ДП технология машиностроения, деталь Крышка

Содержание

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Служебное назначение детали и технические требования на

деталь по чертежу и условиям эксплуатации

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

2 Проектирование технологического процесса

2.1 Определение типа производства

2.2 Обоснование выбора исходной заготовки

2.3 Разработка маршрутной технологии обработки детали

2.4 Определение припусков расчетно–аналитическим методом

2.5 Проектирование операционной технологии

2.5.1 Расчет режимов резания и их нормирование

2.5.2 Выбор станков, инструмента, средств измерения и

технологического оснащения

2.5.3 Выбор схемы базирования заготовки

3 Проектирование средств технологического оснащения

3.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления

3.2 Расчет необходимого усилия зажима заготовки

3.3 Расчет погрешности базирования заготовки

3.4 Расчет основных параметров зажимного механизма

4 Организационно–экономический раздел

4.1 Сетевой график проектирования технологического процесса

4.2 Расчет затрат на проектирование технологического процесса

4.3 Оценка эффективности технологического процесса

5 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Опасные и вредные факторы при работе на станках с ЧПУ

5.2 Средства электробезопасности технологического участка

5.3 Расчет защитного заземления

Заключение

Список литературы

Приложение А Технологическая документация

Приложение Б Спецификации

Приложение В Карта автоматизированного расчета сетевого графика

Реферат

Пояснительная записка 185 листов, 6 рисунков, 16 таблиц, 10 листов формата А1, 17 источников, 3 приложения.

ТЕХНОЛОГИЯ, ЗАГОТОВКА, ИСКУСТВЕННОЕ СТАРЕНИЕ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, СЕБЕСТОИМОСТЬ, ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Объектом разработки является технологический процесс изготовления детали крышка внутренняя.

Цель работы: разработка технологического процесса изготовления детали крышка внутренняя и средств его оснащения: специальных приспособлений и режущего инструмента.

В процессе работы проводилась проработка имеющихся технологических процессов изготовления деталей подобного типа, анализ и выбор необходимой информации, исследования имеющихся технологических возможностей предприятия ОАО «Пензакомпрессормаш».

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

Степень внедрения – выполненные разработки предложены в качестве дипломного проекта для защиты по специальности 151001.

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

Введение

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства составляет технологию этой области. Все такие области относятся к технологии машиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

Под «технологией машиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. В процессе механической обработки деталей машин возникает наибольшее число проблемных вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленных конструктором перед производством. Процесс механической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования – металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки больше, чем на других этапах процесса изготовления машин.

Эти обстоятельства объясняют развитие «технологии машиностроения» как научной дисциплины в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии механической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющих на производительную деятельность предприятия.

Целью «технологии машиностроения» на практике является разработка технологического процесса на изготовление детали, без чего не может обходиться не одно машиностроительное производство. Маршрутные карты позволяют проследить весь путь прохождения детали от начальной до конечной операции. Операционные карты описывают все действия рабочего необходимые для обработки детали на данной операции.

В данной работе приведена разработка технологического процесса на изготовление детали – крышка внутренняя топливного насоса дизеля Д49.

Качество детали в готовом виде в значительной степени зависит от конструкции и точности изготовления заготовки. Технологические, конструктивные, экономические и другие факторы должны быть учтены еще на первой стадии разработки конструкции при тесном сотрудничестве конструкторов, технологов, по механической обработке.

1 Общая часть

1.1 Служебное назначение детали и технические требования на деталь по чертежу и условиям эксплуатации

Деталь представляет собой внутреннюю крышку топливного насоса и служит для окончательной сборки изделия дизель Д49. Деталь имеет плоскую форму. Форма детали объясняется с одной стороны условиями сборки – на поверхности детали имеются различные отверстия для присоединения рабочих деталей насоса; с другой стороны, такая форма крышки обеспечивает достаточно высокую герметичность и прочность при номинальном весе.

Диаметры отверстий для присоединения различных деталей выбраны из нормального ряда диаметров.

При обеспечении прочности крышки, удобства сборки и других основных требований, максимально упрощена ее конструкция.

Крышка выполнена из материала чугун марки А–ХМ–П78001–87И.

Конструкция крышки содержит комплекс гладких и резьбовых отверстий. Они имеют следующее функциональное назначение.

1. Отверстия Ø82Н7 и Ø45Н9 служат для установки ответственных рабочих деталей с высокой точностью позиционирования.

2. Пять отверстий М10–7Н и кольцевая канавка предназначены для установки уплотнительного кольца и создания герметичности корпуса насоса.

