Дипломная работа по технологии машиностроения

Содержание

Введение. Цель и задачи разработки

1 Общий раздел

1.1 Описание машины, узла конструкции детали и ее назначение в узле или машине. Материал детали и его свойства

1.2 Анализ технологичности детали. Количественная и качественная оценка технологичности

1.3 Выбор типа производства и оптимального размера партии

2 Технологический раздел

2.1 Выбор и обоснование метода получения заготовки

2.1.1 Технико-экономическое обоснование лучшего варианта заготовки (по КИМ и стоимости)

2.1.2 Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки

2.2 Анализ заводского технологического процесса включая его метрологический контроль и соответствие требованиям международного стандарта ИСО

2.3 Обзор технической информации о технологии обработки аналогичных деталей

2.4 Разработка проектного варианта технологического процесса и его технико-экономическое обоснование

2.4.1 Выбор маршрута обработки и его обоснование

2.4.2 Обоснование выбора базовых поверхностей, технологического оборудования и оснащенности

2.4.3 Технико-экономическое обоснование принятого варианта

техпроцесса

2.5 Подробная разработка технологических операций механической обработки

2.6 Нормирование операций механической обработки

2.7 Спецчасть. Обработка деталей на токарном обрабатывающем центре Hessapp DVT-

2.8 Альбом технологической документации

3 Конструкторский раздел

3.1 Проектирование станочного приспособления

3.1.1 Описание конструкции и принцип действия

3.1.2 Расчет усилия зажима, точности базирования заготовки

3.2 Описание и расчет режущего инструмента

3.3 Описание и расчет мерительного инструмента

4. Организационно-экономический раздел

4.1 Расчет количества оборудования и его загрузка

4.2 Расчет площади цеха (участка) и описание планировки оборудования

4.3 Расчет численности работающих

4.4 Организация рабочих мест и обслуживания производства

4.5 Расчет ФЗП и среднемесячной зарплаты

4.6 Расчет себестоимости детали

4.7 Определение эффективности предлагаемых решений и сводные показатели проектируемого цеха

5 Техника безопасности и противопожарная безопасность

5.1 Идентификация возможных поражающих опасных и вредных производственных факторов в механическом цехе

5.2 Разработка мероприятий, обеспечивающих снижение отрицательного влияния опасных и вредных факторов и чрезвычайных ситуаций

5.2.1 Организация микроклимата на рабочих местах

5.2.2 Проектирование приточно-вытяжной вентиляции

5.2.3 Защита персонала от механических опасностей

5.2.4 Организационно-планировочные решения проблем вибрации и шума в проектируемом цехе

5.2.5 Мероприятия электробезопасности и пожарной безопасности в цеху

5.2.6 Утилизация отходов производства. Экологическая безопасность

5.2.7 Расчет естественного и искусственного освещения в проектируемом цехе

6 Общие выводы

7 Использованная литература

Приложение А Комплект на технологический процесс

Приложение Б Статья

Приложение В Спецификация на приспособление установочное

Приложение Г Спецификация на сверло-развертку

Приложение Д Видеопрезентация (CD-R)

Аннотация

Пояснительная записка содержит 157 страниц, в том числе 20 рисунков, 34 таблицы, 23 источника, 5 приложений. Графическая часть выполнена на 10 листах формата А1.

В данном проекте изложены основные положения и произведен расчет механического цеха по производству деталей для тракторных прицепов. Подробно разработан технологический процесс детали Ступица с объемом выпуска – 30000 штук в год.

Проектом предусмотрено применение прогрессивного высокопроизводительного оборудования, специального приспособления с пневматическим зажимом, использование комбинированного инструмента для обработки точных отверстий. Все это позволило снизить трудоемкость изготовления детали, повысить производительность труда и улучшить качество обработки.

Введение. Цель и задачи разработки.

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

Значение постановки всех этих вопросов при подготовке квалифицированных кадров специалистов производства, полностью овладевших инженерными методами проектирования производственных процессов, очевидно. В связи с этим заключительной частью учебного процесса высших учебных заведений является дипломное проектирование.

Дипломное проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических занятии по практически всем дисциплинам, освоенным за время обучения. Дипломная работа является самостоятельной творческой работой студента и имеет цель научить его правильно применять теоретические знания, полученные ими в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы для решения профессиональных технологических и экономических задач.

