Разработка технологического процесса восстановления детали "Стакан"

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Особенности конструкции детали

1.1 Описание конструкции детали

1.2 Условия работы детали при эксплуатации

1.3 Механические свойства материала детали

1.4 Анализ технологичности детали

2. Выбор рациональных способов восстановления детали и установочных баз (привести схемы базирования)

3. Составление плана технологических операций с подбором необходимого оборудования, приспособлений, инструмента

4. Аналитический расчет припусков на обработку. Построение графической схемы расположения припусков и допусков на обработку поверхностей

5. Расчет режимов резания по операциям

6. Нормирование технологического процесса обработки

7. Построение графиков загрузки оборудования и использования оборудования по мощности, и основному времени

8. Составление маршрутной карты

9. Составление операционной карты

10. Составление карты эскизов

11. Приспособление или стенд, предназначенный для испытания или производства работ

11.1 Описание конструкции и принципа работы

11.2 Расчет приспособления на прочность

11.3 Расчет приспособления на точность

12. Техника безопасности и экологическая безопасность при производстве работ

12.1 Техника безопасности при производстве работ

12.2 Утилизация отходов

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

Применение станочных приспособлений позволяет:

1. Надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

2. Стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

3. Повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

4. Расширить технологические возможности используемого оборудования.

В зависимости от вида производства технический уровень и структура станочных приспособлений различны. Для массового и крупносерийного производства в большинстве случаев применяют специальные станочные приспособления. Специальные станочные приспособления имеют одноцелевое назначение для выполнения определенных операций механической обработки конкретной детали. Эти приспособления наиболее трудоемки и дороги при исполнении. В условиях единичного и мелкосерийного производства широкое распространение получила система универсально-сборных приспособлений (УСП), основанная на использовании стандартных деталей и узлов. Этот вид приспособлений более мобилен в части подготовки производства и не требует значительных затрат.

1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

1.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

Принадлежность: к тракторам МТЗ-80,-82,-1025,-1251.

Деталь "Стакан" используется в машиностроении, предназначена для точной установки валов, поэтому к ней предъявляются высокие требования по точности, по биению и шероховатости.

Деталь имеет цилиндрическую форму, предназначенной для крепления детали к стенке корпуса КПП. В центральном отверстии имеются концентрично выполненные расточки, куда устанавливаются подшипники в которые запрессовываются концы вращающихся валов.

От качества изготовления стаканов зависит надёжность и долговечность работы изделий и поэтому совершенствованию технологии их изготовления постоянно уделяется самое серьёзное внимание.

1.2 УСЛОВИЯ РАБОТЫ ДЕТАЛИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Условия работы детали

- базовые поверхности при ремонте детали под гнёзда подшипников -Ш90,870мм

- характер износа детали: равномерный, неравномерный у отверстий подроликовый подшипник, под подшипники дифференциала, и под гайку подшипника дифференциала;

- характер нагрузок у всех деталей КПП нагрузки переменные;

- характер деформаций износ 2х внутренних поверхностей, износ наружной поверхности.

1.3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ

Марка:35 (заменители:30,40,35Г)

Класс: Сталь конструкционная углеродистая качественная

Использование в промышленности: детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения: оси, цилиндры, коленчатые валы, стаканы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали.

Химический состав в % стали 35
C	0,32 - 0,4
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,5 - 0,8
Ni	до 0,25
S	до 0,04
P	до 0,035
Cr	до 0,25
Cu	до 0,25
As	до 0,08
Fe	~97

Термообработка: Нормализация

Температура ковки,°С: начала 1280, конца 750. Заготовки сечением до 800 мм охлаждаются на воздухе.

Твердость материала: HB 10^-1= 163 МПа

Температура критических точек:Ac₁= 730 , Ac₃(Ac_m) = 810 , Ar₃(Arc_m) = 796 , Ar₁= 680 , Mn = 360

Свариваемость материала: ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 144-156у_в=510 МПа,К_{х б.ст}=1,3

Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)
Термообработка	Сечение,мм	КП	у0,2(МПа)	ув(МПа)	д5(%)	ш%	KCU(Дж / см2)	НВ, не более
Нормализация Нормализация Закалка. Отпуск	300-500 500-800 100-300 300-500 500-800 До 100 100-300 300-500 До 100 100-300 До 100	195 215 245 275 315	195 215 245 275 315	390 215 470 530 570	20 18 20 18 16 2 19 17 20 17 17	45 38 48 40 35 48 42 35 40 38 38	49 44 49 44 39 49 39 34 44 34 39	111-156 123-167 143-179 156-197 167-207

Физические свойства стали 35
T(Град)	E 10- 5(МПа)	?106(1/Град)	?(Вт/(м·град))	?(кг/м3)	C(Дж/(кг·град))	R 109(Ом·м)
20	2.06			7826
100	1.97	12	49	7804	469	251
200	1.87	12.9	49	7771	490	321
300	1.56	13.6	47	7737	511	408
400	1.68	14.2	44	7700	532	511
500		14.6	41	7662	553	629
600		15	38	7623	578	759
700		15.2	35	7583	611	922
800		12.7	29	7600	708	1112
900		13.9	28	7549	699	1156

деталь стакан резание станок

При изготовлении высокоточных металлических деталей основное место занимает механическая обработка резанием. В результате обработки резанием на поверхности изделий возникает пластически деформированный (наклепанный) слой. Наличие на поверхности изделий наклепанного слоя с нестабильной структурой и большим уровнем внутренних напряжений, зачастую существенно превышающим величину предела текучести неупрочненного материала, может приводить к значительному изменению размеров во времени, что особенно характерно для изделий сложной конфигурации и малой жесткости.