3. Комбинированные отверстия Ø15/М12–7Н и Ø15/Ø17Н14 предназначены для сопряжения крышки с корпусом насоса.

После предварительной механической обработки заготовка подвергается искусственному старению.

Деталь «крышка внутренняя» относится к классу корпусных деталей и обрабатывается преимущественно методами фрезерования, сверления и внутреннего шлифования.

К расположению осей отверстий на поверхности детали предъявляются особенно жесткие требования.

Деталь имеет цилиндрические посадочные поверхности с жесткими требованиями к точности обработки (седьмой квалитет).

Другой конструктивной особенностью крышки является наличие на одной из плоских поверхностей несквозных пазов сложной геометрической формы.

Наиболее целесообразной формой заготовки является отливка.

Технологическими базами заготовки служат плоские поверхности и точно обработанные отверстия.

Кроме требований к точности размеров, к детали предъявляются повышенные требования к точности формы и относительного расположения поверхностей. Величина их допуска составляет 0,02 – 0,6 мм.

Работоспособность детали зависит от качества базовой плоской поверхности на которой не допускается наличие литейных дефектов и их исправление. Требуемое качество базовой поверхности достигается методом шабрения.

2.5.2 Выбор станков, инструмента, средств измерения и технологического оснащения

В основу выбора вида металлорежущих станков для обработки крышки положена типовая структура технологического маршрута (см. табл. 2). При этом следует учитывать габаритные размеры (268х176х66мм) заготовки и заданную точность обработки.(7 – ой квалитет).

Руководствуясь этими соображениями для выполнения комплекса фрезерных операций выбираем следующие станки:

Вертикально–фрезерный 6Н13П

Размеры рабочей поверхности стола, мм………………………….400х1600

Наибольший угол поворота стола, град…………………………….±45

Частота вращения шпинделя, мин–1……………………………….31,5–1600

Мощность электродвигателя привод главного движения, кВт…….11

Габаритные размеры:

Длина мм……………………………………………………………….2560

Ширина мм……………………………………………………………..2260

Высота мм……………………………………………………………...1770

Масса, кг……………………………………………………………….3800

Вертикально–фрезерный с ЧПУ ГФ2171С3

Размеры рабочей поверхности стола, мм………………………….500х1000

Наибольший угол поворота стола, град…………………………….±45

Частота вращения шпинделя, мин–1………………………………….20–1600

Мощность электродвигателя привод главного движения, кВт…….8

Габаритные размеры:

Длина, мм……………………………………………………………….5000

Ширина, мм……………………………………………………………..3550

Высота, мм……………………………………………………………...3180

Масса, кг……………………………………………………………….10490

Для выполнения комплекса шлифовальных операций выбираем следующие станки:

Плоскошлифовальный 3Д725

Размеры рабочей поверхности стола, мм…………………………...400х125

Размер заготовок, max, мм………………………...…………………400х125

Продольное перемещение стола, мм ……………………………..500

Частота вращения шпинделя, max, мин–1…..……………………….1600

Мощность электродвигателя привод главного движения, кВт…….4

Габаритные размеры:

Длина, мм……………………………………………………………….2560

Ширина, мм……………………………………………………………..1980

Высота, мм……………………………………………………………...1790

Масса, кг……………………………………………………………….2300

Плоскошлифовальный 3Л722

Размеры рабочей поверхности стола, мм…………………………... Ø400

Размер заготовок, мм…………………………………………………40–400

Продольное перемещение стола, мм……..………………………….400

Частота вращения шпинделя, мин–1………………………………….1670

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт..….11

Габаритные размеры:

Длина, мм……………………………………………………………….2350

Ширина, мм……………………………………………………………..1970

Высота, мм……………………………………………………………...2300

Масса, кг….…………………………………………………………….5800

Для обработки отверстий выбираем следующие станки:

Радиально–сверлильный 2М55

Максимальный диаметр сверления в стали, мм……………………50

Расстояние от шпинделя до рабочей поверхности, мм…………….450

Частота вращения шпинделя, мин–1……………..…………………..20–2000

Подача шпинделя, мм/об ……………………………………………0,056–2,5

Мощность электродвигателя привод главного движения, кВт…...5,5

Габаритные размеры:

Длина, мм……………………………………………………………….2665

Ширина, мм……………………………………………………………..1020

Высота, мм……………………………………………………………...3430

Масса, кг…….………………………………………………………….4700

Токарно–винторезный 1М63С101

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной……………………………………………………400

над суппортом………………………………………………….220

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки……….……..1.000

Частота вращения шпинделя, мин–1……………..……...…….12,5–2000

Наибольшее передвижение суппорта, мм:

