Опора поворотного кулака - Проектирование технологии изготовления детали

Содержание

Введение

1. Общая часть

Служебное назначение детали и условия ее работы в сборочной единице

Характеристика материала детали

1.3Конструкторский контроль чертежа детали

1.4Анализ технических требований на изготовление детали

1.5Анализ технологичности конструкции детали

1.5.1Количественная оценка технологичности конструкции детали

1.5.2Качественная оценка технологичности

2. Технологическая часть

Метод получения заготовки

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Выбор баз и схем базирования

Проектирование маршрутно-технологического процесса

Выбор технологического оборудования

Выбор режущего инструмента

2.6 Выбор измерительных средств

Расчет припусков на механическую обработку

Расчет и выбор режимов резания

2.9 Расчет и выбор норм времени

3. Конструкторская часть

3.1. Проектирование специального станочного приспособления. Разработка расчетной схемы и силовой расчет приспособления

3.2. Расчет станочного приспособления на точность

4. Организационная часть

4.1. Определение потребное количество станочного оборудования и коэффициент его загрузки

4.2. Определение количество рабочих-станочников, вспомогательных рабочих и ИТР на участке

4.3. Определение площади участка

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1. Инженерное обоснование экологической безопасности проекта

5.2. Производственная безопасность

5.2.1. Отопление, вытяжка, вентиляция

5.2.2. Освещение

5.2.3. Расчёт искусственного освещения в цехе

5.2.4. Шум и вибрация

5.2.5. Электробезопасность

5.3. Пожарная безопасность

5.4. Чрезвычайная ситуация

5.5. Инструкция по охране труда для рабочего

5.5.1. Общие требования по охране труда

6. Экономическая часть

6.1. Расчет экономического эффекта от совершенствования технологического процесса изготовления опоры поворотного кулака

6.1.1. Расчёт текущих затрат

6.1.2. Расчет показателей экономической эффективности

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Ее продукция – машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности, а так же темпы перевооружения их новой технологией и техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Состояние машиностроения во многом определяет развитие и других отраслей народного хозяйства. В различных областях науки и техники применяются машины и механизмы с деталями типа червяк. Данные детали, исходя из высоких требований к технико-экономическим и эксплуатационным показателям машин и механизмов, должны обладать высокой надёжностью, ремонтопригодностью, технологичностью, минимальными габаритами, удобством в эксплуатации. Во многом эти показатели обеспечиваются в процессе проектирования и изготовления валов.

Основными задачами технологии машиностроения являются проектирование всего комплекса технологических средств, обеспечивающих выпуск продукции заданного качества в заданном количестве и в установленные сроки, а так же снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышение качества, уменьшение времени, затрачиваемого на производство изделия, повышение коэффициента использования материала, автоматизация технологических процессов.

Решением основных задач технологии машиностроения является: применение автоматических систем, систем адаптивного управления, ГПС, внедрение в производство новейшего технологического оборудования, применение ЭВМ, новейшего режущего, мерительного инструмента и оснастки.

Технологическая подготовка производства является определяющим этапом в цикле производства машин и механизмов. Один из этапов технологической подготовки производства, состоит в разработке техпроцесса изготовления деталей машин.

Выпускная работа посвящается разработке техпроцесса изготовления шестерни. Подобные детали изготавливаются в больших объемах и применяются в различных машинах и механизмах автомобилей, станках, редукторах и т.д.

Главные задачи, которые необходимо решить при проектировании новых технологических процессов – повышение точности и качества обработки, стабильности и долговечности деталей и максимальное снижение себестоимости обработки путем совершенствования технологических процессов. В курсовом проекте эти задачи будут решаться путем анализа проектного технологического процесса, выявления его основных недостатков и методов их решения.

Целью выпускной работы является закрепление знаний, полученных на лекциях, практических занятиях и приобрести навыки выполнения основных этапов разработки техпроцесса и самостоятельного поиска наиболее оптимальных технических решений, основанных на последних достижениях науки и техники.

Анализ технологичности конструкции детали

Одной из основных задач, решаемых в процессе проектирования технологических процессов сборочных работ и подготовки производства, является оценка и обеспечение технологичности изделия.

Опора поворотного кулака автомобиля КамАЗ является сложным и ответственным узлом автомобиля. От качества его сборки и дальнейшей работы зависит безопасность движения на дороге.

Изделие подвеска состоит из большого количества узлов, деталей.

С целью обеспечения возможности параллельной сборки изделие разбиваем на отдельные детали.

Конструкция и технологичность изделия требует осуществлять сборку деталей и узлов методом полной взаимозаменяемости, без дополнительной механической пригонки. При этом исключены промежуточные сборки и разборки. Конструкция не имеет многозвенных размерных цепей. В конструкции узлов отсутствуют детали малой прочности и жестокости и детали из легкодеформирующихся материалов, что исключает возможность их деформации в процессе сборки.

