Проектирование технологического процесса на изготовление рычага кзс 18090, режущего инструмента и оснастки

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И  СПОРТА УКРАИНЫ

ХЕРСОНСКИЙ  НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

Допущено к защите

 

                 Заведующий кафедрой, д.т.н., проф.

 

                                                                                  А.И.Сошко

 

«_____»___________2012р.

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА

ИЗГОТОВЛЕНИЕ Рычага КЗС 18090, Режущего инструмента и оснастки

 

КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

 

6.050502 – инженерная механика

 

 

 

 

 

Исполнитель студент гр. 4ІМ1      Горбань А.В.

 

 

 

Руководитель ст. преподаватель        __________________ Малыгин А.В. 

 

 

Консультанты по разделам:

 

 

      САПР ТП - ст. преподаватель   ________________ А.В.Малыгин

                                 ____________________        

Нормоконтроль

       

       Охрана труда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Херсон – 2012

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И  СПОРТА УКРАИНЫ

ХЕРСОНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

                                                                            Утверждаю:

                                                                            Зав. кафедрою ТМБ д.т.н., проф.

                                                                                    ______________Сошко А.И.

                                                                                   «_____»__________________

 

 

ЗАДАНИЕ

на квалификационную работу бакалавра

 

Студент ______________________________________________

1. Тема квалификационной работы бакалавра: "Проектирование технологического процесса изготовления рычага КЗС 18090 режущего инструмента и оснастки»

2. Утверждена по Херсонском национальном техническом университете от

3. Срок сдачи  студентом законченной работы  ___________________________

4. Исходные данные к работе: Чертеж детали, программа выпуска N = 3000 шт.

5. Содержание  пояснительной записки (перечень  вопросов, которые предстоит выполнить)

Анализ технологичности  конструкции детали, выбор и обоснование  метода получения заготовки, разработка маршрутного и операционного  технологических процессов, определение  припусков и режимов механической обработки, проектирование заготовки, расчет технических норм времени, технико-экономическое  сравнение двух вариантов отделки, расчет на конструирование станочной  оснастки, устройства контроля

6. Перечень  графического материала (с точным  определением обязательных чертежей) Чертеж детали, заготовки, станочного  устройства.

 

7. Консультант квалификационной работы

Раздел (название) _______________________________

 

8. Дата выдачи задания ____________________________________________

 

Руководитель квалификационной работы ____________

 

Студент _________________________________

 

ВЕДОМОСТЬ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ БАКАЛАВРА

№ п/п.	Фор- мат	Позначення	Найменування	Кол-во листов	Номер листа	Примеча-ние
			текстовые документы
1	А4	0502.КРБ.ТМБ.013   ПЗ	Пояснительная записка
			Графические материалы
2		0502.КРБ.ТМБ.0    СХ	схема нагрузок	0
3	А1	0502.КРБ.ТМБ.0    ГК	Настройка	1
			Чертежи сборочных единиц
4	А1	0502.КРБ.ТМБ.0   СК	станочное устройство	1
5	А3	0502.КРБ.ТМБ.0   СК	инструмент	1
			Чертежи деталей
6	А1	0502.КРБ.ТМБ.0   ТК	Рычаг	1
7	А2	0502.КРБ.ТМБ.0   ТК	заготовка	1

 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И  СПОРТА УКРАИНЫ

ХЕРСОНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

 

 

 

Пояснительная записка

квалификационной работы бакалавра

 

 

 

Студент                                                                                 Горбань А.В.

 

Руководитель аттестационной работы                             Малыгин А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Херсон 2012

Аннотация

 

Горбань А.В. « Проектирование технологического процесса на изготовление рычага КЗС 18090, режущего инструмента и оснастки»

квалификационная  работа бакалавра. ХНТУ. 4ИМ1. 2012.

Пояснительная записка имеет:

  Страниц___.; Рисунков___; Таблиц____; Приложений___.

Чертежей  5 листов формата А1.