продольное……………………………………………………...900

поперечное…………………………………………………...…250

подача суппорта (мм/мин)

продольная……………………………………………………...(3–1200)

поперечная………………………………………………….…..(1,5–600)

Длина, мм………………………………………………………3360

Ширина, мм…………………………………………………….1710

Высота, мм……………………………………………………...1750

Масса, кг…………………………………………………………4000

Алмазно–расточной 2А716

Диаметр растачиваемых отверстий, мм……………………….8–350

Размеры рабочей поверхности стола, мм……………………..630х1250

Наибольшие перемещения стола, мм:

продольное………………………………………………………400

поперечное………………………………………………………400

Частота вращения шпинделя, мин–1….………………...……...2000

Длина, мм..………………………………………………………2000

Ширина, мм.…………………………………………………….1120

Высота, мм……………………………………………………...3820

Масса, кг…………………………………………………………9000

При выборе различных видов инструментов руководствуемся справочной технической литературой.

Операция 010 Фрезерная

Тиски станочные универсальные

Фреза 200 2214–0159 ВК8 ГОСТ 9473–80

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Операция 015 Плоскошлифовальная

Шлиф. круг. 1–500х100х305 25А 40–П.С1.6К 40м/с Б 2кл. ГОСТ 2424–83

Микрометр МК 75–1 ГОСТ 6507–90

Карандаш алмазный 3908–0084 ГОСТ 607–80

Операция 020 Разметочная

Кернер 7843–0044 Н12Х1 ГОСТ 7213–72

Молоток 0,5 7850–0118 ГОСТ 2310–77

Штангенрейсмасс ШР–250–0,05 ГОСТ 164–90

Угольник УЛП–0–250 ГОСТ 3749–77

Операция 025 Сверлильная

Оправка 6039–0015 ГОСТ 2682–86

Патрон 16–В18 ГОСТ 8522–79

Втулка 6100–0142 ГОСТ 13598–85

Втулка 6100–0143 ГОСТ 13598–85

Втулка 6100–0146 ГОСТ 13598–85

Сверло Ø15 2301–0050 ГОСТ 10903–77

Сверло Ø14 2301–0046 ГОСТ 10903–77

Сверло Ø10,2 2301–0030 ГОСТ 10903–77

Сверло Ø8,5 2300–0200 ГОСТ 10902–77

Зенкер Ø14,75 2320–2566 h8 ГОСТ 12489–71

Развертка Ø14,97 2363–0196 u8 ГОСТ 1672–80

Развертка Ø15,0 2363–0196 Н7 ГОСТ 1672–80

Пробка 8133–0929 Н7 ГОСТ 14810–69

Штангенциркуль ЩЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Операция 030 Токарная

Приспособление специальное

Резец 2140–0059 ВК8 ГОСТ 18882–73

Нутромер 50–100 ГОСТ 9244–75

Операция 040 Слесарно–сборочная

Подставка цеховая

Подкладка S=0,4мм цеховая

Скоба СР 100 ГОСТ 11098–75

Нутромер 50–100 ГОСТ 9244–75

Штангенциркуль ЩЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Подкладки цеховые

Операция 045 Слесарная

Сверло Ø5 2300–6173 ГОСТ 10902–77

Патрон 13–В16 ГОСТ 8522–79

Оправка КМ4/В16 6039/0010 ГОСТ 2682–86

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Метчик 2620–24853 ГОСТ 326681

Метчик 2620–24873 ГОСТ 326681

Вороток 6910–0032 ГОСТ 22399–77

Пробка 8221–3030.7Н ГОСТ 17758–72

Отвертка 7810–0928 ГОСТ 17199–88

Кернер 7843–0037 ГОСТ 7213–72

Молоток 7850–0116 ГОСТ 2310–77

Операция 050 Плоскошлифовальная

Шлиф. круг. 1–500х100х305 25А 40–П.С1.6К 65м/с Б 2кл. ГОСТ 2424–83

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Микрометр МК 75–1 ГОСТ 6507–90

Карандаш алмазный 3908–0084 ГОСТ 607–80

Операция 055 Токарная

Приспособление для расточки отверстия

Резец 2140–0009 ВК8 ГОСТ 18882–73

Резец Т9315–218 ВК8 ГОСТ 18882–73

Резец 2102–0059 ВК8 ГОСТ 18877–73

Нутромер 50–100 ГОСТ 9244–75

Микрометр МК 75–1 ГОСТ 6507–90

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Операция 060 Алмазно–расточная

