Разработка технологического процесса изготовления и упрочнения передней рубашки

Рубашка передняя(О.В.).dwg

РГУ нефти и газа МИ-07-1
Сталь 12Х13 ГОСТ 5632-72
Поверхность Д наплавить и обработать 2.Наплавленный слой по химическому составу и механическим свойствам основного металла 3.На поверхность Г наплавы не допустимы 4.При подрезке торцев размер 30** допускается уменьшить до 26
размер 30 до 19 5.Маркировать краской категорию ремонтного размера Р1;Р2;Р3 и т.д. 6.***-размер выполнить независимо от L 7.L-допускается изготавливать с шагом 1мм
т.е. 249;248;247;246;245 и т.д.

лист 4).dwg

Инструмент (код и наименование)
Расточить до ø97 H9 на L=135
Расточить до ø97 H8 на L=135
Подрезной резец Т15К6
Изв.подп подпись и дата Взлом.инф Инвл.дубл. и дата
Расточный резец Т30К4
Расточить коническую пов. обеспечив b=5 H12
Расточить до ø95 Н7 на проход
Проточить канавку до ø115Н9 на L=15? b=7
Проходной резец Т15К6
Проточить фасонную канавку до ø114
Фасонный резец Т5К10

лист 7).dwg

Наименование и марка материала
Оборудование(наименование
Инструмент (код и наименование)
Оправка с гидропластом
Установка для плазменной наплавки ПЛАН-Т 09
Наименование операции
Операционная карта механической обработки
изв.подп подпись и дата Взлом.инф Инвл.дубл. и дата
Фрезеровать канавку b=6H7на t=5
Дисковая фреза ø35 ГОСТ 9304-69

лист 5).dwg

механической обработки
Наименование операции
Наименование и марка материала
Оборудование(наименование
Инструмент (код и наименование)
Оправка с гидропластом
Проточить до ø111.5 Н10 на h=3
Проточить до ø121Н9 L=185
Проходной резец Т15К6
Токарно-револьверный автомат 1Б290-6К
Проточить до ø121Н8 L=185
Зенкер со вставными ножами из бр стали ГОСТ 2255-71

лист 3!.dwg

Наименование и марка материала
Оборудование(наименование
Инструмент (код и наименование)
Подрезать торец в L=235
Проточить до ø121H9 на L=75
Расточить до ø95 H10 на проход
Расточить до ø97 Н10 на L=135
Оправка с гидропластом
Токарно-револьверный автомат 1Б290-6К
Расточить до ø95 H8 на проход
Расточный резец Т30К4
изв.подп подпись и дата Взлом.инф Инвл.дубл. и дата
Операционная карта механической обработки
Наименование операции

спецификация СБ.dwg

Гайка М10-6H.5 ГОСТ 5915-70
Шайба 10 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 6 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 8 65Г ГОСТ 6402-70
Подшипник 207 ГОСТ 8338-75
Подшипник 205 ГОСТ 8338-75
Подшипник 205 ГОСТ8338-75
Мазеудерживающее кольцо
Прокладка регулировочная
Крышка корпуса редуктора
Редуктор цилиндрический
Оправка с гидропластом
СЧ.00.01.06. Плунжер 1