В соответствии с этим в процессе выполнения дипломной работы решаются следующие задачи:

доработка чертежа с точки зрения его технологичности;

определение типа производства, такта выпуска деталей и величины партии одновременно запускаемых в обработку деталей в случае серийного производства;

расчет и обоснование метода получения заготовки;

технико-экономический расчет операции механической обработки поверхностей;

расчет и проектирование станочного приспособления;

организационно-экономические расчеты;

развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы.

В дипломной работе должны быть отражены экономия затрат труда, материалов, энергии, улучшение условий труда, выполнение требований экологии. Решение этих сложных задач возможно лишь на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, экономически оправданной степени автоматизации проектирования и производства, создания гибких технологий.

Основная задача при этом заключается в том, чтобы при работе над дипломным проектом были внесены предложения по усовершенствованию существующей технологии, оснастки, организации и экономики производства, значительно опережающие современный производственный процесс изготовления детали, на которую выдано задание. Поэтому для выполнения поставленной задачи необходимо изучить прогрессивные направления развития технологических методов и средств и на основании анализа и сопоставления качественных и количественных показателей дать свои предложения.

При дипломном проектировании значительное внимание уделяется экономическому обоснованию методов получения заготовок выбору вариантов технологических процессов и т. п., с тем чтобы в конечном счете в проекте был предложен оптимальный вариант.

2.2 Анализ заводского технологического процесса, включая его метрологический контроль и соответствие требованиям международного стандарта ИСО 9000

Заготовка сборочного узла «Ступица», в базовом технологическом процессе, получается путем сварки двух деталей - втулка и фланец.

Но так как сама «Ступица» является узлом достаточно простой формы, а сварочный процесс сопряжен с возникновением остаточных напряжений и короблением металла, которые придется устранять дополнительными термическими операциями и повышением припусков на обработку, считаем целесообразным, вместо заготовки – сборочного узла, применить заготовку – штамповку, полученную в закрытом штампе на кривошипном горячештамповочном прессе

Технологический процесс в серийном производстве разрабатывают развернутым, то есть разбивают на отдельные операции с подробным перечислением последовательности выполнения всех приемов работы в пределах каждой операции.

Заводской технологический процесс оформлен технологическими документами общего и специального назначения по ГОСТ 3.110274 (в настоящее время заменен на ГОСТ 3.110281 ЕСТД. Стадии разработки и виды документов).

Маршрутная карта является обязательным документом. В заводском технологическом процессе она заполнена в соответствии с требованиями ГОСТ 3.110574 (в настоящее время заменен на ГОСТ 3.111882 ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт).

Маршрутная карта содержит описание технологического процесса изготовления детали «Ступица», включая контроль по всем операциям в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, приспособлениях, инструменте, материальных и трудовых нормативах.

К маршрутной карте приложены карты эскизов по ГОСТ 3.110574 (в настоящее время заменен на ГОСТ 3.110584 ЕСТД. Форма и правила оформления документов общего назначения), которые необходимы оформления технологического процесса, операции или перехода изготовления детали, включая контроль.

Описание заводского технологического процесса:

Операция 05 Токарная.

Оборудование – Шестипозиционный токарно-карусельный станок мод. 1Б284.

Позиция 1. Снять обработанную деталь. Установить и закрепить заготовку.

Позиция 2. Подрезать торец 1 и 2 одновременно.

Позиция 3.Точить ø1740,5. Снять фаску 6х45°.

Позиция 4. Расточить отверстие ø120+0,5 на длину 39. Точить ø1720,16.

Позиция 5. Расточить отверстие ø124+0,16 на длину 39.

Позиция 6. Подрезать торец отверстия ø124+0,16, торец ø250, выдержав размер 39 и размер 6 с образованием канавки b=5, глубиной 1,5 и под-резать торец ступицы одновременно.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

скоба 1720,16 (81135488);

пробка 124+0,16 (ПР 81405141, НЕ 81405142);

калибр 6±0,2 (81505038).

Операция 10 Токарная.

Оборудование – Шестипозиционный токарно-карусельный станок мод. 1Б284.

Позиция 1. Снять обработанную деталь. Установить и закрепить заготовку.

Позиция 2. Подрезать торец ступицы выдержав размер 1210,2.

Позиция 3.Расточить отверстие ø110+0,87 на проход.

Позиция 4. Расточить отверстие ø116+0,87, выдержав размер 46.

