Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Проект участка по изготовлению червяков

Проект участка по изготовлению червяков

Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения исходной заготовки червяка. Анализ точности обработки. Расчет припусков, режимов резания. Конструирование станочных приспособлений. Разработка планировки участка, расчет производственной площади.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 08.10.2017
Размер файла 943,5 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте спроектирован участок по изготовлению червяков.

В проекте рассмотрен один из возможных технологических процессов обработки детали типа червяк.

При его разработке были учтены: тип производства, свойства и особенности обрабатываемого материала, точность размеров, чистота поверхности, действующие стандарты и нормативы.

Проект состоит из пояснительной записки, чертежей.

Для выполнения графической части курсового проекта использовалась система КОМПАС-3D V8.

В расчетах использована прикладная программа пакета Mathcad Professional.

При оформлении пояснительной записки использовалась программа Microsoft Word.

Графическая часть проекта содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи технологических эскизов с анализом точности, чертежи технологических наладок по трем операциям, чертежи двух приспособлений, чертёж механического участка, чертеж технико-экономических показателей участка.

В данной работе были развиты навыки к самостоятельному решению инженерных задач в области проектирования технологических процессов, в выборе оборудования и режущего инструмента для получения годной детали механической обработкой.

При оформлении графической части проекта учитывались требования ЕСКД и ЕСТД.

СОДЕРЖАНИЕ

  • Введение
  • 1. Технико-экономическое обоснование проекта
    • 1.1 Определение типа производства
    • 1.2 Служебное назначение и конструкция детали
    • 1.3 Отработка конструкции детали на технологичность
    • 1.4 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения исходной заготовки
  • 2. Технологический раздел
    • 2.1 Разработка маршрута обработки червяка
    • 2.2 Выбор режущего инструмента
    • 2.3 Анализ точности обработки
    • 2.4 Расчет припусков
    • 2.5 Расчет режимов резания
    • 2.6 Расчет технологической нормы времени
  • 3. Конструкторский раздел
    • 3.1 Конструирование станочных приспособлений
    • 3.2 Проектирование инструментальных наладок
  • 4. Разработка планировки участка
    • 4.1 Введение
    • 4.2 Определение годовой трудоемкости обработки
    • 4.3 Определение количества станков
    • 4.4 Определение коэффициента загрузки оборудования
    • 4.5 Производственные рабочие
    • 4.6 Расчет производственной площади участка
    • 4.7 Описание и принцип работы участка
  • 5. Безопасность жизнедеятельности
    • 5.1 Введение
    • 5.2 Санитарно-гигиенические факторы условий труда
    • 5.3 Характеристика помещений
    • 5.4 Разновидности опасных вредных факторов
  • 6. Экология
    • 6.1 Введение
    • 6.2 Энергопотребление и материалоемкость. Способы их уменьшения
    • 6.3 Загрязнение атмосферы
    • 6.4 Излучение, шум
    • 6.5 Влияние проекта на окружающую природную среду
  • 7. Экономический раздел
    • 7.1 Расчет капитальных вложений
    • 7.2 Расчет технологической себестоимости
  • Заключение
  • Список использованной литературы
  • ВВЕДЕНИЕ

Дипломный проект по специальности «Технология машиностроения» является заключительным этапом подготовки инженеров, это последняя ступень в профессиональной подготовке студента к самостоятельной работе в условиях современного производства.

Работа над дипломным проектом является необходимой, важной и ответственной для будущего специалиста, так как, работая над проектом, систематизируются и закрепляются полученные в ходе обучения теоретические знания. При проектировании комплексно используются общенаучные, общеинженерные и специальные дисциплины с точки зрения их практического использования в реальных условиях производства для решения инженерных, технологических и организационных задач.

В данной работе представлена технология изготовления вала червячного. Производство валов червячных актуально в настоящее время, так как вал является деталью, необходимой для сборки червячных редукторов, максимально применяемых в производстве и пользующихся спросом.

Эффективность производства червяков, технологический процесс изготовления, качество выпускаемых изделий во многом зависят от опережающего развития производства, станков, оборудования, оснастки, от внедрения новых более эффективных прогрессивных технологий, методов обработки и методов технико-экономического анализа. Важной целью является изучение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. В связи с этим необходимым условием является длительный непрерывный режим работ при достаточно высоких режимах резания с учетом возможности автоматической замены инструмента.

Главной задачей при проектировании участка по изготовлению червяков является выпуск изделий заданного качества в необходимом количестве с минимальной себестоимостью и в заданные сроки. От принятой технологии производства во многом зависит долговечность и надежность работы червяков, а соответственно редукторов и, в целом машин и аппаратов, в которых применяются данные детали. Надежность работы машин непосредственно связана с качеством поверхностного слоя детали, который характеризуется физико-механическими параметрами. Довольно актуальна проблема повышения технологичности, обеспечения точности, оценки возможных и выбор оптимальных технологических процессов. Вместе с тем развитие новых прогрессивных технологий способствует конструированию более современных машин. При этом весьма важно следить, чтобы воздействие на окружающую среду и человека было минимальным.

