Размещено на http://www.allbest.ru/

• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ
• 1.1 Служебное назначение и общая характеристика объекта производства
• 1.2 Определение режима работы цеха и типа производства
• 2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 2.1 Анализ исходных данных
• 2.2 Выбор заготовки и технико-экономическое обоснование метода её получения
• 2.3 Разработка и обоснование единичного технологического процесса изготовления детали
• 3.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
• 3.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления для сверления отверстий
• 3.2 Расчет точности обработки заготовок в приспособлении
• 3.3. Расчет потребных сил и моментов закрепления заготовки в приспособлении
• 3.4 Выбор типа привода приспособления и расчет его геометрических параметров
• 3.5 Выявление слабого звена приспособления и расчет его геометрических параметров
• 4.ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ ПРИ ЛОБОВОМ ШЛИФОВАНИИ
• 4.1 Критический обзор научно-технической и патентной литературы по заданной тематике
• 4.2 Постановка задачи исследования
• 4.3 Решение задачи
• 5.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА
• 5.1 Расчёт годовой станкоёмкости производства изделий
• 5.2 Расчет количества основного и вспомогательного оборудования
• 5.3 Расчёт численности рабочих
• 5.4 Определение состава и расчёт площадей
• 6.ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 6.1 Расчёт капитальных вложений в создание производственного участка механической обработки детали «Корпус подшипников распредвала» (завод Серп и Молот)
• 6.2 Расчёт эксплуатационных затрат производства (прямых и косвенных)
• 6.3 Расчёт финансовых показателей работы предприятия
• 7.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА
• 7.1 Экологическая экспертиза проекта
• 7.2 Оценка экологической безопасности
• 8.БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ НА ПРОИЗВОДСТВЕННОМ УЧАСТКЕ
• 8.1 Анализ возможных опасных и вредных факторов при выполнении работ на производственном участке
• 8.2 Расчет освещенности производственного участка
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• ВВЕДЕНИЕ
• Современные направления развития машиностроительного производства, ориентированного на повышение качества машиностроительной продукции, на широкое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию на основе применения станков с ЧПУ и САПР, требуют подготовки квалифицированных специалистов, обладающих глубокими теоретическими знаниями, и способных практически их использовать в своей производственной деятельности.
• Технология машиностроения - наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших затратах.
• Машиностроение является одной из ведущих отраслей промышленности нашей страны. Непрерывное совершенствование машин характеризуется возрастанием их мощности, снижения массы, а также повышением точности и надежности.
• На современном этапе развития технологии машиностроения трудно сосредоточить всю совокупность знаний во всех областях технологии производства машин в рамках одной специальности, поэтому в машиностроении имеют самостоятельное значение такие специальности, как технология ковки и штамповки, технология литейного производства, технология сварки и другие.
• Новая техника и технология способны полностью изменить материальную основу производства: в металлургии - с помощью метода плазменной плавки, непрерывной разливки стали; в машиностроении - за счет обработки взрывом, лазерной, электрохимической обработки; применения роторной техники, матричной сборки, промышленных роботов.
• Внедрение роботов способствуют постепенному стиранию граней между умственным и физическим трудом, возрастанию доли творческих функций в производственной деятельности.
• 1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ
• 1.1 Служебное назначение и общая характеристика объекта производства
• Рисунок 1 - Корпус подшипников распредвала
• Назначение сборочной единицы и детали.
• Блок цилиндров -- основная деталь 2-х и более цилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Является цельнолитой деталью, объединяющей собой цилиндры двигателя. Отливается как правило -- из чугуна, реже -- алюминия. На блоке цилиндров имеются опорные поверхности для установки коленчатого вала, к верхней части блока, как правило, крепится головка блока цилиндров, нижняя часть является частью картера.
• В головке блока цилиндров находится распределительный вал и корпус подшипников распределительного вала. Распредвал имеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью шестерёнчатой, зубчаторемённой или цепной передачи. В результате работы распредвала и поршней в двигателе реализуется принцип газораспределительного механизма.
• Газораспределительный механизм (ГРМ) -- механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём перекрытия и открытия поршнями продувочных окон цилиндров в двухтактных двигателях, либо открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (в четырехтактных двигателях), имеющих привод от распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма.
• В свою очередь Корпус подшипников распределительного вала служит для установки и фиксирования распределительного вала.
• Условия работы распределительного вала и корпуса подшипников распределительного вала.
• Он обязан поддерживать работу двигателя при самых разных оборотах коленчатого вала, при плюс 1000 С в цилиндрах и минус 50 С на улице. При этом вал должен не только заставлять двигаться связанные с ним клапаны, но и беречь их от перегрузок.

1.2 Определение режима работы цеха и типа производства

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции [1]:

К_з.о. = Q/Р, (1.1)

где Q- число различных операций;

Р - число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Так как на момент расчета типа производства Q и Р могут быть неизвестны, то Кз.о. можно определить из выражения:

, (1.2)

где ФД - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах;

Q - годовой объем выпуска деталей в штуках;

Тшт.к. - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям в мин.

, (1.3)

где - суммарное количество основных операций. Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования устанавливается с учетом минимально необходимых затрат времени на ремонт оборудования и определяется как

Ф_Д = Ф_Н (1 - К/100), (1.4)

где Ф_Н - номинальный годовой фонд работы оборудования в часах;

К - коэффициент, учитывающий потери номинального фонда времени на ремонт в %. Этот коэффициент принимается равным для металлорежущих станков до 30 категории сложности - 3,0%, свыше 30 категории - 6%.