моя курсовая.doc

Российский государственный университет нефти и газа
Кафедра трибологии и
ремонта нефтегазового машинного оборудования
по курсу «Технология обработки упрочнённых и восстановленных поверхностей» на тему:
«Разработка технологического процесса изготовления и упрочнения передней рубашки»
Деталь рубашка передняя представляет собой деталь типа втулка. Особо точными поверхностями является наружный диаметр. Для неуказанных поверхностей шероховатость должна быть не больше 63 мкм.
Назначение детали: устанавливается между валом и корпусом насоса между которыми набивается сальник в приемной камере насоса- для герметичности вала.
Допуск на отклонение от круглости не должен превышать 004 мкм. Биение относительно поверхности В не должно превышать 002 мкм. Шероховатость на поверхности В не более 16 мкм. Для остальных поверхностей шероховатость поверхности 63 мкм.
Деталь является технологичной с точки зрения механической обработки т.к. она имеет форму тела вращения имеет свободный доступ режущих инструментов к поверхности детали.
Материал детали и его свойства:
Сталь 12Х13 ГОСТ 5632-72
Химический состав в % материала 12Х13:
Классификация стали: углеродистая- легированная сталь
Применение: предназначена для производства изделий с повышенной пластичностью работающие в условиях ударных нагрузок высоких температур и агрессивных сред. Сталь 12Х13 слабо сваривается и склона к отпускной хрупкости. Заменителем является марка 20Х13. Обычно используется для изготовления деталей турбин труб деталей котла.
2. Определение типа производства.
Определим тип производства в зависимости от объема выпуска и массы детали (табл.3.1 [3]).
Масса детали составляет 55 кг объем выпуска 1000000следовательно это массовое производство.
Характерный признак массового производства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной операции.
3. Выбор вида заготовки.
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки отливки из цветных металлов и сплавов штамповки и всевозможные профили проката. Так как некоторые поверхности детали не обрабатываются и тип производства - массовый то целесообразно будет выбрать в качестве заготовки трубный прокат на заказ со своими размерами. Выбор заготовки сделан на основании анализа чертежа детали объема выпуска в год и области применения детали а также общего количества деталей подлежащих изготовлению по неизменным чертежам.
Проектирование технологического процесса изготовления детали.
Проточить до 121Н9 на L=195
Проточить канавку до 115b=7 на L=15
Проточить фасонную канавку до 114 обеспечив L=75
Проточить поверхность Г до 119Н9
Подрезать торец в L=235
Проточить до 121Н9 на L=75
Расточить до 97Н10 на проход
Расточить до 97Н9 на L=135
Расточить коническую поверхность обеспечив b=7H12 и α=45°
Расточить до 95Н9 на проход
Расточить до 95Н7 на проход
Расточить до 95Н7 на проход (тонкое точение)
Расточить до 1115 на h=05
Проточить до 121Н9 на проход
Проточить до 121Н8 на проход
Проточить до 121Н7 на проход
Проточить до 121Н7 на проход (тонкое точение)
Проточить канавку b=7 L=15
Проточить фасонную канавку 114 обеспечив L=45
Фрезеровать канавку b=6H7 на t=5 L=40
Расчет и определение межоперационных
припусков и допусков на них.
Задача: Рассчитать припуск на обработку внутренней цилиндрической поверхности D=140H8
Заготовка: масса отливки 145 кг
Материал – сталь 12Х13
Технологический маршрут состоит из двух операций:
- чистовое точение Предельные размеры:
Определение припусков аналитическим методом:
Для поверхностей типа тел вращения (наружных и внутренних)
– высота микронеровностей поверхностей предыдущего тех. перехода.
– глубина дефектного поверхностного слоя оставшегося при выполнении предшествующего тех. перехода.
– суммарные отклонения расположения возникшие на предшествующем тех. переходе.
- величина погрешностей установки заготовки при выполняемом тех. переходе.
(Все величины выражены в мкм.)
Суммарное значение пространственных отклонений для отливки:
Величина отклонения расположения (местную) проката.
- расстояние от сечения до места крепления заготовки мм
– величина удельного отклонения расположения мкммм.
Величина расположения заготовки при центровке:
- коэффициент уточнения обработки.
- допуск на диаметр базовой поверхности заготовки использованный при центровке мм.
Величина остаточного суммарного расположения заготовки после выполнения операции.
- коэффициент уточнения (по таблице Добрыднева И.С.).
– суммарные отклонения расположения заготовки мкм.
Погрешность установки:
=100 мкм - принимаем для черновых заготовок.
Черновое точение: мкм
Чистовое точение: мкм
Расчет значений межоперационных припусков:
Промежуточные расчетные размеры:
Припуски на последующие операции определяем по таблицам.
Расчет режимов резания при токарной обработке.
При назначении режимов резания обычно определяют глубину резания
t подачу S и скорость резания V.
Задача: Определить режимы резания при черновой обработке d=945 мм на L = 235 мм. – внутренняя поверхность .
Скорость резания рассчитывается по формуле:
рягде : С x y m – коэффициенты зависящие от вида обработки определяются по таблицам.
t – глубина резания (мм);
S и t – определяются по таблице в зависимости от диаметра заготовки.
При d = 945 мм принимаем S = 13 () и t = 15 (мм).
Тогда в зависимости от величины S и t по таблице принимаем (для резца сталь Т 15К6).