В проекте был проведен сравнительный расчет для получения заготовки на молотах с подкладными штампами и КГШП. Предложен более выгодный способ получения заготовки на кривошипных горячештамповочных прессах, что позволяет повысить коэффициент использования металла. При расчете режимов резания и припусков было использовано два метода расчет: аналитический, что подразумевает точный расчет с помощью формул и табличный метод. Доработан технологический процесс. Разработано станочное приспособление с пневматическим приводом. Спроектирован расточной инструмент, который позволяет обрабатывать одновременно несколько поверхностей.

 

 

Оглавление

 

ВВЕДЕНИЕ 8

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9

1.1.  Служебное назначение детали и основные технологические задачи, которые решаются при ее изготовлении 9

1.2.  Анализ конструкции детали на технологичность. 11

1.3.  Определение типа производства и формы организации технологического процесса. 13

1.4 Анализ типового технологического процесса. 14

1.5 Технико-экономическое обоснование вида и метода получения заготовки. 17

1.6 Разработка маршрутного технологического процесса. 19

1.6.1 Обоснование последовательности операций технологического процесса. 19

1.6.2 Обоснование выбора технологических баз. 22

1.7.  Разработка развернутого технологического процесса. 23

1.7.1  Расчет припусков. 23

1.7.2.  Расчет режимов резания 29

1.7.3 Выбор режущего инструмента и приспособлений 34

1.7.4  Выбор металлорежущих станков 35

1.7.5.  Нормирование технологического процесса 37

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 41

2.1. Описание конструкции приспособления. 41

2.2. Расчет усилия закрепления. 42

2.3 Расчет приспособления на точность. 45

2.4 Расчет зажимного механизма. 47

2.5.Разработка  конструкции зажимного механизма 49

3 ПРОЭКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАСТОЧНОЙ ГОЛОВКИ 50

3.1 Назначение двурезцовой расточной головки. 50

3.1.2 Анализ технологичности конструкции детали. 52

3.1.3 Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки 53

3.1.4 Обоснование маршрутного технологического процесса. 56

3.1.5 Обоснование последовательности операций технологического процесса. 58

3.1.6 Обоснование выбора технологических баз. 59

3.1.7Обоснование методов обработки и оборудования. 60

4.ОХРАНА ТРУДА 61

4.1.Анализ условий труда 61

4.2.Производственая санитария и гигиена 62

4.2.1.Освещение производственного помещения 64

4.2.2.Электробезопасность 66

4.2.3.Оздоровление воздушной среды 68

4.2.4.Защита от шума и вибраций 69

4.2.5.Пожарная  безопасность 70

ВЫВОД 75

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 76

ПРИЛОЖЕНИЕ 78

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основой индустриальной мощи экономики любой страны является машиностроение, создающее орудия производства для всех отраслей. Машиностроительный комплекс составляют машиностроение и металлообработка. Машиностроение занимается производством машин и оборудования, различного рода механизмов для материального производства, науки, культуры, сферы услуг. Следовательно, продукция машиностроения потребляется всеми без исключения отраслями народного хозяйства. Развитие машиностроения нужно постоянно поддерживать для создания конкурентно способной техники, что требует введение новых прогрессивных технологий производства, модернизации существующих предприятий. Создание на их базе быстропереналаживаемых модульных систем на участках цехов предприятий и производств. В современном машиностроении уделяется особое внимание применению быстропереналаживаемых металлорежущих станков и приспособлений, расширяющих возможность выполнения технологических операций повышающих качество обработки деталей машин, сокращения времени на обработку и уменьшения себестоимости изготовления.

Проектируемый технологический  процесс на изготовление детали рычаг КЗС 18090. включает в себя: применение принцип концентрации операций, приспособления с пневмоприводном что даёт возможность значительно облегчить обработку рычага. Назначение минимальных припусков на обработку при использовании соответствующего оборудования, а также наличие оптимальных режимов резания и специального инструмента позволяет уменьшить затраты на изготовление указанного типа деталей.

