Диплом по технологии машиностроения: Технологический процесс изготовления муфты и средства его оснащения

Содержание

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Краткая техническая характеристика детали

1.2 Материал детали

1.3 Обзор и критический анализ существующего технологического процесса

1.4 Задачи проектирования

2 Проектирование технологического процесса

2.1 Анализ технологичности детали

2.2 Определение типа производства

2.3 Обоснование выбора заготовки

2.4 Проектирование маршрутного технологического процесса

2.5 Выбор металлорежущего оборудования

2.6 Выбор режущего инструмента

2.7 Выбор способов и средств контроля

2.8 Выбор технологических баз

2.9 Расчет припусков

2.10 Расчет режимов резания

2.11 Определение мощности резания

2.12 Расчет технических норм времени

3 Проектирование средств технологического оснащения

3.1 Проектирование приспособления на вертикально-фрезерную операцию

3.2 Проектирование приспособления на вертикально-сверлильную операцию

3.3 Расчет шлицевой протяжки

3.4 Расчет калибра-скобы

4 Проектирование участка механического цеха

4.1 Определение количества оборудования

4.2 Разработка общей планировки участка цеха

5 Обеспечение безопасности жизнедеятельности

5.1 Анализ технологического процесса по опасным и вредным факторам

5.2 Расчёт уровня шума производственного участка

5.3 Мероприятия по снижению шума на рабочем месте

6 Организационно-экономический раздел

6.1 Расчет капитальных вложений

6.2 Расчет технологической себестоимости

6.3 Расчёт основных параметров и оперативное планирование участка серийного производства

Заключение

Литература

Приложение А. Технологическая документация

Приложение Б. Спецификации

ЗАДАНИЕ на дипломное проектирование

Тема проекта

Технологический процесс изготовления муфты и средства его оснащения

6. Техническое задание на проект (назначение устройства, условия применения, внешние воздействия, специальные требования и т.п.)

Исходные данные: 1.Рабочий чертеж детали

2. Программа выпуска изделия 25000 шт

3. Базовый вариант технологического процесса

Специальные требования: 1. Провести анализ вариантов обработки муфты и разработать

технологический процесс её обработки.

2. Использовать оборудование токарные и сверлильные станки с ЧПУ

и зубофрезерные полуавтоматы.

3. Спроектировать пневматические приспособления для фрезерования

двух лысок и обработки радиальных отверстий.

5. Применить специальные инструменты: шлицевую протяжку, калибр-

пробку шлицевую и калибр-скобу.

7.Объем и содержание основной части проекта

7.1. Пояснительная записка (перечень вопросов, подлежащих разработке, расчетов, обоснований, описаний)

Реферат

Введение

1. Общая часть. Анализ технологичности конструкции муфты. Анализ базового

технологического процесса. Обоснование целесообразности поставленной задачи.

2. Проектирование технологического процесса. Определение типа производства. Анализ

выбора заготовки. Обоснование структуры технологического процесса и методов обработки.

Определение межоперационных припусков. Обоснование выбора оборудования, режущих

инструментов и средств измерения. Расчёт режимов резания. Расчет технических норм времени.

3. Проектирование средств оснащения технологического процесса.

4. Обеспечение безопасности жизнедеятельности.

5. Технико-экономические расчеты.

7.2. Графическая часть (перечень и содержание чертежей, плакатов)

1. Деталь и заготовка – 1 л.

2. Карты наладок – 3 л.

3. Приспособление для обработки радиальных отверстий – 1 л.

4. Приспособление для фрезерования двух лысок – 1 л.

5. Инструменты (шлицевая протяжка, калибр-пробка шлицевая и калибр-скоба) – 2 л.

6. План участка – 1 л.

7. Экономические показатели – 1 л.

Реферат

Дипломный проект выполнен на тему: ”Технологический процесс изготовления муфты и средства его оснащения”.

Расчетно-пояснительная записка листов , рисунков , таблиц , 10 листов А1, литературных источников 25, приложения 2.

Ключевые слова: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПРИПУСК, ПОДАЧА, СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ, РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

Объектом разработки является технологический процесс изготовления муфты и средства его оснащения.

Цель работы – разработка технологического процесса изготовления муфты и средств его оснащения, специальных приспособлений, режущего и измерительного инструмента, обеспечивающих эффективность производства.

В процессе работы проводилась проработка имеющихся технологических процессов изготовления деталей подобного типа, анализ и выбор необходимой информации, исследования имеющихся технологических возможностей предприятий.

В результате проделанной работы создан технологический процесс изготовления муфты, обладающий минимальными затратами на изготовление и подготовку производства для заданных условий, созданы конструкции приспособлений и инструментов.

Степень внедрения – разработка предложена в качестве дипломного проекта для защиты по специальности 151001.