y = 045; ([2]стр.269 таб.17)
Т – среднее значение стойкости при многоинструментальной обработке.
Т =220 – 250 (мин) принимаем Т = 230 (мин).
K - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки (K)
состояния поверхности (K) материала инструмента (K) углов в плане резца (К) и радиуса при вершине резца (К).
=600 мПа поэтому принимаем по таблице :
-K= 08 - принимаем по таблице.
-K= 1 - принимаем по таблице т.к. обрабатывающий инструмент резца из твердого сплава Т15К6.
-К= 1 - принимаем по таблице т.к. радиус при вершине резца r = 2(мм).
-К= 12 - принимаем по таблице т.к. главный угол в плане резца .
Зная все необходимые данные рассчитаем скорость резания :
Рассчитаем силы резания по формуле :
P= 10 (H) (2-стр.273 таб.22)
P- тангенциальная сила резания; рассчитаем с учетом:
C= 300; y= 075; n= -015; - коэффициенты принимаем по таблице (материал резца Т15К6 наружное продольное точение).
K- поправочный коэффициент представляющий собой произведение ряда коэффициентов: K = KKKKK
K- учитываем влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости по таблице:
K=(); n=075- по таблице (для 600)
K- зависит от величины главного угла В плане резца и материала резца; при =30 и Т15К6- твердый сплав для Р по табл. принимаем:
K- зависит от величины переднего угла резца и материала резца; при =10 для Р по табл. принимаем:
K- зависит от величины переднего угла резца и материала резца; при для Р по табл. принимаем:
K=0737·108·1·1=0796;
Р=10·300·15·13·142·0.796=2078 (Н).
Р- радиальная сила резания рассчитывается с учетом:
C= 243; y= 0 6; n= -0 3;
Р=102431 51 31421 3=1172 (Н).
Р- осевая сила резания рассчитывается с учетом:
C= 339; y= 05; n= -04;
Р=103391513142078=587 (Н).
Рассчитаем эффективную мощность резания:
Рассчитаем машинное время:
; - путь резания (мм)
n- количество оборотов в минуту:
Выбор токарного станка.
На основании произведенных расчетов по значениям величин мощности N частоты вращения шпинделя n и наибольшего диаметра изделия устанавливаемого на станину выбираем токарно- револьверный автомат марки 1Б290-6К (таблица 4 стр.10 [2]). Мощность станка N=49кВт что первышает эффективную мощность равную Nэф=481КВт.
Автомат предназначен для обработки сложных деталей требующих применения последовательно несколько работающих инструментов: резцов сверл зенкеров разверток и метчиков. Наиболее характерным для автомата является изготовление частей арматуры крепежных резьбовых изделий и других подобных деталей в условиях крупносерийного производства. В качестве заготовки используется прутковый материал круглого квадратного и шестигранного сечения.
Технические характеристики автомата.
Наибольшие размеры обрабатываемого прутка мм
Наибольшая длина подачи прутка мм
Наибольший ход поперечных суппортов:
Наибольший ход продольного суппорта
Число скоростей шпинделя
Частота вращения шпинделей обмин:
Нормальное исполнение
Быстроходное исполнение
Число ступеней подач
Наибольшая подача ммоб:
Продольного суппорта
Поперечных суппортов
Длительность быстрого хода с
Мощность главного привода кВт
Движение резания- вращение шпинделя с прутком; в случае установки приспособления для быстрого сверления движение резания также сообщается инструментальному шпинделю. Движение подач: продольная подача- передвижение суппорта револьверной головки; поперечная подача- перемещение поперечных суппортов в радиальном направлении. Вспомогательное движение- подача и зажим пруткового материала быстрые подводы и отводы револьверной головки а также поворот ее вокруг своей оси для установки очередного инструмента в рабочую позицию.
Обрабатываемый пруток закладывается в направляющую трубу и закрепляется в шпинделе станка цанговым зажимом. Комплект режущего инструмента закрепляется в револьверной головки и поперечных суппортах. Револьверная головка служит для обточки резцами обработки отверстий и нарезания резьбы метчиками и плашками. Поперечные суппорты предназначены для обработки фасонными резцами для осуществления подрезных переходов и отрезки готовой детали.
После включения станка все рабочие вспомогательные движения выполняются автоматически при помощи специальных кулачков профили которых обеспечивают необходимую скорость движения инструментов требуемую длину обработки и чередование переходов. Наличие регулирующих устройств и соответствующая установка инструментов устраняет необходимость промера каждой детали.
Конструктивные особенности.
В этом автомате для привода движения резания используется электродвигатель постоянного тока который питается от электромашинного усилителя. Это позволяет бесступеньчато изменять число оборотов шпинделя и благодаря электрическому переключателю скоростей устанавливать оптимальную скорость вращения шпинделя для каждой позиции револьверной головки.
Второй особенностью автомата является применение отдельного электродвигателя для привода механизма подачи зажима пруткового материала вспомогательного и распределительных валов и поворота револьверной головки.
Приводной вал соединен со вспомогательным валом предохранительной муфтой со срезающей шпилькой что предохраняет все механизмы подач и вспомогательных движений от поломок.
