Модификация технологического процесса изготовления детали 74.00.5743.033.000 «Подкос»

Федеральное агентство  по образованию

Ульяновский государственный  технический университет

Институт авиационных  технологий и управления

 

Кафедра «Самолетостроение»

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту

по дисциплине: «Технология  изготовления деталей самолётов»

 

Автор проекта                                                               А.Ю. Митина___________

                            (Подпись, инициалы, фамилия)

Специальность 130100                         ”Самолето-и вертолетостроение”_______

 

Обозначение курсового проекта                    КП 2096.9373.1301.19.001 – 04

 

группа АСВд-41

 

Руководитель работы                                                    С.А. Кобелев ___________

                         ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

Нормоконтролер                            _______________________________________                            

                         ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

Проект защищён с  оценкой    __________________________________________

 

Члены комиссии:   ___________________________________________________

                           ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

   __________________________________________________________________

                              ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

    _________________________________________________________________

                           ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

   __________________________________________________________________

                            ^{(Подпись, инициалы, фамилия)}

 

 

 

 

Ульяновск 2005.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Институт авиационных  технологий и управления

Кафедра «Самолетостроение»

 

 

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

                              

по дисциплине Технология изготовления деталей самолетов  

 

студентке   Митиной А.Ю.                                             группы   АСвд-41

              

 Тема  Модификация технологического процесса изготовления детали 74.00.5743.033.000   «Подкос»

 

Исходные данные:

 

1. Чертеж детали 74.00.5743.033.000  
2. Годовая программа выпуска –  75 машино комплектов
3. Технологическое оборудование 251 цеха ЗАО «Авиастар-СП».

 

Содержание:

1. Анализ технологичности  конструкции.

2. Разработка предложений  по модификации ТП изготовления детали.

3. Выбор варианта ТП по критерию меньшей себестоимости при соблюдении всех технических требований (для этого провести расчет припусков, режимов резания, норм времени, выбор технологических баз, анализ точности).

4. Разработка приспособления, расчет точности  приспособления и усилий прижимов (для одной из вновь вводимых или изменяемых операций).

 

Объем проекта:

1. Графическая часть
0. Модель детали и модель заготовки
0. Анализ точности 
0. Технологические эскизы операций 
0. Модель приспособления     

2.  Пояснительная записка 50 л ф. А4.

 

Дата выдачи задания                                   Срок выполнения  

 

Руководитель проекта             С.А Кобелев

 

 

Проект защищен с  оценкой     ____________      Дата _____________________

РЕФЕРАТ

 

Курсовой проект по дисциплине «Технология изготовления деталей   самолета»: графическая часть –5 чертежей ф.А1, пояснительная записка–50 листов.

 

 

 

 

 

ПОДКОС, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, КОНДУКТОР, АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

 

 

 

 

Произведен анализ технических требований, выполнены экономические расчеты, модифицирован технологический маршрут изготовления детали, выполнен расчет припусков и режимов резания.

Усовершенствовано приспособление для изготовления детали.

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Конструктивно – технологический анализ детали и технические условия

1.1.1 Технические условия  на изготовление детали «Подкос»

1.1.2 Технические требования на  изготовление детали «Подкос»

1.2 Анализ материала детали

1.3  Определение типа производства

1.4 Обоснование метода получения заготовок

1.5 Анализ детали на  технологичность

1.6 Выбор технологического процесса

1.7 Анализ точности

Список  использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Производство новых  самолетов требует постоянного совершенствования технологических процессов, разработки и внедрения новых методов и средств обработки, обеспечивающих постоянно растущие требования по качеству и эксплуатационной надежности.

Технологии изготовления деталей, узлов и самолетов в целом во многом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства. Существует постоянная взаимосвязь между конструкцией самолета и технологией его производства. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования самолетов.

Целями данной курсовой работы являются:

1. Анализ ТУ и служебного назначения детали «Подкос»
2. Выбор заготовки, её технико-экономическое обоснование
3. Оценка технологичности детали «Подкос»
4. Разработка альтернативных вариантов маршрута с экономической обоснованностью оптимального варианта
5. Расчёт режимов резания и припусков
6. Усовершенствование существующего  приспособления

 

 

      

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ   ЧАСТЬ
Изм	Лист	№ Докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Митина				Литер.			Лист	Листов
Пров.		Кобелев			ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ		У		6	36
Т.контр.					ЗАПИСКА	гр. АСВд-41
Н.контр.
Утв.

 

 

1.  Конструктивно – технологический анализ детали и технические условия

Деталь 74.00.5743.033.000. «Подкос» (см. рис. 1) , подкос служит для выпуска и уборки  закрылка на Ту-204.

 

Рис.1. Деталь «подкос».