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.  Служебное  назначение детали и основные  технологические задачи, которые  решаются при ее изготовлении

 

Деталь – рычаг (КЗС  – 18090) поддерживающий барабан нижнего  транспортера комбайна зерноуборочного  «Славутич», на каком идет сырье, собранное  с поля. Рычаг выполняет несколько функций: поддержка барабана и регулировка натяжения цепи конвейера. Материал детали сталь 35Г,под этой маркой выпускают сортовой прокат, в том числе фасонный ГОСТ 4543 – 71, поковки и кованые заготовки. Заготовку получают методом горячей ковки в три этапа. Конструкция детали предусматривает, что есть правый и левый рычаг. С точки зрения механической обработки деталь достаточно технологична. Её конструкция дает возможность обработки за две установки. Самой ответственной поверхностью является отверстие 70Н8. Для достижения такой точности деталь подверглась двукратному растачиванию и тонкому растачиванию (росточна оправка с микрометрической поднастройкой).

Таблица №1.1

Химический состав стали 35Г

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Марганец (Mn)	0.70-1.00
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni), не более	0.30
Сера (S), не более	0.035
Углерод (C)	0.32-0.40
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.30

 

Таблица №1.2

Механические свойства стали 35Г

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	s0,2, МПа	sB, МПа	d5, %	y, %	KCU, Дж/м2	HB
Сталь отожженная или высокоотпущенная	>5						207
Сталь нагартованная	>5						269
Пруток. Закалка 860 °С, вода или воздух. Отпуск 600 °С, воздух	25	340	570	18	45	70
Нормализация 850-870 °С. Отпуск 600-630 °С. Место вырезки продольного  образца - 1/3R	<700	310	600-720	16	40	40	187-217

 

Таблица №1.3

Технологические свойства

Температура ковки

Начала 1250, конца 800.

Склонность к отпускной способности

малосклонна

Флокеночувствительность

низкая

 

Выбор материала был  основан по нескольким причинам, это  относительно её дешевизна, она не воспринимает большие нагрузки при работе, хорошая  свариваемость производится без  подогрева и без последующей  термообработки.

Из точных поверхностей является отверстие Ø70Н8 и R_a=1.25, посадочное место под втулку достигается фрезерование, черновым растачивание и алмазным растачиванием. Из не точных отверстий Ø80, Ø20D11,  6 отв. Ø5,5мм для заклепок, 2 отв. Ø8мм для резьбы М8–Н7, 2фаски под резьбу 1х45^о, 4 фрезерованные плоскости в размер 32мм и 13мм.

Основные размеры, габаритные: длина 342мм ширина 120мм высота 51мм.

Вывод: здесь была представлена информация о моей проектируемой детали, её марка стали различные свойства этого материала. Выведена сводка обрабатываемых поверхностей, их качественные показатели (допуски и шероховатости).

1.2.  Анализ  конструкции детали на технологичность.

 

Проектирование технологических  процессов механической обработки  обычно выполняется для изделий, конструкции которых отработаны на технологичность.

Единая система технологической  подготовки производства включает набор  стандартов, обеспечивая квалифицированное  решение такой задачи (ГОСТ 14.004-03). Термины и определения основных понятий: ДСТУ 14.201-03. Общие правила  обеспечения технологичности конструкций  изделий: ГОСТ 14.205-03. Технологичность  конструкции изделий, термины и  определения ДСТУ 14.206-03. Технологический  контроль конструкторской документации: ГОСТ 14.322-03.

При анализе рычага на технологичность, было обнаружено некоторые недостатки, изготавливают два вида этой детали, правой и левой. Этот факт привел к  тому что нужно производить два комплекта пресс-форм, приспособления металлорежущий станок. Это привело к большей себестоимости детали изготавливаемой, а также потребителю нужно покупать комплект, состоящий из двух деталей, если у него сломалась одна.

Для оптимизации нужно  сделать деталь симметричной при  цюму мы получим экономию около 50%.

Качественная оценка технологичности  детали указывается словами «хорошо плохо», допустим - недопустимо и т.д.