Эффективность данного технологического процесса определяется возможностью получения качественной продукции в условиях серийного производства.

Введение

Важнейшим элементом экономики страны является машиностроение. По состоянию этой отрасли можно судить об экономической мощи и благосостоянии государства. Именно машиностроение определяет экономический потенциал промышленности. По этому возникает необходимость в развитии промышленности, а в первую очередь таких ее направлений, как станкостроение, автомобилестроение, двигателестроение и других направлений.

В основе любой промышленности лежит производство, а основным элементом производства является технологический процесс. Именно он определяет свойства получаемой продукции, качество, конкурентоспособность, себестоимость.

Общеизвестен тезис о повышении качества продукции, но спроектировать деталь или изделие с заданными свойствами недостаточно. Главной задачей в этой области является решение проблем реализации качества изделия в процессе его изготовления. Это может обеспечить только полноценный, правильно организованный технологический процесс, соответствующий всем параметрам требованиям конкретного производства.

Важнейшим в направлении разработки перспективных технологий является: разработка новых технологий заготовок, организация технологических процессов прецизионной механической обработки, создание новых технологий обработки давлением, методов безлизвийной обработки.

Современные условия производства, предъявляют к технологическим процессам несколько иные требования, чем раньше. Прежде всего, современные технологии должны быть гибкими, т.е. готовыми к быстрой смене номенклатуры изготавливаемых изделий. Они должны быть пригодными для изготовления разнообразных по ассортименту изделий, так как многие изделия не имеют массового спроса, то их изготовление должно осуществляется на таком оборудовании и такими инструментами, чтобы легко, без больших затрат можно было перейти на изготовление новых, более совершенных изделий и при этом сохранить нужное качество.

1 Общая часть

1.1 Краткая техническая характеристика детали

В качестве объекта исследования для диплома выбрана муфта. Рассматриваемая деталь входит в состав коробки скоростей металлорежущего станка.

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о данной детали, т.е. все размеры и сечения совершенно четко однозначно объясняют ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми допусками, шероховатостью обрабатываемых поверхностей, допускаемыми отклонениями от геометрических форм, а также с взаимным расположением поверхностей.

Основными рабочими поверхностями втулки являются:

1. Поверхности диаметром 52h9 и 40h7 - служат для установки механизма переключения скоростей.

2. Поверхность кулачков – служит для зацепления с другой деталью.

3. Шлицевое центральное отверстие предназначено для установки на шлицевой вал.

4. Зубчатое зацепление предназначено для передачи вращательного движения.

5. Шпоночный паз предназначен для установки шпонки.

6. Два отверстия М10x1 предназначены для установки масленок, которые предназначены для смазывания шлицевого соединения.

На чертежах муфты и ее заготовки имеются все необходимые технические требования, в том числе:

1. Определена точность размеров.

2. Определена шероховатость поверхностей.

3. Определена необходимая термообработка.

4. Определены неуказанные радиусы закругления.

5. Определено покрытие внутренних и наружных поверхностей

1.2 Материал детали

Деталь изготавливается из стали 45 по ГОСТ105088.

Сталь применяется для изготовления: валов, валовшестерен, шестерен, цилиндров, кулачков и другие деталей, подвергаемых поверхностной термообработке, и от которых требуется повышенная прочность.

В состав стали входят следующие химические элементы: углерод, C – 0,420,5 %; кремний, Si – 0,20,52 %; марганец, Mn – 0,50,8 %; сера, S – не более 0,25 %; фосфор, P – не более 0,025%; хром, Cr – не более 0,25%; никель, Ni – не более 0,25%; медь, Cu – не более 0,25%.

Механические свойства стали:

Предел прочности …………800МПа.

Предел текучести …………..550МПа.

Предел выносливости ……..274МПа.

Ударная вязкость, KSU…………24 Дж/см.

Технологические свойства:

Температура ковки, оС - начало 1250, конец 700. Сечением до 400 мм охлаждается на воздухе.

Свариваемость - трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием – хорошая.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

1.3 Обзор и критический анализ существующего технологического процесса

Сравнивая маршрутный технологический процесс с типовым технологическим процессом на однотипные детали нет существенных различий. Поэтому изменение порядка технологических операций можно считать нецелесообразным. Но, рассматривая уровень прогрессивности методов обработки, следует, что они не достаточно производительны.

Анализируя технологический процесс можно рекомендовать:

Заменить токарно-винторезные и расточные операции на операции токарные с ЧПУ, что позволит значительно сократить время на обработку (за счет сокращения вспомогательного и подготовительно-заключительного времени) и увеличить точность обработки.

Проводя анализ уровня механизации и автоматизации технологического процесса можно сделать вывод, что в нем практически не используются специальные приспособления.