Номинальный годовой фонд работы оборудования определяется из

Ф_Н = (Д_Г - Д_В) 8,2 m, (1.5)

где Ф_Н = 4140 час при 2-х сменной работе;

Д_Г - число дней в году;

Д_В - число выходных и праздничных дней в году;

m - число рабочих смен.

Ф_Д = Ф_Н (1 - К/100)=4140(1-3/100)=4016 ч

Коэффициент закрепления операции:

Согласно ГОСТ 14.004 - 83 [2] при 10 < К_з.о ? 20 - серийное производство;

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Анализ исходных данных

2.1.1 Служебное назначение изделия

• Деталь Корпус подшипников распределительного вала работает под действием средних динамических и статических нагрузках.
• Дефекты: износ поверхности соединения корпуса с распределительным валом в связи с температурными деформациями, вызванными трением.
• Для изготовления заготовки рекомендуется сплав АК12М2 ГОСТ 1583-93, который испытывает наименьшие температурные деформации, за счет большой теплопроводности. В обозначении стали: 12 - процентное содержание алюминия, 2 - меди.
• Таблица 1 - Химический состав, %

Группа Сплава

Марка сплава

Вид продук-ции

Массовая доля, %

Основных компонентов

Примесей не более

Магния

Кремния

Марганцев

меди

Титана

Никеля

Алюминия

железа

З,В

К

Д

II (Сплавы на основе системы алюминий?кремний?медь)

АК12М2, (АК11М2, АК12М2, АК12М2р)

Чушка Отливка

-

11-13

-

1,8-2,5 железа - основа

• Таблица 2 - Механические свойства

Марка сплава	Способ литья	Вид термической обработки	Временное сопротивление разрыву, МПа (кгс/мм2)	Относительное удлинение, %	Относительное удлинение, %
АК12М2(АК12М2)	К	-	186(19,0)	1,0	70,0

Внутренние цилиндрические поверхности 124, 130, 134, 138, 140 служат для установки распределительного вала; поверхности 191-197 под отверстия для фиксации корпуса на головку блоков цилиндров.

2.1.2 Конструкторский контроль чертежа изделия

Деталь «Корпус подшипников распределительного вала » изображена на рабочем чертеже в трех проекциях: главный вид, вид сверху и вид слева в масштабе 1:1. На этих видах указаны все размеры и предельные отклонения в соответствии с ГОСТ 2.305-68.

На главном виде показаны:

-шесть местных разрезов, раскрывающих нам форму детали в поперечном сечении

На чертеже показаны выносные элементы В-В, Г-Г, Д-Д, E-E, Ж-Ж на них указаны диаметры отверстий, их глубина, радиусы скругления углов согласно ГОСТ 2.307-68. Буквенное обозначение радиусов R6, R5 и т.д. в соответствии с ГОСТ 2.305-68.

Материал (металл) в сечении разреза показан в соответствии с ГОСТ 2.306-68

Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований в соответствии с ГОСТ 2.316-68

Рабочий чертеж содержит все необходимые сведения, дающие представление о детали, но на чертеже имеются некоторые несоответствия в обозначении шероховатости, это связано с изменениями в ГОСТах. Они сведены в таблицу.

Таблица 3 - Несоответствие обозначений

На чертеже	По ГОСТ
1. 2. Формат чертежа не по ЕСКД 3. Неуказанные предельные отклонения по СТП 228-94	1. 2. А1 3. Общие допуски по ГОСТ 3089.1: Н14; h14;

2.1.3 Анализ технических требований рабочего чертежа изделия

Чертеж детали содержит ряд технических требований, характеризующих свойства и особенности детали в окончательном виде: точности размеров и формы детали и качество поверхности задаются чертежом строго определенно, т.к. они влияют на взаимозаменяемость деталей в изделии и т.д., а также особенности исполнения деталей по чертежу. Технические требования на чертеже должны излагаться, группируя вместе однородные и близкие по характеру требования, согласно ГОСТ 2.316-68.

На изготовление данной детали предъявляются следующие технические требования:

-неуказанные литейные радиусы R5 max

Согласно ГОСТ 10948-64. Предусматриваются в углах стенок отливок, это объясняется технологическими особенностями изготовления отливок. После формирования контура отливки в местах перехода от одного элемента к другому назначают радиусы закруглений, которые в значительной степени определяют качество литой заготовки. Слишком малые радиусы в сопряжениях стенок ведут к трещинам, завышенные - к повышению усадочных рыхлот. Радиусы закруглений в сопряжениях в зависимости от материала отливки, толщины сопрягаемых стенок и угла, образованного между ними, следует выбирать по соответствующим таблицам в справочниках.

-литейные уклоны 5° max

Согласно ГОСТ 53465 - 2009 при литейном уклоне в 5° высота основных формообразующих поверхностей от 10 до 18 мм.

-неуказанные предельные отклонения размеров по СТП 228 - 94

Т.к. на практике СТП 228-94 не получено, в последующем примем: Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: H14, h14, IT14/2.

-допускается на поверхности Т четыре литейных прилива

Связано с технологией изготовления отливок. В основном на крупных отливках выполняют приливы, после литья отливки прилив отделяют от нее, изготавливают из него образец и подвергают его механическим испытаниям.