1.4 Анализ технологичности детали

Анализ конструкции детали на технологичность - это комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям.

Деталь направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление детали при обеспечении необходимого его качества. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной.

К детали предъявляют следующие требования:

1. По точности шероховатости и другим техническим требованиям;

2. По твердости: твердость детали 160 НВ;

3. По термообработке: деталь не подвергается термообработке.

Качественный анализ на технологичность:

Деталь - «стакан» представляет собой тело вращения и принадлежит к группе полых цилиндров.

Материал выбран с учетом эксплуатационных характеристик детали и стоимости самого материала. В качестве заготовки для данной детали используется трубный штампованный прокат. Данный вариант получения заготовки максимально приближает форму заготовки к форме готовой детали при небольшой стоимости заготовки. С точки зрения механической обработки деталь достаточно технологична. Она имеет простую форму (нет больших перепадов диаметров), для получения которой не требуется длительного цикла обработки. Форма детали может быть получена как на универсальном, так и на специализированном оборудовании.

Отверстия сквозные и это позволяет их обрабатывать с одного установа и напроход. На большинстве операций выполняются принципы базирования, что позволяет избежать появления погрешности базирования, влияющей на точность изготовления детали. Нетехнологичными элементами у данной детали являются:

- наличие цилиндрической поверхности диаметром 75Н8;

- наличие цилиндрической поверхности диаметром 110h9;

По твердости: 156…229НВ.

Проведя качественную оценку технологичности конструкции детали, определили, что доля нетехнологичных элементов не велика, поэтому деталь в целом можно считать технологичной.

2. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ И УСТАНОВОЧНЫХ БАЗ (ПРИВЕСТИ СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ)

Для разработки технологического процесса восстановления детали необходимо иметь:

- технические требования на восстановление детали;

- сведения о характере, размере и количестве дефектов,

- материале детали и термической обработке, требования о шероховатости поверхности.

Способ восстановления детали определяется геометрическими размерами и формой, материалом, твердостью, точностью восстанавливаемой поверхности.

Выбор рационального способа восстановления детали ведется по трем критериям: применимости, долговечности, экономичности.

Критерий применимости определяет принципиальную возможность применения различных способов восстановления по отношению к конкретной детали. Критерий долговечности определяет работоспособность восстанавливаемой детали. Критерий экономичности определяет себестоимость восстанавливаемой детали. Критерии долговечности и экономичности определяются по таблице.

Для восстановления изношенных поверхностей деталей применяется гальваническое покрытие металлами: хромирование, осталивание, меднение. Хром -- очень твердый металл серебристо-стального цвета. Гальваническим способом хром может быть нанесен на чугун, сталь, медь и алюминиевые сплавы. Толщина слоя хрома от 0,001 до 0,5 мм. Хромовый слой при обычных атмосферных условиях почти не окисляется и хорошо сопротивляется износу. Процесс хромирования состоит из подготовки деталей к хромированию, хромирования и обработки деталей после хромирования.

Подготовка к хромированию заключается в шлифовании и полировании деталей для получения правильной геометрической формы и чистоты поверхности, промывки в бензине, изоляции нехромируемых мест лаком, монтажа деталей на подвеску, обезжиривания, промывки и декапирования (удаления с поверхности тончайших окислов-невидимых пленок).

Процесс хромирования осуществляется в специальных ваннах с электролитом (раствором хромового ангидрида и серной кислоты в дистиллированной воде). Восстанавливаемая деталь является Катодом, анодом служит свинцовая пластина.

После хромирования детали моют в дистиллированной холодной и горячей воде, сушат в специальном шкафу при температуре 150-- 200 °С. Затем их подвергают окончательной механической обработке -- шлифованию и полировке.

Внутренние поверхности устраняют слесарно-механической обработкой или наплавкой.

При механических повреждениях стакан бракуют.

Дефект 1 износ поверхности будем восстанавливать операцией - наплавлние.

Дефект 2 износ поверхности будем восстанавливать операцией - наплавлние.

Дефект 3 износ поверхности будем восстанавливать операцией - хромирование.

Выбор технологических баз.

Правильное взаимодействие деталей в агрегате определятся соблюдением при их изготовлении ли ремонте не только требуемой точности размеров, качества обработки поверхностей, но и правильности взаимного расположения осей и отдельных поверхностей. Все это зависит от правильности выбора технологических баз при механической обработке детали.

Технологическая база - это поверхность (ось, точка) детали, посредством которой производится ее ориентация на станке или в приспособлении относительно режущего инструмента.

При выборе технологических баз необходимо руководствоваться следующими правилами:

· базовые поверхности должны быть наиболее точно расположены относительно обрабатываемых поверхностей;

· при обработке поверхностей деталей желательно соблюдать принцип постоянства баз, т.е. за технологические базы принимать поверхности, при установке на которые можно обработать все поверхности детали;

· необходимо стремиться, чтобы установка ремонтируемой детали на станке производилась по тем же базам, которые были приняты при изготовлении;

· при повреждении базовых поверхностей механическую обработку детали следует начинать с восстановления технологических баз;

· установка детали должна производиться по менее изношенным поверхностям;

· при отсутствии технологической базы, принято йпри изготовлении детали,вкачестве ее выбирают те поверхности, которые определяют положение детали в агрегате (конструкторские базы). При этом нужно стремиться, чтобы технологическая база совпадала с измерительной базой (принцип единства баз);

· если не предоставляется возможным обеспечить постоянство базы, в качестве новой технологической базы выбирают обработанные поверхности, обеспечивающие необходимую жесткость детали при ее обработке.

o Базы, отвечающие выше перечисленным требованиям, обеспечат точность механической обработки за счет исключения из общей погрешности обработки погрешности базирования.

o В качестве технологической базы при механической обработке принимают:

· для деталей класса "корпуса" - основную плоскость и два отверстия, расположенные на ней;

· для деталей класса "круглые стержни" - центровы еотверстия, реже - наружные поверхности;

· для деталей класса"полые цилиндры" - внутренние и наружные цилиндрические поверхности и их торцы;

· для деталей класса"диски" - наружные и внутренние цилиндрические поверхности, торец;

· для деталей класса "некруглые стержни" - поверхности стержня и головки, а затем отверстие и обработанные поверхности головки.

