Проект участка инструментального цеха по изготовлению литьевых форм с применением электротехнологии для изготовления детали типа « бампер корзины» в условиях серийного производства

Содержание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

I. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. Характеристика и технологическая экспертиза объекта производства

1.1. Анализ чертежа детали «бампер корзины», общие требования к ее конструкции, ее функциональное назначение, конструктивные и технологические особенности

1.2 Анализ технологических свойств материала

1.3 Сравнительный анализ современных процессов переработки пластмасс в изделие

1.4. Выбор метода получения детали типа «бампер корзины»

2. Анализ существующих методов проектирования литьевых форм

2.1. Обзор современных САПР, использующихся при проектировании литьевой оснастки

2.2. Последовательность автоматизированного проектирования литьевых форм в САПР Pro/Engineer

2.3. Проектирование трехмерной модели детали «бампер корзины»

2.4. Расчет и проектирование функциональных систем пресс-формы

2.5. Выбор оборудования для производства детали «бампер корзины» и описание его работы

2.6. Автоматизированное проектирование ФОЭ для изготовления детали «бампер корзины»

2.7 Моделирование процесса заполнения формы в программном обеспечении Plastic Adviser с целью проектирования режимов литья под давлением

3. Разработка техпроцесса изготовления детали «матрица» с разработкой операции ЭЭО

3.1 Проектирование маршрутного техпроцесса обработки детали «матрица»

3.2. Патентный поиск метода получения узких пазов

3.3. Предварительное установление технологического маршрута и выбор групп оборудования по операциям технологического процесса

3.4. Установление перечня необходимых переходов для формообразования поверхностей детали «матрица» и формирование операций

3.5. Выбор оборудования для изготовления детали «матрица»

3.6. Определение последовательности операций по стадиям технологического процесса

3.7. Расчет припусков на обработку и окончательный выбор заготовки

3.8. Расчет режимов резания

3.9. Выбор приспособления и проектирование наладки для сверлильно-расточной операции

3.10. Разработка операции ЭЭО

3.10.1. Выбор рабочей жидкости

Расчет режимов операции ЭЭО

3.10.3. Автоматизированное проектирование электрода-инструмента

3.10.4. Выбор приспособления и проектирование наладки для ЭЭО

4. Анализ существующих методов контроля детали «матрица»

4.1 Рекомендации по управлению качества выпускаемой продукции

II. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

5. Организация производства объекта

5.1 Организация производства на базе предметно-замкнутого участка

5.2 Расчет организационных параметров производственного процесса

5.3. Составление сметы цеховых расходов

5.4.Определение цеховой себестоимости детали

III. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

6.1. Анализ вредных и опасных производственных факторов

6.2 Мероприятия по устранению и уменьшению действия вредных и опасных производственных факторов

6.3.Расчет искусственного освещения

6.4 Расчет защитного заземления

6.5 Пожарная безопасность

6.6. Охрана окружающей среды

Заключение

Библиографический список

Приложение

Аннотация

«Проект участка инструментального цеха по изготовлению литьевых форм с применением электротехнологии для изготовления детали типа « бампер корзины» в условиях серийного производства»

Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту по специальности 150206 «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки»

/ Студент гр. 430131 А.А. Козырев– ТУЛА, ТулГУ, 2008. –

Стр. 175 ; рис. 34 ; табл. 50 ; библиогр. назв.35; прил. на 14 л./

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА, МЕХАНИЧЕСКИЕ УЧАСТКИ, ДЕТАЛИ, ЗАГОТОВКИ, ТЕХНОЛОГИЯ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ОБРАБОТКА, ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА ОСНАЩЕНИЯ, ИНСТРУМЕНТЫ, ОПЕРАЦИИ, НАЛАДКИ, РЕЖИМЫ, ПРЕССФОРМА, ПОЛИПРОПЕЛЕН, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ, ОХРАНА ТРУДА, ОСВЕЩЕНИЕ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

В проекте рассмотрен и решен ряд задач технологического проектирования и подготовки производства применительно к изготовлению детали «матрица» для получения детали « бампер корзины». Разработан технологический процесс изготовления за счет использования высокоэффективного оборудования с ЧПУ и процессов физико-химической обработки, за счет концентрации операций на ограниченном числе рабочих мест и их сокращения. Уточнены режимы и условия обработки расчетами, патентными и теоретическими исследованиями. Результат снижение трудоемкости и себестоимости обработки. Предложен вариант организации производственного участка; выполнен анализ безопасных приемов работы; рассмотрены вопросы экологической безопасности производства.