Позиция 5. Расточить отверстие ø119+0,2, выдержав размер 46, снять фаску 3,6х45° в отверстии ø119+0,16.

Позиция 6. Подрезать торец ступицы выдержав размер ø120±0,43, подрезать торец отверстия выдержав размер 460,62 с образованием канавки b=5, глубиной 1,5.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

Штангенциркуль ШЦII2500,8 ГОСТ 16680;

Штангенциркуль ШЦIII2500,05 ГОСТ 16680;

шаблон 460,62 (81026211);

пробка 119+0,16 (ПР 81405139, НЕ 81405140).

Операция 15 Алмазно-расточная.

Оборудование – Алмазно-расточной станок мод. ОС 2706.

Установить деталь в приспособлении. Закрепить.

1. Расточить отверстие ø

2. Расточить отверстие ø

Снять деталь. Уложить на конвейер.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

Пробка (ПР 81405075, НЕ 81405076);

Пробка (ПР 81405043, НЕ 81405044);

Кольцо для нутромера ø120 (81255094);

Кольцо для нутромера ø125 (81255095);

Наездник 120/125 (87015057);

Нутромер 120 (87015028);

Нутромер 125 (87015028);

Эталон для настройки (84505237).

Операция 20. Карусельная.

Оборудование – Карусельный станок мод. 1512.

Установить деталь в приспособление, закрепить.

1. Подрезать торец фланца, выдержав размер ø1601 и размер 15±0,21.

Снять деталь, уложить на конвейер.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

Скоба 1601,0;

Штангенциркуль ШЦ –III1600,05 ГОСТ 16680.

Операция 25. Сборочная.

(Смотреть отдельный техпроцесс)

Оборудование – Пресс П2326.

Операция 30. Сверлильная.

Оборудование – Сверлильный станок мод. СС 2157.

Установить деталь в приспособление. Закрепить.

1. Сверлить одновременно 6 отверстий ø 22+0,052

Снять деталь, уложить на подставку.

Зенковать 6 отверстий с обоих сторон пневмодрелью до притупления острых кромок.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

Пробка 22+0,052 (81335558)

Операция 35. Сверлильная.

Оборудование – Радиально-сверлильный станок мод. 2Н135.

Установить деталь в приспособление. Закрепить.

1. Сверлить последовательно 3 отверстия ø 4,95+0,26;

Сменить инструмент;

2. Снять фаски в 3 отверстиях последовательно 1х45°

Сменить инструмент;

3. Нарезать резьбу М67Н в трех отверстиях последовательно;

Снять деталь, уложить на подставку.

Контроль поверхностей производится следующим инструментом:

Пробка М67Н (ПР 82210030 ГОСТ 1775672, НЕ 82211030 ГОСТ 1775772)

С точки зрения правильности установления последовательности операций процесса для достижения заданной точности детали можно сказать, что технологический процесс составлен правильно. Черновые операции выполняются на оборудовании отличном от предназначенного для чистовой рас-точки отверстий. Обработка торца фланца для достижения допуска биения относительно поверхностей Г и Д производится после обработки базовых поверхностей или за один установ вместе с ними.

Обращает на себя внимание несовпадение конструкторских и технологических баз, что приводит к перерасчету технологических размеров обработки детали. Например, невозможно обработать торец фланца, выдержав размер 6 (фактически выдерживается размер1203546+6=45). Это неизбежно приводит к ужесточению допусков изготовления детали.

Так как технологический процесс разрабатывался применительно к крупносерийному типу производства, то уровень его технической оснащенности очень высок: применяются многошпиндельные станки модели 1Б284, специальный станок ОС2706 для алмазно-расточной операции, специальный станок модели СС2157 для сверления 6 отверстий ø22. На каждом переходе сконструированы приспособления (кулачки, опоры, державки и д.р.). Сконструирован специальный режущий инструмент сверло-развертка. К недостаткам можно отнести отсутствие режущего инструмента с неперетачиваемой сменной рабочей частью, что может привести к частым потерям рабочего времени на заточку и переналадку режущего инструмента.

К недостаткам технологического процесса можно отнести обработку всех поверхностей на станках 1Б284 с одинаковыми режимами резания. Это обусловлено возможностями станка. Считаю, что применение оборудования с ЧПУ даст возможность сократить время обработки детали за счет применения более высоких скоростей для поверхностей с меньшим диаметром, для подрезки торцов и других переходов. Так же в техпроцессе отсутствуют режимы резания на сверлильные операции.

