Характеристика объекта производства

Введение

 

Сущностью технологии машиностроения является учение о способах и процессах промышленного производства продукции заданного качества и в требуемом количестве. Современное развитие технологии машиностроения представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов совершенствования прежде всего методов обработки материалов, технологического оборудования, обрабатывающего и измерительного инструментов, а также теоретических и практических основ процессов обработки. Оно стимулируется усложнением конструкции изделий, повышением требований к качеству их изготовления и стремлением снизить себестоимость продукции, а также частой сменой объектов производства. Использование много инструментальных станков с ЧПУ, оснащенных средствами механизации и автоматизации, позволяет проектировать технологические процессы обработки деталей с укрупненными насыщенными переходами операциями, уменьшить трудоемкость их изготовления и существенно сократить время технологической подготовки производства при частой смене номенклатуры выпускаемых изделий.

В современном производстве еще достаточно высока доля технологических процессов, не в полной мере удовлетворяющих выше перечисленным требованиям. Поэтому внедрение прогрессивных методов размерной обработки деталей, экономически обоснованное применение высокопроизводительного оборудования, износостойкого комбинированного режущего инструмента, механизированной оснастки и средств автоматизации производственных процессов в механических цехах современных машиностроительных заводов становится весьма актуальным.

 

Общая часть

Характеристика объекта производства

 

Деталь Корпус СКПМЗУН-21.01.0421 входит в состав коробки отбора мощности машины СКПМЗУН и представляет собой отливку коробчатой формы из серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-85 и предназначена для установки и крепления в нем деталей и механизмов машин.

Корпусные детали в значительной степени определяют работоспособность и надежность машин по критериям: виброустойчивости, точности работы под нагрузкой, долговечности, прочности, жесткости и т.д.

Коробка отбора мощности с помощью проставка через прокладку посредством шпилек крепиться к задней плоскости коробки передач. Крутящий момент от промежуточного вала коробки передач через зубчатую втулку передаётся ведущему валу коробки отбора мощности.

Внутри корпуса коробки на конических роликоподшипниках установлены три шлицевых вала – верхний со скользящей шестернёй – для привода масляного насоса, средний,также со скользящей шестернёй – для привода водяного насоса и нижний со скользящей шестернёй для привода редуктора щётки.

Анализ технологичности конструкции детали

Технологическая часть

 

Выбор баз для обработки

Таблица 2.2 Выбор баз

Номер операции	Наименование и содержание операции	Эскиз базирования
	Фрезерная
	Фрезерная
	Фрезерно-сверлильная
	Фрезерно-сверлильно расточная
	Резьбонарезная
	Резьбонарезная
	Резьбонарезная
	Шлифовальная
	Шлифовальная

 

 

Расчет режимов резания

 

Расчет режима резания на операцию 005 "Фрезерная" на станке 6Т13 по методике [15].

Фрезеруется плоскость с размерами: В=220мм, L=200мм. Исходная заготовка – отливка из СЧ15 ГОСТ 1412-82, НВ165.

Диаметр фрезы D=250мм, с числом зубьев z=24, материал режущей части ВК8.

Глубина резания принимается равной припуску на обработку t=2,5мм. Рекомендуемая подача на зуб фрезы s_z=0,15…0,30[15. табл. 76, с. 403]. Принимаем s = 0,2 мм/зуб.

Скорость резания определяется по формуле:

, (12)

где – скорость резания, м/мин;

– постоянный коэффициент, характеризующий материал и условия его обработки;

– диаметр инструмента, мм;

– стойкость инструмента;

- подача, мм/об;

– глубина резания, мм;

В- ширина, мм,

m– показатель относительной стойкости;

z_v, x_v^,, y_v – показатели степени;

К_v– общий поправочный коэффициент.

Значение периода стойкости Т, коэффициента С_v и показатели степени [15. табл. 81, 82] равны: Т = С_v =445; q=0,2; x = 0,15; y= 0,35; u =0,2; р=0; m=0,32; Т=180.

Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактическое условия резания, равен:

, (13)

где – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

– коэффициент, учитывающий состояние поверхностного заготовки;

– коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Учитывая, что =(190/НВ)^nv [15, табл. 1, с. 358], а показатель степени n_v=1,25 [15, табл. 2, с. 359], =(190/165)^1,25=1,19.

=0,8 [15, табл. 4, с. 360]; =1[15, табл. 6, с. 361].

.

(м/мин).

Частота вращения фрезы:

, (14)

где – скорость резания, м/мин;

– диаметр инструмента, мм.

(об/мин).

 

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка и принимаем =160 об/мин. Фактическая скорость резания определяется по формуле:

, (15)

(м/мин)

Сила резания

, (16)

где

С_р = 40;

х = 1; y = 0,75;

n = 0;

(Н)

 

Мощность

кВт (17)

кВт

 

Частота вращения

(18)

 

Найденное значение мощности проверяем по мощности станка

(19)

Мощность шпинделя определяется по формуле:

, (20)

где =10 кВт – мощность электродвигателя;

=0,85 – КПД

кВт

8,5 кВт>6,2 кВт.

Обработка возможна.

 

Для остальных операций режимы резания назначаем по нормативам [14] и заносим в таблицу 6.

Таблица 6 – Режимы резания

№ Операции	Наименование операции	t,мм	S, мм/об	V, м/мин	Nпр, об/мин
	Заготовительная	-	-	-	-
	Фрезерная. Фрезеровать выдерживая размер 22,5+-0,2мм
	Фрезерная. Фрезеровать выдерживая размер 121-0,5мм	2,5
	Расточная 22. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 66+-0,3мм 23. Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 10+-0,2мм. 24. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 21+-0,2мм 25. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 5+-0,1мм. 26. Фрезеровать поверхность 2, выдерживая размер 21+-0,2мм 27. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 5+-0,1мм. 28. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 10+-0,2мм. 29. Сверлить 30 отверстий Ø4,95+0,26 на глубину 16+-0,2мм 30. Сверлить 2 отверстия Ø10,2+0,36 глубину 20+-0,2мм 31. Сверлить 2 отверстия Ø14,6+0,24, под резьбу К3/8" на проход	2,5     2,5     3,5     2,5     2,5     2,5     2,5     5,1   7,4	1,15                             0.4     0,3   0,6
	Расточная 32. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 20,3-0,1мм. 33. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 116,3-0,1мм. 34. Расточить 5 отверстий до Ø 61+0,2 на проход. 35. Расточить 5 отверстий до Ø 61,7+0,1 на проход 36. Сверлить 3 отверстия Ø39+0,62 на проход 37. Развернуть 3 отверстия до Ø 40+0,062 38. Расточить 5 отверстия до Ø 62+0,03 на проход 39. Сверлить 28 отверстий Ø 6,7+0,26 на глубину 16+-0,2 40. Сверлить 8 отверстий Ø8,43+0,3 на проход 41. Расточить 10 фасок 1,6х45град. в отверстиях Ø62+0,03 42. Расточить 3 фаски 2х30град. в отверстиях Ø40+0,062	2,5       0,35   19,5   0,5   0,15   3,35   4,25   0,15     0,15	0,4   0,5   0,3   0,4   0,3   0,4   0,4   0,3     0,3		12,5
	Резьбонарезная Нарезать резьбу М8-7Н в 28 отверстиях на длину 13+-0,2мм	-	1,25		-
	Резьбонарезная Нарезать резьбу М6-7Н в 30 отверстиях на длину 13+-0,2мм.	-	1,5		-
	Резьбонарезная Нарезать резьбу К 3/8' в 2 отверстиях	-			-
	Плоскошлифовальная Шлифовать поверхность выдерживая размер 20+-0,2мм	0,02	-	30 м/с
	Плоскошлифовальная Шлифовать поверхность выдерживая размер 116-0,5мм.	0,02	-	30 м/с

 

 

Конструкторская часть

Описание приспособления

Основным назначением станочных приспособлений является установка и ориентация заготовок на металлорежущих станках. Для обеспечения полной ориентации в пространстве заготовку лишают шести степеней свободы. Но для снижения стоимости и простоты конструкции достаточно лишение трёх степеней свободы.

