Министерствообразования РФ
МосковскийМашиностроительный Колледж
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
“Разработать технологический процесс и спроектироватьмеханический
участок обработки детали “Валпервичный” №41526-96 с годовым
выпуском 350000 штук при двух сменной работе”
Реальная часть проекта:
“Изготовить макет участкамеханической обработки детали”
ДПТТ 715322-ПЗ
Выполнил:
студент:группы Т-42
__________/Бакчёв А.И./
Руководители:
Технологическойчасти:
__________/Коршунов А.М./
Экономическойчасти:
__________/Венков В.П./
1996
Введение.
Современный этап научно-технической революциивнес существенные новые моменты вэкономическое развитие России. В стране наблюдается бурный росткомплекса наукоемких отраслей промышленности, вызванный нуждамиширокомасштабной модернизации всего производственного аппаратав народном хозяйстве стран. Отличаютсянасыщение платежеспособного спроса массовой стандартизованной продукцией, диверсификация и индивидуализацияобщественных потребностей. Это диктует значительно ускорить обновлениеноменклатуры производимой продукции, а также рост сферы услуг присоответствующем увеличении ее доли в национальном продукте. Втаких условиях гораздо больше, чем прежде, должна быть гибкость хозяйственногомеханизма, его способность быстро и без потерь реагировать на смену направлений развития наукии техники, на структуру спроса.
Наибольший интерес представляет анализ тех элементовхозяйственного механизма, которые непосредственно влияют на ускорение научно-технического прогресса на оперативное восприятие нововведенийэкономикой. В данной связи следует прежде всего сказать о хозяйственныхформах , способствующих как можноболее полному развертыванию творческого потенциала участниковреализации того или иного инновационногопроекта. Решению этой задачи способствует личная заинтересованность в конечныхрезультатах работы, соединенная с высокой степенью хозяйственнойсамостоятельности и ответственности исполнителей.
Научно-технический прогресс — это непрерывный процесс открытия новых знаний и примененияих в общественном производстве,позволяющий по-новому соединятьи комбинировать имеющиеся ресурсы в интересах увеличения выпуска высококачественных конечных продуктов при наименьшихзатратах. В широком смысле на любом уровне — от фирмы до национальнойэкономики — под научно-техническим прогрессом подразумеваетсясоздание и внедрение новой техники,технологии, материалов, использование новых видов энергии, а также появление ранее неизвестных методоворганизации и управления производством. Внедрение новой техникии технологии — это весьма сложный и противоречивый процесс. Принято считать, что совершенствованиетехнических средств снижает трудозатраты, долю труда в стоимостиединицы продукции. Однако в настоящеевремя технический прогресс «дорожает”, так как требует созданияи применения все более дорогостоящих станков, линий, роботов,средств компьютерного управления;повышенных расходов на экологическую защиту. Все это отражает на увеличении доли затрат на амортизацию и обслуживание применяемых основных фондов в себестоимости продукции.Роль науки в развитии современного общественного производства настолько возрастает, что ее все чаще считают производительной силой.Это происходит тогда, когда наукаобосабливается в самостоятельную сферу деятельности с особым профессиональным составом работников, со своей специфической материально-технической базой и конечнойпродукцией. От научно-технического потенциала страны во многом зависит и научно-производственныйпотенциал ее национальных фирм и предприятий, их способность обеспечивать высокий уровеньи темпы НТП, их „выживаемость” в условиях конкурентной борьбы. Научно-технический потенциалстраны создается как усилиями национальных научно-техническихорганизаций, так и использованием мировых достижений науки и техники. Потенциальным подходом к понятию “новая технология» для конкретногопроизводства является оценка возможности с ее помощью достичь в короткие сроки целей предприятия илифирмы. Поэтому для какого-либо конкретного производства новой можетбыть технология и не самая прогрессивная, но позволяющая поднятьпроизводительность труда и качество выпускаемой продукции на болеевысокий уровень. Обоpотные фонды производственных объединений(предприятий) по их назначению впроцессе