Для контроля размеров разработаны специализированные мерительные инструменты калибрыпробки, калибры-скобы. Для боле точного контроля размеров чистовой обработки применяются индикаторные нутромеры с кольцами и эталоном для настройки.

Проведя анализ технологического процесса можно сделать вывод, что технология производства детали «Ступица» морально устарела, и его можно пересмотреть применительно к современному уровню развития машиностроительного производства и металлорежущего оборудования, что приведет к уменьшению затрат на обработку детали по сравнению с базовой технологией. Так же необходимо устранить существующие недоработки в технологических картах.

Если рассматривать базовый технологический процесс относительно соответствия требованиям системы международных стандартов ИСО 9000, то к сожалению приходится констатировать, что базовое предприятие является организацией с консервативным подходом к системе управления качеством. Объяснением этому может служить то, что административно-управленческая система на предприятии сложилась в 1970х годах и в связи с кризисами и падением объемов производства, снижением уровня спроса на производимую продукцию внедрению новых современных методов организации производства было уделено слишком мало средств и внимания.

Система менеджмента качества ИСО 9000 является частью системы менеджмента организации, которая направлена на достижение результатов, в соответствии с целями в области качества для удовлетворения потребностей, ожиданий и требований заинтересованных сторон. Семейство стандартов ИСО 9000 способствует оформлению системы управления качеством, которое узаконено в международном масштабе.

К сожалению, в СССР определение "качественный" подменялось другим - "простой и надежный". Когда же на отечественном рынке появилась конкурирующая импортная продукция, многие руководители поняли, что качество требует специальной работы. Так появилось движение по внедрению СУКП (систем управления качеством продукции), пятилетка качества, "Знак качества". Однако по большому счету это ни к чему не привело. В технических отделах создавались стандарты предприятий (СТП), которые затем внедрялись в производство. Для своего времени это было прогрессивным фактором, т.к. предполагалось, что, описывая и документируя процессы производства, можно навести порядок и обеспечить, таким образом, качество продукции. Однако этого не произошло, и как теперь понятно, не могло произойти.

Одна из причин - СУКП не имела нормативной базы. СТП писали высококвалифицированные специалисты, которые хорошо знали производство на своем предприятии. Их представления о том, каким должен быть технологический процесс, и были той планкой, к которой они стремились подтянуть производство. Не предполагалось, что система будет проверяться независимой стороной, т.к. только в этом случае понадобилась бы нормативная база.

Другая причина заключается в том, что целью разработчиков было описание правильного и эффективного, по их мнению, технологического процесса, а не обеспечение реализации этого процесса. Другими словами СУКП делали «из любви к искусству», а не для того, чтобы эта система на самом деле работала. В системе качества на основе стандартов ИСО 9000 основное внимание разработчиков направляется на создание таких регламентаций, которые нельзя было бы не выполнить.

При анализе соответствия СУКП и СК ИСО 9000 в части требований к системе качества, то если требования СК ИСО 9000 принять за 100%, то такие пункты как:

система качества выражение политики в области качества, ориентированной на заказчика;

контроль руководства организации за обеспечением качества;

регулярность оценки руководством организации эффективности си-стемы качества;

нормативная база документов системы качества;

обеспечение развития системы качества - наличие подсистемы совершенствования;

исключения повторения ошибок и несоответствий в производстве; прогнозирование возможных ошибок и несоответствий в будущем и их предотвращение;

предотвращение непредумышленного использования несоответствующей продукции;

регулярность проверок правильности функционирования системы качества;

использование статистических методов для повышения эффективности системы качества;

экономическая эффективность системы качества. Планирование и учет затрат обеспечения качества;

гарантированность внедрения системы вовсе не были учтены в СУКП и составляли 0%;

качество как удовлетворение установленных и предполагаемых требований заказчика - 20...30%;

система качества должна быть организационно-управленческой си-стемой - 70...80%;

обеспеченность системы качества всеми необходимыми ресурсами 70...80%;

соответствие процессов объяснения качества условиям договора под-ряда (контракта с заказчиком) - 30...40%;

документированность обеспечения качества- 100%;

обеспечение заказчику возможности отслеживать создание продукции на всех этапах - 30...40%.

Сейчас в России работают около 2500 компаний (2% от общего числа всех российских фирм), сертифицированных в соответствии с международными стандартами ISO 9000. К сожалению базовое предприятие к их числу не относится.