Технологическая подготовка производства детали "Уголок"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску продукции необходимого качества при установленных сроках, объеме производства и затратах. Содержание и объем ТПП зависят от типа производства, конструкции и назначения изделия. Под технологической готовностью понимается наличие полного комплекта технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для производства новых изделий.

Работа регламентируется стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП). Она определяет порядок организации и управления ТПП, предусматривает разработку и широкое применение прогрессивных технологических процессов, использование унифицированной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и организационно-управленческих работ. Комплекс стандартов делится на пять групп.

Группа 0 включает стандарты, излагающие общие положения системы, основные требования к ТПП, термины и определения основных понятий, порядок оценки технико-экономического уровня ТПП.

В группе 1 представлены стандарты, определяющие правила организации и управления ТПП, выбора стадий разработок документации, формирования организационных структур, правила моделирования систем и автоматизированного решения задач, организации инструментального хозяйства.

В группе 2 объединены стандарты, регламентирующие правила обеспечения технологичности конструкций изделий в целом, а также по их видам и стадиям разработки, состав показателей технологичности и правила их выбора, порядок введения технологического контроля конструкторской документации.

Группа 3 представляет стандарты, излагающие порядок разработки и применения технологических процессов, средств технологического оснащения, правила выбора и применения оборудования, оснастки, средств контроля, механизации и автоматизации производственных процессов, правила организации автоматизированного проектирования процессов и средств оснащения.

Группа 4 включает стандарты, определяющие правила применения технических средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ, программирования и алгоритмизации решения задач, организации информационного, математического и технического оснащения, правила сформирования комплексно-автоматизированных систем, выбора объектов и очередности автоматизации решения задач ТПП- разработка документации по организации управления ТПП выполняется в три стадии: разработка технического задания, технического и рабочего проектов.

При разработке технического задания выполняется организационно-технический анализ существующих методов и средств ТПП, разрабатываются предложения по организации, планированию и управлению.

В техническом проекте приводится общая структурная схема подготовки производства и оргструктура служб, основные положения по организации работ; выполняются унификация и стандартизация форм

документов: разрабатываются технические задания на автоматизацию решения задач по ТПП.

В рабочем проекте излагаются информационная модель ТПП, положения и должностные инструкции, даются решения по типизации и стандартизации технологических процессов, унификации технологической оснастки; выдается рабочая документация для решения задач на ЭВМ.

Технологическая подготовка производства имеет два направления: для освоения производства нового изделия и для совершенствования технологического процесса, не связанного с изменением конструкции изделия. Каждое направление имеет свои задачи, содержание и перечень работ, который зависит прежде всего от вида продукции и назначения технологического процесса. Применяются три формы организации работ по технологической подготовке производства: децентрализованная, централизованная и смешанная. На предприятиях единичного и мелкосерийного производства ТПП выполняется децентрализованно. Отделы главного технолога (ОГТ). главного сварщика (ОГС), главного металлурга (ОГМет) осуществляют методическое руководство, проводят работы по типизации технологических процессов и унификации оснастки. Все остальные работы возлагаются на технические бюро цехов. На предприятиях крупносерийного и массового производства ТПП обычно ведется централизованно -- в ОГТ, ОГС, ОГМет. Цеховые бюро занимаются в основном внедрением разработанных технологических процессов. При серийном типе производства чаще используется смешанная форма организации ТПП, при которой бюро выполняют разработку операционных технологических процессов.

Основные этапы технологической подготовки производства:

предварительная проработка технической документации; разработка

межцеховых технологических маршрутов; разработка операционных процессов; проектирование специальной оснастки и оборудования; выполнение технологической планировки; расчет норм расхода материалов и определение потребности в трудовых и материальных ресурсах; отработка и сдача технологического процесса производственным цехам.

Перед разработкой технологического процесса документация проходит предварительную проработку, в которой участвует большинство служб завода. Выполняются технологический контроль чертежей и проработка их на технологичность, определяются объемы работ, сроки, затраты, экономическая эффективность, возможность обеспечения материальными, трудовыми и финансовыми ресурсами.

Непосредственно технологическая подготовка начинается с разработки межцеховых технологических маршрутов (расцеховка), которые устанавливают последовательность прохождения заготовок, деталей, сборочных единиц по производственным подразделениям. В условиях единичного и мелкосерийного производства, при универсальном оборудовании и оснастке, высокой квалификации рабочих разработка маршрутной технологии часто оказывается достаточной для изготовления деталей и сборки изделия.

