РЕФЕРАТ
Лищенко А.В. Комплекснийдипломнийпроект:
“Проектдiльницi по виробництву технологiчноiоснастки для електромеханичноговiдновленняiзмiцнення деталей машин”
Дипломнийпроект.ХГТУ. 5С. 1999
Пояснювальназаписка:97 стр.;Додаток стр.; Креслення10 аркушiв формату А1.
Впроектiрозроблена конструкцiя пристрiiв для электромеханичноi обробки внутреннiхповерхньобертання. Рядоперацiйвиконуется на продуктивному обладнаннiз ЧПУ. Спроектован оригiнальнийповодковий патрон, електроконтактнийпристрiйта державка для висадження iзмiцненнявнутренньоiповерхнi.
Запропанованiв проектiтехнологiчнi, кострукторськiiорганiзацiйнiрiшеннядозволили отримати економiчний ефект у розмiрi3629гр.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ
1.
ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
7
1.1.
Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление
7
1.2.
Определение программы запуска и типа производства
10
1.3.
Анализ технологичности конструкции детали
11
1.4.
Технико-экономичесикеисследования приемлемых методов получения заготовки
15
1.5.
Проектирование заготовки
19
1.6.
Проектирование технологических операций
26
2.
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
41
2.1.
Основы электромеханической обработки
41
2.2.
Технология электромеханического способа восстановления деталей без добавочного металла
45
2.3.
Упрочнение деталей машин
50
2.4.
Электро-контактноеустройство
53
2.5.
Державкадля обработки внутренних поверхностей
54
2.6.
Держатель
54
2.7.
Переходная втулка
55
2.8.
Патрон
55
2.9.
Посадочное приспособление
56
3.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
57
3.1.
Цель проведения исследования
57
4.
ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
62
4.1.
Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика
62
4.2.
Определение потребного количества оборудования и производственной площади участка
62
4.3.
Расчет плановой себестоимости продукции участка
65
4.4.
Расчет себестоимости и условной внутризаводской цены детали
66
стр.
5.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
70
5.1.
Определение экономического эффекта
70
5.2.
Расчет величин капитальных вложений
73
5.3.
Определение экономии от снижения себестоимости
74
5.4.
Расчет общих показателей экономической эффективности
76
6.
ОХРАНА ТРУДА
77
6.1.
Назначение охраны труда на производстве
77
6.2.
Анализ условий труда
78
6.3.
Электробезопасность
79
6.4.
Освещение производственного помещения
85
6.5.
Оздоровление воздушной среды
89
6.6.
Защита от шума и вибрации
91
6.7.
Пожарная безопасность
91
6.8.
Техника безопасности на участке
93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕВ настоящеевремя, в условиях все возрастающей напряженности работы машин, связанной сувеличением мощности, скорости, давления, а также с повышенными требованиями кточности их работы, вопросы надежности приобретают исключительно большоезначение. На ремонт и восстановление работоспособности машин затрачиваютсяогромные ресурсы. Это во многом объясняется низкой прочностью поверхностногослоя сопрягаемых деталей машин, который составляет всего долю процента от всеймассы деталей. Следовательно, для повышения долговечности машин решающеезначение имеет упрочнение трущихся поверхностей деталей в процессе их изготовленияи ремонта. Электромеханическая обработка (ЭМО), основана на термическом исиловом воздействии, она существенно изменяет физико-механические показателиповерхностного слоя деталей и позволяет резко повысить их износостойкость,предел выносливости и другие эксплуатационные характеристики деталей. ПроцессЭМО имеет основные разновидности: электромеханическое сглаживание (ЭМС) иэлектромеханическую высадку металла(ЭМВ). Высадка является основной операцией электромеханического способавосстановления деталей, а поэтому частопод ЭМВ подразумевают сам способ восстановления. Как правило, ЭМСсопровождается упрочнением поверхностного слоя, поэтому в некоторых случаях егоназывают электромеханическим упрочнением (ЭМУ), а по существу ЭМУ естьследствие ЭМС.
1. ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Назначение детали и анализтехнических условий на изготовление.
Конструируемая деталь представляет собой деталь типарычаг. В проектируемой державке он является корпусом и служит для крепления нанее сменной головки с твердосплавной пластиной, а так же для передачи усилия нацилиндр через ось.
Рычаг не имеет ответственных поверхностей ипоэтому прост в изготовлении. Деталь имеет три отверстия Æ10 мм, два из которых служат для крепления оси,передающей усилие через сухарь на пружину цилиндра, третья отверстие служит длякрепления рычага болтом М10, который является осью вращения рычага. Детальимеет два отверстия диаметром Æ6.8 мм для крепления болтами М6 сменной головки ствердосплавной пластиной.Для сопряжения этих поверхностейпредусмотрена поверхность длиной 35 мм и шириной 20 мм. Для сопряженияповерхности рычага с поверхностью планки предусмотрена поверхность длиной 50 мми шириной 20 мм.