В данной конструкции фрезерно-сверлильного приспособления ДП.151001.07.007.СБ зажим заготовки осуществляется двумя способами:

- гайкой М24 поз.21, которая накручивается на неподвижный палец поз.5 и зажимает деталь через быстросменную шайбу поз.20.

- второй способ предусматривает зажим заготовки по четырём отверстиям. При этом зажим происходит через гайку М16 поз.13 которая неподвижно соединена с пальцем поз.3. По пальцу посредством резьбового соединения перемещаются втулка с двумя конусами поз.9. При перемещении втулки вверх происходит разжим 6-ти плунжеров поз.14 (3 вверху и 3 внизу) что обеспечивает зажим детали по двум отверстиям.

Фиксация по оставшимся двум отверстиям осуществляется аналогичным образом.

Базирование данного приспособления на станке мод. 2204ВМФ4 осуществляется по двум пальцам ø50h6 и ø17f7.

Зажим приспособления происходит с помощью станочных болтов в вставляемых в пазы плиты поз.1 и затягиваемых гайкой.

Погрешность установки

Погрешность установки заготовки E_y заготовки в приспособлениях вычисляют с учётом погрешностей E_б базирования и погрешности закрепления заготовок E_з.

Погрешность установки определяют как предельное поле рассеяния положений измерительной поверхности относительно поверхности отсчёта в направлении выдерживаемого размера. Тогда:

, мм (27)

Погрешность базирования E_б возникает при не совмещении измерительной и технологической баз заготовки и определяется в зависимости от схемы установки детали в приспособлении.

Рисунок 3.1 - Схема расположения отверстий

 

В данном случае базирование детали осуществляется по схеме два пальца – без зазора. Осуществление данной схемы стало возможно за счёт принципа действия базирующего устройства (см. описание приспособления).

E_б=2Δ+δ₁+ δ₂ (28)

где: Δ – минимальный радиальный зазор посадки заготовки на палец.

δ₁ – допуск на межцентровое расстояние

δ₂- допуск на межцентровое расстояние

В соответствии с Рисунком 3.1:

Δ=0, δ₁=0,1мм; δ₂=0,1мм

E_б=0,1+0,1=0,2мм

В данном приспособление зажим осуществляется с помощью гайки, которая накручиваются на неподвижную шпильку, и зажимает деталь через быстросменную шайбу. Так как сила зажима направлена перпендикулярно выдерживаемого размера, на который рассчитываем погрешность, то E₃ = 0.

Следовательно, погрешность установки будет составлять: E_у=0,2мм.

 

Расчет слабого звена

В этом расчете определим минимальный диаметр резьбовой части рым-болта, который необходим для установки и снятия приспособления со станка В этом случае болт работает только на растяжение.

 

Рисунок.3 Схема нагружения рым-болта

 

Нагружающая сила Р действует вдоль оси болта. Это сила тяжести приспособления.

Р=m*g (37)

где: m – масса приспособления (кг)

g – ускорение свободного падения (м/с²)

m = 48кг; g = 9,81 м/с²

Условие прочности болта:

(38)

где: P – сила действующая вдоль оси болта,

d₁ – внутренний диаметр резьбы, мм

[σ_p] – допускаемое напряжение при растяжении (сжатии), МПа

Из условия прочности болта:

(39)

Подставляя значения, получаем:

d₁ = 2,19мм

Выберем параметры рым-болта из [7]: d₁=36мм; d₂=20мм; d₃=8мм; d₄=20мм; b=10мм; h=12мм; h₁=6мм; l₁=12мм; r=2мм; r₁=4мм; d=8

Принимаем Рым-болт М8 ГОСТ 4751-73

Расчет числа рабочих.