В серийном и массовом типах производства необходима в разработка подробных операционных процессов. Организационная схема проектирования зависит от оригинальности технологических решений. Имеется порядок разработки рабочих технологических процессов на базе типовых решений и процессов, с индивидуальными технологическими решениями.

В данной курсовой работе будет рассматриваться технологическая подготовка производства детали «Уголок».

1. Конструктивно-технологический анализ исходных данных

Деталь представляет собой гнутый неравнополочный уголок с двумя отверстиями диаметром 5,2 мм на расстоянии 9 мм от торца полки и межосевым расстоянием между ними 34±0,2 мм в одной полке, двумя отверстиями диаметром 3,1 мм на расстоянии 5 мм от торца полки и межосевым расстоянием между ними 30±0,1 мм в другой полке и вырезом радиусом 8 мм со стороны большей полки.

Габаритные размеры детали 49х18х9. Уголок изготавливается из листа АМг3М-1,0. Сплав АМг3М применяют для сварных и клепанных элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии. М в маркировке означает отожженный. Сплав содержит 3,2 - 3,8% магния, 0,3 - 0,6% магния, 0,5 - 0,8% кремния, примесей не менее 0,05% меди, 0,5% железа, 0,2% цинка, у_в = 230 Мпа, у_т = 120 Мпа. Радиус гибки при формообразовании равен 1,6 мм, что больше минимально допустимого; деталь имеет шероховатость по обрезам Rz40, остальная поверхность в состоянии поставки и не обрабатывается.

Покрытие детали осуществляется при помощи анодного оксидирования с последующим наполнением хромпиком. Перед покрытием детали следует произвести ударное клеймение. Чертёжный номер маркируется на бирке тушью.

Неуказанные предельные отклонения размеров, формы и расположения поверхностей производится по 14 квалитету.

2. Разработка технологического процесса

Так как деталь мелкогабаритная, программа выпуска 5000шт./год, выбирается гибка в штампе.

Фиксация возможна на отверстие и на контур. Выбираем фиксацию на контур, так как в данном случае это уменьшает трудоёмкость на изготовление.

В нашем случае припуски не нужны, так как заготовка высчитывается с высокой точностью, и смещение при гибке исключено.

Рисунок 1- Схема V-образной гибки

2.1 Расчет усилия пресса для гибки

Р_пресса = Р_{своб.гибки}, (1)

где - Р_{своб.гибки}- усилие свободной гибки, т.

В свою очередь усилие свободной гибки рассчитывается по формуле:

Р_{своб.гибки} = 1,25 • В_r• s•К_г•у_в, (2)

где 1,25 - коэффициент запаса, учитывающий колебания в толщине материала, трение между скользящими плоскостями детали и рабочими частями штампа, а также упрочнение в результате наклепа.

В_r - сумма длин линий сгиба, которые обеспечиваются за одну операцию, мм;

s - толщина материала, мм;

К_г - коэффициент, определяемый по таблице;

у_в - временное сопротивление разрыву, Н/мм².

В_г= 49 мм, s=1 мм, К_г=0,25, у_в= 230Н/мм².

Р_{своб.гибки}= 1,25 • 49 · 1 · 0,25 · 230 = 3521,88

Окончательно принимаем 3,5т.

По результатам расчётов выбираем пресс КД-2118(кривошипный), с номинальным усилием 6,3т., закрытой высотой 180 мм., размер стола 360Ч280 мм., ход ползуна 5ч50 мм.

2.2 Расчет развертки детали

l_разв. = l₁ + l₂ + l₃, (4)

l₁ = 18-1-1,6 = 15,4 мм;

(5)

мм;

l₃ = 9-1-1,6 = 6,4 мм.

l_разв. = 15,4 + 3,17 + 6,4 =24,97 мм;

Рисунок 2 - Схема расчета развертки

Округляем полученное значение до целого числа - 25 мм.

Существует несколько видов раскроя (раскрой на ножницах, раскрой на фрезерных станках, раскрой в штампах). В нашем случае, учитывая форму,

небольшие габариты детали и программу выпуска, рациональнее всего будет остановить свой выбор на раскрое в штампе. Раскрой в штампе позволит значительно сократить время на изготовление изделия, а также позволит обеспечить наибольшую точность изготовления формы детали.

