Технологический процесс. 3

Содержание 

Введение_________________________________________________________________

1 Общий раздел_________________________________________________________

1. Описание конструкции и служебного назначения детали_________________
2. Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность___________________________________________________
3. Определение типа производства и его характеристика___________________

2 Технологический раздел___________________________________________

1. Выбор вида и метода получения заготовки.  Экономическое

обоснование выбора заготовки_______________________________________

2. Разработка проектируемого технологического процесса_________________
1. Анализ базового и проектируемого технологического процесса_________
2. Выбор и обоснование технологических баз__________________________
3. Выбор оборудования и технологической оснастки____________________

2.3  Разработка операционного технологического процесса__________________

1. Определение межоперационных припусков и операционных

    размеров_______________________________________________________

2. Определение режимов резания на проектируемые операции

   (переходы)_____________________________________________________

3. Нормирование проектируемой операции____________________________
4. Мероприятия по ресурсо- и энергосбережениям______________________

Заключение_________________________________________________________

Список литературы__________________________________________________

Приложение А Трёхмерная модель детали «Корпус»______________________

Приложение Б  Комплект технологической документации_______________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

    Машиностроение, как важнейшая отрасль промышленности сохраняет свою ведущую роль и  на ближайшие годы будет определять темпы перевооружения новой техникой все отрасли народного хозяйства  и промышленности. Ведущую роль в  машиностроении играет станкостроительная промышленность, производящая средства производства для машиностроительных заводов.

    Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надёжность, долговечность и экономичность  в эксплуатации зависят не только от совершенства её конструкции, но и  от технологии производства. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и  машины в целом, эффективное использование  современных автоматических линий  и поточных форм организации и  экономики производственных процессов  – всё это направлено на решение  главных задач, повышение эффективности  производства и качества продукции.

    Необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе современных средств  производства выдвигает перед машиностроением  новые ответственные задачи. Одна из главных задач заключается  в повышении качества машин, надёжности и долговечности. Её решение обеспечит  сокращение затрат на обслуживание, простои, ремонт машин, находящихся в эксплуатации.

    Немаловажное  значение в современных условиях имеет решение задачи по  экономии сырья, энергетических ресурсов, материалов. Эти задачи решаются за счёт применения прогрессивных методов получения  заготовок с минимальными припусками, широкого освоения передовых технологических  процессов оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации, запуска в производство изделий, обработанных на технологичность, внедрения  единой системы технологической  подготовки производства (ЕСТПП). Необходимо на основе комплексной механизации  и автоматизации коренным образом  изменить характер труда. Известно, что  один станок с числовым программным  управлением (ЧПУ) позволяет высвободить 3-4рабочих.

    Использование достижений научно-технического прогресса  позволяет повысить производительность труда, увеличить объём снимаемой  продукции с единицы оборудования, снизить себестоимость продукции, расход материально-технических и  людских ресурсов, энергетических ресурсов.

    Задачей курсового проекта по разработке технологического процесса и организации  участка по обработке детали ГМ-42.45.01.601 «Корпус» является усовершенствование существующего базового технологического процесса на основе использования современного оборудования, высокопроизводительной оснастки с целью снижения себестоимости  и улучшения организации труда. 

1 Общий  раздел 

1.1Описание  конструкции и служебного назначения детали 
 
 

     Корпус  ГМ-42.45.01.601, в соответствии с рисунком 1.1, является составной частью гидробака по машине ГМ-42. Корпус служит для слива масла обратно в гидробак. Отверстие 6 служит для установки пружины, фиксатора и шарика. Данное отверстие должно быть получено по 14 квалитету точности, с шероховатостью поверхности Ra12,5 мкм, а торец 4 должен быть выполнен с шероховатостью поверхности Ra3,2 мкм по 14 квалитету точности. Шарик служит для регулирования подачи масла в гидробак. В выборку 1 ставиться уплотнительное резиновое кольцо.  
 

Рисунок 1.1 – Эскиз детали 

     Точность  выборки 1 должна быть обеспечена по 11 квалитету точности, с шероховатостью Rа1,6 мкм. Четыре отверстия 2 служат для выхода масла от напорного шланга в полость гидробака. Точность данных отверстий должна быть обеспечена по 14 квалитету точности, с шероховатостью поверхности Rа12,5 мкм. Отверстие 5 должно быть получено по 14 квалитету точности, с шероховатостью поверхности Rа3,2 мкм, в связи с тем, что отверстие 5 будет контактировать с шариком (в сборке). В канавку 3 с шероховатостью поверхности   Ra3,2 мкм по 14 квалитету точности, устанавливается стопорное кольцо. Все остальные поверхности должны быть выполнены по 14 квалитету точности, с шероховатостью поверхностей Rа12,5 мкм. 