Производство изделия, его сущность и методы оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики этой продукции, а, следовательно, на её себестоимость, от которой в прямой зависимости находятся цена изделия, спрос на него со стороны пользователей, объемы продаж, прибыль от реализации, то есть, на все экономические показатели, которые и определяют финансовую устойчивость предприятия, его рентабельность и долю на рынке. Таким образом, то, как изготовляется продукция, оказывает влияние на весь жизненный цикл товара.

Также при проектировании необходимо учитывать то обстоятельство, что производство валов червячных может иметь большое количество конкурентов. Поэтому особо важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Но уделяя большое внимание организации производства, нельзя не упомянуть среди прочего и тот факт, что производство должно быть безопасным для жизни и здоровья человека. Необходимо создание безопасных условий труда производственных рабочих, наладчиков, обслуживающего персонала на данном участке. Опасности и вредности производственной среды - то, что окружает человека на рабочем месте. Задача проектирования - принять все меры, которые сведут к минимуму неблагоприятное воздействие этой среды. А также надо не забывать об окружающей среде. Поэтому при проектировании необходимо оценить степень воздействия проекта на окружающую среду, а также сформулировать мероприятия по защите окружающей среды, а при реализации проекта запустить в работу.

1. Технико-экономическое обоснование проекта

1.1 Определение типа производства

Тип производства определяется через программу выпуска и трудоемкость изготовления детали.

У нас:

- задана программа выпуска в 20000 шт/год;

- режим работы - 2 смены;

- действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд = 4029 ч [3, с. 22].

Известно, что годовая программа выпуска определяет такт выпуска - промежуток времени между выпуском двух, следующих одна за другой, деталей.

Определяем такт выпуска по формуле

, где (1.1)

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

N - годовая программа выпуска;

Fд = 4029 ч. [3]

мин.

Трудоемкость определяется штучным средним временем действующего или аналогичного технологического процесса:

[3], (1.2)

где - штучное время i-ой операции;

n - количество операций (число методов обработки).

Для определения Тшт. ср. воспользуемся приближенными формулами для определения норм времени по обрабатываемой поверхности, содержащимся в источнике [3, с.146].

Штучное время i-ой операции рассчитывается по следующей формуле:

[3], (3.3)

где То - основное технологическое время.

Таблица 1.1

Определение норм времени

Наименование операций и переходов

Размер обработки, выдержать размеры

Формулы для определения ТО

ТО

мм

мин

000 Заготовительная

-

-

005Токарная

D = 84 L = 71,5

D = 92 L = 2

D = 50 L = 66

D = 53 L = 9,5

D = 65 L = 9,5

D = 50 L = 66

0.0001*DL

0,6

0,2

0,33

УТО = 1,13

010 Токарная

D = 100 L = 90

D = 80 L = 36

D = 64 L = 5

D = 80 L = 18

0.0001*DL

0,0004*D*L (нарезание резьбы)

0,9

0,29

0,03

0,15

УТО = 1,36

015 Сверлильная

D = 13 L = 12

0.00052*D*L

0,35

020 Фрезерная

L = 112

0.006*L*5*2

6,72

025 Сверлильная

D = 15 L = 13

D = 1,5 L = 10

0.00052*D*L

0,0004*D*L

0,1

0,006

УТО = 0,106

030 Сверлильная

D = 5 L = 10

D = 6 L = 10

0.00052*D*L

0,0004*D*L

0,026

0,024

УТО = 0,05

035Сверлильная

D = 26 L = 10

D = 32 L = 1

0.00052*D*L

0.00052*D*L

0,14

0,01664

УТО = 0,152

Таблица 1.2

Расчёт штучного времени

Наименование операции

Значение ТО, мин

Значение к [3, с.147 ]

Тшт, мин

000 Заготовительная

-

-

005Токарная

1,13

1,5

1,7

010 Токарная

1,36

1,5

2

015 Сверлильная

0,35

1,41

0,49

020 Фрезерная

6,72

1,51

10,1

025 Сверлильная

0,106

1,41

0,15

030 Сверлильная

0,05

1,41

0,07

035Сверлильная

0,14

1,41

0,2

Итого:

14,7

мин.

Приняты следующие значения коэффициента серийности:

для массового производства kс = 1

для крупносерийного kс = 2-10

для среднесерийного kс = 10-20

для мелкосерийного kс > 20

Коэффициент серийности определяется по формуле:

(1.4)

мин.

По ГОСТ 14.004-74 Кс = 4,6 соответствует крупносерийному производству.

На нашем участке запуск изделий производится партиями с периодичностью запуска 24 дня.