Рисунок 3 - Схема завершения вырубки

При программе 5000 шт./год выбирается инструментальный штамп открытого типа для вырубки на провал, с жестким съёмником, рабочий поясок матрицы(h) 4 мм.

2.3 Расчет усилия пресса для вырубки

2.3.1 Усилие пресса для вырубки рассчитывается по формуле

(6)

где Р - технологическое усилие, Н;

Р_прж - усилие прижимного устройства, Н;

Р_пд - усилие продавливания, Н.

2.3.2 В свою очередь технологическое усилие рассчитывается по формуле

(7)

где L - периметр контура вырубки, мм;

s - толщина вырубаемого материала, мм;

- сопротивление срезу, Н/мм².

Рисунок 4 - Схема расчета периметра

L = 25 + (49-6) + 8,5 + (25-6) + (49/2-8-1) + (3,14•1/2) + (12-8-1) + (3,14•8) + +(12-8-1) + (3,14•1/2) + (49/2-8-1) + 2•(2•3,14•2,6) +2•(2•3,14•1,55) =

25 + 43 + 8,5 + 19 + 15,5 + 1,57 + 3 + 25,12 + 3 + 1,57 + 15,5 + 32,66 + 19,47= =212,89 мм;

(8)

Так как у_в = 230 Н/мм², то, у_ср = 230• 0,86 = 197,8 тогда

Р = 212,89 • 1 • 197,8 = 42109,64

Приближенно принимаем 4,2 т.

2.3.4 Усилие прижимного устройства определяется по формуле:

(9)

где - удельное усилие, Н/мм².

В нашем случае q_прж = 10Н/мм², значит,

Р_прж = 212,89 • 1 • 10 = 2128,9 Н

Р_прж=Р_пд, следовательно,

Р = 42109,64 + 2128,9 + 2128,9 = 46367,442

Окончательно принимаем Р = 4,6 т.

По результатам расчётов также выбираем пресс КД-2118(кривошипный), с номинальным усилием 6,3т., закрытой высотой 180 мм., размер стола 360Ч280 мм., ход ползуна 5ч50 мм.

2.4 Оптимальную схему раскроя полосы в каждом конкретном случае определяют путем анализа нескольких вариантов

При выборе раскроя полосы следует учитывать возможность последующей гибки вырубленной (отрезанной) заготовки и располагать ее на полосе таким образом, чтобы линии сгиба размещались перпендикулярно направлению волокон прокатки или под некоторым углом.

Раскрой должен обеспечить высокое качество деталей, высокую производительность (низкую трудоемкость), простоту конструкции штампа и высокую стойкость его рабочих частей, а также удобство и безопасность работы. деталь уголок пресс гибка

Раскрой листа на полосы осуществляется по трем схемам: продольная, поперечная, наклонная (косая) с учетом КИМ, производительности процесса

резки. Для нашего случая применимы только продольный и поперечный раскрой, т.к. заготовка детали имеет простую прямоугольную форму. Продольный раскрой всегда производительнее поперечного, поэтому заготовка будет располагаться продольно.

2.4.1 Вырубка в штампе выполняется из полосы длинной 700 мм., и шириной полосы (ШП), рассчитанной по формуле

ШП = L +2д+?П, (10)

где L = 49 мм; д = 1,5 мм; ?П = 0,6 мм (по таблице ).

ШП = 49 + 3 + 0,5 = 52,5 мм.

2.4.2 Шаг штамповки Т определяется по формуле

Т = L + д₁ , (11)

Т = 25 + 1 = 26 мм.

Согласно ГОСТ 18970-84, мерой эффективности раскроя служит коэффициент использования материала (КИМ).

2.4.3 Рассчитаем коэффициент использования материала (КИМ) по формуле

, (12)

где F_д- площадь детали;

n_д- количество деталей;

F_заг- площадь заготовки.

Рисунок 4 - Схема раскроя листа

Выбирается сортамент листа 1400Ч700, раскрой полос из листа осуществляется за счёт гильотинных ножниц.

2.4.3.1 Cначала определяется количество полос в заготовке

Количество полос n_полос рассчитывается по формуле :

, (13)

где ДЛ - длина листа.

.

2.4.3.2 Количество деталей в полосе определяется по формуле

(14)

где ШЛ - ширина листа.

.

