Реверс-проектирование детали и технологии ее изготовления - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Реверс-проектирование детали и технологии ее изготовления

Федюкевич С.А. 1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность

Обратная разработка (обратное проектирование, обратный инжиниринг, реверс-инжиниринг, реинжиниринг) (англ. reverse engineering) — исследование некоторого готового устройства с целью понять принцип его работы, сделать изменение или воспроизвести устройство с аналогичными функциями, но без прямого копирования.

Применяется обычно в том случае, если создатель оригинального объекта не предоставил информации о структуре и способе создания (производства) объекта. Правообладатели таких объектов могут заявить, что проведение обратной разработки или использование её результатов нарушает их исключительное право по закону об авторском праве и патентному законодательству.

Содержание

1. Реинжиниринг детали

1.1. Снимок детали.

1.2. Эскиз детали с необходимым и достаточным количеством видов, разрезов и сечений с нанесёнными размерными линиями. Нанесение размеров с учетом технологии изготовления и удобства контроля.

1.3. Измерение размеров и взаимного расположения поверхностей детали с помощью штангенциркуля (ц.д. 0,05 мм), микроскопа, набора концевых мер, штангенглубиномера и др.

1.4. Обоснование названия детали. Определение класса детали по классификатору ЕСКД с подробной расшифровкой и видом представителя детали данной группы.

1.5. Служебное назначение детали. Основные, исполнительные, вспомогательные и свободные поверхности детали.

1.6. Корректировка номинальных размеров с учетом основных рядов номинальных размеров (ГОСТ 6636-69).

1.7. С учетом данных п.п.1-4 произведите простановку размеров детали и расставьте обозначения отклонения поверхностей относительно баз.

1.8. Шероховатость поверхностей путем сравнения с эталонами шероховатости.

1.9. Определение материала, из которого изготовлена деталь. Класс материала. Марки и характеристики сплавов, из которых может быть изготовлена деталь (2-3 варианта). Форма поставки (круглый пруток, лист, лента и др.)

1.10. Определение вида покрытия (если имеется) и его назначение.

1.11.Твердость материала. Вид термической обработки.

1.12. Оформление рабочего чертежа детали в соответствии с требованиями ГОСТ.

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1. Оценка детали на технологичность для заданной программы выпуска.

2.2. Обоснование выбора типового технологического процесса изготовления детали.

2.3. Выбор размеров исходного полуфабриката (пруток, лист, лента) с учетом требований точности и качества поверхности на максимальный размер детали с учетом припуска на обработку.

2.4. Расчёт потребности полуфабриката на всю программу выпуска.

Для штампованных деталей определение оптимального расположения деталей в полосе (ленте) с учетом минимизации расхода материала.

2.5. Формирование маршрута операция техпроцесса (ТП) изготовления детали на базе типового технологического процесса. Составление эскизно-операционной карты ТП.

2.6. Выбор станка (станков), инструмента, приспособлений для осуществления техпроцесса.

2.7. Определение профессии рабочих для выполнения технологического процесса.

2.8. Оформление маршрутной и операционной карт технологического процесса изготовления детали в соответствии требованиям ЕСТПП.

Реинжиниринг детали

1.1. Снимок детали

Рис. 1. Общий вид детали

1.2. Эскиз детали с необходимым и достаточным количеством видов, разрезов и сечений с нанесёнными размерными линиями. Нанесение размеров с учетом технологии изготовления и удобства контроля.

Рис.2. Эскиз детали

1.3. Измерение размеров

Р

а)

в)

азмеры измеряли с помощью штангенциркуля по ГОСТ 166-89 с ценой деления 0,01 мм и микроскопа Kestrel c погрешностью измерения не более 7 мкм. Радиальные, торцовые биения и соосность определяли с помощью центровых опор и индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм. Для определения шероховатости поверхностей использовались образцы шероховатости (рис.3).

 

г)

 

б)

Рис. 3. Измерительные приборы и инструменты:

а – штангенциркуль, б - микроскоп Kestrel, в – центровые опоры, г - образцы шероховатости

1.4. Обоснование названия детали. Определение класса детали по классификатору ЕСКД с подробной расшифровкой и видом представителя детали данной группы

Код классификатора ЕСКД: 711346

71 - Детали, тела вращения типа колец, дисков, шкивов, блоков, стержней, втулок, стаканов, колонок, валов, осей, штоков, шпинделей и др.

711 - С L до 0,5 D включительно с наружной поверхностью цилиндрической.

7113 - Без закрытых уступов, ступенчатой односторонней, без наружной резьбы.