-маркировать в отливке

-клеймить знак ОТК безударным способом обработки.Указания о клеймении на чертежах помещают только в тех случаях, когда необходимо предусмотреть на изделии определенное место клеймения, размеры и способ нанесения клейма.

Если маркировка и клеймо необходимы, но нанесение их на изделие нецелесообразно или невозможно по конструктивным соображениям, то в технических требованиях помещают соответствующее указание, например: «клеймить К на бирке».

С целью сокращения объема надписей на чертеже допускается указания о содержании и способе нанесения маркировки или клейма приводить буквенными обозначениями: Ч - обозначение изделия по основному конструкторскому документу; К - окончательная приемка.

Параметры шероховатости назначены конструктором в зависимости от условий работы. При занижении параметров шероховатости, заданных конструктором, может нарушиться правильная работа механизма и сократиться срок его службы.

Если же сопрягаемая поверхность детали будет выполнена по более высоким параметрам шероховатости, чем это предусмотрено чертежом, то время для ее изготовления и стоимость увеличиться, а также это может повлиять на работу всего механизма, т.к. сила молекулярного сцепления при особо гладких поверхностях увеличивает трение (сухое).

Согласно ГОСТ 2.308-68 графические условные обозначения указывают предельные отклонения геометрической формы и расположения поверхностей, термины и определения допусков формы и расположения поверхностей по ГОСТ 24642-81:

-допуск плоскостности поверхности 0,1 мм.

Это обозначение показывает, что допуск плоскостности указанной поверхности не должен превышать 0,1 мм. Допуск плоскостности - наибольшее допускаемое значение отклонения от плоскостности. Отклонение от плоскостности - наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка (согласно ГОСТ 24642-83) .

- допуск соосности двух отверстий относительно их общей оси 0,02 мм.

Это обозначение показывает, что допуск соосности рассматриваемой оси относительно базовой (Л,М) - 0,02 мм.

Допуск соосности - 1) допуск в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения от соосности; 2) допуск в радиусном выражении - наибольшее допускаемое значение отклонения от соосности. Допуск соосности рекомендуется указывать в диаметральном выражении. Отклонение от соосности - наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и базой (осью базовой поверхности или общей осью двух или нескольких поверхностей) на длине нормируемого участка (согласно ГОСТ 24642-83) .

С целью ограничения взаимного перекоса колец подшипников на чертежах задают допуски расположения посадочных поверхностей вала и корпуса [5]. Перекос колец могут вызвать:

-отклонения от соосности посадочных поверхностей вала и корпуса;

-отклонения от перпендикулярности опорных торцов вала и корпуса;

-деформации вала, корпуса и деталей подшипника в работающем узле.

Допуски расположения поверхностей двух опор подшипниковых узлов задают относительно общей оси.

Общая ось - прямая, проходящая через точки пересечения осей двух посадочных поверхностей для подшипников качения с их средними сечениями. Вследствие неизбежных погрешностей общая ось, например вала, не совпадает с осью вращения заготовки при его изготовлении.

За основу при назначении допусков расположения посадочных поверхностей вала и корпуса в соответствии с ГОСТ 3325-85 принимают предельно допустимый угол иmах взаимного перекоса колец подшипников.

Угол взаимного перекоса колец, вызванный деформацией валов и корпусов в работающем узле ид, не должен превышать ид ? 0,2 иmах.

За допустимый угол иф = фв + ик перекоса осей вала и корпуса от технологических погрешностей их обработки и сборки принимают не более половины угла иmах взаимного перекоса колец подшипников: иф ? иmах / 2.

Угол перекоса ив, вызываемый погрешностями обработки вала, не должен превышать ив ? иф / 3, а угол перекоса ик, вызываемый погрешностями обработки и сборки корпуса, не должен превышать ик ? 2 иф / 3.

Углы перекоса иф, ив, ик не должны превышать следующих значений:

иф=4', ив=1' 20", ик=2' 40"

Допуски соосности в диаметральном выражении посадочных поверхностей относительно общей оси определяют по формулам:

для вала: ШТрсв = В tg ив;

для корпуса: ШТрск = В tg ик.

В нашем случае будем рассчитывать допуск соосности в диаметральном выражении для корпуса.

ШТрск = 20 tg 2' 40"=0,02.

2.1.4 Анализ технологичности конструкции изделия

Для количественного анализа технологичности конструкции изделия пронумеруем все его поверхности (рис. 2).



Рисунок 2 - Разбиение детали на элементарные поверхности

Данные конструкторского анализа детали по поверхностям представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Данные конструктивного анализа детали

№№ п/п	№№ поверхностей	Идентичные поверхности	Квалитет точности	Параметр шероховатости Ra	Коэффициент приведения	Примечания
1	1	-	14	2,5	5	Торец
2	2	-	16	25	2	Необработанная поверхность
3	3	-	16	25	2	Необработанная поверхность
4	4	-	14	2,5	5	-
5	5-9	5	14	2,5	5	5 фасок во внутреннем отверстии 0,5Ч45?
6	10-14	5	14	2,5	5	5 фасок во внутреннем отверстии 0,5Ч45?
7	15-19	5	7	1,25	6	5 внутренних отверстий
8	20	-	16	25	2	Необработанная поверхность
9	21	-	16	25	2	Необработанная поверхность
10	22	-	16	25	2	Необработанная поверхность
11	23-31	9	14	25	2	9 фасок 0,5Ч45?
12	32-40	9	14	25	2	9 отверстий Ш9 мм
13	41-46	6	14	25	2
14	47-49	3	14	2,5	5
15	50-51	2	14	25	2	2 отверстия
16	52-53	2	14	25	2

1.Определяем коэффициент унификации конструктивных элементов

, (2.1)

где Q_УЭ - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов - резьбы, отверстия, галтели, фаски и т.п.;

Q_Э - число типоразмеров конструктивных элементов в изделии.