     Корпус  изготавливается из стали 45 ГОСТ-1050-88 – это конструкционная, качественная сталь. Данный материал применяется для изготовления деталей, от которых требуется повышенная прочность. Физико-механические и химические свойства приведены в таблицах 1.1 и 1.2 соответственно. 

Таблица 1.1 – Физико-механические свойства Стали 45ГОСТ-1050-88

Таблица 1.2 – Химические свойства Стали 45ГОСТ-1050-88,%

1.2 Технологический  контроль чертежа детали и  анализ детали на технологичность 

      Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие представление о детали и возможные  способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры  с отклонениями, шероховатость поверхности  и технологические требования, предъявляемые  к детали, сведения о марке материала, термической обработке, массе и  т.д.

      Обрабатываемые  поверхности являются простыми и  представляют собой наружные и внутренние цилиндрические поверхности, стандартные  фаски и канавка. Трудные места  для обработки заготовка не имеет. Обрабатываемые поверхности с точки  зрения обеспечения точности и шероховатости  не представляют технологических трудностей. Позволяют вести обработку на проход и дают возможность обрабатывать деталь высокопроизводительными методами. Количественный анализ детали на технологичность заключается в расчете коэффициентов унификации (К_УЭ), точности (К_Т) и шероховатости (К_Ш).

      На  основе чертежа детали  и эскиза, в пункте 1.1 пояснительной записки составляем таблицу 1.3, в которой указаны поверхности и соответствующие им квалитеты точности, а также параметры шероховатости. 

Таблица 1.3 – Квалитеты точности и параметры шероховатости поверхностей

      Коэффициент унификации конструкции элементов  детали К_УЭ определяется по формуле: 

                                                      =   ,                                                (1.1)

где О_у.э. – число конструктивных элементов детали выполненных по стандарту;

      О_общ. – число всех конструктивных элементов детали. 

                                                   К_у.э. = = 1 

      Деталь  считается технологичной, т.к. К_УЭ > 0,6.

      Коэффициент точности обработки К_Т определяется по формуле: 

                                                     К_т = 1 _,                                              (1.2) 

где А_ср – средний квалитет точности обработки.

      Средний квалитет точности обработки определяется по формуле:

                                         А_ср = ,                                   (1.3) 

где 1,2,3…19 – номер квалитета точности размеров;

       n₁, n₂…n_i – количество размеров соответствующего квалитета;

       Σn_i – общее количество поверхностей. 

                                            А_ср. = = 13,7 

                                                 К_т = 1 – = 0,93

      Так как К_т >0,8 то деталь является технологичной.

      Коэффициент шероховатости К_ш, определяется по формуле: 

                                                      К_ш =   ,                                                 (1.4) 

где Б_СР – средний класс шероховатости.

      Средний класс шероховатости определяется по формуле: 

                                         Б_ср = ,                                (1.5) 

где 1,2,3…14 – класс шероховатости;

        n₁…n₁₄ – количество поверхностей соответствующего класса шероховатости;

       Σn_i – общее количество поверхностей. 

                                               Б_ср = = 3,8 

                                                       К_ш = = 0,26 

      Так как К_Ш > 0,16, то изделие является технологичным. 

      1.3 Определение типа производства  и его характеристика 

      Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций (К_ЗО) Предварительно на основе типового технологического процесса его можно определить по формуле: 

                                        К_зо = ,                                               (1.6) 

где F_д – действительный годовой фонд времени работы               оборудования, при односменной работе, F_Д = 1923 ч.;

       N – годовой объем выпуска деталей, N = 1000 шт;

      T_{шт(шт-к)} - среднее штучное время, T_шт = 4,6 мин;

       k_y - коэффициент ужесточения заводских норм, k_y = 0,8.

Тогда: 

К_зо = = 31 

      Так как  К_зо = 31,  а   20 < 31 < 40, следовательно производство мелкосерийное.

      В зависимости от полученного типа производства определяем величину производственной партии: 

                                                       n_g =   ,                                                 (1.7) 

где а - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей, а = 30 дней;

      Ф_р.д. - число рабочих дней в году, Ф_РД = 253 дня.

Следовательно: 

n_g = ≈ 120 шт. 