Рычаг имеет паз шириной 60 мм для свободного перемещенияв нем цилиндра с пружиной. Рычаг имеет отверстие М8 для крепления к немумногожильного провода болтом.Шероховатостьобрабатываемых поверхностей при фрезеровании и сверлении по четвертому классу.Для повышения срока службы и придания изделию эстетических качеств детальподвергают оксидированию.
Материал рычага – сталь 45 ГОСТ 1050-88.Получают данную сталь в конвертерах, мартеновских и электрических печах.
Таблица 1.1
Химический состав стали.
марка
C
%
Si
%
Mn
%
Cr
% (не более)
45
0.42¸0.50
0.17¸0.37
0.50¸0.80
0.25
Предельно-допустимаяконцентрациявредных примесей в стали 45 следующая: S (неболее) 0.04%, фосфор (не более) 0.035% [6].
Таблица 1.2
Механическиесвойства стали 45
марка
sт
sв
ss
y
ан
H/мм2
%
H×м/см2
45
360
610
16
40
50
Сталь45 внормализованном состоянии по сравнению снизкоуглеродистыми сталями имеет более высокую прочность при более низкой пластичности. Хорошо обрабатывается резанием.
1.2.Определение программы запуска и типа производства.
В зависимостиот размеров производственной программы,характера производства и выпускаемой продукции, а так же технических иэкономических условий осуществления производственного процесса различают триосновных типа производства:
- единичное
- серийное
- массовое
Количественной характеристикой типа производства является коэффициентзакрепления операций Кз.о., который представляет собой отношение числа различных операций,подлежащих выполнению в течении месяца, к числу рабочих мест. Математически этазависимость выражается следующей формулой:
Кз.о.= О/Р (1.2.1)
где О –число различных операций, шт.
Р – число рабочих мест, шт.
По таблице типов производств определяем, что выпускдетали массой 2 кг и партией 2000 шт. соответствует среднесерийному производству.
Годовуюпрограмму запуска определяем по формуле:
nз= nвып×(1+b/100) шт, (1.2.2)
гдеnвып= 200 шт. – заданная годовая программа,
b= 4 – коэффициент технологических потерь.
Подставив известные величины в формулу(1.2.2), получаем:
nз= 2000×(1+4/100)= 2012
1.3.Анализ технологичности конструкции детали.
Технологичность конструкции – этосовокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемость кдостижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте длязаданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работы.
Важное место среди требований ктехнико-экономическим показателям промышленных изделий занимают вопросытехнологичности конструкции. Технологичность конструкции детали анализируется сучетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции итребования качества как технологические задачи изготовителя.
По ГОСТ 14.205 – 83 технологичность конструкции –это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемостьк достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданныхпоказателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
2.3.1 Количественный метод оценки технологичности.
Дляколичественного метода оценки техно-логичности конструкции применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202 – 73.
Произведемрасчет по некоторым из этих показателей.
Коэффициент унификации конструктивных элементовдетали:
Кц.э.= Qу.э./Qэ (1.3.1)
гдеQу.э.= 8 шт. – число унифицированных элементов детали;
Qэ= 9 шт.–общее число конструктивныхэлементов.
Подставляяизвестные величины в формулу (1.3.1), получим:
Кц.э.= 12/12 =1
ПриКц.э.> 0.6 деталь считаетсятехнологичной.
Деталь считается технологичной по точности,если коэффициент точности обработки Кточ. ³0.8. Этот коэффициент определяется по формуле:
Кточ.= 1 – 1/Аср. (1.3.2)
гдеАср. – средний квалитет точности обработки, определяется как:
Аср.= åА×ni/ åni (1.3.3)
гдеА – квалитет точности обработки;
n – число размеровсоответствующих данному квалитету, шт.
Так как все поверхности по 14’муквалитету, подставляяизвестные величины в формулу(1.3.3),получим:
Аср= (14×n)/n = 14
Подставляяизвестные величины в формулу (1.3.2), получим:
Кточ.= 1-1/14= 0.92
Прикоэффициент Кточ >0.8 деталь считается технологичной.
Определим технологичность по коэффициенту шероховатости,который должен стремиться к нулю:
Кш = Qш.н./ Qш.о. (1.3.4)
гдеQш.н.– число поверхностей с необоснованной шероховатостью, шт;
Qш.о.– общее число поверхностей подлежащих обработке, шт.
Так как Qш.н.= 0 то Кш = 0 и следовательно деталь может считаться технологичной.
1.3.2 Качественный метод оценки технологичности.
Качественный метод оценки технологичности детали основан на практических рекомендациях.Анализируемая деталь типа вилка имеет простую форму, ограниченную плоскими ицилиндрическими поверхностями. Рычаг имеет паз для точного позиционированиясменной головки с твердосплавной пластиной, и паз для плотного прилегания к планке, что обеспечивает перпендикулярностьповерхностей, а в дальнейшем и простоту настройки инструмента на станке.Отверстие с резьбой М8 расположено так, чтобы многожильный привод, крепящийся крычагу болтом, не попадал в зону работы.
Детальимеет четыре отверстия диаметром Æ10 и Æ6.8 мм, что является технологичным, так какуменьшается количество типа режущего инструмента.
