Диплом "проект участка для изготовления детали «вал-шестерня» двухступенчатого редуктора"

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЧЕРТЕЖ ДЕТАЛИ

1.1. Служебное назначение детали, классификационная принадлежность, конструкция

1.2. Классификация поверхностей детали, анализ технологичности конструкции

1.3. Анализ технических требований и способов их достижения

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

2.1.Опредедение коэффициента закрепления операций

2.2. Определение операционной партии

3. ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК

3.1.Сравнительный анализ базового и предлагаемого методов получения заготовки

3.2. Экономическое обоснование целесообразности применения предлагаемого метода получения заготовки

4. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

4.1. Разработка маршрута обработки поверхностей

4.2 Обоснования перечня операций технологического процесса

4.3 Выбор оборудования и режущего инструмента по операциям

4.4 Выбор варианта технологического маршрута по минимуму приведенных затрат

4.5. Запись операционного технологического процесса

5. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

5.1 Обоснование выбора технологических баз и назначение операционных размеров

5.2 Расчет координат опорных точек:

5.3 Выбор измерительного инструмента и контрольно-измерительных приспособлений по операциям

5.5 Расчет режимов резания и основного технологического времени

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

6.1 Проектирование специального установочно-зажимного приспособления для фрезерно-центровальной операции

6.2 Проектирование приспособления для фрезерной операции

6.3 Проектирование контрольного приспособление

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО УЧАСТКА

7.1 Установление режима работы и годовой фонд времени рабочих и оборудования

7.2 Определение количества основного производственного оборудования

7.3 Определение количества работников участка

7.4 Площадь участка

7.5 Проектирование вспомогательных отделений

7.6 Компоновка участка

7.7 Планировка оборудования на участке

7.8 Подъемно-транспортное оборудование, внутрицеховой и межоперационный транспорт

8. ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ НА УЧАСТКЕ

9. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА

9.1. Расчет потребного количества оборудования и его загрузки

9.2. Расчет потребного количества работающих

9.3. Расчет капитальных вложений

10. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

10.1 Расчёт освещения

10.2 Микроклимат

10.3 Вредные вещества

10.4 Шум

10.5 Электробезопасность

10.6 Пожарная безопасность

11 ЭКОЛОГИЯ

11.1. Источники образования стружки и СОТС

11.2. Очистка сточных вод

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение

В данном дипломном проекте разрабатывается участок механической обработки вала-шестерни с годовым объемом выпуска NГ = 9800 штук.

За основу проектирования взят технологический процесс изготовления вала с использованием станков с ЧПУ.

При проектировании производственного процесса, протекающего в механическом цехе, особое внимание будет уделяться взаимосвязи этапов, в результате которых получается готовое изделие, количественных и качественных изменений объекта производства, а также основных и вспомогательных производственных систем и совокупности итераций при проектировании.

Для условий серийного производства целесообразнее применять станки с ЧПУ.

Технологические возможности станков с ЧПУ обусловлены их универсальностью, повышенными жесткостью, мощностью привода и точностью, много инструментальность, автоматизацией цикла технологических операций, широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач, наличием корректоров положения инструментов, возможностью ручной коррекции подач, режимов интерполяции, сокращением вспомогательного времени благодаря высоким скоростям вспомогательных ходов и малым затратам времени на смену инструментов.

Применение станков с ЧПУ взамен универсального оборудования имеет существенные особенности и создает определенные преимущества, в частности следующие: сокращение сроков подготовки производства на 5070%; сокращение общей продолжительности цикла изготовления продукции на 5060%; экономию средств на проектирование и изготовления технологической оснастки на 3085%; повышение производительности труда за счет сокращения вспомогательного и основного времени обработки на станке.

Чертеж детали

Служебное назначение детали, классификационная принадлежность, конструкция

Деталь «Валшестерня» является частью цилиндрического двухступенчатого редуктора и служит для передачи крутящего момента с быстроходного ведущего вала на тихоходный ведомый вал.

Редуктор – механизм, служащий для уменьшения или увеличения частоты вращения и увеличения или снижению вращающего момента соответственно. Это законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочим агрегатом муфтами или другими разъемными устройствами.

В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные колеса, закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, которые располагаются в корпусе редуктора в специальных посадочных пазах; в основном используют подшипники качения.

Цилиндрические редукторы комплектуются только цилиндрическими зубчатыми передачами и отличаются числом ступеней и положением валов. Цилиндрические двухступенчатые редукторы обычно выполняют по развернутой, раздвоенной или соосной схеме с одним, двумя или тремя потоками мощности. Наиболее распространена развернутая схема. Редукторы, выполненные по этой схеме, весьма технологичны, имеют малую ширину, допускают легкую и рациональную унификацию.