Количественная оценка характеризуется показателями, значения которых анализируется разработчиком (студентом), а также может характеризоваться  коэффициентами:

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

,                                              (1)

 

где  n_y.e. – число унифицированных элементов детали, шт;

     n_y.e. – общее число конструктивных элементов, шт.

 

 

 

Коэффициент точности обработки

,                                            (2)

 

де К_т.о. – количество размеров высокой точности обработки  (ІТ8 – 7).

     К – общее число размеров.

Коэффициент шероховатости  поверхности детали:

 

,                                               (3)

 

где О_ш.н. – число поверхностей детали с необоснованным шероховатостью, шт.;

     О_ш.о. – общее число поверхностей детали подлежащих обработке, шт.

Коэффициент использования  материала:

 

,                                            (4)

 

где G_д – вес детали по чертежу, кг. 

G_з – вес материала заготовки, кг.

Анализ технологичности  конструкции рычага проводим на основе изучения чертежа детали и технических  требований.

Деталь в целом технологична, так как имеются удобные поверхности  для установки в приспособление и закрепления на станке. Имеется  свободный доступ к обрабатываемым поверхностям режущим и измерительным  инструментам частично обеспечивается выход инструмента при обработке  элементарных поверхностей, допускается  обработка нескольких поверхностей за один проход.

Однако имеются следующие  отклонения от технологичности:

• невозможно обработать деталь с одной установки т.к. необходимо перевернуть деталь на 180 градусов;
• невозможно использование инструмента одного типоразмера на каждой из операций технологического процесса т.к. разные размеры на обработку поверхностей;
• невозможно уменьшить длину обрабатываемых поверхностей;
• некоторые размеры невозможно измерить без сложных приспособлений;

1.3.  Определение  типа производства и формы  организации технологического процесса.

 

Однако при отсутствии данных по трудоёмкости, тип производства определяется после разработки технологического процесса. Поэтому в начальной  стадии проектирования тип производства устанавливается ориентировочно в  зависимости от годовой программы  выпуска деталей и их веса (табл. 4).

 

Таблица№1.4

Определение типа производства.

Тип производства	Годовой объем выпуска  деталей одного наименования, шт.
	Тяжелых свыше 300 кг.	Средних От 20 до 300 кг.	Легких До 20 кг.
Единичное	до 5	до 10	до 100
Мелкосерийное	5…100	10…200	200…500
Среднесерийное	100…300	200…1000	500…5000
Крупносерийное	300…1000	1000…5000	5000…50000
Массовое	>1000	>5000	>50000

 

Поскольку деталь относится  к разряду «легких деталей», (ее масса 2,65 кг), а годовая программа  выпуска – 3000 шт., то из таблицы видно, что в этом случаи мы выбираем среднесерийное производство.

1.4 Анализ типового  технологического процесса.

 

Типовой технологический  процесс изготовления рычаг (КЗС 18090), материал детали сталь 35Г, заготовка изготавливается штамповкой, поковка М2-С2-Т4-И9, состоит из последующих основных операций механической обработки. Базовый технологический процесс обработки рычага показан в табл.1.5.

 

 

 

 Таблица№1.5

Типовой технологический  процесс обработки рычага.

Опе- рация	Наименование и содержание операции	Станок, оборудование	Оснастка
001         005                       010	Ковка                            Фрезерная.   1. Фрезеровать бобышку Ø90 (поверхность ‰), 2. Фрезеровать бобышку Ø44 (поверхность †), Переустановить деталь. 3. Фрезеровать бобышку Ø120 (поверхность ‚), 4. фрезеровать бобышку Ø44 (поверхность ).   Радиально-сверлильная   1. Cверлить отверстие Ø20D11 (поверхность ˆ), 2. сверлить отверстие 2отв. Ø8 (поверхность ‡), 3. сверлить отверстия 6отв. Ø5,5 (поверхность )	Кривошипный горячештамповочный пресс     Вертикально-фрезерный консольный с поворотной шпиндельной головкой 6Р12             Радиально-сверлильный 2А576	Станочное приспособ-ление                   Станочное приспособ-ление

