Проектирование нового технологического процесса механической обработки корпуса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одна из наиболее важных задач, стоящих перед нашим обществом - задача повышения научно технического уровня, обеспечение быстрого роста производительности труда, повышение эффективности общественного производства.

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Рост промышленности, а так же темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации.

Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

Одной из главных задач технологии машиностроения является изучение закономерностей протекания технологических процессов и выявление параметров, воздействуя на которые можно интенсифицировать производство и повысить его точность. Знание этих закономерностей является основным условием рационального проектирования технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства. В каждом конкретном случае принятый вариант автоматизации должен подтверждаться точным технологическими и экономическими расчетами.

Задачей данного курсового проекта является проектирование нового технологического процесса механической обработки корпуса с целью снижения себестоимости детали и уменьшение затрат труда на ее изготовление. Что осуществляется за счет снижения времени занятости рабочего и повышения гибкости участка (применение станков с ЧПУ), повышения коэффициента загрузки оборудования, снижение стоимости дорогостоящего режущего инструмента и т.д.



1. Технологическая часть

1.1 Анализ конструкции детали

Деталь "Винт" относится к группе тел вращения с габаритными размерами 247ммЧ20 мм. Деталь состоит из цилиндрического основания и цилиндрической бобышки. Цилиндрическое основание является черной базой и имеет диаметр 20мм и высотой 190мм. Цилиндрическая поверхности бобышки имеет диаметр 12 и высоту 57мм. Деталь "Винт" имеет два гладких сквозных отверстия диаметром 10мм. Так же в на детали имеется резьба М12 и канавка.

Все неуказанные отклонения размеров выполняются по Н14, h14, ±IT14/2. Неуказанная шероховатость Rz25.

Деталь типа "Винт" применяются в различных приспособлениях. Служит для перемещения каких либо деталей или сборочных единиц

В результате анализа чертежа детали "Винт" определенно, что чертеж содержит все необходимые сведенья о размерах, точности, качестве обрабатываемых поверхностей. Дано указания о материале Сталь 45 ГОСТ 1050-2013.

1.2 Анализ технологичности детали

Одним из факторов, существенно влияющих на характер технологических процессов, является технологичность конструкции детали.

Технологичность конструкции детали -- это совокупность свойств конструкции детали, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материала и времени при технической подготовке её производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте и при обеспечении технологичности сборочной единицы.

Требования к технологичности конструкции детали следующие:

1. Конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом.

Детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных заготовок или заготовок, полученных рациональным способом.

Размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные степень точности и шероховатость.

Физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, её форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления.

Показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля.

Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов её изготовления.

Показатели технологичности для детали «Винт»:

1. Конструкция детали состоит из стандартных элементов:

- радиуса закруглений;

- резьбовые поверхности.

2. Заготовка - сортовой прокат.

3. Термическая обработка, которой подвергается винт - улучшение (закалка и высокий отпуск) на закалочно-отпускном агрегате. Улучшение повышает износостойкость детали.

Конструкция детали - жесткая.

Деталь «Винт» технологична.

Рабочий чертеж детали содержит полный перечень технических требований, предъявляемых к подобным деталям типа винт. На чертеже представлены все необходимые размеры.



1.3 Материал детали и его свойства

Сталь 45 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Благодаря высокой выносливости и терпимости к значительным перепадам температуры, сталь 45 применяется при производстве редукторов. Из данной стали изготавливают валы-шестерни и зубчатые колёса. Сталь 45 является относительно дешёвым металлом, что позволяет производить из неё и цепные приводные звёздочки.

Хотя основной долей в составе Стали 45 обладает железо (Fe) - до 97%, но определяющим показателем марки является углерод (C), его доля составляет 0,42 - 0,5%. Именно это число обозначается в маркировке стали. Приведём полный химический состав:

железо (Fe) - до 97%;

углерод (С) - от 0,42 до 0,5%;

кремний (Si) - от 0,17 до 0,37%;

хром (Cr) - до 0,25%;

марганец (Mn) - 0,5 - 0,8%;

никель (Ni) - до 0,25%;

медь (Cu) - до 0,25%;

фосфор (P) - до 0,035%;

сера (S) - до 0,04%;

мышьяк (As) - 0,08.