Рисунок 2.1 - Базирование при хромировании



Рисунок 2.2 - Базирование при наплавке

3. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ С ПОДБОРОМ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, ИНСТРУМЕНТА

Таблица 1. Технологический маршрут ремонта

№ операции	Наименование и содержание операции (по переходам)
Дефект1
005	Моечная операция
010	Токарная
015	Вибродуговая наплавка
020	Шлифовальная
Дефект2
005	Токарная
010	Вибродуговая наплавка
015	Токарная
020	Шлифовальная
025	Контроль
Дефект3
005	Токарная
010	Шлифовальная
015	Хромирование
020	Полировальная
025	Контроль

Выбор оборудования и технологической оснастки.

Токарная операция - процесс данной операции заключается в пропылении поверхностей до шероховатости Ra6.3 мкм. Для токарного станка будет применен токарный станок - L300LA. При обработке деталь будет закреплен в 3-х кулачковым патроне. В роли охладителя будет СОЖ Укронол - 1 (3…5%) ТУ39-101-197-76.

Шлифовальная операция - процесс данной операции заключается в предварительном шлифовании детали. Для шлифования будет применен круглошлифовальный станок - 3У12Ф. При обработке детали будет закреплен в рифленый центр 6152-0168/001 ГОСТ 267580, а с другой во вращающийся станочный центр 392840 ГОСТ 8742-75. В роли охладителя будетСОЖ Укронол - 1 (3…5%) ТУ39-101-197-76.

Сварочная операция (вибродуговая наплавка)

Процесс данной операция заключается в наплавкеповерхностейвибрирующимплавящимсяэлектродом(напр.,стальнойпроволокой). Исходя из габаритных размеров детали и пользуясь паспортными данными станков, выбираем токарно-винторезный станок 1к62 в комплекте с наплавочной головкой А400 и выпрямителем ВС-300.

Хромирование - данная операция заключается в нанесении хрома на изношенную поверхность.

Контрольная операция - процесс данной операции заключается в осуществлении контроля восстановленной поверхностей. Производим контроль всех размеров и шероховатостей.

Нужные размеры: Ш90,Ш75,Ш110

4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРИПУСКОВ И ДОПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Расчет припусков и назначение их величин по таблицам могут производиться только после выбора оптимального для данных условий технологического маршрута и выбора метода получения заготовки.

Расчет припусков на механическую обработку.

Толщина покрытия, наносимого на наружные цилиндрические поверхности определяется по формуле

,(2.1)

- толщина покрытия, мм;

- износ детали, мм;

- припуск на обработку перед покрытием, мм; (ориентировочно 0,1 ...0,3 мм на сторону);

- припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм (на сторону), (табл. 6).

Расчёт припусков и толщины восстанавливаемого слоя выполняем в следующей последовательности:

1) Исходя из заданных и выбракованных размеров детали определяем максимальную и минимальную величины износа рабочих поверхностей детали

,

,

где а_min, а_max - заданные размеры, мм; b_min, b_max - выбраковочные размеры детали, мм.

мм;

мм.

2). Для каждого технологического перехода записывают значение R_z, T, p, , . Величины допуска на размер находится по таблицам от класса точности.

3). После предварительной механической обработке перед восстановлением определяют припуски и предельные размеры детали.

,

,

,

,

Здесь и далее индексы при обозначении R_z, T, p, , показывают, с учётом качества каких поверхностей нужно определить значение этих параметров.

мм;

мм;

мм;

мм.

4). Определяем припуски на чистовую механическую обработку восстановленной детали и её предельные размеры после черновой обработки:

,

,

,

,

мм,

мм,

мм,

мм.

5). Определяем припуски на черновую обработку восстановленной детали и её предельные размеры после восстановления:

,

где d - диаметр обрабатываемого отверстия, мм; _отв. - допуск на диаметр обрабатываемого отверстия в зависимости от точности отверстия, мм.

,

,

,

мм,

мм,

мм,

мм.

6). Определим толщину наращиваемого слоя при восстановления детали:

,

,

мм,

мм.

7). Проверяем правильность расчёта припусков по каждому переходу и толщины восстанавливаемого слоя:

,

,

,

,

мм,

мм,

мм,

мм.

Строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ш75представленную на рисунке 5.



Рисунок 5 - Схема графического расположения припусков на обработку поверхности Ш75

5. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПО ОПЕРАЦИЯМ

Операция 010 Токарная.

Режущий инструмент: пластина 196613-0362-120612 Т15К6 ГОСТ 19048-80.

Глубина резания t=1,2 мм .

Подача на оборот S_о=0,4 мм/об, принимаем согласно рекомендациям [8] для чернового точения углеродистых сталей.

Стойкость инструмента Т=50 мин.

Скорость резания при точении определяется по формуле:

V=,(1.21)

где С_v, m, x, y - эмпирические коэффициенты.

