Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Технология машиностроения. 13

					БНТУ 1.00.000 ПЗ

Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата
Выполнил		Андриевич				Лит.	Лист	Листов
Провер.		Беляев					2	66
						Гр. 103129
Н. Контр.

Оглавление

Введение 3

1. Описание объекта производства 4

1.1 Описание продукции изготавливаемой на предприятии 5

1.2 Назначение и условие работы детали в узле 10

2 Выбор типа и организационной формы производства 15

3 Анализ технологичности конструкции детали 18

3.1 Качественная оценка технологичности конструкции 18

3.2 Количественная оценка технологичности конструкции 18

4 Действующий ТП получения заготовок и экономическое обоснование их усовершенствования 20

5 Анализ ТП механической обработки заданный деталей и экономическое обоснование их усовершенствования 23

5.1 Анализ базового ТП механической обработки заданный деталей 23

5.2 Экономическое обоснование усовершенствования оборудования 26

5.3 Разработка маршрута обработки и выбор технологических баз 30

6 Расчет припусков и размерный анализ ТП 34

6.1 Расчет и назначение припусков на механическую обработку 34

6.2 Размерный анализ технологического процесса 40

7 Расчет режимов резания и составление карты кодирования операций 52

7.1 Расчет и назначение режимов резания 52

8 Расчет норм времени и построение графиков загрузки 55

8.1 Расчет норм времени 55

8.2 Построение графиков загрузки 57

9 Расчет и проектирование червячной модульной фрезы 60

10 Расчет технико-экономических показателей 63

Заключение 66

Литература 67

Приложения 68

Номер строки

Формат

Обозна-чение

Наименование

Кол. листов

Примеч.

А4

Задание по курсовому проектированию

А4

Пояснительная записка

А3

Чертеж детали и заготовки

А1

Чертежи операционных эскизов

А1

Карты кодирования операций

ИТОГО:

Курсовой проект

Изм

Лист

N докум

Подп

Дата

Разраб.

Андриевич

Ведомость

курсового проекта

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Беляев

БНТУ

гр. 103129

Введение

Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоения и производства новой прогрессивной техники. Организационно-методической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.

Рассматривая современное состояние проектирования и изготовления машиностроительных изделий с учетом требований технологичности, можно отметить несколько направлений решения этой проблемы, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкций в соответствии с требованиями современного производства. К ним относятся:

- непрерывно возрастающий объем агрегатного монтажа сборочных единиц, механизмов и оборудования, развитие системы модульного проектирования на базе типизации, унификации и стандартизации;

- широкое использование ЭВМ, обеспечивающее более высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования;

- организация широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между различными отраслями машиностроения.

Таким образом, генеральная линия развития машиностроения - комплексная автоматизация проектирования и производства - требует знания и совершенного метода проектирования.

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решения технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

Для народного хозяйства необходимо увеличить выпуск продукции машиностроения и повысить ее качество. Этот рост осуществляется за счет качественной интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применения прогрессивных технологий. Повышение эффективности производства возможно путем его автоматизации и механизации, оснащение производства высокопроизводительными станками с ЧПУ, промышленными роботами, создание гибких производственных систем.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением машин, но и непрерывным совершенствованием технологий их производства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальными затратами индивидуального и общественного труда изготовить машину.

Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более совершенных машин и снижению их себестоимости. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемирного внедрения методов технико-экономического анализа.

1. Описание объекта производства

“Минский тракторный завод” ведет свою историю с 26 мая 1946 года, когда было принято решение о его строительстве. Проект предусматривал выпуск в сутки 50 гусеничных сельскохозяйственных тракторов. В 1948 – 1958 годах завод освоил производство пусковых двигателей.

К концу 50-х годов на минском тракторном заводе формируется коллектив конструкторов, и начинаются собственные разработки. Создается универсально-пропашной трактор на пневматических шинах МТЗ-2 “Беларусь”, определивший дальнейшую специализацию предприятия. В 1957 – 1960г. созданы и поставлены на производство более десяти моделей колёсных тракторов. Крупным шагом вперёд была разработка конструкции и постановка на производство в 1961г. универсального колёсного трактора МТЗ-50 с двигателем мощностью 55 л.с. С постановкой на производство тракторов МТЗ-50/52 началось интенсивное развитие экспорта, как по объёму, так и по географии поставок.