Введение

Важнейшими задачами, стоящими перед специальными отраслями машиностроения, занятыми производством автоматических машин, является быстрое освоение и выпуск новых видов продукции высокого качества с наименьшими трудозатратами и технологической себестоимостью изготовления. Для решения этих задач в машиностроении, где изделия изготавливаются в условиях мелкосерийного и серийного производства, необходимо обеспечить высокую производительность труда.

Существенным резервом роста производительности труда является снижение трудоемкости механической обработки деталей на металлорежущих станках. В условиях постоянно меняющейся программы и номенклатуры изготавливаемых изделий автоматизировать процессы механической обработки деталей возможно только на основе применения металлорежущих станков с ЧПУ, а также линий и участков на базе этих станков.

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависит от технологии изготовления изделия. Очень большую роль играет правильность составления технологических процессов обработки детали и сборки узла. Разрабатываемые технологические процессы должны быть прогрессивными, обеспечивать повышение производительности труда и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.

В условиях мелкосерийного и серийного производства, которое охватывает 7580% продукции машиностроения необходимо отдавать предпочтение технологическим процессам, ориентирующихся на использование станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ не требуют длительной переналадки при переходе на обработку другой детали. Для этого достаточно сменить программу, режущий инструмент и приспособление. Это позволяет обрабатывать на станке широкую номенклатуру деталей. Работая в автоматическом цикле, станок с ЧПУ сохраняет свойства универсального станка. В технологическом плане использование станков с ЧПУ открывает возможность реализовать принципиально новый концентрированный вариант построения технологических процессов механической обработки деталей с минимальным количеством операций. В отличие от традиционно существующего и морально устаревшего сейчас варианта построения технологических процессов обработки деталей, основанного на дифференциации операций, концентрированный вариант построения технологии наряду со значительным сокращением сроков и затрат технологической подготовки производства, позволяет повысить производительность труда и обеспечить более высокую точность и качество обработки.

Конструкторско-технический раздел

1.1.2. Условия работы детали

Деталь работает при нормальных условиях. Нагрузку, которой подвергается деталь «бампер корзины» можно считать небольшой. В основном эту нагрузку испытывает та часть изделия, где расположены пазы.

По условиям работы следует уменьшить шероховатость профиля пазов, за счет уменьшения шероховатости формообразующих поверхностей формы. Это позволит снизить трение и повысить цикловую прочность детали за счет устранения концентраторов поверхностных напряжений.

1.1.3. Анализ геометрических свойств детали

Изделие следует конструировать одновременно с анализом его технологичности, так как конструкция пластмассового изделия существенно влияет на конструкцию формы, зависящую от технологичности изделия.

При конструировании пластмассовых изделий необходимо стремиться к обеспечению рациональных условий течения материала в форме, повышению точности изготовления, уменьшению внутренних напряжений, коробления, цикла изготовления.

К конструкции изделия из пластмассы предъявляют следующие требования:

изделие должно иметь технологические уклоны;

по возможности необходимо избегать поднутрений (выступов и впадин);

допуски должны быть технически обоснованы;

изделие должно иметь закругления в сопряжениях стенок для увеличения механической прочности и облегчения процесса формообразования;

стенки изделия по возможности должны быть равной толщины, без резких переходов.

Анализируя технические условия на изготовление детали «бампер корзины» делаем вывод: получение необходимых размеров и геометрической формы обеспечивает оснастка, изготовленная с учетом свойств материала детали, рекомендации относительно конструкции изделий (их технологичности).

1.1.4. Сложность конфигурации детали

Общее число поверхностей «бампер корзины» незначительно и все они имеют различную форму. Конструкция детали осложнена малой толщиной стенок, скруглениями и наличием сложнофасонных пазов. В целом деталь можно считать средней сложности.