Исходя из этого, рекомендуется разработать несколько приспособлений. В частности разработать приспособление для крепления заготовки на фрезерной операции с пневматическим зажимом. Также необходимо разработать пневматическое приспособление для зажима заготовки на вертикально-сверлильной операции. Оба этих приспособления позволят сократить вспомогательное и подготовительно-заключительное время на обработку детали.

Оценивая применяемые методы и средства измерений в существующем технологическом процессе можно обнаружить, что линейные размеры в большинстве операциях, как правило, контролируется штангенциркулем, но в случае контроля более точных и ответственных размеров используются специальные шлицевые пробки. Проанализировав применяемые методы и средства измерений в существующем технологическом процессе можно прийти к выводу, что они обеспечивают необходимую точность контроля.

1.4 Задачи проектирования

Задачей дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали с применением станков с ЧПУ.

Данный технологический процесс позволит существенно сократить производственные площади, уменьшить время механической обработки, позволит повысить точность обработки за счет сокращения переходов механической обработки, что в конечном итоге позволит уменьшить себестоимость детали, а также качество изготовления.

Еще одной целью проектирования является разработка специализированных приспособлений с пневматическим зажимом для операции механической обработки, что соответственно позволит уменьшить время на установку, закрепление и открепления детали и в свою очередь позволит уменьшить время обработки.

Важным требованиями является также универсальность технологических процессов, т.е. создание групповых и типовых технологических процессов.

2 Проектирование технологического процесса

2.1 Анализ технологичности детали

Деталь “Муфта” изготавливается из стали 45 методом штамповки, поэтому получение контура детали не вызывает затруднений.

Рассматривая конструкцию детали можно сделать несколько выводов:

1. Деталь обладает достаточной жесткостью, что позволяет обеспечить необходимые параметры точности и шероховатости обработки.

2. Все обрабатываемые поверхности имеют хороший доступ для режущего инструмента.

3. Деталь имеет ступенчатую конструкцию, что позволяет вести обработку поверхностей упорными проходными резцами.

4. Внутренняя поверхность имеет простую форму, что дает возможность производить обработку на проход.

5. Деталь имеет достаточно хорошие технологические базы для первоначальных и дальнейших технологических операций.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки и довольно простая по конструкции.

аксимальный диаметр сверления – 35 мм.

Рабочая поверхность стола – 400x710 мм.

Частота вращения шпинделя – 45…2000 .

Мощность – 3,7 кВт.

Габариты 1800x2170x2700 мм.

Операция 050 Шлицепротяжная

Принимается горизонтально протяжной полуавтомат мод.7Б55.

Номинальная тяговая сила – 100 кН.

Размер рабочей поверхности опорной плиты – 450x450 мм.

Скорость рабочего хода протяжки – 1,5…11,5 .

Мощность - 18,5 кВт.

Габариты – 6340x2090x1910 мм.

Операция 065 Вертикально-фрезерная

Принимается вертикально-фрезерный станок мод.6Р11.

Размеры рабочей поверхности стола – 250x1000 мм.

Чистота вращения шпинделя – 50…160 .

Число скоростей шпинделя – 16.

Мощность - 5,5 кВт.

Габариты – 1480x1990x2360 мм.

Операция 070 Горизонтально-фрезерная

Принимается горизонтально-фрезерный станок мод.6Н81Г.

Размеры рабочей поверхности стола – 1000x250 мм.

Частота вращения шпинделя – 63…1900 .

Мощность – 4 кВт.

Габариты – 2160x1780 1630 мм.

Операция 085 Зубофрезерная

Принимается зубофрезерный станок мод.53А10.

Максимальный диаметр обработки – 125 мм.

Максимальные размеры наружных колес:

модуль – 2,5 мм,

длина зуба – 140 мм.

Чистота вращения шпинделя – 40…900 .

Число операций – 9.

Мощность – 3,8 кВт.

Габариты 1370x980x1660 мм.

Операция 100, 105 Вертикально-сверлильные

Принимается вертикально-сверлильный станок мод. 2Н118.

Максимальный диаметр сверления – 18 мм.

Рабочая поверхность стола – 320x360 мм.

Частота вращения шпинделя – 180…2800 .

Число скоростей – 9.

Мощность – 1,5 кВт.

Габариты – 870x590x2080 мм.

Операция 125 Круглошлифовальная

Принимается круглошлифовальный станок мод.3А151.

Наименьшие размеры обрабатываемой детали:

диаметр – 200 мм,

длина – 750 мм.

Диаметр шлифовального круга – 450, 600 мм.

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки – 1080, 1240 .

Мощность – 7,5 кВт.

Габариты – 3100x2100x2000 мм.