В 1974г. начался серийный выпуск более мощного и высокопроизводительного трактора МТЗ-80. Это самая малая модель в мире. В 1975г. было организовано производственное объединение “ Минский тракторный завод ”.

24 мая 1984 года с главного конвейера сошёл 2-х миллионный трактор “Беларусь”. В 1984 году завод поставил на производство 100-сильный трактор МТЗ-102. В 1985 году были изготовлены первые образцы трактора МТЗ-142 мощностью 150 л.с. С целью обеспечения механизации работ в индивидуальном хозяйстве с 1978 года завод приступил к созданию семейства мини-техники.

В 1994 году завод освоил производство трактора “Беларус-1221” мощностью 130 л.с., в 1999 году трактора “Беларус-1522” мощностью 150 л.с. Создан и проходит испытания трактор общего назначения “Беларус-2522” мощностью 250 л.с.

Если в 1992 году объединением выпускались только четыре модели тракторов, то сегодня заказчиками предприятия являются уже шестьдесят две модели разных видов машин, более чем в ста сборочных вариантах для всех климатических и эксплутационных условий, под запросы потребителей с учетом их желаний и финансовых возможностей.

Новое поколение тракторов “Беларусь” представлено тремя семействами: мини-техника и малогабаритных тракторов, универсально-пропашные тракторы, тракторы общего назначения. Семейство малогабаритной техники включает машины в диапазоне мощности от 6 до 35 л.с. Семейство универсально-пропашных тракторов представлено тракторами серии 500, 600, 800, 900, 1000 мощностью от 50 до 130 л.с. Тракторы “Беларусь” способны выполнять весь комплекс сельскохозяйственных и транспортных работ.

В 2000 году был создан трактор МТЗ-1802 на резинотросовом гусеничном ходу, а в 2001 году был создан трактор МТЗ-2022 мощностью 270 л.с. и трактор МТЗ-622 мощностью 60 л.с.

В последние годы ПО “Минский тракторный завод” выступает как самостоятельный экспортер. На все продаваемые тракторы получены международные сертификаты, подтверждающие их соответствие стандартам Евросоюза.

За большой вклад в развитие производства и международного сотрудничества МТЗ удостоено всемирной награды “ Золотой Меркурий”.

1.1 Описание продукции изготавливаемой на предприятии

За свою полувековую историю МТЗ произвел более 3 миллионов тракторов, среди них свыше 500 тысяч поставлено на экспорт более чем в 100 стран мира. МТЗ успешно конкурирует на мировом рынке с ведущими тракторостроительными фирмами.

Сегодня ПО МТЗ производит 24 модели универсально-пропашных тракторов, 6 моделей малогабаритных тракторов, 8 моделей мотоблоков и минитракторов, 15 моделей специальных машин промышленного назначения: коммунальных, погрузочных, лесоразрабатывающих и шахтных.

Отличительная особенность всей выпускаемой заводом тракторной техники — универсальность, надежность, экономичность и унификация между моделями, сериями и семействами. Так, унификация между моделями универсально-пропашных тракторов внутри семейства составляет 90-98%, между шахтными, лесными машинами и базовой моделью трактора составляет 60-65%, между универсальными шасси и базовой моделью трактора - 80%.

Малогабаритные трактора: Трактора общего назначения:

Мотоблоки и минитрактора Лесные машины:

Мотоблоки и минитрактора:

Минский тракторный завод, помимо традиционной продукции, предлагает сегодня потребителю широкий ассортимент машин специального предназначения.
Можно определить две основные группы машин — первая создается путем навешивания рабочего оборудования на серийные трактора МТЗ-800/820, вторая — на базовые и универсальные шасси.

БЕЛАРУС-2022.5

Трактор предназначен для выполнения различных сельскохозяйственных работ общего назначения, основной и предпосевной обработки почвы, посева в составе широкозахватных и комбинированных агрегатов, уборочных работ в составе высокопроизводительных уборочных комплексов, транспортных работ.

Отличительные особенности

Дизель по выбросам вредных веществ соответствует ступени Tier IIIB, реверсивный пост управления, кондиционер, комплект для сдваивания задних колес.

