Технология изготовления фланцев

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Анализ служебного назначения детали.
2. Анализ технологичности конструкции детали.
3. Определение типа производства.
4. Выбор заготовки и его экономическое обоснование.
5. Анализ существующего технологического процесса.
6. Выбор варианта технологического маршрута и его экономическое обоснование.
7. Расчёт общих и межоперационных припусков.
8. Расчёт режимов резания.
9. Нормирование технологического процесса.
10. Расчёт и проектирование приспособления.
11. Механизация и автоматизация процесса изготовления детали.

12.Охрана труда.

Заключение.

Список используемых источников литературы.

Приложение. 
 
 
 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

                Технология машиностроения – это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда, т.е. при наименьшей себестоимости.

    Производственный  процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии  для изготовления или ремонта  выпускаемых изделий.

    В соответствии с ГОСТ 3.1109 – 82 технологический  процесс – это часть производственного  процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению  состояния предмета труда.

    Технологическая операция – это законченная часть  технологического процесса, выполняемая  на одном рабочем месте. Применительно  к условиям механосборочного производства стандартизированное определение  операции можно представить в  следующем виде: технологическая  операция – это часть технологического процесса, выполняемого непрерывно на одном рабочем месте, над одним  или несколькими одновременно обрабатываемыми  или собираемыми изделиями, одним  или несколькими рабочими.

    Целью данного проекта является модернизация базового среднесерийного технологического процесса для снижения материалоемкости, повышения производительности и  уменьшения себестоимости.

    Курсовой  проект представляет собой разработку технологического процесса механической обработки детали «Фланец». 

 

1. АНАЛИЗ СЛУЖЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЕТАЛИ 

           В курсовом проекте рассмотрена деталь «Фланец» рис.1

     Фланец – неотъемлемая часть трубопроводной арматуры. Область применения фланцев чрезвычайно широка, фланцы применяются как соединительный компонент труб, так же фланец может служить соединением вращающихся деталей. По внешнему виду фланец представляет парную конструкцию плоского сечения кольцевой или дисковой формы. Крепление фланцев осуществляется через диаметрально расположенные отверстия одного и другого фланца путем резьбового соединения. Это болты или шпильки, стягивающие два фланца. Различаются фланцы по размерам, по вариантам соединения фланцев между собой, по лицевой форме и так же по вариантам уплотнителей между двумя стыкующимися поверхностями фланца. Надежность фланца в соединениях трубопроводов от вакуума в 10-13 мбар до вариантов, когда фланцы соединяют трубопроводы с давлением в 200 бар, делает фланцы востребованным элементом соединительных конструкций. В соответствии с ГОСТом фланцы выпускаются трех видов: фланцы стальные плоские, воротниковые и фланцы свободные на кольце, закрепленном методом сварки. Фланцы первого вида служат как соединительный элемент трубопровода между собой и с аналогичным фланцем другого элемента системы. Крепятся фланцы к трубе либо на резьбовом соединении, либо на сварном. Такие фланцы способны выдерживать температурные режимы от -75 до 450 градусов, но следует учитывать что фланцы в зависимости от величины диаметра самой трубы и предполагаемых величин давления и региональных условий эксплуатации имеют до десяти подвидов прокладочных соединений. Плоские фланцы способны выдерживать еще больший диапазон температур, поэтому соединяют такие фланцы сваркой, не используя для прокладок между плоскими фланцами дополнительных материалов. Воротниковые фланцы крепятся встык, фланцы такого типа распространены для крепления различных приборов, посредством соединения с фланцами различной арматуры и патрубков дополнительного оборудования. Фланцы каждого типа и вида снабжены отдельными таблицами характеристик.

    Фланцы являются соединительной частью труб, валов, резервуаров. Они представляют собой плоские стальные диски или кольца с отверстиями для шпилек или болтов. Применяются фланцы при соединении различных изделий арматуры с основными трубопроводами. Кроме этого, их используют для скрепления между собой отдельных участков трубопровода или присоединения к оборудованию. Соединение с помощью фланца способно обеспечить прочность, герметичность конструкции, а также упрощает процесс сборки и разборки. По белорусским стандартам фланцы выпускают стальные резьбовые, устьевые, а также для аппаратов и сосудов под прокладку.

Рисунок 1- Фланец общий вид.

     Фланец- рисунок 1 изготавливается  из Стали 45 ГОСТ 1050-74, который состоит  из 6отв. Ø17  служащие для крепежа фланца, 2-х резьбовых отверстий предназначенных для вытягивания фланца из узла и одного отверстия под штифт Ø , так же по посадке выполнена шейка Ø и имеется сфера R.