Операция 130 Зубошлифовальная

Принимается зубошлифовальный станок мод.5В830.

Диаметр обрабатываемого колеса – 50…125 мм.

Модуль обрабатываемого колеса – 1,5 мм.

Число зубьев обрабатываемого колеса – 12…160.

Частота вращения шлифовального круга – 1500 .

Мощность – 3 кВт.

Габариты – 1950x2000x1810 мм.

2.6 Выбор режущего инструмента

Согласно технологическому процессу обработки и параметров, которые предъявлены к обрабатываемым поверхностям, определяются следующие режущие инструменты.

Операция 015 Токарная с ЧПУ

1. Резец проходной К014229000 ГОСТ 2115175 (Т5К10),

2. Резец проходной К014229000 ГОСТ 2115175 (Т3ОК4),

3. Резец канавочный К014115000 (Т15К6).

Операция 020 Токарная с ЧПУ

1. Резец проходной К014229000 ГОСТ 2115175 (Т5К10),

2. Резец проходной К014229000 ГОСТ 2115175 (Т3ОК4),

3. Резец расточной МН 61964 (Т15К6).

Операция 035 Сверлильная с ЧПУ

1. Сверло спиральное 23013244 ГОСТ 1212177 (∅15, Р6М5),

2. Сверло спиральное 23013284 ГОСТ 1212177 (∅25, Р6М5),

3. Резец расточной специальный (Т30К4),

4. Резец фасочный специальный (Т15К6),

5. Развертка по ГОСТ 167280.

Операция 050 Шлицепротяжная

Протяжка шлицевая специальная из быстрорежущей стали Р6М5.

Операция 065 Вертикально-фрезерная

Фреза концевая ГОСТ 2053975 ∅16, z=4.

Операция 070 Горизонтально-фрезерная

Фреза дисковая специальная.

Диаметр фрезы 16 мм, число зубьев z=16, материал режущей части – твердый сплав Т15К6.

Операция 085 Зубофрезерная

Фреза червячная ГОСТ 932480.

Диаметр фрезы 100 мм, число зубьев z=14, материал режущей части твердый сплав Т15К6.

Операция 100 Вертикально-сверлильная

Для сверления отверстий с фаской – сверло спиральное двухступенчатое (Р6М5),

Для нарезания резьбы М10x1 - метчик 26000109 ГОСТ 160471 (Р6М5).

Операция 105 Вертикально-сверлильная

Сверло спиральное 23013162 ГОСТ 1212177.

Операция 125 Круглошлифовальная

Круг шлифовальный ПП450x50x50 25А СМ5 К1 ГОСТ 242483.

Операция 130 Зубошлифовальная

Круг шлифовальный специальный.

2.7 Выбор способов и средств контроля

Контроль валов производят, как при выполнении наиболее ответственных операций технологического процесса, так и после окончательной обработки детали. При этом контролируется точность размеров, относительное расположение поверхностей, точность геометрической формы, шероховатость поверхностей и т.д.

В условиях серийного производства контроль выполняется с помощью универсальных и специальных измерительных средств. Точность размеров и геометрических форм контролируются с помощью штангенциркуля, калибров, концевых мер и различных шаблонов. Для контроля поверхностей и геометрической формы применяются микрометрические и индикаторные приборы.

Исходя из конструкции вала, точности требуемых размеров, параметров шероховатости и точности расположения поверхностей выбираются следующие средства измерения.

Для контроля линейных размеров применяются: штангенциркуль ШЦII350 ГОСТ 16689 (диапазон измерения – до 350 мм, величина отсчета– 0,05 мм, допускаемая погрешность - ±0,05 мм) и штангенциркуль ШЦI125 ГОСТ 16689 (диапазон измерения – до 125 мм, величина отсчета– 0,05 мм, допускаемая погрешность - ±0,05 мм).

Для контроля глубины применяется – штангенглубиномер ШГ1 ГОСТ 16289: диапазон измерения – до 250 мм, величина отсчета – 0,05 мм, допускаемая погрешность - ±0,05 мм.

Для контроля диаметров применяются скобы ГОСТ 1836093 и пробки ГОСТ 1481069.

Для контроля параметров шлицевого отверстия применяется специальная шлицевая пробка.

Для контроля резьбы применяется пробка М10х17H ПР НЕ ГОСТ 1775872.

Для контроля радиального биения применяется – индикатор часового типа 1МИГП ГОСТ 369682: цена деления - 0,01 мм; диапазон измерений – 0…1 мм.

6 Организационно-экономический раздел.

Целью данного дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «муфта».

Целью настоящей части дипломного проекта является:

– расчет капитальных вложений в технологический процесс;

– расчет технологической себестоимости вала;

– организация и планирование работы участка.