воспроизводства подразделяются на четыре группы: производственныезапасы; незавершенное производство; готовые изделия на складе иотгруженные; денежные средства, находящиеся в кассе и на расчетном счете,и средства в расчетах. Пpоизводственныезапасы и незавершенное производство представляют собой производственныеоборотные фонды объединений, предприятий (оборотные фонды производства). Пpоизводственныезапасы находятся лишь в сфере производства, а не в самом процессепроизводства, поскольку в данный момент времени они не подвергаются обработке, а являются потенциальными элементами производства. Однако они необходимы, так как обеспечиваютнепрерывность процесса производства. Незавеpшенноепроизводство — это предметы труда, которые находятся непосредственно в процессе производства иподвергаются обработке. По существу это незаконченныепроизводством изделия разной степени готовности. Основное назначениеоборотных фондов производства (производственных запасов и незавершенного производства)- обеспечить бесперебойность и ритмичность процесса производства. Последние две гpуппы - готовыеизделия, а также денежные сpедства в кассе, на pасчетном счете исpедства в pасчетах - составляют обоpотные фонды обpащения; потpебность в этих оборотных фондах обусловливается непpеpывностью пpоцесса кpугообоpотафондов пpоизводственных объединений (пpедпpиятий). По отpаслямпpомышленности стpуктуpа обоpотных фондов складывается pазлично взависимости от технологии пpоизводства, номенклатуpы пpоизводимой пpодукции, степени ее сложности, условийснабжения и сбыта готовой пpодукции, фоpмы pасчетов, состояния платежной дисциплины.Рассмотим подpобнее составные элементы и стpуктуpу обоpотных фондов(в основном ноpмируемых запасов). Сыpье и основные матеpиалы — пpодукциядобывающей или обpабатывающей пpомышленности и сельского хозяйства, котоpая непосpедственно входит составной частью в изделие, в вещество пpодукта и в pезультатеобpаботки или пеpеpаботки меняет свою фоpму и некотоpые качества. Ксыpью относится пpодукция добывающей пpомышленности и сельского хозяйства (pуда, сахаpная свекла, лен, шеpсть, хлопок и дp.),a косновным матеpиалам — пpодукция обpабатывающей пpомышленности(алюминий, железо, ткани, пpяжа ит.д.). В зависимости от номенклатуpы выпускаемой пpодукции сыpьеи основные матеpиалы для отдельных отpаслей пpомышленностибывают pазличными: для машиностpоения — металл, обувной пpомышленностикожа, мебельной — пиломатеpиалы, текстильной — пpяжа и т.д. Однако номенклатуpа сыpья и основных матеpиалов на каждом пpоизводственном объединении, как пpавило, включаетбольшое количество наименований.Так, у пpедприятий машиностpоения основными матеpиалами являютсяне только металл, но и деpево, текстиль, кожа, pезинотехнические изделияи дp. Эти матеpиалы в свою очеpедьимеют большое количество маpок, пpофилей, соpтоpазмеpов. В эту жегpуппу обоpотных фондов в пpактике планиpования и учета ключаютсяпокупные полуфабpикаты — шаpикоподшипники, контpольно — измеpительные пpибоpы и т.д., котоpые, как и основныематеpиалы, входят в состав изделия, но не подвергаются пеpеpаботке. В пpоцессетpуда сыpье и основные матеpиалы могут входить в вещество изготовляемогопpодукта как главная или вообще как субстанция пpодукта. Некотоpые экономисты к основным относят лишь те матеpиалы, котоpые составляют главную субстанцию пpодукта. Это суживает понятиеосновных матеpиалов. Напpимеp, главную субстанцию пpи пpоизводствеавтомобиля составляет металл. Отсюда может быть сделан непpавильный вывод, будто бы остальныематеpиалы — pезина, кожа, текстиль, пластмасса и т.д. - должны быть отнесены к вспомогательнымматеpиалам. Экономически опpавдано относить к основным матеpиалам,как это делается на пpактике, все виды матеpиалов, котоpые входятнепосpедственно в состав пpодукта. Пpавильная классификация матеpиалов имеет большое теоpетическое и пpактическое значение: она создаетпpедпосылки для экономически обоснованногопланиpования и учета затpат матеpиалов и их запасов. В pазных отpасляхпpомышленности удельный вес сыpья и основных матеpиалов в ноpмиpуемых запасах неодинаков.Это связано пpежде всего с номенклатуpойизготовляемой пpодукции, технологией пpоизводства, матеpиалоемкостьюизделий, а также с условиями матеpиально-технического снабжения.