Механизм мальтийского креста поворота револьверной головки позволяет посредством установки второго ролика производить поворот револьверной головки через позиции что сокращает расход времени на холостые ходы при изготовлении простых деталей требующих для своей обработки не более трех комплектов режущих инструментов которые в этом случае устанавливаются в револьверной головке через гнездо.
Технологический процесс упрочнения.
Технология восстановления рубашки передней методом плазменного наплавления.
Подготовка материалов под наплавление заключается в подготовке напыляемого порошка. Для наплавки будем использовать порошок сплавов на основе железа чтобы не производить последующую операцию оплавления т.к. это может привести к растрескиванию детали. Возьмем порошок ПГ-С1 его состав:
Порошок сушат при температуре 150-200°С в течении 30 мин на противнях в сушильных шкафах при толщине слоя не более 50 мм. Затем порошок просеивают через набор сит соответствующих требуемым размерам порошка. Следует использовать порошки одинаковой грануляции т.к. при большой разнице в размерах невозможно обеспечить их равномерный прогрев. Для напыления применяют порошки размером 50-100 мкм.
Наплавление будем производить установкой ПЛАН-Т 09.
Техническая характеристика установки ПЛАН-Т 09
сварочный ток А не более 1000
Напряжение дуги В в пределах 20-40
Частота вращения направляемой детали обмин в пределах 2 ±005
Продольное перемещение аппарата мм не более 4170
Скорость продольного перемещения аппарата мч в пределах 88±0088
Вертикальное перемещение наплавочной головки мм не более 400
Скорость вертикального перемещения наплавочной головки ммин не более 02
Скорость подачи проволоки мч в пределах 195±20
Частота колебаний обмин в пределах 60±15
Амплитуда колебаний мм в пределах 10-60
Размер наплавляемой детали
Диаметр мм в пределах 100-350
Длина мм не более 3400
Масса кг не более 3000
Автоматизация процесс а осуществляется за счет использования системы управления СУ- 360.Система управление построена на базе комплектующих изделий импортного производства и состоит из следующих основных частей.
I. Программируемый контролер (ПК) OMRON типа CQMIH с программным обеспечением (ПО ПК) для управления процессом наплавки
II. Панель оператора (терминал) OMRON типа NT11S для ввода технологических параметров.
III. Частотные электроприводы OMRON-YASKAWA типа Varispeed V7 и Varispeed F 7 для асинхронных двигателей (перемещение аппарата изделия и подача электрода)
Задание всех параметров процесса осуществляется с главного пульта управления на панели оператора
При необходимости исполнение установки может быть изменено по грузоподъемности длине детали а также другим характеристикам в том числе близкие по своим характеристикам к установкам типа УМН- 4УМН- 5 и УМН- 10но с большими возможностями.
Приспособление для базирования заготовки
плоскостью и внутренней цилиндрической
Оправка с упругой оболочкой. Оправка устроена и работает следующим образом. На корпус 1 оправки напрессована втулка 2 центрирующая и закрепляющая обрабатываемую деталь 3. Для этого на боковой поверхности корпуса и на внутренней поверхности втулки сделаны выточки образующие кольцевую полость А. Несколькими наклонными отверстиями В полость Л соединена с камерой С. Полость А наклонные отверстия В и камера С заполнены гидропластом 1 марки СМ (на рисунке сетчатая штриховка). При вращении винта 5 плунжер 7 перемещается влево выдавливая (через отверстия В) гидропласт в полость Л. Диаметр тонкой стенки втулки 2 при этом увеличивается а деталь 3 центрируется и закрепляется достаточно прочно для ее обработки. Перемещение плунжера 7 ограничивается винтом упором 6.
Регулировка упора производится по втулке-калибру диаметр отверстия в которой несколько больше наибольшего предельного диаметра отверстия в обрабатываемой детали. Пробка 4 закрывает отверстие через которое выходит воздух при заливке в оправку расплавленного гидропласта. Посадка детали на оправку — движения или скользящая 2-го класса точности; точность центрирования — 001—003 мм.
По ГОСТ 12.2.029-88 определим размеры оправки с гидропластом (см чертеж)
Задача: Подобрать калибр-пробку для контроля размера
По СТ СЭВ 144-75 находим предельные отклонения:
По СТ СЭВ 157-75 для указанных предельных размеров отверстия и квалитета находим данные к расчету предельных и исполнительных размеров калибра пробки: учитывая схему расположения полей допусков калибров пробок и пользуясь таблицей будем вычислять калибры.
Проходной калибр–пробка:
Наибольший размер проходного нового калибра-пробки
Наименьший размер проходного нового калибра-пробки
Непроходной калибр–пробка
Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:
Наименьший размер непроходного калибра-пробки:
Исполнительные размеры
Исполнительный калибра проходного:
Исполнительный калибра непроходного:
Список используемой литературы.
Справочник технолога – машиностроителя. Том 1. Под редакцией А.Г.Косиловой и Р.К.Мещярикова. Машиностроение 1986г.
Справочник технолога – машиностроителя. Том 2. Под редакцией А.Г.Косиловой и Р.К.Мещярикова. Машиностроение 1985г.
Справочник конструктора – машиностроителя в 3-х томах В.И.Анурьев. Москва «Машиностроение» 1978г.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Издание 3-е доп. и переработанное под редакцией А.Ф.Горбацевича «Высшая школа» Минск 1975г.
Восстановление деталей машин Н.В.Молодых А.С.Зенкин Москва «Машиностроение» 1989г.
Альбом по проектированию приспособлений Б.М.Базаров А.И.Сорокин. Москва «Машиностроение» 1991г.