По рекомендации ЕСТПП К_УЭ = 0,65 и выше.

По этому показателю деталь технологична.

2.Определяем коэффициент точности обработки

, (2.2)

, (2.3)

где A_СР - средний квалитет точности обработки;

A - квалитет точности обработки;

n_i - число поверхностей соответствующего квалитета.

,

0,94>0,8.

Изделие относится к средней точности, по этому показателю деталь технологична.

3.Определяем коэффициент шероховатости

(2.4)

, (2.5)

где Б_СР - средняя величина коэффициента приведения;

A - величина коэффициента приведения;

n_i - число поверхностей соответствующего параметра шероховатости.

0,36>0,16.

Изделие относится к средней точности, по этому показателю деталь технологична.

4.Определяем коэффициент использования заготовки

(2.6)

где М_З - масса заготовки, кг;

М_Д - масса детали, кг.

Рекомендуемое значение К_З = 0,7 и выше, по этому показателю деталь технологична.

5.Определяем коэффициент применения станков с ЧПУ

(2.7)

где Q_ПУ - количество оборудования с ЧПУ, применяемого в технологическом процессе изготовления детали;

Q_ОБ - общее количество оборудования, применяемого в технологическом процессе.

Рекомендуемое значение К_ПУ ? 0,28, по этому показателю она не технологична.

6.Определяем коэффициент применения агрегатного оборудования

(2.8)

где Q_АГ.ОБ - количество агрегатного оборудования, применяемого в технологическом процессе изготовления детали;

Рекомендуемое значение К_ПУ ? 0,38.

Т.к. агрегатного оборудования не применяется, то деталь по этому показателю она технологична.

7.Определяем коэффициент использования материала

(2.9)

где М_М - масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг;

М_Д - масса детали, кг.

(2.10)

где М_ОЗ - масса отходов при получении заготовки, кг;

М_З - масса заготовки, кг.

Т.к. заготовку получают литьем, то

Нормальный К_ИМ ?0,6, по этому показателю деталь технологична.

Полученные расчеты сводятся в таблицы 5 и 6.

Таблица 5 - Показатели точности

№ п/п	Наименование коэффициента	Формула расчета	Показатели
			расчетные	нормальные
1	Коэффициент унификации элементов		0,87	0,65 и выше
2	Коэффициент использования материала		0,59	0,6 и выше
3	Коэффициент точности обработки		0,94	0,8 и выше
4	Коэффициент шероховатости поверхности		0,36	0,16

Таблица 6 - Оценка показателей технологичности конструкции детали

№ п/п	Наименование показателя	Степень соответствия данному показателю
1	Методы получения заготовок, обеспечивающие получение поверхностей, не требующих дальнейшей обработки или требующих обработки с малыми припусками	Не используется
2	Использование основных конструкторских баз как измерительных и технологических	Нет
3	Позволяет ли простановка размеров на чертеже детали производить обработку по принципу автоматического получения размеров	Да
4	Позволяет ли конструкция детали применение более совершенных и производительных методов механической обработки	Да
5	Обеспечена ли обработка на проход, условия для врезания и выхода режущего инструмента	Да

Анализ конструкции детали показал: деталь «Корпус подшипников распредвала» технологична.

2.1.5 Выбор аналога технологического процесса

В качестве аналога технологического процесса принят технологический процесс токарной обработки «Корпуса подшипников распределительного вала» № 2101-1006033 ОАО «Саратовский завод Серп и Молот».

В производственном процессе используется устаревшее оборудование. Обработка отверстий (сверление) разбита на множество операций из-за отсутствия на заводе высокопроизводительного оборудования и оснастки. Имеющееся оборудование занимает большие площади, потребляет много электроэнергии. Поэтому технологический процесс требует пересмотра и модернизации.

2.2 Выбор заготовки и технико-экономическое обоснование метода её получения

Метод выполнения заготовки для данной детали будет определяться несколькими факторами: назначением детали, конструкцией, материалом, техническими требованиями, масштабом, серийностью выпуска, экономичностью изготовления.

1. Назначение детали. Деталь «Корпус подшипников распределительного вала» входит в состав блока цилиндров. Исходя из назначения детали, можно точно определить, что метод получения заготовки - литье, т.к. сам блок цилиндров отливается.

2. Конструкция детали. Деталь с одной плоскостью симметрии.

3. Материал. Материал, из которого изготовлена данная деталь это алюминиевый сплав АК12М2. Этот материал удобен для литья.

4. Технические требования. Учитывая шероховатость большинства поверхностей, которая равна неуказанной шероховатости Ra =12,5 и неуказанные предельные отклонения ±IT14/2, можно заключить, что правильным выбором заготовки будет литьем, механическая обработка во многих случаях не требуется. При литье по выплавляемым моделям обеспечивает шероховатость Ra =3,2 и 7-8 квалитет точности.