Вспомогательные матеpиалы — пpедметы тpуда, котоpые не входят в выpабатываемую пpодукцию, но участвуютв ее создании или содействуют пpоцессу ее пpоизводства. Общими для всех отpаслей пpомышленности вспомогательными матеpиалами являются: смазочные, обтиpочные,pемонтные, осветительные и хозяйственные.На пpактике к вспомогательным относят также матеpиалы, котоpые входятв состав пpодукции в небольших количествах для пpидания ей каких-либодополнительных свойств (кpаски, лаки и дp.). Номенклатуpа вспомогательных матеpиалов очень большая: в некотоpыхпpедпpиятиях она насчитывает сотнинаименований. В pяде случаев матеpиалы, являющиеся основнымидля одних отpаслей, служат для дpугихвспомогательными, и наобоpот. Это обусловлено тем, что матеpиалыотносятся к основным или вспомогательным не по их физическим или химическимсвойствам, а в зависимости от той pоли, какую они игpают в пpоизводстве. Напpимеp, пpидобыче угля в угольной пpомышленности деpево, металл матеpиально не входятв состав добываемого угля, а обслуживают пpоцесс пpоизводства и относятся к вспомогательным матеpиалам, тогдакак в дpугих отpаслях пpомышленности (машиностpоение,мебельная пpомышленность и дp.) эти же матеpиалы входят составной частью ввыpабатываемые изделия и являются основными. Если предприятие получает прибыль, оно считаетсярентабельным. Показатели рентабельности, применяемые в экономических расчетах , характеризуют относительную прибыльность. Различаютпоказатели рентабельности продукции и рентабельности предприятия.Рентабельность продукции примеряют в 3-х вариантах: рентабельностьреализованной продукции, товарной продукции и отдельного изделия.
Ведущее место в ростеэкономики любой страны принадлежит отраслям машиностроения. Однойиз главной является станкостроение, потому, что от уровня его развития зависит развитиевсей машиностроительной промышленности.
Под технологией машиностроения следует понимать научнуюдисциплину, изучающую преимущественно процессы механическойобработки деталей и сборки машин, попутно затрагивающую вопросывыбора заготовок и методы их изготовления.
Учение о технологии машиностроения всвоем развитии прошло в течение многих лет путь от простой систематизациипроизводственного опыта механической обработки деталей и сборкимашин до создания научно обоснованных положений, разработанныхна базе теоретических исследований, научно проведенных экспериментови обобщения передового опыта машиностроительных заводов.
Проектирование технологических процессовизготовления деталей машин имеет целью установить наиболее рациональноеи экономный способ обработки, при этом обработка деталей на металлорежущихстанках должна обеспечивать выполнение требований, предъявляемыхк точности и чистоте обрабатываемых поверхностей, правильностиконтуров, форм и т.д.
Таким образом, спроектированный технологическийпроцесс механической обработки деталей должен, при его осуществленииобеспечивает выполнение требований, обуславливающих нормальнуюработу собранной машины.
Основой для проектирования технологическогопроцесса механической обработки деталей массового производстваявляется оптимальный технологический процесс изготовления детали.
Для металлорежущего оборудования,выпускаемого в настоящее время, характерно быстрое расширениесферы применения ЧПУ с использованием микро процессорной техники.Особое значение приобретает создание гибких производственных модулей,благодаря которым, без участия оператора, можно управлять технологическимипроцессами.
На данном этапе развития машиностроенияпри проектировании технологических процессов стремятся к возможнополной механизации и автоматизации, применению малоотходныхспособов получения заготовок механической обработки без снятияслоя металла, уменьшению трудоемкости изготовления деталей.
Одним из новых направлений автоматизациитехнологического процесса является создание роботизированныхкомплексов, в которые входят: станок с числовым программным управлениемЧПУ и обслуживающий его промышленный робот.
Экономия материала достигаетсяприменением эффективных методов получения заготовок, такихкак: штамповка на ГКМ, литье под давлением, вальцовка заготовок, малоотходнаяштамповка и другие, а также использованиев методов технологической обработки: накатывание резьб, шлицев,зубьев зубчатых колес, выдавливание, раскатка, колибрование шарикоми оправкой, формообразование детали методом обжатия и вытягивания.
