Станочные приспособления / В. В. Клепиков [и др.]. - Гриф УМО. - Москва : Форум, 2016. - 318 с.
16. Станочные приспособления : справочник. В 2 т. Т. 1 / А. И. Астахов [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1984. - 591 с.
17. Схиртладзе А. Г. Технологическая оснастка
машиностроительных производств : учеб. пособие. Т. 1 / А. Г. Схиртладзе, В. П. Борискин. - Гриф УМО. - Старый Оскол : ТНТ, 2008. - 547 с.
18. Схиртладзе А. Г. Технологическая оснастка
машиностроительных производств : учеб. пособие. Т. 2 / А. Г. Схиртладзе, В. П. Борискин. - Гриф УМО. - Старый Оскол : ТНТ, 2008. - 518 с.
19. Heinz, Tschatsch Applied Machining Technology / Tschatsch Heinz - Springer-Verlag : Berlin, Heidelberg, 2009. - р. 396
20. Grote K.-H., Antonsson E.K. Springer Handbook of Mechanical Engineering / K.-H Grote, E.K. Antonsson - New York : Springer Science - Business Media, 2008.
21. Nee A. Y. Handbook of Manufacturing Engineering and Technology / A. Y. C. Nee - London : Springer Reference, 2015.