Малое процентное содержание хрома и никеля определяет подверженность изделий из Стали 45 коррозии, что необходимо учитывать при техническом обслуживании и смазке редукторов и цепных звёздочек.



1.4 Характеристика типа производства

В соответствии с заданием годовая программа выпуска равна 25000 шт. С учетом годовой программы и массы детали определяется тип производства. Для рассматриваемого варианта производство является мелкосерийным.

Среднесерийный тип производства является промежуточным типом, сочетающим особенности как мелкосерийного, так и крупносерийного производства.

Запуск в производство партий продукции и изготовление их через определенные повторяющиеся промежутки времени позволяет организовать поточное производство. Однако частота перехода от изготовления одного вида изделия к другому оказывает влияние на уровень производительности труда и другие технико-экономические показатели производственного процесса. В мелкосерийном производстве наблюдаются более частые переходы на другой вид продукции чем в крупносерийном. Каждый переход вызывает потери времени и дополнительные расходы, поэтому продолжительность изготовления каждой серии имеет большое значение. Затраты времени на переходы оказывают тем меньшее влияние на производительность труда, чем больше период изготовления одной серии.

При этом большую роль играет оперативно-производственное планирование. Графики работы отдельных поточных линий должны быть построены так, чтобы при выполнении поточной линией и цехом в целом плана по ассортименту уменьшалось бы количество переходов на каждой поточной линии и снижалась их продолжительность.

В серийном производстве, наряду с универсальным, применяется специализированное и специальное оборудование, что предполагает применение в основном производстве труда специализированных рабочих средней квалификации.

Преимущество серийного производства по сравнению с единичным заключается в более глубоком разделении труда, специализации рабочих мест, лучшем использовании оборудования, высокой производительностью труда, т.е. более эффективной организации производственного процесса.

1.5 Описание последовательности обработки

Для удобства определения последовательности обработки, пронумеруем обрабатываемые поверхности.

Рисунок 1 - Нумерация обрабатываемых поверхностей

№ оп.	Операция	Переходы
005	Заготовительная	Круг D=25мм; L=251мм
010	Термообработка	HRC 30-35 ед.
020	Токарная	1 Установить и закрепить заготовку 2 Подрезать торец пов. 8 предварительно 3 Точить пов. 1 предварительно 4 Снять заготовку
030	Токарная	1 Установить и закрепить заготовку 2Подрезать торец. 3 однократно 3 Точить пов. 1 однократно 4 Снять заготовку
040	Токарная	1 Установить и закрепить заготовку 2 Точить пов. 5 однократно 3 Проточить канавку пов.7 однократно 4 выполнить радиус пов. 8 5 Нарезать резьбу 6 Снять заготовку со станка
050	Сверлильная	1 Установить и закрепить заготовку 2 Сверлить два отв. пов. 2,4 3 Снять заготовку
060	Нанесение покрытия	Покрыть деталь Хим. Окс. прм.
070	Слесарная	Калибровать резьбу

1.6 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

При выборе заготовки для данной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоёмкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости. Себестоимость определяется суммированием себестоимости заготовки и себестоимости её последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу.

При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, - о наличии в заготовке отверстий, полостей, углублений, выступов. Так же нужно учитывать возможности заготовительных цехов.

При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения.

Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали.

Учитывая конструктивные особенности детали и материал из которого изготавливается деталь, можно сделать вывод, что наиболее рациональной заготовкой будет являться сортовой прокат (круг). При изготовлении детали из сортового проката требуются небольшие затраты на заготовительной стадии. Сортовой прокат служит как заготовка для изготовления крепежных деталей (болтов, гаек, заклепок), деталей механизмов, в инжекторных, выхлопных и тормозных системах автомобилей, а также для возведения металлоконструкций и гнутых профилей. Из него производят различные виды заготовок для сортового и фасонного проката специального назначения и армирующие конструкции. Длинна сортового проката, согласно стандартам - от 6 до 12 метров. Это позволяет удобно транспортировать и складировать заготовки.