5.Масса детали 1,16 кг. Заготовка является крупногабаритной, поэтому данный критерий так же определяет метод получения заготовки.

Исходную заготовку на заводе получают литьем в песчаные формы. Масса данной заготовки составляет 1,26 кг, а К_им=0,92.

В качестве альтернативного метода получения заготовки рассматриваем литье по выплавляемым моделям. Определяем припуски на все обрабатываемые наружные поверхности 6 мм для верхней поверхности и 2 для нижней и боковых поверхностей, радиусы закруглений внешних углов 3 мм [12].

Таблица 7 - Литье по выплавляемым моделям

Способ получения заготовок	Характеристика получаемых заготовок	Припуски	Преимущественно используемое оборудование
Литье по выплавляемым моделям	Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение сложных по форме отливок массой от нескольких грамм до десятков килограмм, со стенками толщиной от 0,5 мм и более, с поверхностью, соответствующей 2--5-му классам точности, и с высокой точностью размеров по сравнению с другими способами литья.	Припуски и допуски по ГОСТ 26645-85. Припуски на сторону для отливок, изготовляемых по выплавляемым моделям размерами от 260 до 500 мм - от 6-7 до 4-5 мм.	Установки для приготовления модельного состава 651 и 652А, полуавтоматы 6А63 для нанесения многослойного огнеупорного покрытия.

Полученные данные сведем в табл. 2.

Методика расчета приведена в [9] c. 31-39.

Стоимость заготовок получаемых методами, такими как литье в земляные формы и кокили, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением и т.д., можно с достаточной точностью определить по формуле:

, (2.11)

где k_т, k_с, k_в, k_м, k_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок соответственно;

С_i - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.

Q - масса заготовки, кг.

q - масса готовой детали, кг.

S_отх - цена 1 тонны отходов, руб.

С_i принимаем равным 95000 рублей за тонну. S_отх принимаем равным 9000 рублей за тонну.

Данные о массе заготовки и массе готовой детали приведены в технологическом процессе (Q и q). Их численное значение равно:

Q = 1,28 кг.

q = 1,16 кг.

I.Рассмотрим литье в землю.

1)k_т принимаем в зависимости от точности отливок. В данном случае принимаем четвертый класс точности. k_т = 1 (стр. 33), [9].

2)k_м принимается в зависимости от марки материала. k_м = 5,94 (стр. 34), [9]

3)k_с, k_в принимаются в зависимости от массы и группы сложности. Данная деталь относится к 3 группе сложности.

Из вышесказанных данных принимаем коэффициенты: k_с =1; k_в = 0,96 (стр. 33), [9].

4)k_п принимается в зависимости от группы серийности (третья группа серийности) k_п = 1 (стр. 33), [9].

II. Рассмотрим литье под давлением.

1)k_т = 1 принимается во всех случаях независимо от точности отливок (стр. 36), [1]

2)k_м = 1 при использовании алюминиевых сплавов (стр. 36), [9].

3)k_в и k_с принимаем k_с =1; k_в = 0,69 (стр. 36), [9].

4)k_п принимается в зависимости от группы серийности (третья группа серийности) k_п = 1,09 (стр. 36), [9].

Рассчитаем экономический эффект, чтобы сопоставить способы получения заготовок:

, (2.12)

где S_заг1, S_заг2 - стоимость сопоставляемых заготовок;

N - число заготовок.

Таблица 8 - Сопоставление различных способов получения заготовки

Наименование показателей	Литье в землю	Литье по выпл. мод.
Класс точности Группа сложности Масса заготовки Стоимость 1 тонны заготовок Стоимость 1 тонны отходов Стоимость 1 заготовки	3 3 1,26 кг 95000 руб. 9000 руб. 2447,28 руб.	2 3 1,2 кг 95000 руб. 9000 руб. 316,92 руб.

2.3 Разработка и обоснование единичного технологического процесса изготовления детали

2.3.1 Выбор рациональных методов обработки поверхностей заготовки

По общероссийскому классификатору (технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения) данная деталь относится к 73 классу: детали - детали, не тела вращения корпусные, опорные, емкостные.

Корпуса в основном имеют плоские поверхности. Обработку плоских поверхностей можно производить различными методами на различных станках - строгальных, долбежных, фрезерных, протяжных, токарных, расточных, многоцелевых, шабровочных и др. (лезвийным инструментом); шлифовальных, полировальных, доводочных (абразивным инструментом).

В нашем ТП плоские поверхности обрабатываются фрезерованием. Фрезерование в настоящее время является наиболее распространенным методом обработки плоских поверхностей. Оно характеризуется высокой производительностью и сравнительно высокой точностью. Поэтому для поверхностей 1, 4 в качестве метода обработки выбираем фрезерование.

Для поверхностей 15-19, 5-14 в качестве метода обработки выбираем глубинное точение, которое в зависимости от требуемой точности, шероховатости, и снимаемого припуска разделяем на черновое, получистовое и чистовое.

Отверстия диаметром до 80 мм в сплошном металле сверлят спиральными сверлами на сверлильных станках. Зенкерование отверстий производится зенкером и служит для улучшения геометрической формы ранее просверленного цилиндрического отверстия. Оно обеспечивает точность обработки отверстия, после сверления на один квалитет выше.