На основании этих принципов я разрабатывалданных технологический процесс.
Назначение детали и описаниеее конструкции:
“Первичный вал”
Деталь “Первичный вал”- является составной частью коробки передач автомобиля “Москвич 408”.
Деталь представляет собой вал со шлицевыми, зубчатыми ирезьбовыми поверхностями, помимо этого с одного из торцов детали имеются глухиеотверстия и пазы различных конфигураций и размеров,они связаны также двумя сквозными отверстиями Æ2,4,которые служат для поступления масла непосредственно в область зацеплениязубьев одной из шестерен. Первичный вал служит для переключения скоростей вкоробке передач и передачи вращения непосредственно на другие исполнительныеорганы узла (в данном случае через шестерни Д=56 мм+-0,1 с числом зубьев z=27 и Д=56,23-0,2также находится в зацеплении со вторичным валом). В левой части колеса имеютсяшлицы на которые насаживается другое зубчатое колесо. В центре вала находитсярезьбовая поверхность Æ30 с маслостойкойрезьбой. Наружными посадочными поверхностями вал устанавливается в корпускоробки передач через подшипники качения и игольчатые подшипники, которые всвою очередь запрессовываются непосредственно в посадочные гнезда данного узла
Технологические требования кизготовлению детали:
Основным технологическим требованием является (торцевоебиение относительно поверхности Д не должна превышать 0,025 мм) — поверхность90 (Æ30h6+0,012-0,02)- самая точная поверхность. HRC48 (зубьев) твердостьнезакаленных поверхностей HB170...217.
Для достижения данной точности обработки, необходимопроизвести следующие технико-экономические мероприятия (для соблюденияжесткости системы Станок — Приспособление — Инструмент — Деталь (СПИД):
1. Выбранное оборудование должно обеспечивать выполнениезаданной программы выпуска и достижения необходимого качества обрабатываемойповерхности.
Выбор оборудования производится прежде всего с учетом типапроизводства, габаритов детали и вида выполняемых работ.
Токарный -гидрокопировальный станок 1713:
Наибольший диаметр обработки: на станиной -400 мм
над суппортом -290 мм;
наибольшая длина хода переднего суппорта -250 мм;
наибольшее расстояние между центрами -450 мм;
наибольшая длина рабочего хода заднего суппорта - 135 мм;
наибольший рабочий ход копировального суппорта - 510 мм;
пределы чисел оборотов шпинделя -71...1410 об¤мин;
габариты - 2930´ 1345 ´2100 мм.
Кругло -шлифовальныйстанок 3Б161;
-предназначен для наружного шлифования цилиндрических поверхностей разных деталей.
Наибольший размер устанавливаемого изделия -Д=280 мм, наибольшая длина — L=1000 мм;
наибольшая длина шлифования -900 мм
наибольшее продольное перемещение стола -920 мм;
наибольший угол поворота стола: по часовой стрелке - 3°,
против часовойстрелке - 8°;
число оборотов изделия в минуту -63...480;
размеры шлифовального круга -600 ´ 63 ´305;
мощность главного электродвигателя -9,585 кВт;
габариты - 4000´ 3100 ´1560 мм.
2. Правильно выбранный режущий инструмент обеспечиваеттребуемую точность обработки и применение оптимальных режимов резания.
На выбор режущего инструмента влияет тип станка, типпроизводства, обрабатываемый материал, а также экономическая целесообразность.
Исходя из этих требований был выбран следующий режущийинструмент:
Резец проходной:
Материал режущей части -Т15К6.
b´h=20´ 20, g=8°, a=6°, j=60°,
Резец проходной упорный: b´h=20´ 20, g=8°, a=6°, r=10°, r=0,2°, j=90°.
Т=60 мин
Шлифовальный круг:
Э5А40С1-С28К5 — в основе электрокорунд (синтетический алмаз)с различными связками, средней твердости, зернистостью 0,25 мм.
На токарную операцию в качестве Смазочно ОхлаждающейЖидкости (СОЖ) применяется эмульсия,а на кругло-шлифовальную операцию — сульфофрезаг.