Общее количество работающих на участке составляют:

- производственные (основные) рабочие – главным образом станочники

- вспомогательные рабочие;

- инженерно-технические работники (ИТР);

а) Количество производственных (основных) рабочих определяется по формуле:

R_ст=T_м•N/F_д.p.•S_p (4.4)

где Fд.p – действительный фонд времени рабочего в год. Принимается равным 1986 час.

Sp – коэффициент многостаночности (принимается по таблице 8 [ ]).

R_ст=4,4•280/1986•1=0,62

Принимаем Rтс=1

б) Количество слесарей по ремонту и обслуживанию определяется по формуле:

R_сл=2•С_сл (4.5)

R_сл=2•0,6=1 чел.

в) Количество слесарей – сборщиков для узловой сборки определяется по формуле:

R_сб=Т_у•N/F_д.p (4.6)

R_сб=1,5•280/1986=0,21

Принимаем Rсб= 1

г) Общее количество слесарей по ремонту и обслуживанию и слесарей сборщиков определяется по формуле:

R_{сл и сб}=R_сл+R_сб (4.7)

R_{сл и сб}=1+1= 2 чел.

д) Всего основных рабочих на механосборочном участке определяется по формуле:

R_o=R_ст+R_{сл и сб}

(4.8)

 

R_o=1+2=3 чел.

е) Остальные категории работающих в механическом цехе принимаются в процентном отношении к числу основных рабочих цеха согласно рекомендаций [ ] стр.13. Все расчеты численности работающих с учетом специфики проектируемого участка сводятся в таблицу 4.2.1

 

Таблица 4.2.1

№	Категории работающих	Расчетная формула	Численноезначение
	Основные (Rст)	Rст=Tм•N/Fд.p.•Sp
	Слесари по ремонту и обслуживанию (Rсл)	Rсл=2•Ссл
	Слесари-сборщики (Rсб)	Rсб=(Ту+То)•N/Fд.
	Всего основн. рабочих (Ro)	Ro=Rст+Rсл и сб
	Прочие рабочие
	Общее количество работающих (Rобщ)	Rобщ=Rо+Rвсп+Rитр

 

4.3 Расчет площадей.

а) Площадь механических участка F_c

F_c=f_c•C_пр, (4.9)

где fc – удельная площадь на один станок (принимаем по приложению К [17].)

F_c= м²

б) Площадь слесарно-сборочных отделений F_{сл и сб}

F_{сл и сб}= f_{сл и сб}•R_{сл и сб} (4.10)

где f_{сл и сб} - удельная площадь на одного слесаря-сборщика в одну смену (по нормативам [ ].)

 

 

F_{сл и сб}= м²

где 2-число слесарей

в) Площадь вспомогательных отделений F_всп

1)Заготовительного отделения

1) Контрольного отделения

F_отк=(3-5)% от F_произв (4.11)

где

F_{произв.}= F_с+ F_{сл и сб} (4.12)

F_{произв.}=96+40 =136 м²

F_отк=4%•136=5,44 м²

2) Площадь контрольно-поверочного пункта (КПП)

F_кпп=(0,18-0,3) м²•R_ст (4.13)

F_кпп=0.3•1=0,3 м²

г) Площадь цеховых складов:

1) Площадь цехового склада материалов и заготовок:

F_{скл.заг}=(Q_черн•t_ср)/(Ф•q_ср•К_и),м² (4.14)

где Qчерн- черный вес всех заготовок в цехе, т.

tср- среднее количество дней запаса

материалов и заготовок в цехе,

qср- средняя грузонапряженность пола;

qср = (1,5-2,0)т/м2

Ф – количество рабочих дней в году.

В расчетах можно принимать Ф = 248

Ки – коэффициент использования площади цеха;

Ки = (0,4-0,5).

Нормы запаса на цеховых складах в зависимости от типа производства принимаются по данным таблицы 15 [ ].