Анализ технических требований и способов их достижения

По техническим условиям на изготовление валов диаметры посадочных шеек выдерживают по 2÷3ему, а в отдельных случаях и по 1-ому классу точности. Овальность и конусообразность шеек не превышает 0,2÷0,4 допуска на их диаметр. Биение посадочных шеек относительно базирующих не должно превышать 10÷20 мкм. Осевое биение упорных торцов не должно быть более 10 мкм на наибольшем радиусе. Непараллельность шпоночных канавок не должна превышать 0,1 мкм на 1 мм длины допуска на длину ступней 50÷200 мкм, допустимая искривленность оси вала 0,03÷0,05 мм/м.

Использование постоянных технологических баз (центровых отверстий) позволяет повысить точность и сократить трудоемкость обработки соосных ступенчатых поверхностей.

Простановка продольных размеров облегчает наладку станка и сокращает трудоемкость обработки.

Экология

Источники образования стружки и СОТС

На проектируемом механическом участке по производству детали «валшестерня» двухступенчатого редуктора находятся следующие металлорежущие станки: фрезерноцентровальный полуавтомат МР71М, токарный с ЧПУ 16К20Ф3, зубофрезерный полуавтомат 53А20, шлицефрезерный полуавтомат 5350 и круглошлифовальный 3М151Ф2. Для снижения температур в зоне резания и снижения нагрузок используются СОЖ на водной и масляной основе, для которых требуется определенные способы утилизации. Также в процессе обработки детали используются различные инструменты: фрезы, сверла, резцы, шлифовальные круги. В процессе механической обработки образуется большое количество металлической стружка а на шлифовальных операциях образуется пыль состоящая из мелких частей металла, абразива и связки. Данная пыль негативно сказывается на работоспособности и здоровье рабочих. Поэтому, оборудование для шлифовальных операций должно находится, в отдельном от других станков помещении, оснащенном хорошей вентиляцией. Согласно ФЗ РФ № 89 «Об отходах производства и потреблении» для защиты окружающей среды от вредных производственных факторов необходимо переходить к малоотходным а по возможности к безотходным технологиям и производствам.

Виды отходов и их утилизация в процессе работы участка:

Стружка черных металлов – образуется при механической лезвийной обработке металлов. Количество стружки при производстве вала-шестерни за 1 год равно 43512 кг. Материал стружки сталь 40Х хорошо поддается повторной переработке. Местом временного накопления являются деревянные ящики в цехе, по мере накопления отходы сдаются в АХО, имеющий площадку в складской зоне для накопления металлолома. На площадке установлены металлические контейнеры для накопления лома и стружки, отдельно для черных и цветных металлов. Лом по мере накопления сдается в заготовительное производство для переплавки в качестве сырья для производства заготовок.

Отходы СОТС (смазочно-охлаждающие технологические среды) – образуются в результате технического обслуживания смазочно-охлаждающих систем станков. СОТС сдается в АХО, имеющий место организованного складирования – емкости, в складской зоне на территории.

Отработанное масло индустриальное, образуется при текущем и периодическом технологическом обслуживании станков и от закалочной ванны на термическом участке. Отход

собирается в металлическую емкости и сдается в АХО, имеющий емкости для сбора нефтепродуктов на отдельной площадке ГСМ в складской зоне. В настоящее время накапливаются на территории свалки предприятия из-за отсутствия места приема отработанных нефтепродуктов.

Промасленная ветошь – образуется в результате обслуживания оборудования, нуждающегося в смазке, при проведении плановых и текущих ремонтных работ. Собирается в местах временного накопления, после сжигается в котельной.

Лом абразивных изделий и изношенные абразивные круги – образуется при работе шлифовальных и заточных станков, собирается в переносный ящик, отход вывозится на свалку или используется работниками предприятия.

Алмазные круги и оправки, полностью отработавшие и изношенные круги и оправки вручную удаляются из цеха на площадку складирования в складской зоне, далее отход, имеющий металлические основы, сдается в «Втормет», остальной совместно с мусором вывозится на свалку.

Производственный мусор – образуется в результате производственной деятельности цеха, представляет собой смесь различных материалов в виде опилок, стружки сметов с полов и т.п., собирается в металлический ящик в цехе, в настоящее время совместно с бытовым мусором, вывозится на свалку.

Опилки промасленные – образуются при зачистке пола от утечек масла возле станков, собираются в металлический ящик в цехе, по мере накопления сдаются на площадку АХО, откуда вывозятся на сжигание в котельную.