1.7 Выбор технологического оборудования

Для условий среднесерийного, обработку необходимо вести на универсальном оборудовании, стремясь к более полному использованию его возможностей. Чтобы избегать трудоемких переустановок крупногабаритных и тяжелых заготовок, черновую и чистовую обработку таких заготовок выполняют за одну операцию. Наиболее точные станки используют для чистовой и отделочной обработки, выделяемые в отдельные операции.

Для обработки нашей детали примем универсальный токарно-винторезный станок 16К20 и вертикально-сверлильный станок 2А135

Токарно-винторезный станок модели 16К20 - предназначен для обработки цилиндрических, конических и сложных поверхностей - как внутренних, так и наружных, а так же для нарезания резьбы. Для обработки торцовых поверхностей заготовок применяются разнообразные резцы, развертки, сверла, зенкеры, а так же плашки и метчики.

Технические характеристики станка модели 16К20.

Диаметр обработки над станиной, мм 400

Диаметр обработки над суппортом, мм 220

Расстояние между центрам 1000 / 1500

Размер внутреннего конуса в шпинделе Морзе 6 М80*

Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 6К

Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм 55

Число ступеней частот обратного вращения шпинделя 12

Пределы частот прямого вращения шпинделя, мин-1 12,5 - 2 000

Пределы частот обратного вращения шпинделя, мин-1 19 - 2 420

Число ступеней рабочих подач - продольных 42

Число ступеней рабочих подач - поперечных 42

Пределы рабочих подач - продольных, мм/об 0,7 - 4,16

Пределы рабочих подач - поперечных, мм/об 0,035-2,08

Наибольший крутящий момент, кНм 2

Наибольшее сечение резца, мм 25

Мощность электродвигателя главного привода 10 кВт

Габаритные размеры станка (Д х Ш х В), мм 2 812 / 3 200 Ч 1 166 Ч 1 324

Масса станка, кг.

На станке модели 2А135 обрабатываются детали сравнительно небольших размеров и веса.



Наибольший диаметр сверления в мм	35
Расстояние от оси шпинделя до лицевой стороны станины в мм	300
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола в мм	750
Наибольший ход шпинделя в мм	225
Наибольшее установочное перемещение шпиндельной бабки в мм	200
Размеры рабочей поверхности стола в мм: длина ширина	500 450
Наибольшее вертикальное перемещение стола в мм	325
Число скоростей вращения шпинделя	9
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	68 - 1100
Количество величин подач	11
Пределы величин подачи в мм/об	0,115 - 1,6
Мощность главного электродвигателя в кВт	4,5

1.8 Выбор станочного приспособления

Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций обработки, сборки и контроля.

Применение приспособлений позволяет: устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить ее точность, увеличить производительность труда на операции, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность, расширить технологические возможности оборудования, организовать многостаночное обслуживание, применить технически обоснованные нормы времени, сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

Частая смена объектов производства, связанная с нарастанием темпов технологического прогресса в эпоху научно-технической революции, требует от технологической науки и практики создания конструкций и систем приспособлений, методов их расчета, проектирования и изготовления, обеспечивающих сокращение сроков подготовки производства. В серийном производстве необходимо использовать специализированные быстропереналаживаемые и обратимые системы приспособлений. В мелкосерийном и единичном производствах все более широко применяют систему универсально-сборных (УСП) приспособлений.

Для обработки нашей детали выбираем трехкулачковый самоцентрирующийся патрон. Существует несколько типов самоцентрирующихся трехкулачковых патронов (с ручным приводом), различающихся между собой устройством для перемещения кулачков. Независимо от особенностей этих устройств перемещение кулачков патрона во всех случаях происходит одновременно и с одинаковой скоростью. Благодаря этому ось цилиндрической поверхности детали, за которую она закрепляется в патроне, должна совпасть с осью вращения шпинделя станка.