 

F_{скл.заг}=(40,4•6)/(248•1,5•0,4)=1,6 м²

2) Площадь межоперационного склада:

F_м.о.=(Q_чист•К_о• t• i_ср)/(Ф•q_ср•К_и),м² (4.15)

где Qчист – чистый вес изделий на годовую программу,т;

К_о – коэффициент, учитывающий массу отходов за

операции механической обработки.

К_о=(100=0,5•%отходов)/100

t – количество дней нахождения деталей на складе за

каждый заход стр.17 [ ].

i_ср – средне количество операций, после которых детали

будут заходить на склад. iср=5-6.

q_ср – средняя грузонапряженность пола склада.

q_ср=0,8т/м2

Ки – коэффициент использования площади склада.К_и=0,4.

F_м.о.=(28,8 •1,125•4•5)/(248•1,5•0,4)=4,28 м²

3) Площадь промежуточного склада:

F_{промеж скл.}=(Q_чист•t_ср)/(Ф•q_ср•К_и),м² (4.16)

где - t_ср принимается по таблице 16 [ ].

qср=1 т/м2

Ки=0,4.

F_{промеж скл.}=(28,8 •7)/(248•1•0,4)=2 м²

5)Площадь административно-конторских помещений:

Кабинета начальника участка F_нач 18 м².

Принимаем F_нач=20 м²

Кабинет заместителя начальника участка F_зам>= 9-24 м².

Принимаем F_зам=20 м²

6)Площадь кабинета техники безопасности;

F_{тех.безоп.}=0,25•R_общ м² (4.17)

F_{тех.безоп.}=0,25•30=7,5м²

 

Заключение

 

 

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы получены навыки разработки технологических процессов механической обработки. Технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность труда и требуемое качество изделий при минимальных затратах на изготовление.

Было произведено сравнение выбора заготовки «Корпус» на основе технико-экономического расчета. Для обработки детали «Корпус» выбор оборудования производился с учетом типа производства и объема выпуска. Произведен: расчет припуска, на рассматриваемые механические операции, данного технологического процесса, назначены режимы резания.

В конструкторской части было разработано фрезерно-сверлильное приспособление для обработки детали Корпус. В процессе проектирования данного приспособления был рассмотрен принцип действия данного приспособления, установка детали в приспособление, а также устройство данного приспособления.

 

 

Список используемой литературы

1. Андреев Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства [текст]: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/ Г.Н. Андреев, В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе; Под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 1999.– 415 с.: ил. – (Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств). – ISBN 5–06–03665–0.

2. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологи машиностроения [Текст] / А.Ф. Горбацевич [и д.р]; Под ред. Горбацевич А.Ф.–Минск: Высшая школа, 1975,–283с.: ил.

3. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков [Текст]: справочник / Горошкин А.К. – М.: Машиностроение, 1979. – 303 с.

4. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов: учебник для машиностроителях вузов / М.Е. Егоров. – изд. 6, перераб. и доп.–М.: Высш. школа, 1969. – 480 с.: ил.

5. Зуев А.А. Технология машиностроения [Текст]: учеб. для вузов / А.А. Зуев. – 2-у изд., испр. и доп. – СПб.: Издательство ²Лань², 2003.– 496 с.: ил. – ISBN 5 – 8114 – 0470 – 0.

6. Киричек А.В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения [Текст]: Учеб. пособие / А.В. Киричек, Ю.Н. Киричек. – 2-е изд., перераб. и доп. – Владимир.: Владимир. гос. ун-т, 1998. – 145 с. – ISBN 5 – 89368 – 095 – 2.

7. Киричек А.В. Технологический процесс обработки резанием. Правила оформления [Текст]: Учеб. пособие к практ. занятиям, курсовому и дипломному проектированию / А.В. Киричек, Ю.Н. Киричек. – 2-е изд., перераб. и доп. – Муром.: Муромский ин-т ВлГУ, 1999. –80 с.

