ВВЕДЕНИЕ
В задании курсового проекта рассматривается один из видов обработки металлов давлением производства ротационное формообразование, а также точение на токарном станке, процесс электрохимического травления и нанесение покрытия.
Целью курсового проекта является изучение технологий изготовления деталей, сборки их между собой, нанесения рисунка на поверхность детали и нанесения покрытия.
Задачей курсового проекта является разработка технологии изготовления изделия «Вазочка для конфет», разработка чертежей, применение более эффективного и высокопроизводительного и экономичного оборудования.
В последние годы технология давильной обработки получила значительное развитие и выдавливание стало одним из прогрессивных и экономичных методов ротационного формообразования. При определенных условиях и масштабах производства этот способ превосходит по производительности и экономичности штамповку на прессах. Это объясняется разработкой новых схем деформирования, более глубоким изучением механики давильных процессов, внедрением новых видов универсальной и специальной оснастки, применением различных методов и средств нагрева и созданием высокопроизводительного давильного оборудования с системами автоматического, в том числе программного управления движением давильного инструмента.
Развитие техники давильной обработки обусловлено требованиями различных отраслей промышленности и машиностроения, где для изделий новой техники необходимы различные детали типа полых осесимметричных оболочек конической, цилиндрической и криволинейной формы со стенками постоянной и переменной толщины, выполненные из коррозионностойких, высокопрочных и тугоплавких металлов и сплавов. [1]
С помощью токарного станка создается множество самых различных деталей: здесь и промышленное производство частей механизмов машин (втулки, гайки, валы, фланцы, кольца и диски), и изготовление декоративных элементов (ножек и ручек мебели, игрушек, подсвечников, светильников и многого другого). И в том, и в другом случае любая готовая деталь – это совокупность различных операций, которые имеют свои правила выполнения и особенности, а также требуют определенных настроек оборудования.
Назначение, условия эксплуатации детали и технологические требования к детали
По заданию курсового проектирования необходимо разработать технологический процесс изготовления изделия «Вазочка для конфет». Масса детали составляет 1,5 кг.
Условием эксплуатации данного изделия является функциональное применения в качестве конфетницы.
Габаритные размеры изделия: высота – 112; мм и диаметр – 224 мм. Основная деталь является полой и не имеет сварных швов. Сборка деталей производится методом пайки. Орнамент наносится на изделие способом электрохимического травления. Анализ конструкции изделия показывает, что оно технологично и может быть выполнено предложенными операциями. Учитывая годовой выпуск изделий и серийный тип производства, для изготовления данного изделия применяется получение изделия ротационным формообразованием, точением на токарном станке с электрохимическим травлением и серебрением (Рисунок 1).
|
| Рисунок 1 – Изделие «Вазочка для конфет» |
К металлической посуде предъявляют функциональные, эргономические, гигиенические, эстетические, экономические требования, а также требования надежности и безопасности.
· Функциональные требования обусловлены выполняемой изделием функцией, универсальностью применения. Изделия не должны иметь деталей, лишенных функциональной нагрузки. Основными показателями являются вместимость, диаметр и высота. Форма посуды должна обеспечивать устойчивость изделий на плоской поверхности.
· Металлическая посуда должна соответствовать гигиеническим требованиям: она должна быть безопасной и безвредной при хранении продуктов, не выделять вредных для организма человека веществ в недопустимых количествах. Материалы для пищевой посуды, контактирующие с пищевыми продуктами, не должны изменять цвет, вкус и запах пищи и разрушать витамины.
Эргономические требования предусматривают удобство пользования металлической посуды и создание оптимальных условий ее эксплуатации в быту.
Требования надежности предполагают долговечность в эксплуатации металлической посуды, т. е. эти товары должны быть надежными в работе и выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени. Кроме того, эти изделия должны быть ремонтопригодными. Детали должны быть хорошо приварены или приклепаны к корпусу. Защитно-декоративные покрытия на посуде должны быть долговечными, обладать коррозионной стойкостью к действию пищевых продуктов. Защитные покрытия на изделиях должны быть сплошными, иметь толщину, указанную в стандартах, и прочно соединяться с основным металлом. Сборка изделий должна быть произведена тщательно.
Эстетические требования в первую очередь предусматривают рациональные формы металлической посуды. Форма изделий должна соответствовать назначению и свойствам материала, сочетаться с особенностями жилища и интерьера. Необходимо, чтобы посуда имела современные формы и декоративную высококачественную отделку поверхности, хорошо сочетающиеся с кухонной мебелью. На лицевых металлических поверхностях изделий не допускаются вмятины, раковины, заусенцы, следы коррозии, механические повреждения, трещины, морщины, искривления плоскостей.
Экономические требования учитывают доступность по цене для целевого потребителя. [2]
Выбор материала
В наше время алюминиевым сплавам уделяется огромное внимание, поскольку современная промышленность не имеет аналогов этим лёгким, достаточно прочным и отлично обрабатываемым материалам. Конечно, в достоинства алюминия следует записать и его высокую коррозионную стойкость, и пластичность.
Поскольку существуют конфеты, которые не имеют обертки, которые будут контактировать с материалом изделия, необходимо подобрать пищевой сплав, для того чтобы материал изделия не выделял вредных для организма человека веществ и не изменял цвет, запах и вкус продукта. В алюминиевых сплавах, предназначенных для изготовления изделий пищевого назначения, массовая доля свинца должна быть не более 0,15%, мышьяка - не более 0,015%, цинка - не более 0,3%, бериллия - не более 0,0005%.
Необходимо подобрать марку листового алюминиевого сплава для хозяйственной посуды соответствии с ГОСТ 17151-2019: А7, А6, А5, А0. Для изделия используется марка А0, т.к. в соответствии с характеристикой сплавов другие марки хуже походят для деформирования.
Согласно действующему межгосударственному стандарту ГОСТ 11069-2001 (о марках первичного Al), химический состав технически чистого алюминия А0 включает следующие элементы:
Al – не меньше 99,0%
Cu - до 0,05%
Mg - до 0,05%
Mn - до 0,05%
Si - до 0,95%
Zn - до 0,1%
Ti - до 0,02%.
Технический алюминий А0 характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, высокой прочностью и пластичностью, достаточно легко обрабатывается механически. Для повышения прочностных характеристик алюминий А0 дополнительно подвергают отжигу. При температуре 20°С плотность металла составляет 2700 кг/м³. [3]
Технологический процесс
Разработка чертежей
Чертеж – это один из основных конструкторских документов, который представляет собой графическое описание объекта, необходимое для разработки изделий, а также их изготовления, эксплуатации, ремонта, приемки и контроля. Для изготовления изделия необходимо выполнить чертеж основной детали (Рисунок 2), чертеж орнамента (Рисунок 3) и сборочный чертеж (Рисунок 4).
|
| Рисунок 2 – Чертеж основной детали |
|
| Рисунок 3 – Чертеж орнамента |
|
| Рисунок 4 – Сборочный чертеж |