Значения коэффициентов и показателей степени определяем по [5]:

С_V = 290; x = 0,15; y= 0,35; m = 0,2; T= 50 мин.

К_v=К_мv•К_пv•К_иv,(1.22)

К_{м v}=K_r=,(1.23)

где К_мv=0,77 - коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала (СТ35);

К_пv=0,9 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности.

К_иv=1 - коэффициент, показывающий, что сталь 35 обрабатываем инструментом из твердого сплава.

К_v=0,77•0,8•1=0,7;

V= =124 м/мин.

Частота вращения шпинделя:n=,(1.24)

n= мин^-1.

Принимаем ближайшую меньшую частоту согласно паспорта станка n=680 мин^-1.

Определим действительную скорость резания:

V_д=,(1.25)

V_д= м/мин.

Минутная подача:

S_м=S_о•n=0,4•680=272 мм/мин.(1.26)

Сила резания:

Р_z=10•С_р•t^x•S^y•Vⁿ•K_р ,(1.27)

где С_р, х, у, n - эмпирические коэффициенты, выбранные согласно рекомендациям [8].

К_р=К_мр•К_цр•К_гр•К_лр•К_rр,(1.28)

К_р=1,3•0,94•1•1•0,87=1,1,

К_мр== ,(1.29)

где К_мр, К_цр, К_гр, К_лр, К_rр - поправочные коэффициенты, учитывающие фактические условия резания.

Р_z=10•300•1,2•0,4^0,75•128,1^-0,15•1,1=962 Н.

Мощность резания:

N_р=,(1.30)

N_р=.

Хромирование

1. Основное время определяем по формуле

мин (2.2)

где: - толщина слоя покрытия на сторону с учетом припуска на шлифование, мм;

- плотность осажденного металла, г/см;

- электрохимический эквивалент - теоретическое количество металла, выделяющегося на катоде в процессе электролиза, г/Ач;

- плотность тока на катоде, А/дм

- коэффициент выхода металла по току

мин

Штучно-калькуляционное время при обслуживании оператором одной ванны определяем

(2.3)



где: - вспомогательное неперекрывающееся время на одну загрузку деталей в ванну, мин;

- число деталей на одну загрузку в ванну (зависит от размеров и формы деталей, принимается равным 10…30 шт.)

- коэффициент использования ванны за смену (при хромировании =0,75, при железнении =0,95);

- коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время и дополнительное время, равный для хромирования 1,16 для железнения 1,18

Учитывая, что основное времяпри гальваническом покрытии деталей обычно очень большое, вспомогательное неперекрывающееся время можно принять равным 0,2 от основного. Тогда штучно-калькуляционное время при гальванических работах можно будет определить по формуле

(2.4)

мин

Шлифование

Круглое наружное шлифование.

Шлифование хромированных деталей следует проводить электрокорундовым шлифовальными кругами при режиме: скорость резания 30…35 м/с, поперечная подача 0,002…0,005 мм на двойной ход стола, продольная подача 2…10 мм/об, расход охлаждающей жидкости не менее 25…30 л/мин.

Основное время определяем по формуле



(2.5)

где: - длинна хода стола или шлифовального круга, мм;

- припуск на обработку на сторону, мм;

- частота вращения обрабатываемого изделия, мин;

- продольная подача, мм/об;

- поперечная подача (глубина резания), мм;

- коэффициент, учитывающий износ круга и точность при шлифовании, значение которого можно брать: при черновом шлифовании 1,1…1,4 при чистовом 1,5…1,8

мин

ход стола

(2.6)

где: l- длинна обрабатываемой поверхности, мм;

- ширина (высота) шлифовального круга ПП60020305

мм;

частота вращения детали

где: - скорость изделия, м/мин;

- диаметр обрабатываемой детали, мм

об/мин

По паспорту станка 3Б151 =160 об/мин, регулируется бесступенчато 63/400 об/мин;

продольная подача

мм/об

поперечная подача

Принимаем по паспорту станка мм/ход стола

Вспомогательное время

мин

Дополнительное время

где: =9%

Штучное время

мин



6. НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ

Сварочная операция

1. Основное время на сварку определяем по формуле:

Т_о=, мин

где L - длина наплавляемой поверхности, мм;

n - частота вращения наплавляемой поверхности, ;

i - число проходов;

S - шаг наплавки.

Т_о1= = 1,56 мин

Т_о2= = 1,25 мин

Т_о = Т_о1+ Т_о2 ,мин

Т_о = 1,56+ 1,25 = 2,81 мин

2.Вспомогательное время определяется по формуле:

где Т_ву - вспомогательное время на установку и снятие, 0,7 мин согласно [8];

Т_в.вр- время на вращение, Т_в.вр= 1,8 мин, согласно[8];

Т_в =Т_ву + Т_в.вр = 0,7 + 1,8= 2,5 мин

3.Оперативное время определяется по формуле:

Т_оп = Т_о + Т_в = 2,81 + 2,5 = 5,31 мин



4.Дополнительное время определяется по формуле (15% от Т_оп [8]):

Т_д = Т_оп 15/100 = 5,31 Ч 0,15 = 0,8 мин

5.Штучное время определяется по формуле:

Т_шт = Т_оп + Т_д, мин

Т_шт= 5,31 + 0,8= 6,11 мин

6.Штучное калькуляционное время определяется по формуле:

Т_шт.к.= Т_шт +;

где - время на завершение операции, = 16 согласно

Т_ш..к=6,11 + = 6,34 мин



7. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ЗАГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПО МОЩНОСТИ, И ОСНОВНОМУ ВРЕМЕНИ

Для дефекта 1.