Развертывание отверстий выполняют после зенкерования, для того чтобы устранить грубые следы предыдущей обработки; расположение оси отверстия при этой операции не может быть исправлено. Для поверхностей 32-40 в качестве метода обработки выбираем сверление спиральными сверлами.

Для поверхности 52, 53 в качестве метода обработки выбираем сверление и резьбонарезание.

Поверхности 23-31 зенкуют.

Методы обработки для каждой поверхности, представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Методы обработки поверхностей

№ поверхн.	Наименование поверхности	Метод обработки	Квалитет точности	Шероховатость поверхности	Погрешность формы
1	Плоская (торец)	Фрезерование черновое	14	2,5	±0,1
2	Поверхность, оставшаяся после литья	Не обрабатывается	16	25	-
3	Поверхность, оставшаяся после литья	Не обрабатывается	16	25	-
4	Плоская	Фрезерование черновое	14	2,5	+0,1
5-9	Коническая (5 фасок 0,5Ч45?)	Точение черновое	14	2,5	-
10-14	Коническая (5 фасок 0,5Ч45?)	Точение черновое	14	2,5	-
15-19	Цилиндрическая (5 внутренних отверстий)	Точение черновое Точение получистовое Точение чистовое	14 12 7	1,25	+0,03
20	Поверхность, оставшаяся после литья	Не обрабатывается	16	25	-
21	Поверхность, оставшаяся после литья	Не обрабатывается	16	25	-
22	Поверхность, оставшаяся после литья	Не обрабатывается	16	25	-
23-32	Коническая (9 фасок 0,5Ч45?)	Точение черновое	14	25	-
33	Цилиндрическая	Зенкерование	12	12,5
34-41	Цилиндрическая	Зенкерование	12	12,5	-
42-50	Коническая (9 фасок 0,5Ч45?)	Точение черновое	14	25	-
51	Цилиндрическая Ш10,5 мм	Сверление
52-59	Цилиндрическая (9 отверстий Ш9,5 мм)	Сверление
60	Цилиндрическая	Зенкерование	12	12,5	-
61	Цилиндрическая	Зенкерование	12	12,5	-
62,63	Цилиндрическая	Точение черновое	14	25	-
64,65	Резьбовая	Нарезание резьбы	14	25	-
66,67	Плоская	Фрезерование черновое	14	12,5	-

2.3.2. Разработка маршрутного технологического процесса

Основная задача этого этапа - составление общего плана обработки детали, разработка содержания операций технологического процесса и выбор типа оборудования. Результаты оформлены в виде маршрутной карты. Правила оформления по ГОСТ 3.1105-84.

Основываясь на пункте 2.3.1 составим примерный маршрут обработки детали:

005 На данной операции будет обрабатываться поверхность 4 (Эскизы операций представлены). На этой операции будет производиться подготовка базы для дальнейших операций, от того, как обработать эту поверхность будет зависеть то, как данная деталь будет располагаться в сборочном узле, ведь данная поверхность является прилегающей плоскостью. Т.к. одной плоскости нам будет недостаточно для базирования заготовки, мы так же обрабатываем поверхность 1 - левый торец (на рисунке 3 характеризуется размером 2) и готовим площадки 66,67 для контакта заготовки с упорами (Чертеж технологической оснастки представлен в приложении). Данные поверхности можно получить за один установ на сверлильно-фрезерном станке модели Profi X-3 Super, что удовлетворяет среднесерийному типу производства. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], исходя из типа применяемого оборудования «программно-комбинированная».

Рисунок 3 - Операционный эскиз операции 005

010 «Контрольная» на данной операции проводиться проверка прямолинейности, после этой операции поверхность 4 имеет допуск прямолинейности 0,1. Так же контролируется размер 400±0,1 и шероховатость, получаемая на данной операции Ra 2,5.

015 На данной операции будут обрабатываться поверхности 52-59, то есть сверление 9-ти сквозных отверстий Ш9,5 (на рисунке 4 - размер 1), затем будет происходить смена инструмента и рассверливание отверстия Ш10,5 (на рисунке 4 - размер 2) в средней опоре (поверхность 51). Сопутствующая операция сверлению - снятие фасок 0,5Ч45? (на рисунке 4 - размер 3), это необходимо для притупления острых кромок, оставшихся после сверления. Поверхности 23-32, 34-41, 33, 60, 61 обработаем на следующей операции, т.к. обработка этих поверхностей на данной операции возможна только с переустановом. Заготовку устанавливают на уже подготовленную плоскость - базу, и упирают в обработанный левый торец и обработанные площадки для упоров. Исходя из типа производства, в качестве оборудования выбираем сверлильно-фрезерный станок модели Profi X-3 Super. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], исходя из типа применяемого оборудования «программно-комбинированная».

Рисунок 4 - Операционный эскиз операции 015

020 «Контрольная» на данной операции проводиться проверка расположения 9-ти отверстий, при помощи специального приспособления и диаметр обрабатываемых отверстий при помощи пробки.

025 На данной операции будут зенкероваться поверхности 34-41, 33, 60, 61 затем будет происходить зенковка фасок 0,5Ч45? (поверхности 23-32). Обработка данных поверхностей возможна в ручном режиме. Расположение обрабатываемых поверхностей дает возможность произвести их обработку за один установ. Исходя из типа производства, в качестве оборудования выбираем сверлильно-фрезерный станок модели Profi X-3 Super. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], «слесарно-сверлильная».