 

Данная деталь крепится к задней кромке крыла, за 2-м лонжероном. Закрылки навешивается на 4-ый механизм крыла, а подкос навешивается на 3-м механизме, дальше от фюзеляжа. Подъемник давит на шкворень закрылка и выдавливает его на выход, затем закрылок тянет за собой каретку, каретка поворачивает рычаг, рычаг отклоняет подкос.

Подкос передает, возникающие  нагрузки от закрылка к крылу.

Весь механизм, в который  входит подкос, задает определенную траекторию закрылку.

Подкос работает на сжатие. К данной детали предъявляются большие требования  прочности.

 

 

 

 

1.1.1 Технические условия на изготовление детали «Подкос»

1. Неуказанные радиусы скругления 2мм.

2. Неуказанные предельные отклонения размеров обрабатываемых поверхностей по ОСТ 1 00022-80.

Настоящий стандарт устанавливает  предельные отклонения линейных и угловых размеров, радиусов закругления, а также допуски формы и расположения гладких поверхностей элементов деталей, получаемые различными способами обработки из любых материалов, предельные отклонения и допуски,  которые не проставлены на чертежах у размеров или в тех. требованиях непоставленны числовыми величинами или условными обозначениями полей допусков. Стандарт не устанавливает предельные отклонения на размеры, форму и расположение поверхностей деталей и полуфабрикатов, для которых предельные отклонения установлены другими НТД.

3. Термообработка: 35,5…40,5 НRС_э.

Группа контроля 3 по ОСТ 1 00021-78.

Твердость 100% (объем контроля по видам испытаний), механические свойства не проверяются. Контроль твердости по методу, указанному в чертеже или отраслевом стандарте, допускается проводить на 3% деталей, если при этом 100% деталей 3-й группы и 10% деталей 4-й группы подвергают контролю неразрушающими методами. Для деталей 3-й группы контроля  допускается проводить окончательную термическую обработку в заготовках. В дальнейшем деталь не контролируют. 

 

4. Контроль магнитный по РТМ 1.2.020.-81.

В намагниченной детали в зоне нарушения  сплошности  (дефекта)  происходит перераспределение магнитного потока, в результате чего, част его выходит на поверхности. При магнитопорошковом контроле на деталь наносят суспензию с  взвешенными частицами  ферромагнитного порошка. При этом ближайшие частицы притягиваются к дефектным местам и обретают видимые невооруженным глазом валики порошка. По характеру оседания порошка (формы и размерам валиков)  можно судить о протяженности  дефектов, а в ряде случаев и о типе этих дефектов.   

5. Покрытие: КД6…9 Фос. ОКС.

                        Кроме поверхностей: Д, Е, Ж, З, И,

                      ЭМ ЭП-140  Серый 472 ПИ-8150

Деталь отправить на кадмирование. Насыщенность поверхности металла ионами кадмия составляет от 6 до 9 мкм в растворе Фос. Окс. Лакокрасочное покрытие осуществляется по всей детали, кроме отверстий. ПИ-8150- инструкция, которая говорит, как покрывать деталь.

6. Маркировать по ПИ- 7108 шрифтом ПО-5.

7. Деталь паспортизировать по ГОСТ 3 1503-74.

1.1.2 Технические  требования на изготовление детали «Подкос»

Техническое требование №1: Отклонение от параллельности поверхности И и поверхности Д не должно превышать 0,03 мм.

Невыполнение ТТ №1 может  привести к недопустимому перекосу поверхности И и Д. Вследствие чего деталь теряет свою надежность, а также приводит к разрушению подшипника. Контроль осуществляется  на плите со штативной индикаторной головкой. Схема контроля рис.2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Схема контроля технологического требования 1, 3

 

Техническое требование №2: Отклонение от перпендикулярности поверхности Е к поверхности Л не должно превышать 0,016 мм.

Невыполнение ТТ №2 может  привести к недопустимому перекосу поверхностей.

Вследствие чего деталь «Подкос» теряет свою надежность, а  также приводит к неправильной установки детали в сборке, что ведет к заклиниванию закрылка.  Контроль осуществляется  с помощью спец. калибра и микрометрического индикатора. Схема контроля рис.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            

      Рис.3 Схема контроля технологического требования 2

Техническое требование №3: Отклонение от параллельности поверхности И и поверхности Д не должно превышать 0,03 мм.

Невыполнение ТТ №3 может  привести к недопустимому перекосу поверхности И и Д. Вследствие чего деталь теряет свою надежность, а также приводит к разрушению подшипника. Контроль осуществляется  с помощью микрометра, на плите со штативной индикаторной головкой. Схема контроля рис.2

Техническое требование №4: Линейные размер подкоса 65 мм выполняется с верхним отклонением ± 0,1 мм.