1. Определяем количество единиц оборудования по формуле [1]:

;

гдеN - годовая программа выпуска, шт.;

Т_шт.к. - штучно-калькуляционное время по операциям, мин.;

F_э - эффективный фонд времени, в часах.

2. Коэффициент загрузки станка определяется по формуле[1,стр.114]:

,

гдеm_пр - принятое число станков по операциям;

3. Коэффициент использования оборудования по основному времени определяется по формуле[1,стр.114]:

;

Произведем расчет для операции 015:

1. Определяем количество единиц оборудования по формуле [1]:



Принимаем 1 станок на операцию, т.е. m_пр=1.

2. Коэффициент загрузки станка определяется по формуле:

,

По аналогии могут быть рассчитаны показатели для всех остальных операций. По расчетам определения необходимого количества оборудования и его загрузки строим диаграммы загрузки и использования оборудования рисунок 5.1 и 5.2 соответственно.

Таблица 5.1 Расчет коэффициентов использования оборудования

№операции	То	Тшт	mp	mпр	зз	зи
005	5,49	6,74	0,29	1	0,14	0,81
010	5,1	6,01	0,26	1	0,13	0,85
015	5,31	6,34	0,29	1	0,16	0,81
020	6,28	6,947	0,29	1	0,2	0,81
?	16,97	27,75	26,1	4	0,63	3,28

3. Определяем средний коэффициент загрузки оборудования:

4. Определяем средний коэффициент использования оборудования по основному времени:



Диаграммы служат наиболее наглядным средством оценки технико-экономической эффективности разработанного технологического процесса.

Представим полученные данные на диаграмме:

Рисунок 5 - Диаграмма загрузки оборудования по мощности и основному времени.

8. СОСТАВЛЕНИЕ МАРШРУТНОЙ КАРТЫ

Разработка структуры маршрутно-технологического процесса восстановления стакана подшипника КППМТЗ-80.

Технологический процесс восстановления выполняют в следующей последовательности:

1. Очистка деталей от загрязнений и масла на разборочно-моечном участке.

2. Промывка деталей органическим растворителем для удаления масляной пленки, а также с целью более тщательной очистки деталей, особенно различных углублений, от загрязнений.

3. Изоляция не покрываемых поверхностей с целью защиты от осаждения на них металла, что сохраняет геометрические размеры поверхностей, предотвращает потери электроэнергии и металла.

4. Завешивание деталей в ванну с электролитом.

5. Обезжиривание.

6. Промывка детали горячей водой (70…80°С).

7. Промывка холодной водой.

8. Нанесение покрытия

9. При определении необходимой толщины покрытия учитывают припуск на последующую механическую обработку, принимаемый равным 0,1…0,2 мм на диаметр для шлифования.

10. Промывка горячей водой (60..70°С).

11. Демонтаж детали с подвесок и снятие изоляции

12. Контроль качества покрытий: внешний осмотр поверхности, определение твердости покрытия, замер диаметров детали, определение прочности сцепления покрытия с деталью.

13. Механическая обработка до необходимого размера и шероховатости поверхности.

14. Мойка и контроль

9. СОСТАВЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ КАРТЫ

Таблица 1. Технологический маршрут ремонта

Наименование и содержание операции (по переходам)	Оборудование	Приспособление и вспомогательный инструмент	Инструмент
			Режущий, слесарный	Измерительный
Моечная операция	Машина мойки	-	-	-
Токарная 1. Установить деталь в патрон и закрепить. 2. Пропылить изношенную поверхность до Ra 6.3 мкм Ш91мм	L300LA	3-х кулачковый патрон	Резец токарный Ghir252501	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Вибродуговая наплавка 1. Установить деталь в приспособление. 2. Наплавить поверхность до размера Ш89.5±0,5мм на длину 19 мм.	L300LA 381161) Наплавочная головка А409, Выпрямите ль ВС-300	Рифленый центр 6152-0168/001 ГОСТ 2675-80 Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Лента 50-2-04 ГОСТ 2284-79 Шкурка ЛСУ 600Ч30 14А25Н ГОСТ 13344-79	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Шлифовальная 1.Установить деталь в патрон и закрепить. 2.Отцентрировать деталь по наружной поверхности с точностью до 0,05 мм. 3.Шлифовать внутреннюю поверхность Ш90на длину 42 мм. 4. Проверить размер	Шлифовальный станок 3У12А	Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Шлифовальный круг ПП 600Ч60Ч305 24А25С17К5 35 м/с с А - 1 кл. ГОСТ 2424-83 СОЖ Укринол-1 ТУ 38-101-197-76	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Токарная 1. Установить деталь в патрон и закрепить. 2. Пропылить изношенную поверхность до Ra 6.3 мкм Ш75.3 мм	L300LA	3-х кулачковый патрон	Резец токарный Ghir252501	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Вибродуговая наплавка 1. Установить деталь в приспособление. 2. Наплавить поверхность до размера Ш74.1±0,5мм на длину 11 мм.	L300LA Наплавочная головка А409, Выпрямите ль ВС-300	Рифленый центр 6152-0168/001 ГОСТ 2675-80 Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Лента 50-2-04 ГОСТ 2284-79 Шкурка ЛСУ 600Ч30 14А25Н ГОСТ 13344-79	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Токарная 1. Установить деталь в патрон и закрепить. 2. Пропылить изношенную поверхность доразмера Ш74.9 мм на длину 19 мм	L300LA	3-х кулачковый патрон	Резец токарный Ghir252501	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Шлифовальная 1.Установить деталь в патрон и закрепить. 2.Отцентрировать деталь по внутренней поверхности с точностью до 0,05 мм. 3.Шлифовать внутреннюю поверхность Ш75на длину 11 мм. 4. Проверить размер	Кругло-шлифо-вальный станок 3У12А	Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Шлифовальный круг ПП 600Ч60Ч305 24А25С17К5 35 м/с с А - 1 кл. ГОСТ 2424-83 СОЖ Укринол-1 ТУ 38-101-197-76	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Контроль	-	-	-	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Токарная 1. Установить деталь в патрон и закрепить. 2. Пропылить изношенную поверхность до Ra 6.3 мкм	L300LA	3-х кулачковый патрон	Резец токарный Ghir252501	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Шлифовальная 1.Установить деталь в патрон и закрепить. 2.Отцентрировать деталь по наружной поверхности с точностью до 0,5 мм. 3.Шлифовать наружную поверхность Ш109,5 на длину 30±0,42 мм. 4. Проверить размер	Кругло-шлифо-вальный станок 3У12А	Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Шлифовальный круг ПП 600Ч60Ч305 24А25С17К5 35 м/с с А - 1 кл. ГОСТ 2424-83 СОЖ Укринол-1 ТУ 38-101-197-76	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Хромирование 1. Хромировать наружную поверхность в размерШ110,05 мм	Хромированная ванна	Установочное приспособ.	-	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Полировальная 1.Установить деталь в патрон и закрепить. 2.Отцентрировать деталь по наружной поверхности с точностью до 0,05 мм. 3.Полировать наружную поверхность Ш110мм 4. Проверить размер	Полировальныйстанок ОШ160	Центр станочный вращающийся 392840 ГОСТ 8742-75	Шлифовальный круг ПП 600Ч60Ч305 24А25С17К5 35 м/с с А - 1 кл. ГОСТ 2424-83 СОЖ Укринол-1 ТУ 38-101-197-76	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88
Контроль	-	-	-	Штангенциркуль ШЦ-П-125-0,1 ГОСТ 166-88