Ко всем обрабатываемым поверхностям обеспечен удобный подход режущихинструментов.
Отсутствуют поверхности с необоснованно высокой точностьюобработки. Все неответственные поверхности обрабатываются по 14-му квалитету.При обработке ответственных поверхностейсоблюдается принцип единства баз, что снижает количество брака.
Проанализировав все вышеперечисленные факторы,будем считать деталь – технологичной.
1.4. Технико-экономичесикеисследованияприемлемых методов получения заготовки.
1.4.1. Выбор и обоснование метода получения заготовки.
Учитывая, что деталь имеет простую форму, невысокиетребования к чистоте поверхности, а так же, что тип производства – среднесерийный,принимаем метод получения заготовки – горячая ковка на горячештамповочномпрессе в закрытом штампе.
1.4.2. Определение параметров заготовки.
Припуски на обработку и допуски размеров напоковки,определяются по ГОСТ 7505 –89 из, вышеупомянутого источника определяем, что деталь имеет следующие обозначения:
- класс точности – Т3, что соответствует получениюзаготовки на горячештамповочных прессах в закрытых штампах;
- группа стали – М2, что соответствует стали 45;
- степень сложности заготовки – С3;
- разъем плоскости штампа плоский – П;
- исходный индекс –10.
Всоответствие с этими обозначениями рассчитаем припуски на обработку и допуски размеров, которые занесем в таблицу(табл. 1.3).
Таблица 1.3
Припуски и допуски наобработку.
размер
детали
основной
припуск
дополн.
припуск
общий
припуск
допуск
размеров
размер
заготовки
мм
380
3
1
4
380
20
1.1
0.5
1.6
21.6
20
2.2
1
3.2
23.2
R30
1.2
0.2
1.4
28.6
Радиусы закруглений наружный R = 3мм, внутренний r = 9мм. Штамповочные уклоны наружных поверхностей — 7°, внутренних — 10°.
1.4.3. Стоимостной анализ.
Чтобы окончательно убедиться вправильности выбранного метода получения заготовки, проведем стоимостной анализдвух видов заготовки :
I — поковка
II — листовой прокатH=25 мм.
Прокат :полоса 25x105 ГОСТ 103-79
45 ГОСТ 1050-88.
Численным критерием данного анализа является коэффициент использования материала, который определяется по формуле:
Ки.м.= mд/ mз (1.4.1)
гдеmд– масса детали, кг;
mг– масса заготовки, кг;
Массуопределяем по формуле:
m=r×V кг, (1.4.2)
гдеr — плотность материала детали, r=7.8 г/см3;
V – объемдетали, см3.
Определяем массу заготовки-поковки и заготовки проката. Разбив тело детали на простые геометрические фигуры,определим ее объем:
Vз1=384×21.6×23.2+45.6×21.6×23.3+57.22-p×28.62/2×23.2+
+30 21.6×23.2+p×(51.62-28.62)×23.2/4×23.2=241820 мм3
Тогдамасса заготовки1 равна:
mз1= 241×7.8 = 1879.8 г.
Аналогичноопределяем объеми массу заготовки2:
Vз.2.= 241×25×385 = 1010625 мм3
mз.2.= 7.8×1011 = 7885г
Из расчета хорошо видно, что коэффициент использованияматериала при заготовке-поковке значительно выше.
Подставляяизвестные величины в формулу (1.4.1), получим:
Ки.м.1 = 1.61/1.88 = 0.86
Ки.м.2 = 1.61/7.88 = 0.2
Наглядновидно, что коэффициент использования материала при заготовке поковкезначительно выше.
Определимденежный эквивалент экономии материала. Для этого посчитаем разность масс двухвидов заготовок:
mз1– mз2 = 7.88 – 1.88 = 6 кг
Умножив полученную разность на стоимость одного килограммаматериала (сталь 45) и на годовую программу выпуска детали мы получим полнуюгодовую экономию Э.
Э = 6 ×2012 = 12072 гр
Проанализировав полученные результаты, принимаем заготовку –поковку, получаемую методом горячей ковки на горячештамповочном прессе взакрытом штампе.
1.5. Проектированиетехнологического процесса обработки детали.
1.5.1. Разработка и обоснование маршрутного технологического процесса.
Проанализировавконструкцию детали на технологичность, определив типпроизводства и выбрав вид получения заготовки, разработаем маршрут механическойобработки детали.
Так как при обработке большинства поверхностей базойбудет служить наиболее развитая поверхность то, соответственно, первой обработаем ее, а так как у нас среднесерийноепроизводство, и предлагается наличие станков с ЧПУ, то обработаем и торцы вразмер 380 мм. Для увеличения производительности деталь будем зажимать по две штуки в тисках.
Далее производим обработку на четвертой операции.Зажимаем одну заготовку в тисках и обрабатываем вторую наиболее развитую поверхностьв размер 20 мм, фрезеруем паз шириной 35 мм и глубиной 2 мм, а так же пазшириной 60 мм на дли