Расчётное количество деталей в партии [3]:

(1.5)

где N = 50000 шт. - годовая программа изделия;

а = 24 дня - периодичность запуска - выпуска изделий;

F = 254 дня - число рабочих дней в году.

Нам необходимо скорректировать размер партий с учетом удобства планирования и организации производства. Корректировка у нас будет состоять в определении расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах.

Расчётное число смен на обработку партии детали на участке

, [3, с.23]

где = 1,04 мин - среднее штучно - калькуляционное время по основным операциям

Принятое число смен спр = 13(то есть - это то количество смен, за которые обработается 1 партия деталей).

Затем определим число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

[3, с. 23],

где 476 - действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин; 0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

1.2 Служебное назначение и конструкция детали

Изготовляемая деталь - червяк. Червяк предназначен для поддержания сидящих на нем деталей и передачи вращающего момента. Вал червячный применяется в червячной передаче - зубчато-винтовой передаче, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары. Червячные передачи имеют ряд преимуществ, среди которых: плавность и бесшумность работы; компактность и сравнительно небольшая масса конструкции; возможность получения самотормозящей передачи, то есть допускающей передачу только от червяка к колесу; высокая кинематическая точность. Червяк представляет собой вал с нарезанным на нем червяком.

Червяки современных передач изготовляют из углеродистых или легированных сталей. Чтобы у передачи была большая нагрузочная способность, витки червяка подвергают термообработке до высокой твердости с последующим шлифованием.

Проектируемая деталь изготавливается из стали 45 (ГОСТ1050-88). Сталь45 -это углеродистая качественная сталь. Химический состав стали 45 приведен в таблице 1.2.1 Механические и физические свойства стали 45 приведены в таблице 1.2.2 согласно [11, с.52].

Таблица 1.2.1

Химический состав стали 45

Марка стали

Углерод, %

Марганец, %

Кремний,%

Хром, не более%

45

0,42-0,50

0,50-0,80

0,17-0,37

0,25

Таблица 1.2.2

Механические и физические свойства стали 45

Марка

Механические свойства

Физические свойства

Предел текучести

Предел выносливости

Относительное удлинение

Относительное сужение

НВ

ут, МПа

ув, МПа

не менее д10,%

не менее Ш, %

-

45

355

750

16

40

229

Рассмотрим конструкцию детали. Проектируемая деталь является ступенчатым валом (состоит из шести ступеней). Общая длина вала - 290 мм. На одной из ступеней нарезан цилиндрический архимедов червяк. Витки архимедового червяка имеют прямолинейный профиль в осевом сечении, в торцовом сечении витки очерчены архимедовой спиралью (рисунок 1.2.1).

Рисунок 1.2.1

Червяк имеет 7-ю степень точности.

Параметры червяка следующие:

- модуль m = 2,5 мм (это расстояние между одноименными точками боковых сторон смежных витков червяка, измеренное параллельно оси (шаг червяка р), поделенное на число р);

- число заходов червяка Z1 = 1;

- угол подъёма витка лд = 3є 34? 35 ?;

- направление витка - правое;

- угол профиля витка б = 20є;

- высота витка h = 5,625 мм;

- степень точности по ГОСТ 3675-56: 7-В;

- предельное отклонение осевого шага: Двt = +0.011, Днt = -0,011;

- диаметр вершин da1 = 45 мм;

- диаметр впадин df1 = 35 мм;

- делительный диаметр d1 = 40мм.

Итак, червяк состоит из шести ступеней различного диаметра - это шейки Ш18h6, l = 25мм;Ш20js6, l = 50мм(черт.75-25); Ш32, l = 55мм; Ш45h7(цилиндрический червяк) l = 75мм (черт. 290-75-55-55-30); Ш32, l = 55мм; Ш20h6, l = 15мм, Ш20d9, l = 15мм

Ответственными поверхностями вала являются шейки вала под подшипники (это шейки Ш20js6 и Ш20h6), а также шпоночные пазы. Оба шпоночных паза являются закрытыми. Один из пазов имеет размеры: l = 18мм, b = 6Р9 мм, h = 3,5мм, второй - l = 10мм, b = 4Р9мм, h = 2,5мм. Требуемая шероховатость после обработки - Ra3.2.

После механообработки шеек вала под подшипники, они должны иметь шероховатость Rа1,6. Также имеется требование по чистоте поверхности шейки вала h6 - Ra1,6.

В конструкции вала предусмотрены три канавки длиной 3+0,25мм.

На правом торце червяка - два резьбовых отверстия М4-6G. Глубина отверстий - 6 мм. Межцентровое расстояние этих отверстий - 12+0,2мм.

Конструкция предусматривает центровые отверстия В3.15 по ГОСТ 14034-74. В заключение можно сказать, что конструкция червячного вала, его размеры и допуски, шероховатость поверхностей соответствуют его служебному назначению.