Рубашка передняя (1).dwg

Расточный резец Т30К4
РГУ нефти и газа МИ-07-1
Оправка с гидропластом

лист 1!.dwg

Наименование и марка материала
Оборудование(наименование
Инструмент (код и наименование)
Подрезной резец Т15К6
Проточить до 121H9 на L=195
Трехкулачковый патрон
Токарно-револьверный автомат1Б290-6К
Проточить поверхность Г до ø119Н9
Наименование операции
Операционная карта механической обработки
изв.подп подпись и дата Взлом.инф Инвл.дубл. и дата
Проходной резец Т15К6

лист 6).dwg

Токарно-револьверный па 1А425
Инструмент (код и наименование)
Проточить до ø121Н7 L=185
Проточить канавку b=7 L=15
Проходной резец Т15К6
Проходной резец Т30К4
Проточить до ø121H7 на проход (тонкое точение)
Проточить фасонную канавку ø114
Фасонный резец Т15К6
Токарный подрезной резец Т15К6

Содержание.doc

Определение типа производства
Выбор вида заготовки
Проектирование технологического процесса изготовления детали
Расчет и определение межоперационных
припусков и допусков на них
Расчет режимов резания при токарной обработке
Выбор токарного станка
Технологический процесс упрочнения
Приспособление для базирования заготовки
плоскостью и внутренней цилиндрической
Список используемой литературы