Общие данные

Масса в состоянии отгрузки с завода, кг 6830

Трансмиссия

Коробка передач Механическая, ступенчатая

Вал отбора мощности

Задний ВОМ +

Гидросистема

Максимальное давление, МПа 20

Ходовая система

Тип Колесная

Колесная формула 4Х4

БЕЛАРУС-1021.3

Трактор БЕЛАРУС 1021.3 тягового класса 2,0 с дизелем мощностью 110 л.с., сертифицированным по II -ой ступени Директивы 2000/25/ЕС, выполнен по колесной формуле (4х4). Является модификацией БЕЛАРУС 1021, предназначен для выполнения различных сельскохозяйственных работ с навесными, полунавесными и прицепными машинами и орудиями, на транспорте, с погрузочно-разгрузочными средствами, уборочными комплексами и для привода стационарных сельскохозяйственных машин.

Двигатель

Мощность номинальная, кВт (л. с.) 81 (110)

Трансмиссия

Коробка передач Синхронизированная

Число передач назад 4

Вал отбора мощности

Задний ВОМ +

Новые разработки

БЕЛАРУС 2103

Сельскохозяйственный гусеничный трактор «БЕЛАРУС» 2103 тягового класса 4 с резиноармированной гусеницей, предназначен для работы в сельском хозяйстве с навесными, полунавесными, прицепными машинами, в том числе для работ общего назначения на переувлажненных почвах.

По заказу может быть укомплектован металлическими гусеницами с резинометаллическим шарниром.

Общие данные:

Масса конструкционная, кг 9640

Масса эксплуатационная, кг 10500

Габаритные размеры: длина, мм 6250

Габаритные размеры: ширина, мм 2100

Трансмиссия:

Коробка передач - Механическая, ступенчатая, с переключением под нагрузкой

Гидросистема:

Максимальное давление, МПа 20

Ходовая система

Тип Гусеничная, с резаноармированными гусеницами

БЕЛАРУС-3023

Минский тракторный завод представляет инновационный трактор «Беларус 3023», предоставляющий потребителю неограниченные возможности по его использованию, который завоевал серебряную медаль на престижной международной выставке "AGRITECHNICA-2009" в г. Ганновер (Германия).

Трактор предназначен для выполнения энергоемких сельскохозяйственных работ в тяговом и тягово-приводном режимах в составе широкозахватных и комбинированных агрегатов, в том числе при эшелонированной навеске, на основной и предпосевной обработке почвы, посеве зерновых и других культур, заготовке кормов, уборке корнеплодов, зерновых и технических культур.

Стандартная комплектация:

Дизель по выбросам вредных веществ соответствует ступени Tier IIIA.

Гидронавесная система с механическим управлением, комплект для сдваивания задних колес, кондиционер, переднее навесное устройство (ПНУ). Комплектация по заказу:

Электромеханический передний вал отбора мощности, электровентилятор радиатора охлаждающей жидкости с функцией реверса, станция автономного электроснабжения (172,5 кВт), передние грузы, комплект для сдваивания передних колес.

Инновационная идея заключается в применении новой электромеханической трансмиссии, которая позволяет потребителю воспользоваться такими преимуществами, как:

Экономия топлива до 30 %.

Максимальный крутящий момент на колесах с 0,1 км/ч.

Эффективное управление режимами работы дизеля в зависимости от потребляемой мощности.

Всего два диапазона движения, выбираемых вручную («поле» или «дорога»).

Программа управления позволяет осуществлять функцию быстрого реверса (изменение направления движения) независимо от скорости движения.

Удержание трактора на месте за счет трансмиссии с возможностью управлять в этом режиме оборотами дизеля от педали.

Фиксированное перемещение на заданное малое расстояние (для агрегатирования).

Электромеханический передний вал отбора мощности (частота вращения ВОМ не зависит от частоты вращения двигателя внутреннего сгорания)—комплектация по заказу.

Электровентилятор радиатора охлаждающей жидкости с функцией реверса (для очистки радиатора)— комплектация по заказу.

Станция автономного электроснабжения предназначена для обеспечения автономного электропитания стабилизированным трехфазным напряжением (380 В 50 Гц) потребителей общего назначения (технологического и промышленного оборудования, телекоммуникационных, охранных и противопожарных систем и т. п.) — комплектация по заказу.