1.3 Отработка конструкции детали на технологичность

В комплексе требований, предъявляемых к технико-экономическим показателям получаемых изделий, важное место занимают вопросы технологичности конструкции. В соответствии с ГОСТ 14.201-83 отработка конструкции детали на технологичность является неотъемлемой составной частью комплекса работ по обеспечению технологичности. Для начала проведем технологический контроль чертежа. Для этого изучим чертеж детали. Тщательно изучив чертеж детали, делаем вывод, что чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали. Чертеж содержит все виды, сечения, которые однозначно описывают конфигурацию детали, а соответственно и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с отклонениями, указана требуемая шероховатость поверхностей. Чертеж содержит сведения о материале, термообработке, массе детали.

Затем проведем технологический анализ конструкции. При анализе необходимо учитывать довольно большое число конструктивных признаков детали.

Представим технологический анализ в виде таблицы 1.3.1 [11]. При анализе учитывается большое число конструктивных признаков изделия. Ориентируясь на данные таблицы 3.3.1, сопоставим конструктивные признаки детали с факторами будущего технологического процесса, чтобы выявить элементы конструкции, которые будут оказывать наибольшее влияние.

Таблица 1.3.1

Технологический анализ чертежа детали

Конструктивный признак детали, объем выпуска

Фактор технологического процесса

Метод получения заготовки

Виды операций обработки резанием

Последовательность операций

Концентрация, дифференциация операций

Термическая обработка

Вид окончательной обработки

Метод обеспечения точности

Выбор технологических баз

Режимы резания

Инструмент

Оснастка

Оборудование

Квалификация исполнителей

Материал

+

-

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

-

Конфигурация

+

+

+

+

-

-

-

+

-

+

+

+

-

Порядок постановки размеров

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

-

-

Точность:

размеров поверхностей

-

+

+

+

-

+

+

-

+

+

-

+

+

формы поверхностей

-

+

+

-

+

+

-

-

-

+

+

+

+

относительного расположения поверхностей

-

-

+

+

+

-

-

+

-

-

+

-

+

Шероховатость поверхностей

-

-

-

-

-

+

-

-

+

+

-

-

+

Структура поверхностного слоя

+

-

+

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

Твердость поверхности

-

-

+

-

+

+

-

-

+

+

-

+

-

Объем выпуска

+

+

+

+

-

-

+

-

-

+

+

+

+

Примечание. Знак «+» означает сильное влияние конструктивного признака на фактор технологического процесса, знак «-» - слабое влияние конструктивного признака на фактор технологического процесса.

Проектируемая деталь - червяк - подвергается обработке резанием. Необходимо, чтобы конструкция обеспечивала возможность обработки по известным схемам и с применением типовых технологических средств.

Проектируемая деталь - червяк, изготавливается из заготовки, получаемой из стали 45 ГОСТ 1050-88. Химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88): 0,42-0,50% C; 0,50-0,80% Mn; 0,17-0,37% Si; не более 0,25% Cr.

Исходная заготовка - штамповка, полученная методом горячей штамповки, имеет форму вала, близкую к форме получаемой детали. Такая заготовка легко обрабатывается на станках-полуавтоматах, с обеспечением заданной шероховатости, точности и с минимальным расходом материала.

Конструкцией червяка предусмотрено убывание диаметральных размеров шеек к концам.

В конструкции червяка предусмотрены центровые отверстия В3.15 по ГОСТ14034-74 (Центровые отверстия используют в качестве технологических баз, которые позволяют обработать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах. Они совпадают с конструкторскими, что не повлечет за собой погрешности базирования. Но конструкторские размеры могут не совпадать с технологическими, что вызовет ужесточение допусков на некоторые размеры.)

Имеющиеся три канавки для выхода инструмента унифицированы, что позволяет использовать канавочные резцы одного типоразмера. Канавки выполнены стандартной формы (по ГОСТ 8820-69), что влечет за собой уменьшение числа применяемых инструментов, повышение производительности обработки.

Конструкцией детали предусмотрены радиусы закруглений R0.4, R3, R2, что повышает стойкость инструмента.

Материал детали - сталь 45 - соответствует служебному назначению детали и получению заготовки производительным методом. Точность поверхностей данного вала также соответствует его служебному назначению. Так, например, посадочные места под подшипники выполнены по 6-му квалитету. Шероховатости поверхностей вала соответствуют служебному назначению.

Элементы конструкции соответствуют стандартным числовым рядам (по ГОСТ6636-69), поэтому может быть применен стандартный инструмент. Линейные размеры, диаметры, длины, соответствуют ГОСТ6636-69. Так, например шпоночные пазы имеют стандартные размеры: первый - l = 18 мм, b = 6Р9 мм, h = 3,5 мм, второй - l = 10 мм, b = 4Р9 мм, h = 2,5 мм; фаски имеют размер 1х45о; общая длина вала 290мм, диаметры шеек вала - Ш18h6, l = 25мм;Ш20js6, l = 50 мм (черт. 75-25); Ш32, l = 55 мм; Ш45h7 (цилиндрический червяк) l = 75 мм (черт. 290-75-55-55-30); Ш32, l = 55 мм; Ш20h6, l = 15 мм, Ш20d9, l = 15 мм.