030 Исходя из принципов построения технологического процесса, на данной операции мы будем обрабатывать поверхности 15 - 19 (на рисунке 5 - размеры 1-5), то есть будет производиться глубокое растачивание разных по диаметру шеек сквозного отверстия, (обработка получистовая). Данные поверхности нужно получить со следующими параметрами: точность по 6-му квалитету и шероховатость Ra1,25. Такие параметры можно получить, обрабатывая поверхность 3 раза, на данной операции производиться получистовая и чистовая обработка, отделочная обработка будет осуществляться на следующей операции. Перед отделочной обработкой следует снять фаски 0,5Ч45? (поверхности 5 - 9, 10 - 14), это необходимо для того, чтобы притупить острые кромки, оставшиеся после рассверливания шеек отверстия. Фаски снимаются перед отделочной операцией, т.к. при снятии фасок есть риск повредить поверхности 15-19, которые должны быть точные (6-ой квалитет). Расположение обрабатываемых поверхностей дает возможность произвести их обработку за один установ. Заготовку устанавливают на уже подготовленную плоскость - базу, и упирают в обработанный левый торец и обработанные площадки для упоров. С учетом формы поверхности и типа производства, в качестве оборудования выбираем токарный станок с ЧПУ модели 16К20 РФ3. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], исходя из типа применяемого оборудования «токарная с ЧПУ».

Рисунок 5 - Операционный эскиз операции 030

035 «Контрольная» на данной операции проводиться проверка размеров обрабатываемых шеек с помощью пробок и контроль соосности данных отверстий относительно базы М и Л.

040 На данной операции будут обрабатываться поверхности 15 - 19 (на рисунке 6 - размеры 1-5), то есть будет производиться глубокое растачивание сквозного отверстия (обработка чистовая). Это делается для того, чтобы обновить поверхности после снятия фасок и добиться требуемой точности (6 квалитет). Расположение обрабатываемых поверхностей дает возможность произвести их обработку за один установ. Заготовку устанавливают на уже подготовленную плоскость - обработанный левый торец. С учетом формы поверхности и типа производства, в качестве оборудования выбираем отделочно-расточной станок модели 2Е78П. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], исходя из типа применяемого оборудования «отделочно-расточная».

Рисунок 6 - Операционный эскиз операции 040

045 «Контрольная» на данной операции проводиться проверка размеров обрабатываемых шеек и контроль соосности данных отверстий относительно базы М и Л.

050 На данной операции будут обрабатываться поверхности 62 - 63 (на рисунке 7 - размер 1), то есть будет производиться сверление 2-х отверстий на глубину 16 мм, затем будет происходить смена инструмента и нарезаться резьба в этих же отверстиях. После будет происходить цекование отверстий (поверхности 64-65). Расположение обрабатываемых поверхностей дает возможность произвести их обработку за один установ. Заготовку устанавливают в приспособление специальное, для сверления нескольких отверстий, вертикально, на уже подготовленную прилегающую плоскость и упирают обработанным левым торцом. С учетом формы поверхности и типа производства, в качестве оборудования выбираем сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ модели Profi X-3 Super. Название операции выберем в соответствии с рекомендациями, представленными в [10], исходя из типа применяемого оборудования «программно-комбинированная».

Рисунок 7 - Операционный эскиз операции 050

055 «Контрольная» на данной операции проводиться контроль размеров всех обработанных поверхностей данной детали.

2.3.3 Обоснование выбора технологических баз

В данном технологическом процессе на операции 005 «Программно-комбинированная» подготавливаются базы для дальнейшей обработки, то есть фрезеруется левый торец и прилегающая плоскость (поверхности 4,1 и площадки для упоров). Для установки заготовки используются тиски. В качестве технологических, конструкторских и измерительных баз принята верхняя необработанная плоскость. Она же является установочной базой, а поверхность, по которой зажимают заготовку - направляющей базой (рис.3).

015 «Программно-комбинированная»

На данной операции идет обработка отверстий и зенковка фасок в этих отверстиях. Заготовку устанавливают уже обработанной поверхностью на плиту приспособления и упирают левым торцом в упоры приспособления. Для предотвращения сдвига, сверху заготовка фиксируется прихватами, работающими от пневмопривода. Технологической базой является обработанные в технологических целях площадки для упоров 66, 67 и левый торец 2, конструкторской и измерительной базой является обработанный торец детали (рис.4). Причем обработанные площадки для упоров являются направляющей базой, торец - опорной, прилегающая плоскость - установочной.

025 «слесарно-сверлильная»

030 «Токарная с ЧПУ»

На данной операции идет глубокое растачивание внутренних шеек отверстия и снятие фасок в этих отверстиях. Заготовку устанавливают уже обработанной поверхностью на плиту приспособления и упирают левым торцом в упоры приспособления. Для предотвращения сдвига, сверху заготовка фиксируется прихватами, работающими от пневмопривода. Технологической базой является обработанные в технологических целях площадки для упоров 66, 67 и левый торец 2, конструкторской и измерительной базой является обработанный торец детали (рис.5). Причем обработанные площадки для упоров являются направляющей базой, торец - опорной, прилегающая плоскость - установочной.