 

 

Таблица №1.5(продолжение)

015                 020         025             030   040

Координатно-расточная   1. расточить предварительно отверстие  Ø70 и уступ  Ø80(поверхность  и ), 2. расточить окончательно отверстие  Ø70Н7 (поверхность ), 3. расточивание танкое отверстия Ø70Н7 (поверхность ). Радиально-сверлильная   1. Сверлить отверстие 6 отв. Ø5,5 Н14(поверхность ).   Фрезерная. 1. фрезеровать бобышку Ø44 (поверхность  ).     Слесарская операция Зачистить заусеницы.     Моечная   Контрольная Проверить размеры согласно чертежам

Координатно расточной 2В440А             Радиально-сверлильный 2А576   Вертикально-фрезерный консольный с поворотной шпиндельной головкой 6Р12   Моечная машина Машина для снятия заусениц

Станочное приспособ-ление             Станочное приспособ-ление   Станочное приспособ-ление

 

1.5 Технико-экономическое  обоснование вида и метода  получения заготовки.

 

Назначение и конструкция  детали, материал, технические требования, тип производства, технологическая  себестоимость определяют метод  получения заготовки.

Рациональный выбор заготовки  должен учитывать все исходные данные, так, что между ними существует тесная взаимосвязь. Вместе с тем окончательное  решение может быть принято только после комплексной оценки себестоимости  заготовки и механической обработки.

При выборе вида заготовки  для проектируемого технологического процесса возможны варианты:

1. Метод получения заготовки  применяется аналогичным существующему в данном производстве. В этом случае приводится ссылка на справочную литературу, где в данных условиях рекомендуется этот вариант как оптимальный, при расчете технологической себестоимости, затраты на получение заготовки не учитываются.

2. Метод получения заготовки  изменяется, но при этом технологический  процесс механической обработки  не меняется. Здесь необходимо  использовать заготовки с лучшим  коэффициентом использования материала  и с меньшей стоимостью.

3. Метод получения заготовки  изменяется и в результате  этого существенно меняется технологический  процесс механической обработки.  Здесь вопрос о целесообразности  определенного вида заготовки  может быть решен только после  расчета технологической себестоимости  детали по сравниваемых вариантах.

Стоимость горячекатаных  штампованных заготовок на КГШП определяется по формуле:

,       (5)

 

где - базовая стоимость 1 т. заготовок, грн;

К_Т, К_М, К_С, К_В, К_П - коэффициенты, зависящие от класса точности, марки материала, сложности, массы заготовки и объема производства.

Базовая стоимость Сi, установлена прейскурантом 25-01 от 2004 года, в зависимости от метода и способа получения заготовки. С_і штамповка из стали 35Г - 3200 грн/т.

S_отх – цена отходов из стали – 950 грн/т.

 

 

 

Для сравнения берем  штамповку на молотах с подкладными штампами, чтобы узнать какой метод изготовления более дешевый

Стоимость горячекатаных штамповок определяется по формуле:

,        (5)

 

 

 

При сравнении обоих  методов изготовления заготовок  пришли к выводу, что на кривошипных  горячекатаных прессах более  выгодный метод получения заготовки  на 9%.

 

1.6 Разработка маршрутного  технологического процесса.

 

Рис.1 Эскиз детали

1.6.1 Обоснование последовательности операций технологического процесса.

 

Последовательность технологического процесса спроектирована в соответствии со следующими рекомендациями [5, с.25]:

1.На первой операции, проводим обработку поверхностей, составляющих комплект чистовых  баз по поверхностям: 6, 9. Поскольку  у заготовки ещё нет обработанных  поверхностей, то на этой стадии  проектирования выбираем комплект  черновых технологических баз  по поверхности:2, 5. (см. рис. 1).

2.Затем операции для чистовой обработки на поверхностях 6 и 9.

3.На следующих операциях  планируем чистовую обработку  поверхностей 2,3, 4, 5, 8, 7 (см. рис. 1).