10. СОСТАВЛЕНИЕ КАРТЫ ЭСКИЗОВ

Составим карту эскизов для Дефекта 1.

Операция 005- Моечная

Операция 010 - Токарная

Операция 015 - Наплавочная

Операция 020 - Шлифовальная



11. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ИЛИ СТЕНД, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЛИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

11.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ

Трехкулачковый самоцентрирующий патрон с ручным зажимом самоераспросраненное устройство для крепления деталей на токарныхстанках.

Основные детали трехкулачкового патрона с ручным зажимом:

корпус из чугуна или стали, который у этого патрона состоит из двух частей, а данной конструкции из одной. Во внутренней части корпуса патрона

находится деталь один торец которой выполнен в форме конической шестерни, а на другом торце нарезана архимедова спираль. Эта деталь называется спиральный диск, который еще называют технически-жаргонно -

архимедовой спиралью, спиралью, улиткой, планетаркой. Малых конических шестерен с гнездом для ключа в патроне может быть отодной до нескольких.

Как правило комплектов кулачков у патрона два - прямые кулачки для крепления деталей на сжим и разжим и обратные кулачки для крепления на сжим деталей с большими диаметрами. Многие производители вводят в стандартный набор патрона, или поставляют отдельно еще и комплект кулачковых реек на которые могут крепиться произвольные по формам насадки из незакаленной стали. Эти сменные насадки принято называть сырыми кулачками.

По точности центрирования патроны могут быть разных классов. Класс 1 по стандартам DIN или класс "А" по ГОСТу самый высокие по точности.

Кроме трехкулачковых самоцентрирующих патронов, существуют патроны,также самоцентрирующие, но с двумя, четырьмя и шестью кулачками.

Устройство и принцип работы.

Около одного из гнезд для ключа на патроне стоит метка "0". Для большей видимости это гнездо обычно метится станочником дополнительно. Чтобы центрирование патрона было более стабильным, зажим патрона выполняется только одним этим гнездом для ключа. Другие гнезда могут использоваться для менее ответственных по точности центрирования зажимов.Кулачки патрона, например, диаметром 250мм при максимальном усилии рук развивают давление до 4,5 тн. Несоразмерное усилие зажима патрона может привести к браку детали, выраженному в смятии ее чистовой поверхности, деформации тонкостенной детали, а может и просто сломать хрупкий материал детали. Другая сторона несоразмерности усилия, а именно недостаточно надежный зажим может привести к вырыванию детали из кулачков силами резания или к провороту детали в кулачках. Поэтому следует применять различные усилия зажатия деталей в зависимости от условий их обработки. Заводские ключи имеют равноплечий рычаг. Многие станочники делают этот рычаг неравноплечим, а именно под левую руку более короткое плечо рычага, а более длинный рычаг - для правой руки. Это дает выигрыш в силе зажатия при меньшей нагрузке на руки. Менять на ключе рычаг не более длинный и использовать для удлинения рычага трубу трубу не допустимо, так как это может к излому деталей патона. Эксплуатировать патрон, в диапазонах раствора кулачков, при которых спираль диска даже частично выходит из зацепления с гребенками кулачков, нельзя во избежании излома гребенок или спирали. При необходимости следует применить кулачки другого вида - обратные или специальные сырые.



Рисунок 6 -Патрон 3-х кулачковый

11.2 РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ

Определим диаметррезьбы винта кулачков, если максимальная нагрузка осеваяF = 25 кН.

Материал винта, класса прочности 4.6. Нагрузка непостоянная.