1.1.5. Требования к точности и качеству поверхности

На поверхности детали технологическими условиями не допускаются:

трещины, раковины, вздутия;

-следы от толкателей глубиной более 0,5мм;

-сколы в местах зачистки и глубиной более 0,5 мм (не более одного скола на 20 мм длины обрабатываемой кромки);

-пятнистость более 10% от общей поверхности детали;

-трещины и деформация;

недоливы, недопрессовки и вздутия величиной более 0,5 мм;

-расположение конструктивных и технологических утолщений внутри детали на расстоянии менее 4мм от кромки детали, при этом величина усадки не должна превышать 0,3мм.

На внутренней поверхности детали, а также на поверхностях детали, не

определяющих товарный вид, допускаются: следы от толкателей, выступающих или утопающих на величину не более 0,5 мм.

Размеры внутренних радиусов детали R = 0,5 мм. Шероховатость поверхности обусловлена внутренней поверхностью прессформы, рабочие поверхности которой должны быть отполированы и смазаны (смазка силиконовая или модельный восковой состав) после каждого цикла прессования в о избежания нежелательных дефектов.

Пластмассовые изделия не должны иметь значительные выступы. На поверхности изделия не предусмотрены технологические выступы для размещения выталкивателей. Благодаря тому, что изделие не имеет поднутрений, то оно легко извлекается из гнезд и не требует применения дополнительных элементов оформления.

Внешний вид детали должен соответствовать утвержденному образцу. Все размеры обеспечивает пресс-форма детали, аттестация которой производится при запуске в работу.

1.1.6. Анализ формы изделия

Минимальная толщина стенки = 1,5 мм;

Максимальная толщина стенки = 2,2 мм.

Габаритные размеры детали – 96,8×7,1×12 мм;

Объём детали – 3848,6 мм3.

После изготовления деталь подвергается слесарной обработке, во время которой производят ряд операций:

-удаление литника;

-зачистка следа от литника;

Деталь не имеет острых углов и имеет два паза.

Исходя из вышеперечисленного можно, сделать вывод, что изготавливаемая деталь является технологичной, что позволяет в дальнейшем упростить процесс конструирования оснастки. Деталь удовлетворяет требованиям, предъявляемым к конструкции пластмассовых изделий, обеспечивает рациональные условия течения материала в форме и получение точности изготовления (исходя из конструкции), а также обеспечивает получение внутренних напряжений (исходя из технологических условий) минимально возможных значений и отсутствие коробления.

1.3 Сравнительный анализ современных процессов переработки пластмасс в изделие

Применение прогрессивного оборудования для переработки полимеров с использованием так называемых «высоких» технологий, а также современных материалов обязывает технологов по-новому смотреть на аспект разработки технологических режимов, опираясь при этом не только на рекомендации фирм производителей оборудования и материалов.

Любой процесс переработки полимеров неизбежно связан с течением расплавов под воздействием различных сил, вызывающих в нём упругие, высокоэластические и пластические деформации и изучение таких систем вызывает необходимость привлекать реологию, которая характеризует закономерности деформации и течения материала под воздействием механических напряжений.

В настоящее время получили распространение более 20 основных и ряд специализированных способов переработки пластмасс. Число перерабатываемых видов и марок пластмасс более 100. В этих условиях особое значение приобретает правильный выбор способа переработки полимера в зависимости от его марки, конструкции получаемого изделия, серийности производства и имеющегося оборудования.

По назначению методы переработки пластмасс разделяются на подготовительные, основные и завершающие.

Методы предварительной подготовки используются для улучшения технологических свойств перерабатываемого сырья, а также для получения полуфабрикатов и заготовок (гранул, таблеток, листов), применяемых в качестве исходных материалов в основных методах переработки. К подготовительным методам относятся смешение, вальцевание, таблетирование, сушка и предварительный подогрев, гранулирование.

Смешение – один из важнейших методов приготовления полимерных композиций, служащий для получения смеси из основного полимера и различных компонентов и существенно улучшающий свойства материала и изделий из него. При этом полученная смесь должна быть однородной по физическим и химическим свойствам и должна обладать равномерным распределением компонентов по всему объему смеси.

Вальцевание – процесс механической и тепловой обработки полимерных материалов с целью повышения их пластичности и однородности или перевода их в состояние, облегчающее дальнейшую переработку (подогрев, пластикация).

Таблетирование – процесс подготовки материала для дальнейшей переработки методом прессования. При этом получаются стабильные по массе прочные таблетки заданной формы. Применение таблетированного сырья повышает точность дозировки, сокращает потери сырья, время предварительного подогрева и цикла прессования, улучшает условия труда.