Для обработки на сверлильном приспособлении возможно использование тисов слесарных, но целесообразней применить специальное приспособления для закрепления и установки детали «Винт».

деталь обработка производство

1.9 Выбор измерительных средств

Правильный выбор средств измерений является необходимым условием получения достоверной измерительной информации. Поэтому основное внимание при выборе средств измерений для решения заданной измерительной задачи уделяют обеспечению необходимой точности измерений в динамическом и частотном диапазонах изменения измеряемых параметров технических устройств. Одновременно учитывают и условия, в которых планируется использовать средства измерений, а также допустимую продолжительность измерений.

Для контроля поверхностей детали выбираем следующие средства измерения и СДК:

Штангенциркуль ЩЦК-II-125-0,02 ГОСТ 166-89

Штангенциркуль ЩЦ-II-250-630-0,02 ГОСТ 166-89

Калибр-кольцо М12 ПР-НЕ ГОСТ 24997-2004

Радиусомер №2 ГОСТ 4126-82

1.10 Выбор режущего инструмента

При выборе режущего инструмента, необходимо прежде всего учитывать материал обрабатываемой поверхности, точность обработки и оборудование, на котором будет применяться тот или иной режущий инструмент.

Для обработки поверхностей выбираем следующий режущий инструмент:

Резец 2100-0553 ГОСТ 18869-73 (6Ч6; прох., прямой, правый)

Резец 2112-0032 ГОСТ 18871-73 (16Ч10; подрезной, левый)

Резец 2101-0555 ГОСТ 18870-73 (8Ч8; прох., упорн., правый)

Сверло 2300-8456 ГОСТ 4010-77 (Ш10)

Резец 2660-0001 ГОСТ 18885-73 (М12)

Резец фасонный специальный (R8)

1.11 Определение режимов резания статистическим методом

Наименование перехода	Материал реж. части	Глубина резания t, мм	Подача S, мм/об	Скорость резания V, м/мин	Частота вращения n, об/мин	Мощность резания N, кВт
Подрезать торец 3, однократно	Т5К10	1	0.3	315	630	6.09
Точить пов. 1 предварительно	Т5К10	1	0,495	300	800	2,97
Точить пов. 1 окончательно	Т5К10	0,5	0,408	378	1000	3,57
Подрезать торец 9, однократно	Т5К10	1	0.3	315	630	6.09
Сверлить отв. пов. 2,4	Р6М5	10	0,32	110	17	9,15
Подрезать торец 1, окончательно	Т5К10	0,5	0,495	333	1250	3,2
Точить пов. 8 однократно	Т5К10	0,5	0,408	378	630	1,71
Точить пов. 5 однократно	1	0.3	315	630	6.09	1
Точить канавку пов. 7
Нарезать резьбу М12



2. Охрана труда

2.1 Цели и задачи охраны труда

Цель охраны труда можно разделить на две составляющие. Первая (человеческая) - сохранение здоровья работника. Вторая (производственная) - обеспечение роста производительности труда.

Задачи:

1) Установление оптимальных соотношений между факторами производственной среды. Это позволяет при данном уровне техники и технологии снизить неблагоприятное воздействие производственных факторов на работника.

2) Установление определенных норм, допустимых значений каждого из неблагоприятных факторов, законодательное закрепление этих норм и контроль за их выполнением.

3) Обеспечение безопасности выполнения работ как для исполнителя, так и для окружающих (контроль экологической обстановки).

4) Разработка конкретных мероприятий по оздоровлению условия труда.

5) Использование рациональных технических средств защиты работающих от влияния неблагоприятных факторов.

6) Разработка методов оценки эффективности планируемых и проведенных мероприятий по оздоровлению условий труда.