Для резьбового соединенияс неконтролируемым усилиемпринимаем[S] = 3 в предложении, что наружный диаметр резьбы находится в интервале 16. . . 30 мм.

Примем = 240 Мпа .

Допустимое напряжение растяжения

[] = , МПа(3.1)

[] = = 80 (МПа)

Расчётная нагрузка

F= 1,3 · F, кН(3.2)

F= 1,3· 25 = 32,5 (кН)

Расчётный диаметр резьбы

d= , мм(3.3)

d= = 19,8 (мм)

Принимаем резьбу М20 с шагом Р = 1,5 мм .

11.3 РАСЧЕТ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ НА ТОЧНОСТЬ

При расчете точности необходимо определить погрешности изготовления и сборки элементов приспособления в зависимости от параметров, заданных в чертеже детали, а именно:

- Допуск на размер 110 мм на диаметр согласно ±t₂/2 составит ;

- Отклонение от перпендикулярности плоскостей не более 0,05/100.

Определим допустимую погрешность изготовления патрона обеспечивающую получение размера .

Половине допуска на это расстояние д, при условии, что середины полей допусков в деталях и кондукторной плите совпадают, определяется по формуле:

д=д+S

где д₁- допуск на расстояние от торца детали до края шпоночного паза (д₁₌0,31);

S-максимальный радиальный зазор между постоянной заготовкой и инструментом.

Принимаем наибольшее отклонение от номинала фрезы как сумму максимальной величины разбивки и допуска на неточность изготовления, равную полю допуска.

Таким образом, .

Тогда .

Погрешность настройки станка.

Допуск на размер, определяющий положение установочной поверхности относительно оси инструмента (по чертежу общего вида размер 10±0,3) _н1 = 0,04 мм.

Погрешность метода обработки.

Суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических неточностей станка в данном случае оказывает влияния на точность выполнения данного размера, т.к. в процессе обработки не применяются направляющие элементы.

Суммарная погрешность

Следовательно, условие обеспечение точности выполняется (0,103 мм 0,122 мм).

Погрешность установки заготовки в приспособлении.

Погрешность плиты кондукторной плиты на параллельность составляет 0,05 мм, на плоскостность 0,05мм.

Погрешность подставки под призму на параллельность составляет 0,03 мм, на плоскостность 0,05мм.

Погрешность самой призмы на параллельность составляет 0,03 мм, на угловой размер составляет 0,04мм.

Погрешность базирования для неуказанного на рабочем чертеже допуска симметричности в данном случае равна нулю, т.к. проекции конструкторской и технологической баз на направление выполнения размера совпадают:

Погрешность закрепления равна нулю, т.к. сила закрепления направлена перпендикулярно выполняемому размеру:_з = 0.

Погрешность при изготовлении и сборке установочных элементов в данном случае определяется неточностью установки призм, т.е.:

Погрешность, возникающая вследствие износа установочных элементов приспособления в данном случае равна нулю, т.к. износ опорных поверхностей опорной призмы осуществляется симметрично, а, следовательно, не оказывает влияние на точность выполнения размера:

Таким образом:

Следовательно:

12. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ

12.1 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАБОТ

Отделения и цехи размещают на первом этаже в изолированных помещениях высотой не менее 5 метров, под стены которые покрывают керамической плиткой на высоте 1,5 метра. Помещения оборудуют приточно-выхлопной вентиляцией и местным отсосом у каждой ванны. Приток свежего воздуха должен составлять не менее 90% объема отсасываемого воздуха в час. В зимнее время должно работать паровое или водяное отопление, не допускается использовать печи.

В помещении ванн запрещается принимать пищу и курить. Источники тока следует заземлять во всех помещениях, в которых находятся ванны.

Запрещается работать в гальваническом цехе без халата из кислостойкой ткани, прорезиненного фартука, резиновых сапог, резиновых перчаток и защитных очков, выходить из цеха в спецодежде в столовую или служебное помещение.

Кислоту в ванну заливают только после заполнения её водой до специальной отметки.

Запрещается нагревать ванну с раствором серной кислоты свыше 65 градусов, а воду содержащую соляную кислоту, выше 40 градусов. Добавлять химикаты в ванну можно только с разрешения мастера. Для предотвращения брызг детали следует помещать плавно без рывков. Для деталей массой более 20 кг принимают подъемные устройства.

Запрещается выливать в канализацию обработанные растворы гальванических ванн без их нейтрализации.

Бутылки с кислотами и щелочами хранят в деревянной таре. При попадании кислоты или щелочи на кожу рук необходимо немедленно обработать её обильной струей воды, а при попадании на кожу хромового раствора. Раствором состоящим из 1 части спирта , 1 части соляной кислоты и 2 частей воды.

1. Требования безопасности к слесарю во время работы

1.1. При пользовании ручным слесарным инструментом:

1.1.1. Пользуйтесь только исправным инструментом и приспособлениями. Применяйте их только по назначению.

1.1.2. При обработке деталей в тисках надежно зажимайте обрабатываемую деталь.

1.1.3. Не работайте напильником без ручек или треснутыми, расколотыми ручками.

1.1.4. Инструмент в инструментальный ящик укладывайте так, чтобы концы его были направлены в сторону внутренней стенки ящика, а в сумку - ручкой наружу.

1.1.5. При работе ключами с тарированным усилием следите, чтобы усилие при затяжке гаек, болтов (винтов) на превышало величин, указанных в требованиях чертежей, технических условий, техпроцессов.

1.1.6. Соблюдайте осторожность, не допускайте срыва ключа с гайки, головки болта.

1.1.7. При работе съемника соблюдайте осторожность, поддерживайте снимаемую деталь, чтобы не допустить ее падения.