Сушка и предварительный подогрев материалов проводится для повышения их сыпучести и удаления из них лишней влаги и летучих веществ. Использование высушенного и предварительно подогретого полимерного сырья позволяет получать изделия с высокими физико-механическими показателями и хорошим качеством поверхности.

Гранулирование, применяется для получения из расплава полимера гранулированного материала, наиболее удобного для переработки.

Гранулят – это сыпучий материал, состоящий из однородных по размеру и форме частиц. Использование гранул стабилизирует режим работы перерабатывающего оборудования, облегчает дозировку сырья, повышает производительность машин и качество готовых изделий. Гранулирование часто совмещают с процессами пластикации, стабилизации, наполнения, окрашивания.

В качестве метода предварительной подготовки материала будем использовать грануляцию, т.к. гранулят наиболее удобен для переработки.

Основные методы переработки представляют собой процессы получения из исходного сырья полимерного материала готового изделия заданной формы. Изготовление изделий осуществляется в основном экструзией, литьем под давлением, пневмо и вакуумформованием, прессованием, каландрованием, спеканием, литьем без давления, центробежным и автоклавным литьем.

Экструзия – процесс получения из исходного полимерного материала изделия заданного поперечного сечения путем непрерывного продавливания расплава полимера через формующую головку с последующим охлаждением изделия. Экструзией получают листы, трубы, пленки, прокладки, поручни для лестниц и другие профили; метод применяется для нанесения полимерной изоляции на провода и кабели, для покрытия полимерными материалами бумаги, картона, фольги и т.д. Получение гранулированных пластмасс, моноволокон, сеток также основано на экструзии расплавов полимеров.

Литье под давлением – является одним из основных методов переработки термопластов в изделия. Метод позволяет с высокой точностью изготавливать высококачественные изделия различной степени сложности.

Переработка термопластов литьем под давлением заключается в нагреве материала до размягчения и последующего перехода в вязкотекучее состояние в нагревательном цилиндре и инжекции (впрыске) его в литьевую форму, где материал приобретает необходимую форму (формуется) и затвердевает.

В каналах литьевой формы циркулирует охлаждающая вода заданной температуры. Изделия, получаемые литьем под давлением, разнообразны как по массе, так и по конфигурации и размерам. Литьевые изделия широко применяются в автомобильной промышленности, приборостроении, в строительстве, судостроении, самолетостроении, в медицине и в быту.

Метод характеризуется высокой производительностью, так как нагрев материала осуществляется вне формы. Литьевые изделия получаются с высокой точностью размеров и требуют минимальной механической обработки.

Прессование заключается в нагревании находящегося под давлением в пресс-форме материала. Оформление и отверждение изделия происходит в форме. Продолжительность нагрева, выдержки под давлением и отверждение (для реактопластов) или охлаждения (для термопластов) зависит от природы материала, размеров и формы изделия.

Существуют две разновидности прессования: прямое (или компрессионное) и литьевое (или трансферное).

При прямом прессовании давление непосредственно действует на материал, находящийся в оформляющей полости формы. Так как давление непосредственно передается на материал, находящийся в форме, детали формы подвержены сравнительно быстрому износу. Кроме того, в изделиях может возникнуть некоторая анизотропия свойств, что в определенных условиях может вызвать коробление.

При литьевом прессовании доза материала переходит в вязкотекучее состояние в камере перед формой, затем расплав подается в форму, где происходит собственно прессование.

Впрыск полимера через узкое сопло способствует повышению однородности температурного поля в массе материала, а также улучшению его гомогенезации. Преимуществом литьевого прессования является также небольшой износ деталей форм вследствие того, что давление в данном случае не воздействует непосредственно на материал, находящийся в форме, как это имеет место при прямом прессовании. Метод позволяет изготавливать изделия сложной конфигурации с арматурой, так как последняя не подвергается большим сдвиговым усилиям и не смещается, как при прямом прессовании.

Литье без давления – это формование изделий из мономеров, или полимермономерных композиций, полимеризующихся непосредственно в форме в присутствии инициаторов или катализаторов без приложения внешнего давления. Данный метод объединяет в единый технологический цикл синтез полимера и его переработку, позволяя получать изделия по схеме: мономер-готовое изделие. При литье без давления мономер или смесь его с полимером с необходимыми добавками заливается в форму, в которой процессы структурообразования и формования изделия протекают одновременно. В результате образуются термопластичные материалы с упорядоченной структурой и высоким содержанием кристаллической фазы, что обеспечивает высокие физико-механические показатели.

В настоящее время литьем без давления в промышленности получают изделия из полиамидов (например, капролона) и композиций на основе

Завершающие методы придают готовым изделиям определенный внешний вид, создают неразъемное соединение элементов изделия. Важнейшими из этих методов являются механическая обработка изделий, сварка, склеивание и нанесение покрытий.

Из перечисленных методов переработки пластмасс наиболее высокопроизводительными являются литье под давлением, прессование, экструзия. Эти методы связаны с изготовлением дорогостоящей оснастки (прессформ, экструзионных головок) и целесообразны только для массового, крупносерийного и среднесерийного производства. При мелкосерийном производстве в зависимости от вида изделия и материала применяют методы переработки, не требующие значительных затрат на оснастку (механическая обработка, сварка, склеивание, штампование).

Единичные изделия рекомендуется изготавливать механической обработкой из заготовок (монолитных мелких и средних размеров) или из листов сваркой, склеиванием и др.

Анализ существующих методов проектирования

2.1. Обзор современных САПР, использующихся при проектировании литьевой оснастки

На этапе технологической подготовки производства, к которому относится и проектирование прессформ, конструктор вынужден в короткое время выполнить рабочее проектирование оснастки и передать ее на изготовление. На нем лежит большая ответственность не только за принятие технического решения по конструкции оснастки, но и за весь последующий цикл ее производственной эксплуатации.

Современные технологии, базирующиеся на использовании дорогостоящего оборудования для литья под давлением, требуют применения высококачественных пресс-форм. Пресс-форма для литья под давлением индивидуальна по своему исполнению для каждого конкретного случая. Даже разработка типовой оснастки часто является сложной задачей.

Общая последовательность проектирования форм, включая обоснование выбора типа всей конструкции и отдельных функциональных систем ее, наиболее оптимально может быть реализована при использовании САПР. В настоящее время получают распространение различные варианты таких САПР форм для литья под давлением опирающиеся на банки данных об оборудовании, материалах, стандартах на типовые нормализованные детали форм, чертежи изделий и форм-аналогов. Среди которых можно выделить следующие наиболее популярные:

CAD/CAM/CAE/PDM/TDM система среднего уровня SolidWorks 2007. Ее разработчик - американская фирма SolidWorks Corp.;

CAD/CAM/CAE/PDM/TDM система высокого уровня Pro/ENGINEER WildFire 3. Ее разработчик - американская фирма РТС (Parametric Technology Corporation);

CAD/CAM/CAE/PDM/TDM система высокого уровня Unigraphics NX3. Разработчиком данной системы является фирма EDS (Electronic Data Systems) Corp.;

CAD/CAM/CAE/PDM/TDM система высокого уровня CATIA V5 R16. Разработчиком данной системы является фирма Dassault Systemes;

CAD/PDM система гибридного моделирования, сочетающего возможности поверхностного и твердотельного проектирования Power SHAPE 7. Ее разработчик - английская фирма Delcam.

В данном дипломном проекте проектирование ФОЭ детали «бампер корзины» осуществляется в САПР Pro/ENGINEER.

Pro/ENGINEER - это система автоматизированного проектирования, обладающая уникальными возможностями оптимального проектирования и позволяющая быстро и качественно проектировать и изготавливать новые изделия при минимальных затратах на проектирование.

Pro/ENGINEER - дает возможность проектирования изделий любой степени сложности. Это могут быть и многокомпонентные конструкции высокотехнологичных изделий имеющих сложные поверхности. Проектирование технологической оснастки (штампы, прессформы, литейные формы, приспособления) и режущего инструмента, и программы механообработки на разнообразных станках с ЧПУ, а также постпроцессоры для этих станков и многое другое.

2.2. Последовательность автоматизированного проектирования литьевых форм в САПР Pro/Engineer

1. Создается модель литейной формы. Собираются или создаются ссылочные модели, заготовки, крепления или компоненты плиты литейной формы.

2. Выполняется контроль уклонов на ссылочной модели, чтобы убедиться в возможности ее свободного выталкивания из литейной формы. Определяются дополнительные элементы уклонов в конструкции модели или ссылочной модели.

3. Учитываются усадки для модели литейной формы.

4. Определяются поверхности разъема, чтобы разбить заготовку на отдельные компоненты - объемы.

5. Определяются объемы литейной формы для создания компонентов литейной формы.

6. Добавляются литники и другие элементы литейной формы. Они будут использоваться при создании литейной формы, а также при проверке соударений в процессе открытия литейной формы.

7. Определяются шаги для открытия литейной формы. Проверяются соударения с неподвижными компонентами для каждого шага.

8. Оценивается предварительный размер литейной формы и выбирается соответствующая плита литейной формы.

9. Сборка компонентов литейной формы.

10.Завершение проекта, с размещением по слоям системы выталкивания, знаков и других элементов.

11. Передача компонентов литейной формы в Pro/NC для обработки на станке с ЧПУ.

Разработка техпроцесса изготовления детали «матрица» с разработкой операции ЭЭО

3.1 Проектирование маршрутного техпроцесса обработки детали «матрица»

Для разработки технологического процесса изготовления формообразующих элементов произведем технологический анализ конструкции элемента пресс-формы – матрицы.

Основными критериями технологичности детали «матрица», подвергающейся обработке, является трудоемкость, точность получения геометрических размеров и шероховатость полученных поверхностей.

Не менее важным требованием к процессу обработки является обеспечение точности формы и условий эксплуатации. Это также во многом зависит от конструктивных особенностей матрицы. Точность и стабильность обработки во многом обуславливается:

а) простотой конструктивных форм обрабатываемых поверхностей;

б) надежностью технологических баз;

в) жесткостью применения матрицы, отсутствие деформаций под действием сил закрепления и сил обработки;

г) совмещение конструкторских, технологических и измерительных баз.

Матрица имеет довольно сложную конструкцию, это обусловлено наличием узких длинных пазов, радиусов скруглений и отверстий. Таким образом, формообразующий элемент матрица достаточно трудоемка в изготовлении.

Матрица имеет плоские боковые поверхности, которые можно применить в качестве технологических баз, чтобы обеспечить надежную ориентировку и жесткое крепление ее в приспособлении.

3.1.1. Назначение детали в изделии, выполняемые ей функции

Деталь «матрица» является элементом пресс-формы для изготовления детали «бампер корзины» из материала - полипропилен. Деталь должна иметь необходимую и достаточную точность размеров и шероховатость поверхностей, а также обеспечивать достаточную технологичность и себестоимость.

3.1.2. Условия работы детали

Деталь работает при средних температурных условиях (20003000С). Отрицательные факторы (подвергается циклическому, силовому и температурному воздействию, воздействию давления прессования и переменных нагрузок, абразивному износу от материала прессуемого изделия) наиболее ощутимо сказываются на эксплутационных показателях работы матрицы. По условиям работы следует уменьшить шероховатость поверхности (произвести хромирование внутренней поверхности). Это поможет снизить трение и повысить цикловую прочность детали за счет устранения концентраторов напряжений по внутреннему профилю матрицы, а так же износ и эрозионную стойкость.

3.1.3. Сложность конфигурации детали

Поверхности матрицы имеют простую конфигурацию цилиндров и плоскостей, поэтому доступны для традиционных методов обработки с использованием стандартного инструмента. Однако наличие узких и длинных пазов осложняют использование традиционных способов обработки.

3.1.4. Степень жесткости детали

Матрица представляет собой плиту, толщиной 22 мм, и размерами в плане 156х156 мм, поэтому матрица является жесткой деталью.

3.1.5. Проектные и конструкторские базы

Основной конструкторской базой являются наружный участок для посадки матрицы в форму размером 156156мм, а проектной базой является боковина матрицы размером 15622мм.

3.1.7. Покрытия, специальные виды отделочной и упрочняющей обработки поверхностей

Матрицу подвергают термообработке, с целью повышения твёрдости и прочности. Операция типовая, ее проведение согласно технологическому процессу следует проводить по окончании операций черновой обработки.

Специальные виды обработки регламентированные техническими требованиями: хромирование поверхности матрицы.

3.1.8. Дефекты детали, регламентированные техусловиями

Дефекты детали не регламентированы техническими требованиями

3.1.9. Контрольные испытания

Комплекс контроля выбирается по ГОСТ 917881 и устанавливается в зависимости от условий и возможностей завода-изготовителя.

3.1.12. Физико-механические свойства поверхностных слоев

Производиться покрытие поверхности КХ24тв., шероховатость после покрытия – Ra 0,16 мкм.

3.1.13. Типизация процесса обработки

Матрицу можно отнести к группе плоских деталей типа плит с внутренней фасонной поверхностью.

Для разработки техпроцесса обработки детали может быть использован типовой технологический маршрут изготовления плоских деталей типа плит. Он предусматривает ряд последовательных операций: фрезерования, сверления, шлифования, термообработку, а также нанесение покрытия. Тем самым эти операции обеспечивают черновую и чистовую обработку всех основных поверхностей матрицы.

3.1.14. Характер намечаемого техпроцесса

Тип производства – серийный.

3.1.15. Использование прогрессивных заготовок

Форма матрицы – плита с параллельными плоскостями размером 156Х156Х22 мм, поэтому целесообразно использовать в качестве заготовки горячекальный листовой прокат ГОСТ 1990374 размером 1200Х3800Х25. Коэффициент использования материала заготовки в этом случае – Ким= 0,89 (Ким= Vдет/Vзаг) т. е. отношение объема детали к объему заготовки. Объем детали при вычислении определен как сумма объемов элементарных геометрических тел, составляющих заготовку. Такое значение Ким удовлетворяет эффективности серийного производства.

3.1.16. Потребности в спецоснастке и оборудовании

Для получения поверхностей матрицы следует предусмотреть соответствующие оборудование (многооперационные станки с ЧПУ, вырезной станок, плоскошлифовальный станок), приспособление и инструмент.

3.9. Выбор приспособления и проектирование наладки для сверлильно-расточной операции

Исходя из габаритов детали, её поверхностей, выбираем сборно-разборное приспособление СРП (ГОСТ 2169076), которое имеет постоянные регулируемые установочнозажимные элементы и предназначается для установки различных по форме заготовок со сравнительно простыми схемами базирования.

СРП компонуется в основном из узлов на элементах предусмотрены только продольные Т-образные пазы и системы точного координированных цилиндрических отверстий. Фиксация узлов и деталей осуществляется способом « цилиндрический палец – точное отверстие ». СРП характерны высокий уровень механизации и наладок. Они обеспечивают (по сравнению с УСП) большие точность обрабатываемого в них изделия и производительность.

На 0140 операции производится обработка на универсальном обрабатывающем центре OS40A. Для обработки на станке этой модели применяется одноместное приспособление. Деталь базируется по плоскости и двум планкам.

Ориентация приспособления осуществляется за счет двух штифтов, которые входят в пазы на столе станка. Крепление приспособления осуществляется при помощи двух болтовых соединений.

Сборочный чертеж приспособления представлен на листе ДП 08.420131.03.005.

Проектируем наладку на операцию 0140 в соответствие с выбранным оборудованием, рассчитанными режимами и выбранным приспособлением.

Чертеж наладки представлен на листе ДП 08.420131.03.006

Анализ существующих методов контроля детали «матрица»

Существуют определенные методы контроля качества детали «матрица»:

1).Точность геометрических размеров детали;

2).Физико-механический контроль.

Точность геометрических размеров детали «матрица» проверяют мерительным инструментом, обеспечивающий необходимую точность измерения. Для измерения габаритных размеров выступает штангельциркуль с коэффициентом точности 0,05мм.

Для контроля отверстия применяют калибры.

Калибры предназначены для бесшкальной проверки размеров деталей. По назначению калибры делят на следующие группы: рабочие, приемные и контрольные. Рабочие и приемные калибры называют предельными, т.к. их размеры соответствуют предельным размерам контролируемых поверхностей.

Исполнительные размеры калибров рассчитывается по формулам или определяются по ГОСТ 2140175 без расчетов.

Калибры по технологическим признакам можно разбить на четыре класса: 1- калибры – пробки, 2 – калибры - кольца, 3 – калибры – скобы штампованные и литые, 4 – калибры – скобы.

По характеру получения заготовок калибры разделяются на листовые, штампованные, литые и изготовленные из круглого проката. Штампованные калибры изготовляют из углеродистых конструкционных сталей 10, 15 (ГОСТ 105088) и легированных конструкционных сталей 15Х, 20Х (ГОСТ 454371). Для повышения стойкости калибров их рабочие части оснащают твердым сплавом ВК8.

Качество поверхности детали проверяют визуально. На практике широко распространен метод осмотра внешнего вида детали «матрица» путем сравнения ее с эталоном (образцовой деталью), которая согласовывается заранее.

Правильно проведенный контроль качества детали «матрица», убережет предприятие от неустойки, (возвращения брака), приведет к налаженным выпускам продукции и оптимальной работы предприятия.

4.1 Рекомендации по управлению качества выпускаемой продукции

Управление качеством выпускаемой продукции (деталь «матрица»), следует выполнять ряд рекомендаций по ходу производства детали.

Рекомендация №1

Контроль качества заготовки – листового горячекального проката. Заготовки должны храниться заводскими партиями. После раскладки поступившей партии заготовок в паспорте, составленном поставщиком, или специальной карточке указывается номер помещения и стеллажа.

В соответствии с ассортиментным планом, спецификой выпускаемых изделий и данными паспортов закрепляют партии материала за конкретными изделиями, о чем делают соответствующие пометки, как в паспорте, так и в карточке технологического процесса, вывешиваемой на рабочем месте.

Качество заготовок должно соответствовать ГОСТам или техническим условиям. При больших расхождениях качественных показателей они к работе не допускаются и возвращаются поставщику.

Рекомендация №2

Контроль качества детали «матрица» в процессе изготовления. Основным условием хорошего качества детали «матрица» является работа в оптимальном режиме с автоматическим регулированием технологических параметров при постоянном межоперационным визуальным контроле.

Важное место в контроле качества детали «матрица» из принадлежит рабочей межоперационной разбраковке в процессе производства: в начале после фрезерования, затем после сверления и нарезании резьбы, после шлифования и операций ЭЭО.

Рекомендация №3

Контрольные операции ОТК. Сдача-приемка готовой продукции должна производиться партиями. Партией считаются изделия одного вида, из одной партии сырья, изготовленные на одном и том же оборудовании при одном и том же режиме и оформленные одним документом.

Для контрольной проверки от каждой партии отбирают 5 % деталей. Отобранные образцы проверяют по внешнему виду и размерам согласованно требованиям групповых технических условий. Проверка внешнего вида деталей проводится визуальным осмотром, измерение универсальным измерительным инструментом. При несоответствии 3 % отобранных образцов требованиям групповых технических условий отбраковывают только фактически обнаруженное количество некачественных деталей. При несоответствии более 5 % отобранных образцов вся партия бракуется.

Организационно-экономический раздел

5. Организация производства объекта

В машиностроении различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное. В свою очередь серийное производство подразделяется на крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное.

Важной характеристикой типа производства является степень специализации рабочих мест, характеризуемая коэффициентом закрепления операций, под которым понимается количество деталеопераций, выполняемых на одном рабочем месте. Он наиболее полно характеризует степень концентрации однопрофильных работ на рабочем месте. [27]

В соответствии с ГОСТ 3.110874 различные типы производства характеризуются следующими коэффициентами закрепления операций:

1.Массовое 1;

2.крупносерийное 110;

3.Среднесерийное 1020;

4.Мелкосерийное 2040;

5.Единичное более 40.

Заключение

В данном дипломном проекте в соответствие с выданным технологическим заданием разработана технология изготовления и спроектирован участок инструментального цеха по изготовлению детали «матрица» для получения детали типа «бампер корзины» с применением электротехнологии.

В процессе раскрытия заданной темы рассматривались различные методы получения детали «бампер корзины». Анализ этих методов привел к выбору оптимального варианта – литье под давлением.

Рассчитаны функциональные элементы прессформы, выбраны оптимальные параметры литья с помощью компьютерных технологий, на основании которых выбрана литьевая машина.

Разработан технологический маршрут изготовления детали «матрица». Произведен выбор оборудования, рассчитаны режимы обработки для механической и электроэрозионной обработки.

Организация производства объекта и расчет экономических параметров при производстве детали «матрица».

Проанализированы мероприятия по охране труда и окружающей среды.