Отходы закалочных ванн – шлаки, карбюризатор и др. образуются при ежегодной очистке закалочных ванн на термическом участке, вручную удаляются из цеха на площадку складирования в зоне, далее совместно с мусором вывозятся на свалку.

Пыль от заточных, шлифовальных и полировальных станков удаляется местными отсосами; на заточных станках инструментального цеха установлен циклон типа ЦН15.

Очистка сточных вод

На механическом участке помимо различных видов отходов образуются также сточные воды. Сточные воды на производстве образуются в результате очистки производственных помещений по завершению работы, а так же в процессе мойке деталей для удаления остатков масла и СОТС. МОП очищают помещения от стружки, находящейся на полу, а также СОТС. В результате чего очистка сточных вод, необходима для уменьшения концентрации загрязняющих веществ.

При выборе способа очистки сточных вод и необходимого для этого технологического оборудования необходимо учитывать, что заданные эффективность и надежность работы любого очистного устройства обеспечиваются в определённом диапазоне значений концентраций и примесей и расходов сточных вод. Большинство цехов машиностроительных предприятий характеризуется постоянством расхода и состава сточных вод, однако в некоторых технологических процессах имеют место кратковременные изменения, что может существенно уменьшить эффективность работы очистных устройств или вывести их из строя. Например, залповые сбросы отработанных технологических растворов в термических, травильных и гальванических цехах вызывают существенное увеличение концентрации тяжелых металлов в сточных водах на выходе в очистные сооружения. Быстрое таяние снега, а также интенсивные дожди вызывают существенное увеличение расхода поверхностных сточных вод на выходе в очистные сооружения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации очистных сооружений в указанных случаях необходимо усреднение концентрации примесей или расхода сточной воды, а в некоторых случаях и по обоим показателям одновременно. С этой целью на входе в очистные сооружения устанавливают усреднитель, выбор и расчет которых определяются характеристиками залповых сбросов.

Очистка сточных вод от твердых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава на машиностроительных предприятиях осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения твердых частиц в поле действия центробежных сил и фильтрования.

Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод. Предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнении, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования.

Отстаивание - основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости. При этом может иметь место свободное осаждение не слипающихся частиц, сохранивших свои формы и размеры, и осаждение частиц, склонных к коагулированию и изменяющих при этом свою форму и размеры. Закономерности свободного осаждения частиц практически сохраняются при объёмной концентрации осаждающихся частиц до 1%, что соответствует их массовой концентрации не более 2.6 кг/м3.

Отделение твердых примесей в поле действия центробежных сил осуществляется в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах.

Фильтрование сточных вод предназначено для очистки их от тонкодисперсных твердых примесей с небольшой концентрацией. Процесс фильтрования применяется также после физико-химических и биологических методов очистки, так как некоторые из этих методов сопровождаются выделением в очищаемую жидкость механических загрязнений.

Для очистки сточных вод машиностроительных предприятий используют 2 класса фильтров: зернистые, в которых очищаемую жидкость пропускают через насадки не связанных пористых материалов, и микрофильтры, фильтроэлементы которые изготовлены из связанных пористых материалов.

Очистка сточных вод от маслопродуктов в зависимости от их состава и концентрации осуществляется на машиностроительных предприятиях отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием.

Отстаивание основано на закономерностях всплывания маслопродуктов в воде по тем же законам, что и осаждение твердых частиц. Процесс отстаивания осуществляется в отстойниках и масло ловушках. При проектировании очистных сооружений предусматривают использование отстойников, как для осаждения твердых частиц, так и для всплывания маслопродуктов. Отстойники применяют для выделения из сточных вод нерастворимых осаждающихся или всплывающих механических загрязнений (эмульгированные масла, нефтепродукты и т. п.). По направлению движения сточной воды в отстойниках они делятся на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные.

Отделение маслопродуктов в поле действия центробежных сил осуществляют в напорных гидроциклонах. При этом целесообразнее использовать напорный гидроциклон для одновременного выделения и твердых частиц и маслопродуктов, что необходимо учитывать в конструкции гидроциклона.

Очистка сточных вод от примесей флотацией заключается в и интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В основе этого процесса лежит молекулярное слипание частиц масла и пузырьков тонко диспергированного в воде воздуха.

В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорная, пневматическая, пенная, химическая, биологическая, электрофлотация и т.д.

Вывод

Предложенные методы очистки воздуха в рабочей зоне, сточных вод и утилизация промышленных отходов позволяют минимизировать вредное воздействие факторов производства на окружающую среду. Вторичное использование стружки и регенерированной СОТС также увеличивает экологическую эффективность проекта.