1.1.8. При правке, (рихтовке) деталей предохраняете руки от ударов молотка, кувалды и заусенцев. Работаете в рукавицах.

1.1.9. Отвертывать или завертывать болты, гайки путем удлинения гаечных ключей вторыми ключами или трубами удлинителями - запрещается.

Охрана окружающей среды

Защита окружающей среды - это комплексная проблема, требующая усилий специалистов многих специальностей. Наиболее эффективной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям.

Важным направлением экологии промышленного производства следует считать совершенствования технологического процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровнем выбросов, примесей и отходов в окружающую среду; экологическую экспертизу всех видов производства и промышленной продукции; замену токсичных отходов на нетоксичных; широкое применение дополнительных методов и средств защиты. В качестве дополнительных методов средств защиты применяют: аппараты для очистки газовых выбросов, сточных вод от примесей; глушители шума при выбросе газов в атмосферу. Эти средства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях.

12.2 УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ

В настоящее время комплексное использование техногенных отходов металлургических комплексов приобретает особое значение в связи с ростом экологических проблем и снижением уровня содержания целевых компонентов в исходном сырье.

Проблема получения металлического железа весьма остро стоит вследствие истощения традиционных источников получения этого металла и перехода к интенсивным технологиям. Это обусловлено появлением большого количества железосодержащих отходов, в частности растворов травления, содержащих значительное количество ионов металла. Основная масса порошков железа изготавливается с использованием традиционного сырья (сталь, окалина, металлическая губка). Однако, как утверждают специалисты, будущее за прямым получением порошков из руд, концентратов, отходов металлургии и химической промышленности.

Из всех видов исходного сырья лишь немногие (стружка, лом, скрап и т. д.) содержат главный компонент - железо в металлическом состоянии. В большинстве же случаев железо в исходном состоянии находится в окисленной форме.

Большое количество железа содержится в отработанных промышленных растворах: растворах травления, химического и электрохимического полирования, электролитах железнения и т. д. Это позволяет рассматривать их как потенциальные источники получения металлического железа. Актуальность этой проблемы обусловлена еще и тем, что при нынешних темпах производства и потребления железа в ближайшие 50 лет мировые запасы богатых железных руд начнут исчерпываться.

Железо в отработанных промышленных растворах содержится, в основном, в степени окисления (III). Восстановление ионов железа (III) до металла возможно при использовании электролиза или водорода. Электролиз идет достаточно продолжительное время (до 120 часов), что обусловливает значительные затраты энергии и материалов. Восстановление водородом проводят в реакторе - автоклаве при высоком давлении и температуре. Этот метод характеризуется взрыво - и пожароопасностью.

Применяемые для получения железа в свободном состоянии традиционные восстановители - водород, гидрид кальция, тетрагидридоборат калия или натрия, а также электрический ток - не всегда могут быть использованы с достаточной степенью эффективности. Наиболее простым, относительно недорогим и малоэнергоемким можно считать электрохимический метод.

Наиболее массовыми отходами являются:

-окалина;

-шламы различного происхождения;

-железосодержащая пыль.

В ряде случаев возвращение таких отходов в рецикл производства не целесообразно вследствие их загрязнения разнообразными ингредиентами органическими и неорганического происхождения. Поэтому в некоторых случаях целесообразно проводить утилизацию этих техногенных отходов с учетом их химического состава и получением ликвидной товарной продукции.

В этой связи можно предложить следующие процессы переработки:

-получение химических реактивов на основе железа достаточно высокой квалификации;

-получение железного порошка или композиций на его основе с заданными физико-химическими и физико-механическими характеристиками;

-синтез коагулянтов для очистки природных и сточных вод;

-получение компонентов и материалов для строительства, включая дорожное

Предложенный комплекс мероприятий позволит извлекать железо из растворов его соединений с содержанием ?2%. При этом в ряде случаев возможно получение железа в элементном состоянии, которое может быть использовано как в дисперсном, так и в компактированном состоянии. Эффективность процесса выделения железа составляет >90-95%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данной работы была достигнута поставленная цель, т.е. разработан технологический процесс восстановления детали "Стакан" и были решены задачи:

1. Разработан ремонтный маршрутный восстановления детали путем выбора технологических операций, технологических переходов, оснащения, произведен расчет режимов резания, рассчитана норма основного времени. Были подобраны все станки для каждой технологической операции.

2. Разработаны операционные эскизы технологического процесса.

Для разработки дипломного проекта использовалось программное обеспечение:

MicrosoftWord'2010 - пояснительная записка.

MicrosoftExcel'2010 - таблицы ТЭП, диаграммы.

Компас-3DV15.1 - операционные эскизы, чертежи,иллюстрации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник технолога машиностроителя. 1 том. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М. : Машиностроение, 1985.

2 . Процессы формообразования и инструменты. Гоцеридзе Р.М. - М. : Издательский центр «Академия», 2006.

3. Приспособления для металлорежущих станков.М.А. Ансеров. - Машиностроение, 1986.

4. Технологическое оборудование машиностроительных производств.А.Г. Схиртладзе, «Высшая школа»; 2002г.

5. Технологическая оснастка. Б.И. Черпаков. - М. : Издательский центр «Академия», 2003.

6. Сборник задач и примеров по резанью металлов и режущему инструменту.

7.Н.А. Нефёдов и К.А. Осипов - М. : машиностроение, 1990.

8. А.Г. Косилова и Р.К.Мещерякова "Справочник технолога-машиностроителя" 2 том, изд. Москва "Машиностроение" 1986г.

Размещено на Allbest.ru

...