Общие данные

Масса конструкционная, кг 12000

Масса в состоянии отгрузки с завода, кг 12200

Масса эксплуатационная, кг 12800

Масса максимально допустимая (полная), кг 18000

База, мм 3300

Габаритные размеры: длина, мм 6400

Габаритные размеры: ширина, мм 2630

Габаритные размеры: высота, мм 3250

Трансмиссия

Коробка передач Электромеханическая,тяговый двигатель

Ходовая система

Тип Колесная

1.2 Назначение и условие работы детали в узле

Деталь - шестерня 1522-2407052 (рис.Д16,поз.13)является составной частью заднего моста, служащего для передачи крутящего момента от коробки передач на ведущие колеса.

Задний мост (рис. Д-16) состоит из главной передачи, дифференциала с гидроуправляемой фрикционной муфтой блокировки, бортовых передач, расположенных в корпусе заднего моста, и конечных передач, расположенных в рукавах полуосей.

Главная передача — коническая с круговым зубом — состоит из ведущей конической шестерни (20), выполненной за одно целое с вторичным валом КП и ведомой шестерни (21), закрепленной болтами на корпусе дифференциала (22).

Дифференциал — блокируемый, конический, закрытый — состоит из корпуса (22) и крышки (16), соединенных болтами (32), крестовины (18), четырех сателлитов (17), установленных на роликах на крестовине со сферическими шайбами (19), и двух полуосевых шестерен (15) с опорными шайбами (14).

Дифференциал в сборе установлен в корпусе заднего моста на двух роликоподшипниках (23). Для блокировки дифференциала предусмотрена гидроуправляемая фрикционная многодисковая муфта (1) (рис. Д-17), которая блокирует крестовину и сателлиты с левой полуосевой шестерней дифференциала.

Бортовые передачи состоят из двух пар прямозубых цилиндрических шестерен (13, 2) и (25, 33) (рис. Д-16). Ведущие шестерни (13, 25) бортовых передач установлены на шлицах валов (10, 26). Валы (10, 26) установлены в

стаканах на шарикоподшипниках. Валы (10) и (26) через шлицевыми соединениями связывают полуосевые шестерни (15) дифференциала с ведущими шестернями бортовых передач и дисками тормозов.

Ведомые шестерни (2, 33) установлены на шлицевых втулках (5), смонтированных на шарикоподшипниках. Между фланцами стаканов (9, 27) и корпусом заднего моста установлены регулировочные прокладки (34) толщиной 0,2 мм и 0,5 мм, для регулировки осевого зазора в конических ролико-подшипниках (23) и бокового зазора в зацеплении шестерен (20) и (21) главной передачи. Конические подшипники должны быть отрегулированы таким образом, чтобы крутящий момент, необходимый для проворота дифференциала составлял от 5 до 8 Н·м. Боковой зазор в главной передаче должен быть в пределах 0,20…0,55 мм.

Шестерня (рис.1.1,поз.1) является ведущей в бортовой передаче, сидит на валу (поз.2) и входит в зацепление с ведомой шестерней (поз.3).

Деталь- шестерня 1522-2407052 (рис.1.1,поз.1)изготовлена из легированной конструкционной стали марки 15ХГН2ТА ГОСТ 4543-71.

Химический состав и механические свойства стали приведены в таблице 1 и 2

Таблица 1-Химический состав стали 15ХГН2ТА,% (ГОСТ4543-71)

С	Si	Mn	Cr	Тi
0.13 - 0.18	0.17 - 0.37	0.7 - 1	1.4 - 1.8	до 0.025

Таблица 2-Механические свойства стали 20ХНР ( ГОСТ4543-71)

σ_в, МПа

σ_т, МПа

δ₅, %

Ψ, %

KCU,Дж/м²

Твердость,

не болееНВ

930

735

980

225

где σ_в – временное сопротивление, МПа; σ_в – предел текучести, МПа, δ₅ - относительное удлинение, %; ψ – относительное сужение, %.

Рисунок 1.1-Мост задний: 1-шестерня ведущая; 2-вал; 3-зубчатое колесо;

Деталь шестерня имеет следующие основные поверхности:

- торцы 5 и 7 в которые упираются внутренние кольца подшипников;

- внутреннее шлицевое отверстие 6 для передачи больших крутящих моментов с вала 2 далее на шестерню и на колесо 3;

- зубчатый венец 4 для зацепления с зубчатым колесом 3;

При производстве данной детали для придания необходимых свойств стали используется цементация.

Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.

Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0.2 % C) и легированные стали.

После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.

Способы цементации:

в твёрдом карбюризаторе

в газовом карбюризаторе

в кипящем слое

в растворах электролитов

в пастах

При цементации деталь нагревают без доступа воздуха до 930 - 950°С в науглероживающей среде – карбюризаторе., выдерживают при этой температуре в течение нескольких часов, а затем медленно охлаждают. В результате цементации поверхностный слой деталей науглероживается (0,8 – 1% С), а в сердцевине остается 0,12 – 0,32% С, т.е. получается как бы двухслойный металл. Поэтому для получения нужной структуры и свойств в поверхностном слое и в сердцевине необходима двойная термическая обработка.

В результате длительной выдержки при высокой температуре цементации происходит перегрев, сопровождающийся ростом зерна. Для получения высокой твердости цементованного слоя и достаточно высоких механических свойств сердцевины, а также для получения в поверхностном слое мелкоигольчатого мартенсита, деталь после цементации подвергают последующей термической обработке.

Основная цель закалки стали это получение высокой твердости, и прочности что является результатом образования в ней неравновесных структур – мартенсита, троостита, сорбита. Заэвтектоидную сталь нагревают выше точки Ас₁ на 30 - 90 ⁰С. Нагрев заэвтектоидной стали выше точки Ас₁ производится для того, чтобы сохранить в структуре закаленной стали цементит, является еще более твердой составляющей, чем мартенсит.

Закалка с самотпуском состоит в том, что нагретую деталь рабочей частью погружают в закалочную среду и выдерживают в ней не до полного охлаждения. За счет тепла нерабочей части детали, которая не погружалась в закалочную жидкость, рабочая часть детали нагревается. Температура отпуска при этом способе закалки определяют по цветам побежалости, возникающим на поверхности детали при температурах 220 – 300 ⁰С.

Отпуск при 180 - 200°С проводится для снятия внутренних напряжений и получение более устойчивого структурного состояния, повышение вязкости и пластичности, а также понижение твердости и уменьшение хрупкости закаленной стали.

Он выполняется с целью получения структуры мартенсита отпуска и для частичного снятия внутренних напряжений в закаленной стали с целью повышения вязкости без заметного снижения твердости. После такого режима термической обработки структура поверхностного слоя – мелкоигольчатый мартенсит с вкраплениями избыточного цементита, а сердцевины – мелкозернистый феррит+перлит.

Табл.3 Механические свойства стали после термической обработки:

2 Выбор типа и организационной формы производства

В соответствии с методическими указаниями ГОСТ 3.1119-83, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства, характеризующий тип производства [2] определяется по формуле:

где - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;

- явочное число рабочих участка, выполняющих различные

операции при работе в две смены.

Условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в две смены, определяется по формуле:

где - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закрепленными за ним однотипными операциями, = 0,8;

- штучное время на выполнение проектируемой операции, мин.;

- месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.

Определяем месячную программу выпуска детали в две смены:

где - годовой объем выпуска заданной детали, шт.; = 18000 шт.

h_з– коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операцией:

Т_i – штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции, мин;

N_г – годовая программа выпуска заданной детали, шт.; N_г = 18000 шт.

F_г – годовой действительный фонд времени работы оборудования, 4015 ч;

k_в– коэффициент выполнения норм, принимается равным 1.3.

Рассчитываем необходимое количество рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка:

Таблица 3.1 - Расчет коэффициента закрепления операций

№ опер	Наименование операции	Т_Ш-К, мин	η_з	П_oi	P_i
005	Вертикально-сверлильная	2.493	0.15	5.64	0.77
010	Токарная	4.961	0.29	2.83	0.77
015	Вертикально-протяжная	0.901	0.05	15.6	0.77
020	Токарная	3.415	0.2	4.12	0.77
025	Токарная	3.978	0.23	3.53	0.77
045	Зубофрезерная	16.766	0.98	0.84	0.77
050	Зубошевинговальная	5.244	0.31	2.68	0.77
Итого		37.758	2.21	35.24	5.39