2.2 Вредные и опасные производственные факторы

Физические факторы:

- температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение;

- неионизирующие электромагнитные поля (ЭМП) и излучения - электростатическое поле; постоянное магнитное поле (в т.ч. гипогеомагнитное);

- электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц);

- широкополосные ЭМП, создаваемые ПЭВМ;

- электромагнитные излучения радиочастотного диапазона;

- широкополосные электромагнитные импульсы;

- электромагнитные излучения оптического диапазона (в т.ч. лазерное и ультрафиолетовое);

- ионизирующие излучения; производственный шум, ультразвук, инфразвук; вибрация (локальная, общая);

- аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия;

- освещение - естественное (отсутствие или недостаточность), искусственное (не- - достаточная освещенность, пульсация освещенности, избыточная яркость, высокая неравномерность распределения яркости, прямая и отраженная слепящая блесткость);

- электрически заряженные частицы воздуха аэроионы;

химические факторы:

- химические вещества, смеси, в т.ч. некоторые вещества биологической природы (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты, белковые препараты), получаемые - химическим синтезом и/или для контроля которых используют методы химического анализа;

- микроорганизмы - продуценты, живые клетки и споры, содержащиеся в бактериальных препаратах, патогенные микроорганизмы - возбудители инфекционных заболеваний;

тяжесть, напряженность труда.

биологические факторы:

факторы трудового процесса.



2.3 Требования безопасности

Требования безопасности к оборудованию:

Оборудование должно быть установлено на фундамент или прочее основание, тщательно выверено и надёжно закреплено.

Всё действующее оборудование должно находиться в полной исправности. Ограждения и защитные устройства должны быть установлены на месте и надёжно закреплены. Работа на неисправном оборудовании или при отсутствии, а так же неисправности ограждений запрещается.

Производить чистку, уборку, установку и снятие детали во время работы запрещается.

При обработке деталей в патроне не должно быть выступания кулачков за наружный диаметр патрона.

Обработка длинных деталей должна производиться в люнете.

Требования безопасности к приспособлениям:

Расположение органов управления пневматическими приспособлениями должно исключать возможность случайного включения и выключения их. Конструкция приспособления не должна мешать свободному выходу стружки и удалению её со станка.

Требования безопасности к подъёмным устройствам:

Установка и снятие со станков и транспортных средств деталей, приспособлений и инструмента весом более 15 кг должны производиться с помощью подъёмных механизмов.

Подъёмные устройства должны обеспечивать надёжное удержание предмета, а так же удобный и безопасный подъём и установку его на станок.

Требования безопасности к защитным устройствам и ограждениям:

Все открытые вращающиеся части станков и механизмов должны быть закрыты кожухами.

Станки должны быть обеспечены специальными устройствами, надёжно защищающими рабочего и окружающих от стружки, искр, осколков и от брызг охлаждающей жидкости.

Защитные устройства должны быть удобными в эксплуатации.

Требования безопасности при работе с охлаждающими жидкостями:

Рабочим, занятым на работах с охлаждающими жидкостями и маслами, должна быть обеспечена постоянная возможность пользоваться мазями для профилактической смазки рук.



Заключение

В процессе выполнения курсового проекта по технологии машиностроения при разработке ТП детали типа вал были решены следующие важные принципы при разработке технологий:

1) Принцип наивысшей производительности. Данный принцип был выполнен за счёт рационального подбора МР станков, режущего и мерительного инструмента, побора режимов резания с учётом серийности производства.

2) Принцип экономичности технологии. Данный принцип был соблюдён за счёт выбора относительно недорого отечественного оборудования, режущего и мерительного инструмента, а также за счёт максимальной рационализации при привлечения человеческого труда к выполнению ТП.

3) Принцип наикратчайшей технологии. Данный принцип выполнен за счёт разработки минимально необходимого и достаточного числа операций при выполнении обработки данной детали с учётом серийности производства.



Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т., М.: Машиностроение, 1982.

2. Барановский Ю.В. Справочник «Режимы резания металлов», М.: Машиностроение, 1972, 708 с.

3. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя, М.: Машиностроение, 1972, 2 т., 695 с.

4. Косилова А.Г. Справочник «Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении», М.: Машиностроение, 1976, 288 с.

5. Металлорежущие станки. Каталог-справочник, т.т. 1-7, М.: НИИМАШ, 1968.

Размещено на Allbest.ru

...