Данный червяк имеет небольшие перепады диаметров ступеней, что позволяет вести обработку одновременно несколькими резцами и говорит о технологичности.

Форма и размеры данного вала обеспечивают достаточную жесткость, дающую минимальные деформации от сил резания и сил закрепления. Отношение l/d червяка составляет (при среднем диаметре 28 мм, и длине 290мм) 10,3. Червяк имеет достаточную жесткость, при которой исключена возможность вибрации в процессе обработки или недопустимых деформаций от сил резания и закрепления.

Обрабатываемые поверхности не имеют препятствий для подвода инструмента. Также в конструкции вала предусмотрены необходимые элементы для выхода режущего инструмента в виде канавок.

Шпоночные пазы - закрытые, что является нетехнологичным. Но изменить конструкцию (заменить закрытые пазы на открытые) нам не представляется возможным, так как пазы расположены на крайних шейках вала. Данное расположение предполагает только закрытые пазы. Если на крайних шейках сделать пазы, то при работе вала может произойти вылет шпонки из паза.

Требования к шероховатости червяка средние - есть поверхности с высокими требованиями (поверхности шеек под подшипники; рабочий профиль червяка), обработка которых усложняет техпроцесс, увеличивает номенклатуру обрабатывающего инструмента, но есть и с достаточно низкими, обработка которых не требует больших затрат времени и высокой трудоемкости.

В конструкции детали нет наклонного расположения обрабатываемых поверхностей (за исключением зубьев самого червяка), что удобно для обработки.

Итак, в качественном отношении деталь червяк является технологичной.

Количественная оценка технологичности конструкции выполняется только в том случае, если после технологического анализа были внесены изменения в конструкцию детали.

Анализируя величины показателей, делаем вывод о том, что проектируемая деталь технологична.

1.4 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения исходной заготовки

1.4.1 Выбор исходной заготовки

Для получения исходной заготовки данной формы могут быть использованы несколько способов изготовления. Червяк имеет небольшие перепады между диаметрами рабочих поверхностей, но при использовании периодического проката будет происходить очень большой расход металла. Самым экономически выгодным способом является метод получения исходной заготовки путем штамповки. Метод получения исходной заготовки для данной детали определяется назначением и конструкцией, материалом и техническими требованиями, типом производства, а также необходимостью учитывать возможность снижения технологической себестоимости получения исходной заготовки и дальнейшей механической обработки. На основании анализа конструкции детали и типового технологического процесса выбираем получение исходной заготовки методом штамповки. Применение этого метода позволяет существенно снизить припуски на последующую механическую обработку, что приведет к уменьшению основного технологического времени на изготовление детали.

Исходная заготовка для вала может быть получена следующими способами: прокатом или горячей штамповкой. Эти два способа будут сравниваться по стоимости заготовки.

1.4.2 Экономическое обоснование выбора метода получения исходной заготовки

Рассчитаем технологические себестоимости детали и отдадим предпочтение той исходной заготовке, которая обеспечивает меньшую себестоимость детали.

Стоимость исходной заготовки определяется по следующей формуле (для поковок):

[3, с. 31], (1.4.2.1)

где Ci - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.;

km, kc, kм, kп, kв - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

Sотх - цена 1 тонны отходов, руб.

Стоимость штампованных заготовок определяем по формуле (3.4.2.1):

где Ci = 21490 руб.;

Q = 2,47 кг;

q = 1,9 кг;

km = 1 - для штамповок нормальной точности ([3], стр.37);

kc = 0,75 - для группы сложности 1 ([3], таблица 2.12, стр.38);

kм = 1 - для углеродистых сталей ([3], стр.37);

kп = kв = 1,14 - для массы от 1,6 до 2,5 ([3] таблица 2.12, стр.38);

Себестоимость заготовки из проката

Sзаг = М + УСо.з [3, с.30], где (1.4.2.2)

М - затраты на материал заготовки, руб.

УСо.з. - технологическая себестоимость операций правки, калибровки, разрезки на штучные заготовки.

Таким образом, УСоз = 1,25+0,61 = 1,86 руб.

Затраты на материал заготовки:

[3], где (1.4.2.3)

Q - масса заготовки, кг; Q = 3,2 кг

q - масса готовой детали; q = 1,9 кг,

S - цена 1 кг материала заготовки, руб; S = 21,49 руб.;

Sотх - цена 1 т отходов, руб., Sотх = 14000 руб.

руб.,

Sзаг = 50,568+1,86 = 52,428руб.

Определяем экономическую эффективность по следующей формуле:

, (1.4.2.4)

где Sзаг. прокат - стоимость заготовки, полученной прокатом;

Sзаг. штамп. - стоимость заготовки, полученной штамповкой;

N - годовая программа выпуска деталей.