Конструкция узла обеспечивает свободный доступ инструментов, средств контроля и рабочих органов технических устройств к местам сборки.

Все детали и сборочные единицы подобраны с нужными характеристиками износа, обеспечивающими заданный ресурс работы промежуточного вала, а соответственно и всей коробки передач.

Сборочные единицы, входящие в узел, кинематически замкнуты, то есть при транспортировке с позиции на позицию не распадаются на составные части.

Технологичность конструкции зависит от способов соединения деталей в узле.

Технологичность детали – совокупность свойств и показателей,

определяющих возможность её изготовления с наименьшими затратами при достижении требований к точности, указанных в чертеже. Технологичность детали можно предварительно оценить, сравнивая деталь с имеющимися аналогами. Окончательное решение о технологичности детали можно принять после разработки ТП и проведения технико-экономических расчётов.

Опора поворотного кулака является базовой деталью. При отработке на технологичность конструкции вала необходимо произвести оценку по качественным и количественным показателям. Требования к технологичности конструкции детали изложены в ГОСТ 14.20473. Они заключаются в:

конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной;

детали должны изготавливаться из стандартных и унифицированных заготовок полученных рациональным способом;

размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальную степень точности и шероховатости;

физико-химические и механические действия материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;

показатели базовой поверхности детали (точность, шероховатость) должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

При оценке технологичности конструкции детали необходимо:

рассчитать показатели технологичности конструкции;

разработать рекомендации по улучшению показателей технологичности;

обеспечить технологичность конструкции детали путем внесения изменений.

Существует две общие оценки технологичности: 1) качественная оценка технологичности, 2) количественная оценка технологичности.

Качественная оценка технологичности

Достоинства:

1. Деталь имеет простые по конфигурации поверхности для обработки на фрезерном станке и не имеет труднодоступных мест и поверхностей для обработки;

2. Перепады диаметров в большинстве поверхностей малы, что позволяет получить заготовку близкую к форме готовой детали;

3. Симметрична относительно оси;

4. Деталь позволяет вести обработку нескольких поверхностей за один установ (на станке с ЧПУ);

5. Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента и СОЖ в зону резания и из нее, и отвод стружки;

6. Деталь имеет надежные установочные базы, т.е. соблюдается принцип постоянства и совмещения баз;

7. Конструкция детали достаточно жесткая;

8. Допуски на размеры точных поверхностей не усложняют технологию производства.

Недостатки: Деталь не является телом вращения.

Таким образом, проведя расчеты на технологичность и изучив внешние особенности строения вала, рассмотрев качественные и количественные характеристики, делаем вывод, что конструкция опоры поворотного кулака является технологичной, т.к. удовлетворяет большинству технологических требований.

Технологическая часть

2.1 Определение вида заготовок и способов их изготовления

При изготовлении заготовок валов применяют различные методы. Лучшим методом является тот, по которому заготовки получаются наиболее экономичными, обеспечивают наименьшие припуски на механическую обработку и имеют требуемое качество. Технология малоотходного производства заготовок способствует сокращению металлопроката, повышению качества и производительности при их изготовлении. Эти методы находят широкое применение в крупносерийном и массовом производстве.

Выбор метода получения заготовок в значительной степени определяется размерами программного задания и технологическими возможностями заготовительных цехов предприятия. Применение прогрессивных исходных заготовок с малым припуском на механическую обработку во всех случаях снижает трудоемкость и себестоимость последней, однако дополнительные затраты на оснащение заготовительных цехов окупаются только при достаточных размерах программного задания.

Однако следует иметь в виду, что себестоимость изделия определяется суммой затрат на исходную заготовку и на ее механическую обработку, поэтому в конечном счете важно обеспечить снижение всей суммы, а не одной из ее составляющих. Если учесть дополнительную экономию при механической обработке прогрессивных исходных заготовок с малым припуском, то границы экономичного применения этих методов сдвинутся в сторону уменьшения себестоимости всего изделия в целом.

Создание конструкций деталей, позволяющих механическую обработку резанием заменить штамповкой или высадкой, всегда приводят к значительному снижению трудоемкости и уменьшению расхода металла. При изготовлении методом холодной высадки исходных заготовок деталей, например болтов, отходы металла в 25 раз меньше, чем при их изготовлении на металлорежущих станках. Для ответственных деталей в настоящее время часто используют исходные заготовки, полученные горячей объемной штамповкой и литьем.

Деталь представляет собой вал. Поэтому заготовка вала может быть получена штамповкой на КГШП с формированием отдельных поверхностей.