71134 - С центральным сквозным отверстием, круглый в поперечном сечении цилиндр, без резьбы, гладкий.

711346 - С кольцевыми пазами на торцах, без пазов и шлицев на наружной поверхности, с отверстием вне оси детали

1.5. Служебное назначение детали

Втулка с центральным отверстием, кольцевым пазом и 4 отверстиями на основании. Цилиндрическая поверхность отверстия диаметром 14 мм является исполнительной поверхностью наружного кольца радиального шарикоподшипника (рис. 4).

. Рис. 4. К определению служебного назначения детали

1.6 - 1.8 Окончательная расстановка размеров и определение шероховатостей

Размеры на чертеже (Втулка ФЮРА 711346.013) проставлены окончательно. Так же по сравнению с эталонами была выбрана шероховатость и в области полировки .

1.9. Определение материала, из которого изготовлена деталь. Класс материала. Марки и характеристики сплавов, из которых может быть изготовлена деталь. Форма поставки

Данная деталь изготавливается из стали ШХ 15 ГОСТ 801-78, прутка диаметром 32 мм. ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый.

Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность, например:

шарики диаметром до 150 мм,

ролики диаметром до 23 мм,

кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм,

втулки плунжеров,

плунжеры,

нагнетательные клапаны,

корпуса распылителей,

ролики толкателей

Отечественными аналогами данного материала могут выступать Сталь ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ. Зарубежные аналоги – 52100 (США), 100Cr6 (Германия), 100С6 (Франция).

По ГОСТ 801-78 подшипниковые стали обозначаются буквой «Ш» в начале маркировки стали, после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента, т.е. для стали ШХ15 содержание хрома составляет 1,5%.

Химический состав стали ШХ15, % (ГОСТ 801-78):

С

Mn

Si

Cr

S

P

Ni

Cu

Не более

0,95-1,05

0,20-0,40

0,17-0,37

1,30-1,65

0,020

0,027

0,30

0,25

Характеристики материала:

Удельный вес: 7812 кг/м3

Термообработка: Отжиг 800 , печь, 15 /ч.

Температура ковки, °С: начала 1150, конца 800.

Твердость материала: HB 10-1= 179 - 207 МПа

Температура критических точек: Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 900 , Ar3(Arcm) = 713 , Ar1 = 700 , Mn = 210

Обрабатываемость резанием: в горячетканом состоянии при HB 202 σв=740 МПа.

Свариваемость: способ сварки КТС.

Флокеночувствительность: чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: склонна.

Шлифуемость: хорошая.

1.10. Определение вида покрытия (если имеется) и его назначение

Не имеется.

1.11. Твердость материала. Вид термической обработки

Во многих случаях термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные качества металла. Сталь ШХ15 применяется для ответственных деталей приборов и машин в ряде случаев применяют закаленные стали с высокой твердостью, упрочняемые мартенситным превращением.

В процессе получения стали нужной твердости ее подвергают отжигу и закалке.

Процедура отжига на твердость порядка НВ 190 обеспечивает обрабатываемость полуфабрикатов резанием и штампуемость деталей в холодном состоянии. Закалка материала осуществляется в масле при температурах 840 – 860 °C. Перед отпуском детали охлаждают до 20 – 25 °C для обеспечения стабильности их работы (за счет уменьшения количества остаточного аустенита). Отпуск стали проводят при 150 – 170 °C в течение 1 – 2 часов.

1.12. Оформление рабочего чертежа детали в соответствии с требованиями ГОСТ 2.109-73

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.1. Оценка детали на технологичность для заданной программы выпуска

Анализ изделия на технологичность конструкции необходим для того, чтобы определить возможность получения заготовок прогрессивными методами, выявить удобство изделия в эксплуатации и его технического обслуживания, повысить долговечность и обеспечить надёжность в работе, сократить трудоёмкость ремонтов, обеспечить транспортабельность и требования техники безопасности.

Анализируя деталь на технологичность, установлено следующее:

1) конструкторские базы быть частично использованы как измерительные и технологические, что позволит повысить точность изготовления за счет уменьшения погрешностей базирования;

2) поверхности детали являются однотипными;

3) простановка размеров позволяет обеспечить точность функциональных параметров деталей и методов их достижения;

4) возможно использование метода получения заготовок, обеспечивающего ряд поверхностей с точностью и шероховатостью, не требующих дальнейшей обработки;

5) возможно применение высокопроизводительных процессов, позволяющих снизить трудоемкость и стоимость обработки;

6) обеспечена четкая принадлежность конструкции детали к определенной классификационной группе;

7) возможна групповая обработка деталей.

Отсюда следует вывод, что данная деталь технологична для условий мелкосерийного производства.