1.4.3 Заключение о выборе метода получения исходной заготовки, суть метода

Итак, основываясь на вышеизложенном, делаем вывод, что наиболее эффективным является метод получения заготовки для данной детали штамповкой (заготовка-поковка). Штамповку будем производить на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). Кривошипные горячештамповочные пресса подходят для горячей штамповки поковок из сталей в условиях крупносерийного производства. [10]

К преимуществам штамповки на КГШП можно отнести следующее: простота обслуживания; высокая производительность; надежность; высокая точность штамповки; улучшенные условия труда вследствие меньших шумовых эффектов, вибрации, чем при работе на молотах.

Горячей объемной штамповкой называют процесс получения поковок, при котором формообразующую полость штампа, называемую ручьем, принудительно заполняют металлом исходной заготовки и перераспределяют его в соответствии с заданной чертежом конфигурацией, ведут в интервале температур, обеспечивающих снятие упрочнения.

При нагреве металла с повышением температуры уменьшается его временное сопротивление, а относительное удлинение увеличивается.

Рассмотрим последовательность получения исходной заготовки. Сначала необходимо разогреть сталь до температуры 1200°С. Устройства, в которых металл нагревают перед обработкой давлением, можно подразделить на нагревательные печи и электронагревательные устройства. Для нагрева нашей заготовки будем использовать индукционный способ, так как он быстр и практически не дает окалины. Начальная температура - 1300°С. Завершать разогрев исходной заготовки необходимо при температуре не выше 800°С, не ниже 700°С. Нагрев будет длиться около 15мин. Охлаждение - на воздухе.

Для упрощения дальнейшей штамповки, применяем осадку заготовки на специальном осадочном штампе.

Далее следует, собственно, сам процесс горячей объемной штамповки.

После штамповки следует несколько переходов: обрезка заусенца, правка поковки (необходима для устранения искривлений осей и искажения поперечных сечений, образующихся при затруднённом извлечении поковок из штампа), очистка поковок от окалины (Очистка обеспечивает условие работы режущего инструмента при последующей механической обработке, а также контроль поверхности поковок).

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Разработка маршрута обработки корпуса

Для проектируемой детали корпус в условиях крупносерийного производства составим маршрут обработки.

Маршрут следующий:

005 Заготовительная

010 Токарная

015 Токарная

020 Сверлильная

025 Фрезерная

030 Сверлильная

035 Сверлильная

040 Сверлильная

Занесем наименование операций и оборудования в таблицу 4.1.1

Таблица 2.1.1

Маршрутный технологический процесс

№ операции

Наименование операции

Оборудование

000

Заготовительная. Штамповать деталь.

ГКМ

005

Токарная. Точить торец, выдерживая размер 138мм. Расточить поверхности, выдерживая размеры D84 ±0,5мм D92 ±0,5мм. D50 ±0,5мм. Точить фаски, выдерживая размеры 1х45,мм 1,5х45мм.

Токарно-винторезный 16А20Ф3

015

Токарная. Точить торец, выдерживая размер 138мм. Точить поверхность, выдерживая размер D100 ±0,5мм D80 ±0,5мм. Расточить поверхность, выдерживая размеры D64 ±0,5мм. Точить фаски, выдерживая размеры 6х45мм,.Нарезать резьбу М80х6.

Токарно-винторезный 16А20Ф3

020

Сверлильная. Сверлить 4 отв.D13мм. Снять фаску в 4 отв.1,5х45мм. Развернуть 4 отв.D13мм

Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1

025

Фрезерная. Фрезеровать 4 лыски, выдерживая размер 112 мм.

Горизонтально-фрезерный станок 6Р82

030

Сверлильная. Сверлить отв.D15мм. Сверлить отв.D1,5мм. Снять фаску в отв.1,5х45мм. Нарезать резьбу в отв. М16х1мм.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

035

Сверлильная. Сверлить отв.D 5 мм. Снять фаску в отв.1,5х45мм. Нарезать резьбу в отв. М6х1мм.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

040

Сверлильная. Сверлить отв.D 26 мм. Цековать отв D32мм.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

При разработке технологического процесса необходимо стремиться к выполнению принципа единства баз. От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдерживать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции; степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки детали. Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо лишить заготовку детали шести степеней свободы.

На фрезерно-центровальной операции в качестве базы служат поверхности двух ступеней вала и один торец. На следующих трех операциях (020, 025, 030) в качестве баз выступают поверхности зацентрованных отверстий и фрезерованного торца. На шпоночно-фрезерных операциях базой являются поверхности двух шеек и торца одной ступени. Также в качестве базы выступают поверхности центровых отверстий на операциях 050, 055, 060, 075, 080, 085, 095, 100, 105. На центрошлифовальной, агрегатной операциях базой являются поверхности двух ступеней и торца одной ступени.