      Для проектирования используют справочные материалы: рекомендации по улучшению технологичности конструкции изделия, каталоги сборочного и подъемно-транспортного оборудования, альбомы сборочной технологической оснастки, нормативы по нормированию сборочных работ, примеры сборки аналогичных изделий.

    Цель  технологических разработок – дать подробное описание процессов сборки изделия, выявить необходимые средства производства, площади, рабочую силу, трудоемкость и себестоимость сборки изделия.

    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.

    Таким образом, я установил что деталь полностью соответствует своему назначению. 
 
 
 

 

2.АНАЛИЗ  ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

         

             Качественный анализ детали на технологичность.

       Анализ технологичности конструкции детали состоит из технологического контроля чертежей и технологического анализа конструкции.

     Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие представление о детали, т.е. все  проекции, виды, разрезы и сечения. На чертеже указаны все размеры  с необходимыми допусками, шероховатость  обрабатываемых поверхностей, допускаемые  отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного положения  поверхностей. Чертеж содержит все  необходимые сведения о свойствах  материала детали.

      Основное значение при обработке  детали имеют технологические  базовые поверхности детали. В качестве базовых поверхностей при обработке детали 

       Проанализировав конструктивные  элементы детали. Мы установили что деталь практически по всем показателям является технологичной. Так как для её изготовления не требуется специальный инструмент. Поверхности детали не содержат сложной геометрии, что тоже упрощает её изготовления. Заготовка из трубного проката будет максимально приближена по конструкции к форме детали. При данной заготовки себестоимость детали и отход материала будет минимальным. Что уменьшит затраты на материал.

Таблица 1

Химический состав стали 45, %(ГОСТ 1050-88)

 
 

 

Таблица 2                                                                                                                   

 Физико-механические свойства стали 45 ( ГОСТ 1050-88), 

                                                                                                                  

В качестве материала заменителя можно применить  схожую сталь Ст40.

         Количественный анализ детали  на технологичность не ведем,  так как из чертежа видно,  что все поверхности детали  унифицированы, спец. инструмент не используется. Трудоемких операций - таких как долбление, строгание нет - деталь технологична.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТИПА ПРОИЗВОДСТВА 

   Исходные  данные:

   Годовая программа изделий N₁=5000 шт.;

   Количество  деталей на изделие m=1 шт.;

   Запасные  части β=2%;

   Режим работы предприятия – 2 смены в  сутки; 

   Годовая программа  шт.;                 (1)

   Действительный  годовой фонд времени работы оборудования Fд=3984 ч.

   Данные по существующему учебному технологическому процессу:

   Таблица 3

 

Коэффициент закрепления операций определяется как:

    - производство среднесерийное [2] стр. 228.      (2)

   Где - количество операций выполняемых на рабочем месте ([1] стр.21);

   Где  - нормативный коэффициент загрузки оборудования ( =0,9 [1] стр.20);

    - фактический коэффициент загрузки  оборудования ([2] стр.20);

   где  Р – округлённое до ближайшего большего целого числа полученное значение ;                                                                                                         (3)

   для токарной операции 005:

   Р=1;

    - количество станков для данной операции [2] стр.20;         (4)

   для токарно-винторезной 005:

    ;

   3.1 Расчёт количества  деталей в партии 

   Количество  деталей в партии для одновременного запуска определяется по формуле (9)

    ,                (5)

     где n_расч - количество деталей в партии для одновременного запуска, шт.;

   N_вып- программа выпуска, шт.

   а - периодичность запуска, дн; принимаем а=15 дней. 

    шт.                                                                               (6) 

   Рассчитанный  размер партии должен быть скорректирован с учетом удобства планирования и  организации производства.

   Корректировка величины партии осуществляется следующим  образом:

   а) определяется расчетное число смен С_р по формуле (11) 

    ,                        (7) 

   где С_р-расчетное число смен;

    - среднее штучно калькуляционное  время;        (8)

   где n – количество операций;

   480- фонд времени работы станка в смену, мин;

   0,8- нормативный коэффициент загрузки станка. 

     смен. 

   б) определяется принятое число смен С_пр путем округления С_р до ближайшего возможного целого числа С_пр=3.

   в) определяется принятое число деталей  в партии по формуле (13) 

                                                           ₍₉₎

 

4.ВЫБОР  ЗАГОТОВКИ И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

   I: заготовку получаем из проката трубного горячекатаного круглого, труба 195*37,5*30кр.-45ГОСТ23270-89. Масса заготовки – 3 кг. Масса изделия – 2,6 кг.

   Коэффициент использования материала:                         ₍₁₀₎

     Затраты на материал определяются по массе  проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки:

                         

,                                                       (11)

     где Q – масса заготовки, кг; Q = 3 кг;

     S – цена 1 кг заготовки, руб.; S = 3200 руб.;

     q – масса готовой детали; q = 2,6 кг;

     S_отх – цена 1 кг отходов; S_отх = 370 руб.