Невыполнение ТТ №4 может привести к нарушению расположения осей поверхности Ж и Е, что снижает уровень надежности детали и нарушает правильную установку детали в сборке.

 Контроль осуществляется  методом пересчета, с помощью  контрольного валика и микрометра. Схема контроля рис.4

 

 

 

 

 

 

 

                       

                                                    

 

 

 

 

 

                                                      

                   Рис.4Схема контроля технологического требования 4       

                         

Техническое требование №5 и №6:  24h11 - отклонение размера не должно превышать -0,13 мм.

 Невыполнение ТТ №5 может  привести к неправильному установлению  подшипника. Контроль осуществляется  с помощью микрометра. Схема контроля рис.5

 

 

 

 

 

 

                                                         

                     Рис.5 Схема контроля технологического требования 5, 6

 1.2 Анализ материала детали

Сталь - сложный сплав  железа с углеродом и другими  элементами, содержащий углерода от 0,03 до 2%.

Сталь 30ХГСА обладает повышенными механическими свойствами, имеет удовлетворительную пластичность в отожженном состоянии, хорошо сваривается дуговой и удовлетворительно всеми остальными видами сварки; применяется для изготовления сварных, штампованных, клепанных и механически обрабатываемых деталей с : болтов, деталей шасси, стыковочных соединений, полок, шпилек, трубок, рычагов, кронштейнов, форсунок и др.

30 – 0,3 % содержания  углерода в сплаве

Х – хром (содержание меньше 1%)

Г – марганец (содержание меньше 1%)

С – кремний (содержание меньше 1%)

А – высококачественная сталь с пониженным содержанием серы и фосфора

К конструированию деталей  из высокопрочных сталей, технологии их изготовления и термической обработке предъявляются повышенные требования. Нарушение этих требований может привести к преждевременному разрушению деталей.

Стали 30ХГСА – а, обрабатываемые на пределе прочности , для повышения усталостной прочности и сопротивления коррозионному растрескиванию детали обязательно подвергаются поверхностному наклепу.

Детали из этой стали  рекомендуется изготавливать из металла вакуумно-дугового переплава. Вакуумно-дуговой переплав позволяет улучшить механические свойства стали и снизить металлургические дефекты (волосовины, грубые не металлические включения и т.д.).

Эта сталь склонна  к обратимой отпускной хрупкости, а также имеет неглубокую прокаливаемость, в связи, с чем ограничивается толщина деталей, изготавливаемых из неё (до 25 мм  для цилиндра и квадрата и 15 мм  для труб и плоских деталей). Температура ковки 850–1150 С, температура термической обработки (высокого отжига, нормализации, закалки) 900±10  С, закалочная среда—масло.

 

Для существенного увеличения надежности работы деталей из высокопрочной стали, и повышения в несколько раз долговечности при многократных нагрузках рекомендуется применение поверхностного упрочнения после термической обработки.

Одной из опасностей для  высокопрочной стали является образование  прижогов в процессе шлифования детали. Следовательно, следует особое внимание обращать на выбор режимов шлифования и их особенности.

 

 

1.3 Анализ детали на технологичность[4]

Технологичность как  совокупность свойств конструкции изделия, позволяющая оптимизировать затраты труда, средств, материалов и времени при производстве и эксплуатации детали, является одним из важнейших показателей качества.

1. Показатель уровня технологичности

а) по трудоемкости                                              [3, стр. 31]

б) по себестоимости 

где 

-  трудоемкость в нормо-часах соответственно по новому технологическому   процессу и существующим, принятому за базовый;

- технологическая себестоимость  проектируемого изделия и базовый                  показатель себестоимости   

а)                                                                 

б)

 и  меньше единицы, конструкция технологична.

2. Коэффициент удельной трудоемкости: 

                                                                        [3, стр. 31]

где   t – трудоемкость в нормо-часах;

        mд – масса проектируемого изделия.

Снижение показателя  делает конструкцию более технологичной. А это значит, что повышение монолитности конструкции, снижая трудоемкость сборочных работ, делает изделие более технологичным.

3. Коэффициент использования материала

                                                                   

где:

      m_д, m_з— масса детали и заготовки, кг.

                                                                                              [3, стр. 31]   

Коэффициент использования материала увеличился, что свидетельствует о том, что в новом технологическом процессе деталь более технологична.