2.2 Выбор режущего инструмента

1) 015 Фрезерно-центровальная операция

Данная операция имеет большое значение, т.к. на ней мы подготавливаем базы для последующей обработки детали. В соответствии с условиями (крупносерийное производство) имеет смысл выбрать специальное оборудование, предназначенное конкретно для выполнения подобных операций. Мы и подобрали полуавтомат фрезерно-центровальный МР-71М.

Режущий инструмент:

- фреза 2214-0153 ГОСТ 9473-80 (2 штуки). Это фреза торцовая насадная со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава Т15К6.

- сверло 2317-0006 ГОСТ 14952-75 (2 штуки) из быстрорежущей стали Р6М5(с охлаждением).

2) 020 Токарная операция. Оборудование - полуавтомат токарный многорезцовый 1Б240П-4К.

Режущий инструмент:

- резец 2102-0078 ГОСТ 18877-73 с режущей частью из твердого сплава Т15К6;

- резец 2102-0056 ГОСТ 18877-73 (2 штуки) с режущей частью из твердого сплава Т15К6;

- резец 2102-0077 ГОСТ 18877-73(2 штуки) с режущей частью из твердого сплава Т15К6;

- резец 2130-0503 ГОСТ 18874-73 с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5.

3) 025 Токарная операция. Оборудование - полуавтомат токарный многорезцовый 1Б240П-4К.

Режущий инструмент:

- резец 2102-0056 ГОСТ 18877-73 (3 штуки) с режущей частью из твердого сплава Т15К6;

- резец 2102-0078 ГОСТ 18877-73 с режущей частью из твердого сплава Т15К6;

- резец 2130-0503 ГОСТ 18874-73 с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5 (2 штуки);

- резец 2102-0077(2штуки) ГОСТ 18877-73 с режущей частью из твердого сплава Т15К6.

4) 030 Резьбофрезерная операция. Оборудование - полуавтомат резьбофрезерный 5К63.

Режущий инструмент - дисковая фреза (фреза дисковая модульная по ГОСТ 10996). Для нарезания фрезу устанавливают так, чтобы ее ось вращения была наклонена на угол подъёма витка червяка, а средняя точка располагалась на одной высоте с осью червяка. При такой установке фрезы червяк профилируется в нормальном сечении по впадине. Поэтому для нарезания архимедова червяка фрезу мы выбираем с криволинейным профилем. Фрезеровать будем за один рабочий ход.

5) 040 Шпоночно-фрезерная операция. Оборудование - станок шпоночно-фрезерный 6Д91.

Режущий инструмент - фреза 2234-0355 ГОСТ 9140-78 (шпоночная фреза из быстрорежущей стали Р6М5).

6) 045 Шпоночно-фрезерная операция. Оборудование - станок шпоночно-фрезерный 6Д91. Режущий инструмент - фреза 2234-0351 ГОСТ 9140-78 (шпоночная фреза из быстрорежущей стали Р6М5).

7) 050 Токарная операция. Оборудование - полуавтомат токарно-копировальный 1Н713. Режущий инструмент:

- резец 2101-0761 ГОСТ 20872-80 для контурного точения с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин;

- резец 2130-0503 ГОСТ 18874-73 с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5;

- резец 2102-0077 ГОСТ 18877-73 с режущей частью из твердого сплава Т15К6.

8) 055 Токарная операция. Оборудование - полуавтомат токарно-копировальный 1Н713. Режущий инструмент:

- резец 2101-0761 ГОСТ 20872-80 для контурного точения с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин;

- резец 2130-0503 ГОСТ 18874-73 с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5;

- резец 2102-0077 ГОСТ 18877-73 с режущей частью из твердого сплава Т15К6 (2).

9) 060 Резьбонарезная операция. Оборудование - станок токарно-винторезный 16К20Ф3. Режущий инструмент - резец специальный с прямолинейным профилем. Резец устанавливают так, чтобы его режущие кромки лежали в осевой плоскости червяка.

10) 070 Центрошлифовальная операция. На данной операции исправляется возможный увод баз после термообработки, поскольку производство крупносерийное выбираем оборудование, не требующее высокой квалификации станочника, т.е. специальное, не универсальное: станок центрошлифовальный МВ119. Режущий инструмент - головка шлифовальная коническая EW 10х25 24А 25-Н СТ 1 6 К А 30м/с ГОСТ 2447-82.

11) 075 Круглошлифовальная операция. Оборудование - станок круглошлифовальный 3М151. Режущий инструмент выбираем, руководствуясь источником [15, с.366] - круг шлифовальный 1 - L-32х10х10 ГОСТ 2424-83.

12) 080 Круглошлифовальная операция. Оборудование - станок круглошлифовальный 3М151. Режущий инструмент - круг шлифовальный 1 - L-32х10х10 ГОСТ 2424-83.

