І. Назначение и технические условия на материал.
І.1 Деталь «Ступица » относится к общим машиностроительным деталям, изготавливается из стали 35 ГОСТ 1050-88.
І.2.Химический состав стали 35, табл.1 таблица 1.
| C,% | Si,% | Мп,% | Cr,% | S,% | P, % | Cu,% | Ni, % | As,% | Fe,% |
| 0.32-0.4 | 0.17-0.37 | 0.5-0.8 | 0.25 | 0.04 | 0.035 | 0.25 | 0.25 | 0.08 | До 97 |
І.3 Механические свойства стали, табл.2
| σв, кг/см2 | σт, кг/см2 | σп.ч, кг\см2 | σ % | НВ |
| Не менее 18 |
ІІ. Технологический раздел.
ІІ.1Выбор типа производства.
В машиностроении выбор типа производства зависит от величины производственной программы, трудоемкости обрабатываемых деталей, массы и габаритов выпускаемых изделий. Производство можно отнести к тому или иному типу условно, по количеству обрабатываемых изделий одного наименования в год, типоразмеру и коэффициенту закрепления операций. По таблице 1 определяется тип машиностроительного производства.
| Тип производства | Количество обрабатываемых деталей в год одного наименования и типоразмера | ||
| Крупных и тяжелых, большой трудоёмкости массой св.30 кг | Средних размеров и трудоемкости массой от 8 до 30 кг. | Небольших лёгких, малой трудоемкости массой до 8 кг | |
| Единичное | менее 5 | Менее 10 | Менее 100 |
| Мелкосерийное | 5-100 | 10-200 | 100-500 |
| Среднесерийное | 100-300 | 200-500 | 500-5000 |
| Крупносерийное | 300-1000 | 500-5000 | 5000-50000 |
| Массовое | более 1000 | Более 5000 | Более 50000 |
Имея годовую программу выпуска 500 деталей, двухсменный режим работы, массу детали 20,6 кг, выбирается Среднесерийный тип машиностроительного производства.
Серийное производство характеризуется тем, что за каждым рабочим местом закрепляется от 2 до 10 операций, изделия выпускаются крупными, повторяющимися партиями.
ІІ.2 Анализ технологичности конструкции детали
Деталь «Ступица » это центральная часть вращающейся детали с отверстием (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.) для насадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента. Если же деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы запрессовывают заглушки или подшипники качения.
Для обеспечения прочности наружный диаметр ступицы принимают равным 1,5—2,0 диаметра отверстия, для предотвращения перекоса детали на валу длина ступицы должна быть не менее диаметра отверстия.
Габаритные размеры детали: длина – 226 мм, диаметр –130мм. Масса детали 20,6 кг. Данная деталь изготавливается из прутка, полученного с помощью проката. Заготовка получена точением и имеет шероховатость 
– 6,3 мкм. Деталь «Ступица» 2 глухих отверстия с резьбой и 4 сквозных отверстия, а также 2 шпоночных паза.
Количественную оценку технологичности конструкции детали необходимо производить по следующим коэффициентам.
Коэффициент использования материала:
Ки.м. = Gд / Gз.п. , где Gд – масса детали по чертежу, кг; Gз.п. – масса материала заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг., ρ – плотность стали
Gд = 19,4 кг
ρ = 0,007823 г/м3
Gз.п = V 
ρ
Gз.п = 
Ки.м = 19,4 / 36,2 = 0,53
Технологичность конструкции изделия выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. Конструкцию детали «Ступица» характеризует в общем случае состав, взаимное расположение и форма ее поверхностей, их состояние, а также размеры.
Материал детали – Сталь 35 ГОСТ 1050-88, позволяет получить данную конфигурацию детали механической обработкой. Этот материал позволит получить заготовку формой приближенной к форме готовой детали.
Форма и габариты детали «Ступица», схема простановки размеров, конструктивные элементы соответствуют принятым для типовых конструкций деталей в машиностроении. Деталь имеет достаточное количество поверхностей (технологических баз), достаточно продолжительных и обеспечивающих необходимую жесткость при базировании и закреплении.
Деталь имеет наиболее точные размеры: резьбовые поверхности с размером 7 квалитета точности; гладкие цилиндрические поверхности c размерами 7 и 8 квалитета точности. Остальные размеры имеют 12…14 квалитеты точности. Заданная точность выполняется, без каких либо сложностей типовыми методами механической обработки с применением современного металлорежущего оборудования и инструмента, станочного приспособления и рациональных схем базирования. Требуемая точность достигается методами автоматического получения размеров на настроенных станках. Наиболее чистые поверхности имеют шероховатость Rz=1,6 мкм, Rz=3,2 мкм, остальные – Rz=6,3 мкм. Достигнуть заданной шероховатости поверхностей можно, применяя стандартный (либо специальный) режущий инструмент и подбором соответствующих режимов резания. Вывод: в целом деталь достаточно технологична.
ІІ.3 Выбор и обоснование способа получения заготовки.
В современном машиностроительном производстве одним из основных направлений развития механической обработки является использование черновых заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее оптимальных способов их обработки. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам детали, тем дороже она в изготовлении, но тем проще и дешевле ее последующая механическая обработка и меньше расходов материала. При низкой точности размеров заготовок, увеличенных припусках, больших колебаниях твердости материала, плохом состоянии необработанных баз нарушается безотказность работы приспособлений, ухудшаются условия работы инструментов, снижается точность обработки.
Учитывая объем производства и материал детали, принимается решение изготавливать заготовку формой приближенной к форме детали «Ступица».
Данная деталь производиться на среднесерийном производстве с программой выпуска в 500шт/год, отсюда следует, что получение заготовок литьём или штамповкой только увеличит наши расходы. С целью экономии денежных средств и времени получения, оптимально взять заготовки из проката, в форме прутка диаметром 160мм.
2.4 Разработка технологического процесса изготовления детали «Ступица».
Разработка маршрута обработки и выбор оборудования (металлорежущих станков).
В таблице 2 приведен перечень технологических операций (наименование операции по ГОСТ 3.1702-79) и оборудования необходимого для изготовления детали «Корпус».
Таблица 2 - Технологический процесс обработки детали «Ступица».
| № операции | Наименование операции (по ГОСТ 3.1702-79) | Металлорежущие станки (технологическое оборудование) |
| Операция 000 | Заготовительная | |
| Операция 005 | Токарная | Токарно-винторезный станок 16К20 |
| Операция 010 | Токарная | Токарно-винторезный станок 16К20 |
| Операция 015 | Токарная | Токарно-винторезный станок 16К20 |
| Операция 020 | Фрезерная | 6Т12 станок консольно-фрезерный вертикальный общего назначения |
| Операция 025 | Сверление отверстий | 2А450 станок координатно-расточный |
| Операция 030 | Слесарная | Слесарный верстак |
| Операция 035 | Моечная | Моечная машина |
| Операция 040 | Контрольная | Стол контролера |
Описание и техническая характеристика металлорежущих станков используемых для изготовления детали «Ступица».
Абразивно-отрезной автомат 8264 предназначен для разрезания (под углом 90ᵒ к оси) вращающихся заготовок круглого проката и труб длинной до 6000мм, на мерные длины 30-500мм, по упору абразивными кругами с охлаждением. Регулирование скорости подачи круга осуществляется бесступенчато в диапазоне 25-400мм/мин, скорость отвода круга 2м/мин.
Технические характеристики станка:
Размеры абразивного круга, мм: Диаметр-600; толщина-6
Диаметр отрезаемой заготовки, мм: Пруток-до 200; труба-до 300;
Скорость резанья:-;
Рабочая подача, мм/мин: 25-400;
Скорость вращения заготовки, об/мин:3-35;
Наибольший угол поворота станка, …ᵒ: нет;
Габариты станка, мм:
Длина-9600
Ширина-3060
Высота-2170
Масса станка, кг: 8300
Мощность электродвигателя, кВт:
Главного привода-30,0
Общая-36,34
Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для выполнения различных токарных работ и нарезания метрической, модульной, дюймовой и питчевой резьб. Обрабатываемые детали устанавливаются в центрах или патроне.
Класс точности по ГОСТ 8-82-Н
Шпиндель может вращаться в диапазоне частот 12,5–1600 об/мин.
Допускается обработка деталей, максимальное сечение которых составляет 310 мм над выемкой, 400 мм над станиной и 220 мм над суппортом.
Быстрые перемещения в поперечном направлении могут совершаться со скоростью 1,9 м/мин, продольные – 3,8 м/мин.
Технические возможности токарно-винторезного станка 16К20 позволяют получать на нем резьбы с различными параметрами. Их шаг может находиться в диапазоне: 0,5–56 (модульные и питчевые), 0,5–112 ниток на дюйм (дюймовые), 0,5–112 мм – для метрических.
Длина заготовки может составлять до 2000 мм.
Количество продольных и поперечных подач – 22 и 24 соответственно. Диапазон продольных подач составляет 0,05–2,8 мм/об, поперечных – 0,025–1,4 мм/об.
Характеристики станка 16К20 позволяют обрабатывать заготовки весом до 1300 кг.
Для вращения шпинделя можно выбрать одну из 22 скоростей (прямых).
Отверстие в шпинделе имеет диаметр 52 мм.
Мощность электродвигателя главного привода-10 кВт
Габаритные размеры станка (Д х Ш х В), мм 2 812 / 3 200 х 1 166 х 1 324
Масса станка, кг 3 035