Приспособление специальное

Резец Т9317–485–1 ВК8 ГОСТ 18882–73

Нутромер 50–100 ГОСТ 9244–75

Резец Т9315–732 ВК8 ГОСТ 18882–73

Нутромер 2,5–50 ГОСТ 9244–75

Операция 065 Фрезерная ЧПУ

Приспособление специальное

Фреза Ø12 (с R12)ВК8 2235–0193 ГОСТ 6396–78

Фреза Ø40 ВК8 Т9336–280

Фреза Ø50 ВК8 2223–0105 ГОСТ 17026–71

Сверло Ø15 2301–0050 ГОСТ 10903–77

Патрон 6151–0022 МН 26–64

Патрон 6251–0182 ГОСТ 14077–83

Патрон 6251–0182 ГОСТ 14077–83

Цанга Ø12 6113–0007 МН 27–64

Втулка КМ 3/50 6130–0003 ГОСТ 13790–68

Втулка КМ 4/50 6130–0004 ГОСТ 13790–68

Втулка 6100–0142 ГОСТ 13598–85

Втулка 6120–0354 ГОСТ 13409–83

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Шаблон

Операция 070 Сверлильная

Подставка цеховая

Зенковка 2353–0134 ГОСТ 14953–80

Метчик 2620–2595–3 ГОСТ 3266–81

Метчик 2620–1515–3 ГОСТ 3266–81

Втулка 6120–0353 ГОСТ 13409–83

Втулка 6100–0143 ГОСТ 13598–85

Втулка 6100–0146 ГОСТ 13598–85

Патрон 6251–0181 ГОСТ 14077–83

Пробка 8221–3044 7Н ГОСТ 17758–72

Пробка 8221–3053.7Н ГОСТ 17758–72

Операция 075 Сверлильная

Планка цеховая

Сверло Ø8 2300–0195 ГОСТ 10902–77

Сверло Ø5 2300–6173 ГОСТ 10902–77

Сверло Ø5 2300–0034 ГОСТ 886–77

Втулка км 5/4 6100–0147 ГОСТ 13598–85

Оправка км 4/В16 6039–0010 ГОСТ 2682–86

Патрон 16–В18 ГОСТ 8522–79

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Операция 080 Сверлильная

Сверло Ø8,5 2301–0390 ГОСТ 2092–77

Сверло Ø17 2301–0057 ГОСТ 10903–77

Зенкер 2320–2555 ГОСТ 12489–71

Зенковка 2353–0134 ГОСТ 14953–80

Развертка 2363–0104 Н8 ГОСТ 1672–80

Развертка 2363–0104 Н7 ГОСТ 1672–80

Втулка км 5/3 6100–0147 ГОСТ 13598–85

Оправка км 4/В16 6039–0010 ГОСТ 2682–86

Патрон 6251–0182 ГОСТ 14077–83

Штангенциркуль ШЦ–I–125–0,1 ГОСТ 166–89

Пробка 8133–0922 Н7 ГОСТ 14810–69

Оправка 6039–0010 ГОСТ 2682–86

Втулка 6100–0142 ГОСТ 13598–85

Втулка 6100–0143 ГОСТ 13598–85

Втулка 6120–0354 ГОСТ 13409–83

Операция 085 Слесарная

Тиски

Надфиль 2828–0074 ГОСТ 1513–77

Кернер 7843–0036 ГОСТ 7213–72

Молоток 7850–0116 ГОСТ 2310–77

Шабер

Плита 1–0–400х400 ГОСТ 10905–86

Линейка ШП–1–400 ГОСТ 8026–92

Микрометр МК75–1 ГОСТ 6507–90

3 Проектирование средств технологического оснащения

3.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Приспособление предназначено для закрепления заготовки с учетом возможности обработки ее по трем координатам: х, у, z.

Заготовка базируется боковой поверхностью и задним торцом на неподвижные опоры. Параллельность установки достигается при помощи неподвижных опор. Деталь на первой позиции закрепляется при помощи двух двухсторонних прихватов, прижимается к опоре со стороны задней поверхности прижимом, а также двумя винтами к опорам и прижимом.

На второй позиции закрепления заготовка базируется на два установочные пальца и опорные пластины, закрепляется при помощи прижима и двустороннего поворотного прижима через передачу шпилька–гайка.

В каждом случае опорные и зажимные элементы имеют минимальную площадь соприкосновения с поверхностью детали, обеспечивая минимальную погрешность установки детали.