2.4.3.3 Находится общее количество деталей из полосы по формуле

n_д = n_полос • n_{д.полосе} , (15)

n_д = 26 • 26 = 676 шт.

2.4.3.4 Площадь листа F определяется по формуле

F = а • в, (16)

где а - длина листы,

в - ширина полосы.

F = 1400 • 700 = 980000 мм²,

Рисунок 5 - Схема расчета площади детали

2.4.3.5 Полезная площадь одной детали рассчитывается по формуле

F_д = f₁ + f₂ + f₃ + f₄ + f₅ + f₆ + f₇ +f₈ + f₉ + f₁₀ , (17)

f₁ = ((49/2 -8-1) • (25 - 1)) - 3,14 • (5,2)² /4 - 3,14 • (3,1)² /4 = 372 - 21,23 - 7,5 = =343,23 мм² ,

f₂ = (8 + 1 + 1) • (25 - 12) = 130 мм² ,

f₃ = ((49/2-8-1) • (25-1)) - 3,14 • (5,2)² /4 - 3,14 • (3,1)² /4 - 18 = 325,23 мм²

f₄ = f₁₀ = (49/2-8-1) • 1 = 15,5 мм² ,

f₅ = f₉ = 0,25 • (3,14 • 2 /4) = 0,62 мм² ,

f₆ = f₈ = (12-8-1) • 1 = 3 мм² ,

f₇ = (8 + 8 + 1 +1) • 8 - 0,5 • (3,14 • 16² /4) = 144 - 100,48 = 43,52 мм²

F_д = 343,23 +130 +325,23 +15,5 +0,62 + 3 +43,52 +3 +0,62 +15,5 = 880,22 мм² ,

Выбирается небольшой сортамент листа 1400Ч700, так как больший размер неудобен в работе.

Термообработки детали не выполняется, т.к. сплав АМг3 относится к термически неупрочняемым сплавам. Клеймение осуществляется ударным способом, до покрытия на внутренней стороне стенки. Выполнение отверстия производиться вместе с вырубкой заготовки, до выполнения формообразования.

Контроль выполняется рабочим после каждой операции, кроме этого обязателен входной контроль материала и окончательный контроль БТК, после которого ставиться клеймо окончательной сдачи.

3. Проектирование технологической оснастки

Исходными данными для проектирования оснастки являются: чертёж детали, техническое задание на проектирование оснастки, годовая программа выпуска 5000 шт/год.

В данном случае используется гибка с подчеканкой. Фиксация при гибке производится на контур детали.

При V-образной гибке основным определяющим размером пуансона и матрицы является их рабочий угол

ц_п = ц_м = ц_г + Д ц , (18)

где ц_г - требуемый угол гибки детали;

Дц - угол пружинения.

В нашем случае гибка производится с подчеканкой, поэтому не учитывается угол пружинения, Дц = 0.

Радиус закругления пуансона r_п принимают равным требуемому

радиусу закругления r штампуемой детали, указанного на ее чертеже, т.е. в нашем случае r_п = 1,6 мм.

Радиус закругления матрицы находится по формуле

r_м = (0,6…0,8)(r_п + s), (19)

r_м = (0,6…0,8)(1,6 + 1) = 0,7 • 2,6 = 1,8 мм.

Радиус закругления на ребре матрицы принимают ориентировочно из зависимости

r'_м = (1…2) • s, (20)

r'_м = (1…2) • 1 = 2 мм (с.195 [1])

При длине l < 50 мм полки детали глубину рабочей части матрицы h_м и ее толщину Н_м определяют по данным табл. 7 (с.195 [1]), после чего аналитически находят ширину а_м .

h_м = 4 мм, Н_м = 19 мм, а_м = 12 мм.

Длину наклонной поверхности пуансона, непосредственно прилегающей к штампуемой детали, принимают такой, чтобы вертикаль, проведенная через крайнюю точку касания штампуемой детали с поверхностью матрицы, проходила через крайнюю точку касания штампуемой детали с поверхностью пуансона. Во всех случаях ширина касания пуансона с деталью должна быть не более ширины касания матрицы с деталью. В нашем случае это 49 мм.

Ширину А_п принимают на 5…10 мм больше ширины касания пуансона со штампуемой деталью.

А_п = 55 мм.

Толщину пуансонодержателя Н_пн принимают равной (0,3…0,5) А_п

Н_пн = 0,35 • 55 = 20 мм.