2.5 Выбор технологического оборудования

При выборе оборудования будем учитывать следующие факторы:

-размер рабочей зоны станка, которые должны соответствовать габаритам обрабатываемой детали или нескольких обрабатываемых деталей,

-возможность достижения при обработке требуемой точности и шероховатости поверхности,

-соответствие мощности, жесткости и кинематических данных оборудования выгодным режимам выполнения операций,

-обеспечение необходимой производительности в соответствии заданной программой выпуска деталей,

-соответствие оборудования требованиям техники безопасности и промышленной санитарии,

-соответствие оборудования заданной программе по критерию себестоимости изготовления детали.

При выборе оборудования в условиях действующего производства приходится ориентироваться на имеющееся в цехе оборудование и обязательно учитывать степень фактической загрузки отдельных его групп.

Для изготовления сателлита дифференциала будем применять следующие станки, указанные в таблице 2.1.

2.6 Выбор режущего инструмента

Выбор режущего инструмента необходимо приводить с ориентацией на применение стандартного инструмента. Для выполнения отдельных операций, особенно в крупносерийном производстве и массовом, целесообразно использовать специальный инструмент.

Режущий инструмент должен обладать высокой режущей способностью, допускающей высокие режимы резания, высокой размерной стойкостью, обеспечивающей стабильность процесса обработки, быстро и удобно заменяться, налаживаться и подналаживаться в процессе обработки, стабильно формировать транспортабельную стружку и отводить ее, не нарушая нормальной работы оборудования.

Для режущей части инструмента широко применяются твердые сплавы и быстрорежущие стали новых марок, например, Р6М5 вместо Р18.

Расходы на режущий инструмент входят отдельной статьей в себестоимость продукции.

Для изготовления детали применяем следующий инструмент: фрезы фирмы SANDVIK COROMANT, расточные головки; шлифовальный круг для шлифования торца, сверла для обработки отверстий.

2.7 Выбор измерительных средств

Выбор измерительных средств производят в соответствии с точностными характеристиками инструмента, точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях крупносерийного производства применяют автоматические средства контроля. Нужно стремиться к тому, чтобы время, затрачиваемое на контроль, перекрывалось машинным временем.

В нашем конкретном случае для контроля точности изготовления элементов детали будем применять как универсальные измерительные приборы: микрометр МКЦ 175200 ГОСТ 650790, штангенциркуль ШЦI 0-125-0,05 ГОСТ 16689, микрометр МКЦ 75100 ГОСТ 650790, штангенциркуль ШЦКI1250.02 ГОСТ16689, штангенциркуль ШЦЦI 0-125 ГОСТ 16689 так и специальные: калибрскобы, калибр-пробки.

Конструкторская часть

3.2. Разработка расчетной схемы и определение силы закрепления.

Требуемая точность обработки обеспечивается определенным положением заготовки относительно режущего инструмента. Под базированием при механической обработке заготовок на станках принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего элемента.

Для полного исключения подвижности твердого тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы. Это достигается наложением связей. Под связями подразумеваются ограничения позиционного характера, накладываемые на движения точек рассматриваемого тела. В приспособлениях каждая из связей реализуется в виде точки контакта базовой поверхности с опорным элементом. Расположение точек контакта на базовых поверхностях заготовки представляет собой схему базирования.

Для коротких цилиндрических заготовок можно применять следующую схему базирования. Главной базой в данном случае является внутренняя цилиндрическая поверхность заготовки, на которой располагаются две опорные точки. Они лишают заготовку 2-х степеней свободы (перемещений вдоль двух осей). Связи, расположенные на торцевой поверхности заготовки лишают её 3-х степеней свободы (перемещения вдоль оси и вращение относительно двух других осей).

Заключение

При выполнении выпускной работы были изучены варианты построения технологического процесса с учётом производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса. Разработанный технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками. При использовании станков были применены универсальные приспособления, универсальный режущий инструмент, измерительный инструмент, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей.

Определяется содержание и последовательность выполнения технологических переходов, режимы резания. Усовершенствование технологического процесса

Использование станков с ЧПУ значительно сокращает вспомогательное время на обработку детали за счёт сокращения вспомогательного времени на смену инструмента, многочисленные переустановки детали и сокращения основного времени благодаря возможности увеличения режимов резания.

В конструкторской части проекта содержатся вопросы проектирования зажимного приспособления для всех операций.

В разделе, безопасность и экологичности проекта, рассмотрены вопросы: безопасность труда при механической обработке материалов резанием; шумовые загрязнения окружающей среды, характеристика источников шума в проектируемом цехе, нормирование шума на территории предприятия и в жилом массиве; обеспечение устойчивости работы проектируемого участка в условиях ЧС.

При планировании и организации производства были определены: форма организации выполнения технологических процессов, производственная структура участка, состав участка. На основе сравнения был выбран наиболее предпочтительный вариант планировки цеха.