1.4  Определение типа производства [6]

Исходные данные:

Годовая программа изделия - N₁ =75

Количество деталей данного наименования, идущего на машину – m = 2шт

Процент запасных частей, который необходим для данного изделия - b = 0,15(15%)

Режим работы предприятия – 2 смены

Действующий годовой фонд работы оборудования

Годовая программа деталей:

   шт.                                                   (1.1)

Такт выпуска деталей:

            мин/шт.                                                          (1.2)

Количество механических операций: n = 6

Суммарное штучное время по всем операциям, н/ч:

    Среднее штучное время:

    мин                                                                        (1.3)

Коэффициент закрепления операций:

                                                                                       (1.4)

Исходя из того, что  коэффициент закрепления операций принимаем тип производства, среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном производстве. При среднесерийном типе производства используется универсальное оборудование, оснащенное как специальными, так и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. Имеют место и станки с числовым программным управлением.

В среднесерийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. разделён на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определённом оборудовании.

При среднесерийном производстве обычно применяют универсальное, специализированное, автоматизированное, агрегатное оборудование и оборудование с ЧПУ.

Основные технологические  признаки среднесерийного производства:

- закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;

- обработка заготовок по технологическому процессу, разделенному на отдельные операции;

- применение универсального оборудования и специализированных станков для изготовления основных деталей;

- расстановка оборудования соответственно технологическому процессу обработки -деталей с учетом характерных направлений грузопотоков;

- широкое применение специальных приспособлений и инструментов;

- широкое внедрение взаимозаменяемости при сохранении небольшого объема пригоночных работ;

- различная квалификация рабочих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Технико-экономическое обоснование метода получения заготовок [5]

Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что зазор между верхней и нижней частями штампа является переменным и уменьшается в процессе деформирования металла. В зазор вытекает излишек металла, который образует заусенец. Последний является нежелательным отходом, однако, он необходим для обеспечения полного заполнения ручья штампа.

 

Штамповка в закрытых штампах отличается тем, что небольшой зазор между верхней и нижней частями штампа обеспечивает лишь их взаимную подвижность и в процессе деформирования металла остается постоянным. Отсутствие заусенец в закрытых штампах сокращает расход металла, исключает необходимость обрезки заусенца. Однако этот тип  штампов сложнее и дороже.

        На первом этапе выбора заготовки осуществляется предварительная оценка вариантов, которая позволяет по внешним признакам эффективности отобрать наиболее приемлемые. Показатели предварительной оценки следующие

1. Коэффициент использования  материала

                                                              (1.2)

где:

 m_д, m_з— масса детали и заготовки, кг.

2. Трудоемкость изготовления t_н детали для нового варианта

                                                         (1.3)

где:

 t_б —трудоемкость изготовления детали по базовому варианту, норма штучного времени, мин;

m_н,m_б —масса заготовки, кг, при новом и базовом (сравниваемом) варианте.

3. Снижение материалоемкости, кг.

                                                        (1.4)

где:

N_г - годовой объем выпуска деталей, шт.

4. Себестоимость изготовления детали.

В структуре себестоимости затраты М_о на основные материалы и заработную плату З_о основных рабочих составляют в машиностроении 80% . Поэтому сравнение вариантов можно производить по этим двум статьям:

                                                                 (1.5)

Стоимость основных материалов

 

                                      (1.6)

 

где:

 m_з—масса заготовки, кг;

 C_м—стоимость единицы массы заготовки, руб/кг;

 k_т.з.—коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (k_т.з.= 1,04...1,08 для черных металлов и k_т.з.= 1,0...1,02 для других материалов);

 m_отд—масса отходов на одну деталь, кг;

C_о —стоимость отходов, руб/т.

                                                              (1.7)

   Заработная плата  основных рабочих

                                            (1.8)

где:

               Нч- Стоимость одного норма часа на t_шт , руб

                Д – доплата, руб

                П – премия, руб

                Дз – дополнительная заработная плата, руб

                                         

          где:

          12,69 – стоимость одного норма  часа рабочего, руб

          2,1% - процент доплаты основного  рабочего

          40% - процент премии  основного рабочего

          12,8% - процент дополнительной заработной платы основного рабочего  

 

Штамповка в открытом штампе (базовый вариант)		Точная штамповка в закрытом штампе (альтернативный вариант)
1. Коэффициент использования  материала
mд =4,68, кг mз =23,582, кг	mд  =4,68, кг                                                      mз =9,980, кг
2. Трудоемкость изготовления tн детали для нового варианта
		tб=15,32, н/ч mн=9,980, кг mб=23,582, кг
3. Снижение материалоемкости
Nг =75*2=150, шт
4. Стоимость основных  материалов
5. Заработная плата  основных рабочих

Сравнительная таблица методов получения заготовки 1.5

                                                                                                                     

 

Продолжение табл. 1.5

Штамповка в открытом штампе (базовый вариант)	Точная штамповка в закрытом штампе (альтернативный вариант)
6. Себестоимость изготовления  детали