Технологическаяоснастка:
Самоцентрирующийся трех -кулачковый патрон (ГОСТ2675 -71):
Д=250 мм, Д1=238 мм, Д2=150 мм (зажимдетали),
В=46 мм, L=115мм
Патроны этой конструкции обеспечивают большую силу зажима12000...16300 кгс, а при качественном изготовлении и высокой точности центрирования(биение до 0,02 мм) в условиях нормальной эксплуатации точность центрированиясохраняется длительное время.
Поводковый двух -кулачковый патрон 71-60-0012 (МН4051 -62):
Д=180 мм, В=60 мм, Д1=121,46 мм, Дзах дет=20...120мм, m=21,5...30 мм
Материал кулачков -сталь ШХ15 (ГОСТ 1801 -60) HRC60...64
биение не превышает 0,015 мм.
3. От правильно выбранных установочных баз зависит точностьобработки детали, рациональное использование приспособлений, возможностьобработки на высокопроизводительном оборудование.
Исходя из технологического процесса и условий базированиявидно, что на протяжение всего технологического процесса и данного случаявыполняется принцип постоянства и совмещения баз (т.к. в большинстве операцийтехнологического процесса установка производится по одним и тем жеповерхностям).
Конструкторская база — ось детали;
технологическая (установочная) база — наружнаяцилиндрическая поверхность детали;
измерительная база — торец детали.
Химический состав,физические и механические свойства:
Сталь 35Х — высококачественная конструкционная легированнаясталь.
Данная сталь хорошо и производительно обрабатываетсярезанием, образуя высококачественную поверхность.
Применяется при изготовлении деталей имеющих зубчатоезацепление, а также из нее (Сталь 35Х) изготавливают детали машин подверженныединамическим нагрузкам.
Улучшаемая с величиной прокаливаемости на глубину до 70 мм.Хорошо поддается термической обработке.
Химический состав:
Содержание химических элементов в %
УглеродС
Кремний
Марганец
Хром Cr
Сера
Фосфор P
0,4
0,25
0,3...0,5
0,6
0,03
0,03
Механические свойства:
Физические свойства:
sт МПа
sв МПА
d5 %
Qн кДж/н2
НВ
g г/см3
l Вт/м´ с
a´ 106 1/с
450
650...710
18
520
170...217
6,8315
60
11,649
1. Кз=Мд / Мз³0,64 Þ 1,17 / 1,6=0,73кг>0,64
2. Коэффициент использования материала:
Ким=Мд / (Мз+Мопз)³0,7
Мопз — масса отходов, полученная при получениизаготовки
Мопз=(1,5-3%) ´Мз=0,048 кг
Ким=1,17 / (1,6+0,048)=0,7>0,7
Вывод: Все коэффициенты удовлетворяют нормативам.
Анализ технологичностиконструкции детали:
Качественный анализтехнологичности детали:
Достоинства:
1. Деталь является телом вращения и не имеет труднодоступныхмест и поверхностей для обработки;
2. Перепады диаметров в большинстве поверхностей малы, чтопозволяет получить заготовку близкую к форме готовой детали;
3. Симметрична относительно оси;
4. Деталь позволяет вести обработку нескольких поверхностейза один установ (на многорезцовых станках и станках с ЧПУ);
5. Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отводинструмента и СОЖ в зону резания и из нее, и отвод стружки;
6. Деталь имеет надежные установочные базы, т.е. соблюдаетсяпринцип постоянства и совмещения баз;
7. Конструкция детали достаточно жесткая;
8. Допуски на размеры точных поверхностей не усложняюттехнологию производства.
Недостатки:
1. Деталь имеет глухие отверстия и резьбовые поверхности;
2. Требует применение фасонного инструмента.
Вывод: Данная конструкция детали является технологичной, т.к.удовлетворяет большинству технологических требований.
Количественный анализтехнологичности детали:
Технологичностьконструкции — такая конструкция детали, когда на изготовление ее затрачиваетсяменьшая трудоемкость, себестоимость.
№
п./п.
Идентичные поверхности
Квалитет
Класс
шероховатости
Примечание
1
10
4
2
10
4
3
10
4
4
10
4