2.2. Обоснование выбора типового технологического процесса изготовления детали

В связи с вышеупомянутой технологичностью, можно организовать мелкосерийное производство.

2.3. Выбор размеров исходного полуфабриката (пруток, лист, лента) с учетом требований точности и качества поверхности на максимальный размер детали с учетом припуска на обработку

Деталь изготавливается из прутка диаметром 32 мм. и шириной 10 мм. ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Шероховатость сырья должна быть не грубее шероховатости детали.

2.4. Расчёт потребности полуфабриката на всю программу выпуска

Расчет потребности полуфабриката на всю программу выпуска производится по формуле:

Где n – программа выпуска детали, длина заготовки.

2.5. Формирование маршрута операция техпроцесса (ТП) изготовления детали на базе типового технологического процесса. Составление эскизно-операционной карты ТП (в приложении 1).

2.6. Выбор станка (станков), инструмента, приспособлений для осуществления техпроцесса

Для получения круглой заготовки использовался ручной ленточнопильный станок маятникового типа WE-350DS и полотна по металлу ГОСТ Р 53924-2010.

Для изготовления детали используется токарный автомат продольного точения 11Т16А.

Для изготовления детали используется токарный станок: ИЖ 250 или 1А616.

Использовать сверло из быстрорежущей стали ГОСТ 19543-74. Диаметр сверла 14мм и 3мм, длина не менее 10мм.

Использовать резцы токарные проходные упорные прямые ГОСТ 18879-73, резцы проходные отогнутые ГОСТ 18877-73. Расточные резцы ГОСТ 18878-73

Для обработки поверхности использовать станок шлифовально-полировочный шестипиндельный модели 6ШП ГОСТ 5.1878-73. Головки шлифовальные ГОСТ 2447-82

Для контроля размеров использовать микрометр по ГОСТ 6507-90, т.к. штангенциркуль не обеспечит измерение с точность до микрометров.

2.7. Определение профессии рабочих для выполнения технологического процесса

В связи с тем, что нарезание резьбы на детали подразумевается на токарном станке, до работы допускается токарь не ниже третьего разряда.

2.8. Оформление маршрутной и операционной карт технологического процесса изготовления детали в соответствии требованиям ЕСТПП (в приложении 2).

Список литературы

Соломахо В. Л. Справочник конструктора – приборостроителя – Мн.: Выш. шк., 1988. - 272с., ил.

Сыроватченко П. В. Справочник технолога – приборостроителя, Т. 1 М., Машиностроение, 1980. - 605 с., ил.

Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочник – Л1 Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1983. – 464с., ил.

Подшипник интерактивный каталог. Технологический процесс производства колец подшипника [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.podshipnik.ru/analyst/31/element_3522.html, свободный.

Центральный металлический портал РФ. Сталь марки ШХ15. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/SHX15, свободный.

Реверс инжиниринг. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://arvet.ru/rev_ing.html, свободный.

Гормаков А. Н. Курсовое проектирование по технологии приборостроения: Учебное пособие, 2016 – 111с., ил.

Приложение 1

Операционная карта технологического процесса производства ФЮРА 711346-013

1. Заготовительная

А. Подать заготовку на прутковый автомат продольного точения.

2. Подготовительная

А. Изучить инструкции;

Б. Промыть и протереть пруток.

3. Токарная

А . Подрезать торец подрезным резцом.

Б. Тонким точением выточить диаметр 20мм, шириной 8мм.

В. Не вынимая заготовки, расточным резцом проточить кольцевой паз шириной 4мм, глубина 1мм.

Г. Центровать отверстие, сверлить сверлом 10мм.

Д. Просверлить 4 отверстия диаметром 3 мм.

Е. Не снимая заготовку со станка обработать поверхность.

Ж. Снять 2 фаски фасочным резцом.

Е. Отрезать деталь подрезным резцом

4. Термическая

А. Закалить (нагреть до температуры 850 °С и быстро охладить в масло, температура масла +40 °C).

Б. Отпустить (производится при температуре 170 °С).

5. Шлифовочная

Отшлифовать внешнюю поверхность детали.

6. Полировочная

А. Отполировать внутреннюю поверхность детали (внутренний диаметр 14 мм) с помощью полировальной пасты.

7. Термическая

Провести термическую обработку для снятия напряжения после обработки детали.

8 Промывочная

А. Помыть деталь в бензине или керосине. Так же подходит любая промывочная жидкость, которая убирает масленый слой и не вызывает коррозии металла.

9. Контрольная

А. Проконтролировать все размеры детали микрометром.

Приложение 2

Просмотров работы: 26