     II: Заготовку получаем из поковки по ГОСТ 8479-70. Сталь 45 Масса заготовки – 2,85 кг. Масса изделия – 2,6 кг.

   Коэффициент использования материала:  

              
 
 

     Затраты на материал:

,

     где Q – масса заготовки, кг; Q = 2,85 кг;

     S – цена 1 кг заготовки, руб.; S = 4000 руб.;

     q – масса готовой детали; q = 2,6 кг;

     S_отх – цена 1 кг отходов; S_отх = 370 руб.

   

      В базовом технологическом процессе  заготовка взята из проката  «трубного», которая максимально  приближена к геометрии детали. Улучшить заготовку не возможно  т.к. она идеально подходит  для нашей детали по форме  и размерам, экономия материала  при этом достигнет максимального  предела. И затраты на материал будут минимальны что мы видим из расчета. Заготовку оставляем без изменения.   
 
 
 

 

5.АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

        Объектом анализа является технологический процесс изготовления детали Фланец. Деталь изготавливается из трубы стали 45.

       

 Рассмотрим базовый тех. процесс:

005.Токарно-винторезная.

     А.Токарно-винторезная.

     Б.Токарно-винторезный 1П756.

    О.Точить заготовку в размер 1-4.

     Т. 3-х. кулачковый патрон, резец проходной Т15К6 ГОСТ18882-73, Резец рассточной  Т15К6 ГОСТ 18873-73,ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-73.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

010.Токарно-винторезная.

     А.Токарно-винторезная.

     Б.Токарно-винторезный 1П756.

    О.Точить заготовку в размер 1-5.

     Т. 3-х. кулачковый патрон, резец проходной Т15К6 ГОСТ18882-73, Резец рассточной  Т15К6 ГОСТ 18873-73,ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-73. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

015.Токарная с ЧПУ.

     А.Токарная с ЧПУ.

     Б.Токарный с ЧПУ DF2/NC.

    О.Точить заготовку в размер 1-3.

     Т. 3-х. кулачковый патрон, резец проходной Т15К6 ГОСТ18882-73, Резец рассточной  Т15К6 ГОСТ 18873-73,ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-73.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

020.Токарная с ЧПУ.

     А.Токарная с ЧПУ.

     Б.Токарный с ЧПУ DF2/NC.

    О.Точить заготовку в размер 1-14.

     Т. 3-х. кулачковый патрон, резец проходной Т15К6 ГОСТ18882-73, Резец рассточной  Т15К6 ГОСТ 18873-73, резец фасонный Т15К6 ГОСТ18882-73 ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-73. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

025.Фрезерная  с ЧПУ.

     А.Фрезерная с ЧПУ.

     Б.Фрезерная с ЧПУ ГФ2171.

    О.Обработать деталь в размер 1-9.

     Т.  Специальное приспособление, Сверло  центровочное Р6М5Ø3 ГОСТ14952-75; фреза Ø16 Т15К6 ГОСТ 8529-69; фреза Ø20 Т15К6 ГОСТ 8529-69; комбинированный инструмент Р6М5 сверлоØ12 цековка Ø17; сверло Ø6,5 Р6М5 ГОСТ 14952-75;сверло Ø4,6 Р6М5 ГОСТ14952-75; ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-73; нутромер НМ-75 ГОСТ 868-82.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

030.Вертикально сверлильная.

     А.Вертикально сверлильная.

     Б.Вертикально сверлильный 2А53.

    О.обработать деталь в размер 1-5.

     Т.  Тиски при станке, Развертка Р6М5Ø5 ГОСТ11183-71;Метчик М8ГОСТ 29221-91;калибр пробка ГОСТ14810-69 8133-0910; нутромер НМ-75 ГОСТ 868-82.

 
 
 
 

 

035.Шлифовальная.

    А.Кругло-шлифовальная.

    Б.Кругло-шлифовальный 3Б151.

    О.Обработать деталь в размер 1-3.

    Т.Центра, хомутик, круг шлиф. ПП600х63х305,скоба ГОСТ 18362-73,индикатор 2-Миг ГОСТ 9696-75,штатив ШМ-I-8 ГОСТ 10197-70,Образцы шероховатости поверхности ГОСТ 9378-75.

 

040.Слесарная притупить острые кромки, притереть сферу R по второй сопрягаемой детали, маркировать деталь.

045.Контрольна измерительная.

Таблица 4 Анализ механизации и автоматизации тех. процесса.

 
 
 

 

Таблица 5  Установочно-зажимные приспособления. 

 
 

 

     Таблица 6 Режущий инструмент.