      Мелкосерийное производство характеризуется выпуском одинаковой продукции в небольших  масштабах – партиями. Рабочие  места специализируются на выполнении нескольких операций, для осуществления  которых проводят переналадку оборудования. В данном производстве применяются  специальные и универсальные  средства технологического оснащения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Технологический  раздел 

2.1 Выбор  вида и метода получения заготовки.

Экономическое обоснование выбора заготовки 
 

      Заготовкой  для данной детали служит прокат, в соответствии с рисунком 2.1. Заготовки из проката применяют в единичном и серийном производствах. Прокат применяют для изготовления гладких и ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров ступеней, а также для изготовления стаканов диаметром 50мм, втулок диаметром до 25 мм, зубчатых колёс диаметром до 50 мм, фланцев и т. п. Прокат выбранного профиля резкой превращаем в штучные заготовки, из которых последующей механической обработкой изготавливаем детали. Совершенство заготовки определяется близостью выбранного профиля проката поперечному сечению детали.  

      Рисунок 2.1 — Эскиз заготовки 

     Для определения массы заготовки  разбиваем её на элементарные фигуры и определяем объём каждой фигуры. Массу заготовки определям по формуле: 

                                                m_заг = V_заг * r,                                             (2.1)

где V_заг – объем заготовки, м³;

       r – плотность материала заготовки, p = 7,5 г/см³.

      Определяем  объём заготовки по формуле: 

                                                      V_заг.= ^,                                       (2.2) 

где D – диаметр заготовки, D = 45 мм;

      ℓ – длина заготовки, ℓ = 68 мм.

      Тогда: 

                                        V_заг.= * 6,8 = 108 см³ 

                       m_заг =  108 * 7,5 = 510 г ( m_заг= 0,5 кг)                    

      Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле:  

                                                          К_им = ,                                                (2.3) 

где m_д – масса детали, m_д = 0,16 кг;

      m_з – масса заготовки, m_з = 0,5 кг. 

                                                       К_им = = 0,32

      Низкое  значение коэффициента использования  материала свидетельствует о  нерациональном его использовании, однако использование других методов  получения заготовок в условиях мелкосерийного производства для данной детали будет экономически нецелесообразно. Основные потери металла связаны с получением наружных и внутренних поверхностей вращения.

      Затраты на заготовку определяются по формуле: 

                                               М = Q * S -  ,                                 (2.4) 

где Q – масса заготовки, Q= 0,5 кг;

       S – базовая стоимость 1 тонны заготовок, S= 5232000 руб;

       q – масса готовой детали, q= 0,16 кг;

       S_отх – цена одной тонны отходов, S_отх= 523200 руб. 

                             M= 0,5*5232 - ((0,5-0,16)*523,2) = 2438 руб.

2.2 Разработка  проектируемого технологического  процесса 

2.2.1 Анализ  базового проектируемого технологического  процесса 

        В соответствии с типом производства и направлениями совершенствования производства в отрасли и на базовом предприятии производим некоторые изменения в базовом технологическом процессе.

      В базовом технологическом процессе производим замену двух токарных станков модели 16К20, в операциях 015 и 025, на один токарный станок с оперативной системой управления модели 16К20Т1, т. к. возможно осуществить обработку наружных и внутренних поверхностей вращения на одном станке, за один установ, тем самым сокращается количество операций, количество единиц оборудования и увеличивается точность обработки.

      Сравнительная характеристика по операциям и применяемому оборудованию базового и проектируемого технологических процессов приведена  в таблице 2.1. 

Таблица 2.1 — Сравнительная таблица базового и проектируемого технологического процесса

2.2.2 Выбор  и обоснование технологических  баз 

     На  первой операции технологической базой  является наружная поверхность вращения. Эта база является черновой. Первая операция служит  для подготовки чистовых технологических баз для последующей обработки детали. В двух последующих операциях технологической базой является обработанная наружная поверхность вращения. В этом случае обеспечивается размерная точность и совмещение конструкторских и технологических баз. На последней сверлильной операции в качестве технологических баз используются внутренняя поверхность вращения и торец, и поэтому будет выдерживаться размерная точность. Данные по обоснованию технологических баз представлены в таблице 2.2. 

Таблица 2.2 – Обоснование технологических баз

2.2.3 Выбор  и обоснование технологической оснастки 

      Выбор оборудования осуществляется в соответствии с требуемой мощностью, подачей, габаритными размерами и частотой вращения шпинделя, на обработку детали.

      Данные  по выбору оборудования для изготовления детали приведены в таблице 2.3. 

Таблица 2.3 – Выбор оборудования