040 «Отделочно-расточная»

На данной операции идет глубокое рассверливание внутренних шеек отверстия. Заготовку устанавливают уже обработанной поверхностью на плиту приспособления и упирают левым торцом в упоры приспособления. Приспособление ориентируют относительно шпинделя вертикально. Для предотвращения сдвига, заготовка фиксируется прихватами, работающими от пневмопривода. Технологической базой является обработанные в технологических целях площадки для упоров 66, 67 и левый торец 2, конструкторской и измерительной базой является обработанный торец детали (рис.6). Причем обработанные площадки для упоров являются направляющей базой, торец - опорной, прилегающая плоскость - установочной.

050 «Программно-комбинированная»

На данной операции идет сверление 2-х отверстий на глубину 16 мм (поверхностей 62 - 63), затем будет происходить смена инструмента и нарезаться резьба в этих же отверстиях. После будет происходить цекование отверстий (поверхности 50-51). Заготовку устанавливают уже обработанной поверхностью на плиту приспособления и упирают левым торцом в упоры приспособления. Приспособление ориентируют относительно шпинделя вертикально. Для предотвращения сдвига, заготовка фиксируется прихватами, работающими от пневмопривода. Чтобы сверло смогло беспрепятственно просверлить заготовку в приспособлении предусмотрено 2 окна. Внутри данной операции принцип единства баз соблюдается для всех размеров, технологической базой является обработанные в технологических целях площадки для упоров 66, 67 и левый торец 2, конструкторской и измерительной базой является обработанный торец детали (рис.7). Причем обработанные площадки для упоров являются направляющей базой, торец - опорной, прилегающая плоскость - установочной.

2.3.4 Разработка технологических операций

В этом подразделе разработана и обоснована структура технологических операций разрабатываемого технологического процесса, основываясь на рекомендациях по оформлению технологической документации.

Подробно разработку технологических переходов на операции рассмотрим на примере проектирования 2-х операций 005 «Програмно-комбинированная» и 040 «Отделочно-расточная» (операционные эскизы представлены на рис. 3 и 6). Результаты разработки технологических переходов для остальных операций занесены в операционные карты ГОСТ 3.1404-86, форма 3 (Приложение).

Последовательность технологических переходов для операции 005 «Програмно-комбинированная» следующая:

Первым переходом, с которого начинается операция, является вспомогательный переход, связанный с установкой, закреплением заготовки и снятием обработанной детали со станка. Его формулировка звучит следующим образом:

Установить (снять) и закрепить заготовку. Заготовку устанавливаем в универсальное приспособление - тиски пневматические. Приспособление выбираем исходя из схемы базирования, размеров заготовки и конструктивных особенностей станка.

Вторым переходом в этой операции будет технологический переход, связанный с обработкой прилегающей плоскости детали, которая будет служить базой при дальнейшей обработке. Его формулировка:

Фрезеровать поверхность, выдерживая размер: 36,5+0,1. В данном переходе в качестве режущего инструмента будет использоваться - концевая фреза ALCM820. Выбор данного инструмента обусловлен тем, что заготовку обрабатывают на станке с ЧПУ модели Profi X-3 Super, а следовательно его точность позволит за счет малых биений получать необходимую точность поверхности. Материал - сплав АК12М2, качество обрабатываемой поверхности заготовки перед началом обработки - шероховатость Ra = 25 мкм, точность - 16 квалитет, снимаем припуск 2 мм. Качество поверхности после обработки: шероховатость Ra=2,5 мкм, точность - 14 квалитет, допуск плоскостности 0,1 мм. В качестве средств измерения планируется использовать плиту для проверки плоскостности, специальное приспособление для контроля размера 36,5+0,1. Выбор средств измерения обусловлен допустимой погрешностью измерения данных размеров, погрешностью измерительного инструмента, удобством измерения, типом производства.

На следующем переходе будет осуществляться обработка торца детали, заготовку не переустанавливаем:

Фрезеровать поверхность, выдерживая размер: 390±0,1. В данном переходе в качестве режущего инструмента будет использоваться - концевая фреза ALCM820. Материал - сплав АК12М2, качество обрабатываемой поверхности заготовки перед началом обработки - шероховатость Ra = 25 мкм, точность - 16 квалитет, снимаем припуск 2 мм. Качество поверхности после обработки: шероховатость Ra=2,5 мкм, точность - 14 квалитет. В качестве средств измерения планируется использовать специальное приспособление для контроля размера 390±0,1 и эталонный образец шероховатости. Выбор средств измерения обусловлен допустимой погрешностью измерения данных размеров, погрешностью измерительного инструмента, удобством измерения.

Четвертым переходом в этой операции будет технологический переход, связанный с обработкой площадок для упора заготовки в приспособлении. Его формулировка:

Фрезеровать 2 поверхности, выдерживая размер: 38±0,2. В данном переходе в качестве режущего инструмента будет использоваться - концевая фреза ALCM820. Материал - сплав АК12М2, качество обрабатываемой поверхности заготовки перед началом обработки - шероховатость Ra = 25 мкм, точность - 16 квалитет, снимаем припуск 2 мм. Качество поверхности после обработки: шероховатость Ra=2,5 мкм, точность - 14 квалитет. В качестве средств измерения планируется использовать специальное приспособление для контроля размера 390±0,1 и эталонный образец шероховатости. Выбор средств измерения обусловлен допустимой погрешностью измерения данных размеров, погрешностью измерительного инструмента, удобством измерения.

...