13) 085 Резьбошлифовальная операция. Оборудование - станок резьбошлифовальный 5887В. Режущий инструмент - круг шлифовальный

4 - 250х16х76-U4 ГОСТ 2424-83. Шлифовальный круг подвергаем правке соответственно профилю червяка и наклоняем при обработке на угол подъема витка. Обработка производится со скоростью 40 м/с.

14) 090 Агрегатная операция. Оборудование - станок агрегатный.

Режущий инструмент:

- сверло 2310-0022 ГОСТ 28320-89 (сверло спиральное ступенчатое для отверстий под метрическую резьбу)(2);

- метчик 2620-1089 ГОСТ 3266-81.

15) 095 Круглошлифовальная операция. Оборудование - станок круглошлифовальный 3М151А. Режущий инструмент выбираем, руководствуясь источником [15, с. 366] - круг шлифовальный 1 - L-32х10х10 ГОСТ 2424-83.

16) 100 Круглошлифовальная операция. Оборудование - станок круглошлифовальный 3М151А. Режущий инструмент - круг шлифовальный

1 - L-32х10х10 ГОСТ 2424-83.

13) 105 Резьбошлифовальная операция. Оборудование - станок резьбошлифовальный 5887В. Режущий инструмент - круг шлифовальный

4 - 250х16х76-U4 ГОСТ 2424-83.

Распишем требуемую термообработку:

1) 035 Термическая. Высокий отпуск при t = 500-680єС. Структура стали после высокого отпуска - сорбит отпуска. После этой операции создается наилучшее соотношение прочности и вязкости стали. Мы включаем данную операцию для снятия высоких напряжений после черновой обработки.

2) 065 Термическая. Улучшение. Улучшение состоит в закалке и высоком отпуске. Закалку проводим при t = 820-840єС, время нагрева -40 мин, среда охлаждения - вода, HRC 54-56. Высокий отпуск проводим при t = 500-520єС, время нагрева - 30-60 мин, среда охлаждения - воздух, HRC 26-32.

2.3 Анализ точности обработки

Погрешность механической обработки на настроенных станках, может быть подсчитана по формуле:

= б + з + спиз, [26, с.12] (2.3.1)

где б - погрешность базирования по данному параметру;

з - погрешность закрепления от собственных деформаций детали;

спиз - погрешность обработки по данному параметру, получаемая при использовании конкретной системы СПИЗ.

Погрешность закрепления обычно составляет весьма малую долю в суммарной погрешности обработки и, как правило, не учитывается.

Необходимо выполнение неравенства:

Т, [26, с.12] (2.3.2)

где Т - допуск на геометрические параметры по чертежу.

Таблица 2.3.1

Сводная таблица погрешностей обработки детали

Параметры точности детали

Погрешности обработки i, мм

Суммарные погрешности Уi, мм

Обозначение размера

Номин. величина, мм

Допуск, мм

А

290

1,3

0,18

0,18

Б

30

0,52

0,58

0,96

В

75

0,74

0,58

0,96

Г

25

0,52

0,58

0,96

-

0,02/300

0,008/300

-

-

0,03/300

0,008/300

-

Суммарная погрешность:

= i, [26, с.12] (2.3.3)

где i - погрешность обработки данного параметра на i-ой операции.

Подробные расчеты анализа точности выполнены на чертеже. Можно отметить, что разработанный нами технологический процесс полностью обеспечивает заданную чертежом точность, то есть условие щ<Т выполняется для всех размеров детали.

2.4 Расчет припусков

Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков. Таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий её осуществления, и поэтому в общем случае является завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоёмкости изготовления детали. Применение расчетно-аналитического метода сокращает в среднем расход металла в стружку, по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку.

Произведем расчет припусков для Ш20k6(). Для этого заполним таблицу 2.4.1.

Суммарное значение пространственных погрешностей определяем по формуле (2.4.1):

, [3] (2.4.1)

где к - общее отклонение оси заготовки от прямолинейности;

ц - погрешность оси заготовки в результате погрешности центрования.

к = к l /2 [3] (2.4.2)

где к - дополнительная удельная допускаемая кривизна детали,

к = 0,15мкм на 1 мм [21, c.186,табл.16,];

l - длина заготовки, l = 290 мм.

к = 0,15 145 = 21,75 мкм

[3, с.89] (2.4.3)

Таблица 2.4.1

Расчет припусков и предельных размеров

Маршрут обработки 20 k6 () мм

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2Zmin, мкм

Dрmin, мм

T, мкм

Принятые размеры по переходам (округленные), мм

Получаемые предельные припуски, мкм

2zmax

2zmin

Rz

h

Dmax

Dmin

Заготовка: штамповка

160

200

500

22,18

1000

23,18

22,18

Точение черновое

50

50

30

1720

20,460

210

20,67

20,460

2510

1720

Точение чистовое

25

25

0

260

20,162

130

20,33

20,162

340

260

Шлифование предварительн

15

15

0

100

20,2

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены