1 2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Исходная информация для разработки выпускной квалификационной работы
1.2 Служебное назначение, техническая характеристика изделия, детали
1.3 Определение типа производства
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Технологический анализ чертежа детали и технических условий
2.2 Анализ технологичности конструкции детали (общий, количественный)
2.3 Анализ обрабатываемых поверхностей и выбор методов их получения
2.4 Выбор заготовки и его обоснование
2.5 Выбор технологических баз
2.6 Разработка последовательности обработки и составление маршрута обработки
2.7 Аналитический расчет припусков
2.8 Разработка операционного технологического процесса механической обработки
2.9 Выбор оборудования0
2.10 Расчет и определение режимов обработки
2.11 Определение норм времени и трудоемкости изготовления детали
ВВЕДЕНИЕ
Машиностроение — основная ведущая отрасль промышленности, производящая все орудия труда, большую часть предметов народного потребления и продукцию оборонного назначения. Эта отрасль занимает ведущее место в дальнейшем росте экономики страны, которая обеспечивает материальную основу технологического прогресса всех отраслей народного хозяйства. Любой предмет создается при помощи орудий труда, которые в свою очередь должны быть сначала изготовлены. Таким образом, ни одно производство не обходится без машин.
Для того чтобы постоянно удовлетворять растущие запросы общества, машиностроение на базе новейших достижений науки и техники должно непрерывно разрабатывать новые технологические процессы.
В условиях высоких темпов научно-технического и социально-экономического прогресса развития производства, его эффективность зависит не только от умения коллективов предприятий мобилизовывать свои внутренние резервы, но и от внедрения последних достижений науки и техники, прогрессивных форм организации и управления, передовых методов труда. Специализация способствует своевременному и эффективному внедрению в производство новейших разработок, наиболее целесообразному использованию материальных, трудовых и финансовых ресурсов, четкой организации предприятия и т.д. Интеграция науки, техники и производства является одним из решающих условий ускорения НТП, интенсификации и экономии.
Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса является широкое освоение передовых технологий. Другое направление -автоматизация и механизация технологий. Современный этап автоматизации опирается на революцию в электронно-вычислительной технике, электронизацию народного хозяйства. С развитием вычислительной техники связана и роботизация производства. Роботы заменяют человека на тяжелых, монотонных, вредных работах и так далее. Без них не мыслимы многие технологические процессы.
Разработка нового изделия — сложная конструкторская задача, связанная не только с достижением требуемого технического уровня этого изделия, но и с приданием его конструкции таких свойств, которые обеспечивают максимально возможное снижение затрат труда, материалов и энергии на его разработку, изготовление, техническое обслуживание и ремонт. Решение этой задачи определяется деловым творческим содружеством создателей новой техники — конструкторов и технологов — и их взаимодействием на этапах разработки конструкции изделия с его изготовителями и потребителями. Первостепенная роль в обеспечении технологичности конструкции изделия принадлежит конструктору, который должен руководствоваться соображениями как технической, так и экономической целесообразности проектируемой конструкции, уметь использовать такие инженерные решения, которые обеспечивают достижение необходимых технических показателей изделия при рациональных затратах ресурсов, выделяемых на его создание и применение. Основная задача — изготовить изделие заданного качества в нужном количестве при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности.
Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени обусловливают темпы научно-технического прогресса. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. Однако одна из важнейших задач инженера (конструктора, технолога, исследователя) — научиться творчески применять при решении поставленных задач приобретенные знания. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом факторов, базирующихся на данных различных наук.
1 ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Исходная информация для разработки выпускной квалификационной работы
Деталь – чертеж детали гайка ходовая
Материал – сталь 20Х ГОСТ 4543-71.
Чистый вес – 2,6…5,84 кг в зависимости от номера детали.
Заготовка – сортовой прокат.
Технологические потери в процессе обработки- 5 %.
По условиям проекта, мы ведем обработку детали: «гайка ходовая» — СНЦИ.751861.001.
Программа выпуска деталей – 1000 шт.
1.2 Служебное назначение, техническая характеристика изделия, детали
Предложенный чертеж детали классифицируется как тип втулка. Марка материала деталей — сталь 20Х ГОСТ 4543-71.
Деталь входит в узел «Механизм винтовой». Они применяются в ответственных механизмах атомной энергетики, нефтегазовом снабжении выпускаемых ОАО «СКБ СПА», и служат для преобразования вращательного движения в поступательное — подъем и опускание стержней механизма задвижки, используются в качестве запорной арматуры.
Деталь является гайкой ходовой механизма винтового. Применяемость — в количестве одной штуки на установку. Эскиз узла «Механизм винтовой» приведен на рисунке 1.1. Положение детали в сборочном узле обозначено позицией 2.
Анализируя конструкцию, устанавливаем, что деталь представляет собой втулку с внутренним резьбовым отверстием по центру. Втулка имеет конструктивные различные элементы: сквозное не центровое отверстие для перемещения шариков, резьбовые отверстия по торцу для крепления крышки, фаски, пазы, в том числе шпоночные. Для предотвращения заклинивания шариков выходы витков фрезеруются. Эскиз детали изображен на рисунке 1.2.
К деталям типа втулка предъявлены следующие требования по точности взаимного расположения поверхностей:
— ошибка шага резьбы в пределах одного витка и на всей длине гайки не более 0,01 мм;
— торцевое биение относительно внутреннего диаметра резьбы 0,1 мм;
— радиальное биение наружного диаметра относительно внутреннего диаметра резьбы 0,05 мм;
— радиальное биение центрового отверстия относительно внутреннего диаметра резьбы 0,05 мм;
— радиальное биение наружного диаметра метрической резьбы по центру относительно внутреннего диаметра резьбы 0,1 мм;
— радиальное биение наружного диаметра трапецеидальной резьбы по центру относительно внутреннего диаметра резьбы 0,05 мм;
— допуск перпендикулярности по обоим торцам детали относительно внутреннего диаметра резьбы 0,05 мм;
— допуск симметричности резьбовых отверстий по торцу относительно не центрового отверстия 0,1 мм.
Требования по твердости: цементация на глубину 0,7… 1 мм, закалка ТВЧ HRC 55… 60.
Исходными данными для разработки технологического процесса являются: рабочие чертежи деталей со всеми необходимыми техническими условиями, назначение детали и условия ее работы в сборочной единице, а также тип производства.
Габаритные размеры деталей:
СНЦИ.751861.001 – ф90мм длина 80мм
Масса гайки 2,6кг.
Рисунок 1.1 — Сборочный узел «ходовой винт-гайка»
Рисунок 1.2 — Деталь – гайка ходовая
Модель детали «Гайка» была выполнена в САПР системе АСКОН Компас График – 3D. Данная деталь представляет собой тело вращения со спиральным вырезом (резьба внутренняя трапециидальная) и несколькими отверстиями. Данная модель представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Модель детали – гайка ходовая
Деталь — гайка изготовлена из легированной конструкционной стали 20Х ГОСТ 4543-71, которая имеет удовлетворительную обрабатываемость всеми видами лезвийного и абразивного инструмента. Применяется для изготовления валов, гаек, шестерен, муфт, пальцев и других улучшаемых деталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, упругости и износостойкости.
Хром, вводимый в сталь 20Х в качестве легирующего элемента, придает ей меньшую критическую скорость закалки, в результате чего повышается прокаливаемость, предел текучести, относительное сужение, ударная вязкость.
Основные характеристики стали 20Х определяем согласно [17] и сводим в таблицы 1.1, 1.2.
Таблица 1.1- Механические свойства стали 20Х
|
Предел текучести σ0,2, МПа
|
Временное сопротивление σв, МПа |
Относительное удлинение δ,% |
Относительное
сужение поперечного сечения ψ, % |
Ударная вязкость СU, Дж/см2 |
|
390 |
640 |
13 |
40 |
49 |
Таблица 1.2 — Химический состав стали 20Х
|
Химичес-кий элемент |
Угле-род (C) |
Крем-ний (Si) |
Марга-нец (Mn) |
Хром (Cr) |
Сера (S) |
Фос-фор (P) |
Медь (Cu) |
Никель (Ni) |
| не более | ||||||||
| Массо-вая доля, % | 0,17-0,23 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,70-1,00 | 0,035 | 0,035 | 0,030 | 0,030 |
1.3 Определение типа производства
Для определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска детали и массу детали. При массе детали 2,6 кг и программе выпуска 1000 шт. получаем производство серийное [4, таблица 2.1, с. 27].
Производство характеризуется ограниченной номенклатурой изготовляемых деталей периодически повторяющимися партиями. При серийном производстве используются универсальные станки, станки с чпу, копировальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными, и универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.
Технологический процесс изготовления изделия расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на отдельных станках.
При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а также ожидаемой экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения, оборудование располагается в последовательности технологического процесса.
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест. Тип производства выбираем исходя из расчета коэффициента закрепления операций.
Коэффициент закрепления операций Кз.о , определяется по формуле [4, с. 18]:
где О — количество операций, выполняемых на рабочем месте за месяц;
Р — число рабочих мест.
Количество операций, выполняемых на рабочем месте за месяц [4, с. 21]:
где Кз.ф. — фактический коэффициент загрузки рабочего места;
Кз.н. — нормативный коэффициент загрузки оборудования,
Кз.н.= 0,9.
Фактический коэффициент загрузки рабочего места Кз.ф. [4, с. 21]:
где mр — расчетное количество станков, шт.;
Р — принятое количество станков, шт.
Расчетное количество станков mр , шт. [4, с.16]:
где N — годовая программа запуска, шт.; N=1000 шт.;
Fд. ,ч [4, с. 15]:
где в — простой оборудования в планово-предупредительном ремонте, в = 8 %;
Fн— номинальный фонд времени работы оборудования за год, мин;
Номинальный фонд времени работы оборудования за год Fн, мин [4, с. 15]:
Fн =(Кк.д. – Кп.д.)*S*d
Кк.д. и Кп.д. — количество календарных, праздничных и выходных дней в году;
S — число смен на участке; S=2;
d— продолжительность смены; d=8ч;
1 2