8. Мельников Г.Н. Проектирование механосборочных цехов [текст]: Учеб. для студентов машиностроит. специальностей вузов / Г.Н. Мельников, В.П. Вороненко; под ред. А.М. Дальского. – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с.: ил. (Технология автоматизированного машиностроения). – ISBN 5 – 217 01010 – Х.

9. Обработка металлов резанием: Справочник технолога [Текст] / А.А. Панов [и др.]; Под общ. ред. А.А. Панов.–М.: Машиностроение. 1988–736 с.: ил. –ISBN 5–217–00032–5.

10. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательное на обслуживание рабочего места и подготовительно - заключительного для технического нормирования станочных работ - М.: Машиностроение, 1974г.

11. Орбинарцева И.А. Справочник инструментальщика [Текст] /Под ред. И.А. Орбинарцева. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987.– 846 с.

12. Охрана окружающей среды [текст]: Учеб. для тех. спец. вузов / Ф.А. Барбинов [и др.]; Под ред. С.В. Белова. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 319 с.: ил. – ISBN 5 – 06 – 000665–4.

13. Режущий инструмент [Текст]: Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие / М.Л. Еременко [и др.]; Под ред. Е.Э. Фельдштейна. – Мн.: Дизайн ПРО, 1997. – 384 с.: ил. – ISBN 985 – 6482 – 08 –5.

14. Справочник технолога-машиностроителя [Текст] / А.М. Дальский [и др.]; Под ред. А.М. Дальский, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова.– В 2 т. Т1 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение -1, 2001,– 912 с.: ил. – ISBN 5–94275–014–9.

15. Справочник технолога-машиностроителя [Текст] / А.М. Дальский [и др.]; Под ред. А.М. Дальский, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова.– В 2 т. Т2 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение -1, 2001,– 944 с.: ил. – ISBN 5–94275–015-9.

 

 

Введение

 

Сущностью технологии машиностроения является учение о способах и процессах промышленного производства продукции заданного качества и в требуемом количестве. Современное развитие технологии машиностроения представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов совершенствования прежде всего методов обработки материалов, технологического оборудования, обрабатывающего и измерительного инструментов, а также теоретических и практических основ процессов обработки. Оно стимулируется усложнением конструкции изделий, повышением требований к качеству их изготовления и стремлением снизить себестоимость продукции, а также частой сменой объектов производства. Использование много инструментальных станков с ЧПУ, оснащенных средствами механизации и автоматизации, позволяет проектировать технологические процессы обработки деталей с укрупненными насыщенными переходами операциями, уменьшить трудоемкость их изготовления и существенно сократить время технологической подготовки производства при частой смене номенклатуры выпускаемых изделий.

В современном производстве еще достаточно высока доля технологических процессов, не в полной мере удовлетворяющих выше перечисленным требованиям. Поэтому внедрение прогрессивных методов размерной обработки деталей, экономически обоснованное применение высокопроизводительного оборудования, износостойкого комбинированного режущего инструмента, механизированной оснастки и средств автоматизации производственных процессов в механических цехах современных машиностроительных заводов становится весьма актуальным.

 

Общая часть

Характеристика объекта производства

 

Деталь Корпус СКПМЗУН-21.01.0421 входит в состав коробки отбора мощности машины СКПМЗУН и представляет собой отливку коробчатой формы из серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-85 и предназначена для установки и крепления в нем деталей и механизмов машин.

Корпусные детали в значительной степени определяют работоспособность и надежность машин по критериям: виброустойчивости, точности работы под нагрузкой, долговечности, прочности, жесткости и т.д.

Коробка отбора мощности с помощью проставка через прокладку посредством шпилек крепиться к задней плоскости коробки передач. Крутящий момент от промежуточного вала коробки передач через зубчатую втулку передаётся ведущему валу коробки отбора мощности.

Внутри корпуса коробки на конических роликоподшипниках установлены три шлицевых вала – верхний со скользящей шестернёй – для привода масляного насоса, средний,также со скользящей шестернёй – для привода водяного насоса и нижний со скользящей шестернёй для привода редуктора щётки.