Опоры расположены таким образом, что обеспечивают необходимую жесткость закрепления детали и минимальную погрешность пространственного отклонения после механической обработки. Приспособление обеспечивает точную ориентацию, базирование детали и возможность обработки по трем координатам.

Использование двустороннего закрепления детали на угольнике обеспечивает более полное использование технических возможностей станка, исключение погрешностей при переустановке и базировании по сравнению с однопозиционной установкой на нескольких приспособлениях.

Для реализации данной схемы в проекте используется специальное зажимное приспособление.

Данная конструкция приспособления позволяет вести фрезерование последовательно верхней и нижней плоскости крышки.

Для сокращения вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки используется комплект установочных приспособлений из 2–х штук (пакет). Установка заготовки в приспособление и снятие ее производится во время обработки заготовки.

Базирование приспособления на столе станка производится по центральному пазу стола.

Заключение

Настоящая работа представляет собой дипломный проект, выполненный на тему «Технологический процесс изготовления крышки внутренней и средства его оснащения».

Крышка внутренняя изготовлена из чугуна марки А-ХМ-П78001-87И. После предварительной механической обработки заготовка подвергается искусственному старению. Применение данного материала объясняется условиями работы крышки внутренней.

Деталь имеет плоскую форму. Форма детали объясняется с одной стороны условиями сборки – на поверхности детали имеются различные отверстия для присоединения рабочих деталей насоса; с другой стороны, такая форма крышки обеспечивает достаточно высокую герметичность и прочность при минимальном весе.

Конструкция крышки содержит комплекс гладких и резьбовых отверстий. Наиболее высокие требования предъявляются к отверстиям Ø82Н7 и Ø45Н9, которые служат для установки ответственных рабочих деталей с высокой точностью позиционирования.

Другой конструктивной особенностью крышки является наличие на одной из плоских поверхностей несквозных пазов сложной геометрической формы.

При заданной годовой программе (800 шт.) выбирается заготовка - отливка. Технико-экономическое обоснование такого выбора заготовки приведено в п. 2.2 настоящей пояснительной записки.

Маршрут обработки отливки в среднесерийном производстве подробно представлен в приложении А настоящей пояснительной записки.

Анализ конструкции детали показал, что сохранить единство баз ввиду сложности профиля детали не удается, поэтому при обработке на различных операциях происходит смена баз. Основными базами детали являются плоские поверхности и точно обработанные отверстия.

Приспособления для механической обработки на фрезерном и расточном станках предназначено для установки и закрепления заготовки крышки внутренней в требуемом положении.

Приспособление для контроля перпендикулярности необходимо для более качественного и своевременного контроля точности самых ответственных поверхностей детали – отверстий изготовленных по 7 квалитету.

Большое количество отверстий в детали обуславливает необходимость применения кондукторов.

Сравнивая полученное значение суммарной погрешности (127 мкм) с допуском на размер, принятым при расчете припусков на обработку, который для черновой обработки равен 630 мкм, можно заключить, что требуемая точность изготовления при данных условиях обработки детали достигается.

В результате внедрения в производство токарного станка с ЧПУ получены следующие положительные результаты: снижение трудоемкости изготовления детали, повышение производительности труда, уменьшение количества единиц используемого оборудования и оснастки, уменьшение числа производственны рабочих, сокращение производственных площадей, снижение производственной себестоимости изготавливаемого изделия.

За счет выше перечисленных преимуществ, экономический эффект от внедрения в производство нового оборудования составит 16063,95 тыс. руб.

Срок окупаемости проекта составляет 20,4 мес.

Внедрение станков с ЧПУ в технологический процесс изготовления детали, значительно снижает количество станков с ручным управлением, что дает возможность использования многостаночного обслуживания; снижает опасность травматизма связанного с транспортировкой и установкой детали, т. к. на одном станке появляется возможность выполнить семь переходов механической обработки с одного установа; высвобождает дополнительные производственные площади, что положительно влияет на освещенность участка, его запыленность и загазованность, а также снижает уровень шума на рабочем месте.

В разделе безопасности жизнедеятельности проанализированы опасные факторы механической обработки проектируемой детали на станках с ЧПУ и выявлено, что одним из наиболее опасных факторов является поражение электрическим током.

В проекте рассмотрено множество защитных средств для того, чтобы оградить человека, работающего на станке с ЧПУ, от поражения электрическим током.

Расчет наиболее важного устройства для обеспечения электробезопасности - защитного заземления проведен в п. 5.3.

Расчетное сопротивление заземлителя получилось равным 1,7 Ом, что является меньше допустимого, поэтому рабочее место не опасно для жизни человека и соответствует нормам ГОСТ 12.1.01979.