Длину пуансона вычисляют по формуле:

Н_п = h_м + H_пн + (20…25), (21)

Н_п = 4 + 20 + (20…25) = 40 мм.

Верхняя плита и нижняя плита выполнены из стали 3.Для рабочих элементов (матрицы и пуансонов) применяют сталь У8А.

В процессе эксплуатации заточку штампов проводят принудительно, через 1 млн. штампоударов. При заточке с матрицы и пуансона снимают слой 0,05мм.

Пуансон держится в пуансонодержателе с помощью буртиков. Материал, используемый для пуансонодержателя - сталь 3. Между верхней плитой и пуансонодержателем располагается закаленная прокладка из стали 45. В верхнюю плиту запрессовывается хвостовик, служащий для установки верхней части штампа в пресс. На матрицу устанавливаются направляющие штифты. Матрица в сборе с направляющими штифтами, устанавливаются в нижнюю плиту.

Первоначально заготовка фиксируется в штампе между двумя буртами матрицы, служащих для ограничения перемещения заготовки. После включения пресса верхняя часть штампа начинает перемещаться вниз. При помощи пуансона и матрицы производится гибка бортов заготовки на 90^о. После гибки съем заготовки происходит посредством выемки пинцетом.

4. Охрана труда и техника безопасности

Основными опасными и вредными производственными факторами при определенных обстоятельствах могут быть

элементы производственного оборудования;

неисправный рабочий инструмент;

отлетающие частицы металла;

электроток;

промышленная пыль и производственный шум.

Перед началом работы персонал при работе на прессах должен надеть полагающую по нормам исправную спецодежду и спецобувь, привести ее в порядок, застегнуть на пуговицы обшлага рукавов.

Проверить свое рабочее место, оно должно быть равномерно освещено (без бликов), не загромождено посторонними предметами.

Проверить на холостом ходу готовность оборудования к работе и убедиться при этом в исправности механизмов управления , в правильном движении ползуна и направляющих прессов, в надежной работе всех предохранительных приспособлений.

Убедиться путем наружного осмотра в наличии и исправности заземления, в наличии и исправности защитных ограждений вращающихся частей оборудования.

Быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры, не отвлекать других.

Проверить правильность регулировки защитной решетки в соответствии с высотой плоскости матрицы или пуансона на столе, проверить точность установки матриц и пуансонов при отсутствии колонок на штампе.

Включать пресс на рабочий ход только после того, как заготовка будет правильно уложена в штамп, а руки выведены из опасной зоны.

Конструкция штампа должна обеспечивать устойчивое положение заготовки и устойчивое положение штампа при его хранении и транспортировке.

При движении ползуна пресса не поправлять заготовку даже если она неправильно уложена, в этом случае быстро выключить пресс.

При штамповке деталей из длинных полос металла пользоваться технологическими подставками и автоподачами для полос.

При укладке заготовок, снятии штампованных деталей и отходов с помощью пинцета держать пинцет возможно ближе к концу рукоятки, чтобы рука находилась за пределами опасной зоны штампа.

При укладке заготовок и снятии деталей массой 20 кг и более пользоваться специальными грузоподъемными механизмами.

При укладке заготовок и снятии деталей со штампа не держать ногу на педали включения пресса.

Следить, чтобы педаль пресса была ограждена, и не произошло самовключение пресса от случайно упавших на нее деталей или инструмента.

4.2 В данной курсовой работе на спроектированном штампе предусмотрены защитные щитки для предотвращения попадания посторонних предметов в рабочую зону, а также на фронтальную сторону нижней плиты нанесена желтая полоса шириной 20 мм для наглядности того, что штамп опасен и работать следует только пинцетом.

Заключение

В данной курсовой работе была разработана технология подготовки производства детали «Уголок», была разработана специальная оснастка - гибочный штамп, проведены расчеты для выбора оборудования - прессов для вырубки и гибки данной детали, были проведены расчеты для развертки детали, был выбран рациональный способ раскроя листа.

Список использованной литературы

1.Справочник конструктора штампов: Листовая штамповка/Под общ. ред. Л.И. Рудмана.-М.: Машиностроение, 1988.- 496с.: ил.-(Б-ка конструктора).

2.Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолётов. Учебник для вузов.-2-е изд. переб. и доп.-М.: Машиностроение, 1981.-224 с.,ил.

Размещено на Allbest.ru

...