Проект участка механической обработки детали "Стакан" (125255)

Посмотреть архив целиком


Введение


Технология машиностроения должна изучать закономерность протекания технологических процессов и выявить параметры, воздействуя на которые можно интенсифицировать производство изделий с учетом потребительского спроса и текущих его изменений.

В настоящее время в промышленном производстве большое значение уделяется повышению производительности при высокой гибкости производственного процесса, которое удовлетворяется за счет использования средств автоматизации и перестраиваемого технологического и вспомогательного оборудования.

Тема для данного дипломного проекта: «Проект участка механической обработки детали «Крышка задняя»».

В проекте рассматриваются следующие вопросы: краткие сведения о детали, технические требования на изготовление детали, материал детали и его свойства, анализ технологичности детали, определение типа производства, выбор заготовки, разработка технологического процесса, определение припусков, режимов резанья, норм времени, разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработке детали, определение потребного количества оборудования, разработка плана расположения оборудования на участке. А также проектируется специальное станочное приспособление на сверлильную операцию технологического процесса. Графическая часть содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи карт наладок на сверлильную и токарную операции технологического процесса, сборочный чертёж приспособления, чертежи специальных деталей приспособления, чертежи специального режущего и мерительного инструмента, планировка механического участка.



1. Общая часть


1.1 Краткое описание изделия, в которое входит данная деталь и ее служебное назначение


Деталь «Стакан» входит в сборочную единицу «Клапанную коробку» изделия «Гидромотор» МПА-90. Деталь относится к классу «корпусные детали». Деталь предназначена для перетока рабочей жидкости с одного канала на другой для снижения температуры.



КР – корпус, КП1, КП2 – клапана предохранительные,

КД – клапан перепускной, 31 золотник, 1 – шайба упорная,

2 – пружина золотника, 3 – пробка, 4 – пружина, 5 – диски, 6 – пробка,

7 стакан, 8 – клапан, 9 – пружина, 10 – клапан основной, 11 – пружина,

12 – кольцо, 14 – диски, 15 – пробка

Рисунок 1 – Клапанная коробка


Изделие гидромотор МПА-90 предназначено для установки в гидросистемах строительных, дорожных и коммунальных систем. Изделие преобразует энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения выходного вала. Направление и частота вращения вала гидромотора определяется направлением потока и количеством рабочей жидкости, подводимой к гидромотору.


Характеристики гидромотора:


Давление на входе в изделие, МПа (кгс/см 2):


– максимальное:

40 -1, 4 (400 -1 4)

Давление на выходе из изделия, МПа (кгс/см2):


– максимальное:

1,8 (18)

Номинальный перепад давлений на изделии, МПа (кгс/см):

25,5 (255)

КПД:

0,86

Мощность, кВт:


– максимальное:

190,0

Температура рабочей жидкости, °С:


– номинальная:

+50

– максимальная:

-40


Наиболее нагруженной поверхностью детали «Стакан» являются наружная поверхность резьбового соединения диаметром 22,97 мм с тем что давление рабочей жидкости пытается выдавить деталь из корпуса

Точность диаметров включается в допуск на соответствующий диаметр и точность линейных размеров также включается в допуск на размер.

Происходит изгиб рабочей поверхности

Шероховатость поверхностей – Rа 1,6 мкм

Твёрдость поверхности 59,5…63,5 НRC, которая достигается цементацией.


Рисунок 2 – Эскиз детали «Стакан»


1.2 Анализ конструктивных особенностей детали


Деталь «Стакан» имеет сквозные цилиндрические отверстия (19) (рисунок 1) диаметром 8 мм, (23) диаметром 2,4 мм, наружные цилиндрические канавки (4) шириной 3,2 мм и (10) шириной 5,66 мм, внутренние цилиндрические канавки (18) шириной 1,2 мм, (22) шириной 3,18 мм; уклоны (6), (8), (12).


1.3 Характеристика материала детали


Деталь «Стакан» изготовлена из конструкционной легированной стали 40Х ГОСТ 4543–71.

Сталь 40Х используется для изготовления осей, валов, валов – шестерни, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, кольц, шпинделей, оправок, губчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.

Сталь 40Х можно использовать для изготовления деталей сложной формы.



Таблица 1 – Химический состав стали 40Х

Марка

Содержание элементов, %

Сталь 40Х

Углерод

Кремний

Магний

Никель

Сера

Фосфор

Хром

Медь

0,36–0,44

0,17–0,37

0,5–0,8

до 0,3

до 0,035

до 0,035

0,8–1,1

до 0,3


Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х

Марка

материала

Показатели

Твердость

Предел прочности,

Относит.

удлинение

Относит. сужение

Предел текучести


НВ

Gв кгс/мм2

G, %

Gc, %

GТ, кгс/мм2

1

2

3

4

5

6

Сталь 40Х

270

570–980

10–17

35–55

320–800


1.4 Анализ технологичности и конструкции детали [1]


Анализ технологичности конструкции детали состоит из двух оценок: качественной и количественной.

Количественная оценка:

Деталь относится к классу «корпусные детали». Ее поверхность имеет торцовые поверхности, внутренние отверстия, внутренние и наружные цилиндрические канавки, уклоны.

Деталь средней сложности формы.

Для обработки детали требуется специальные приспособления (для сверлильных операций), измерительный инструмент (для токарной операции) и специальный режущий инструмент на токарную операцию.

Деталь достаточно прочная и жесткая (отношение длины детали к диаметру l/d меньше 12), а также деталь имеет небольшой вес 0,13 кг.

Все поверхности доступны для обработки.

По качественной оценке деталь может считаться технологичной.

Качественная оценка [2]:


Таблица 3 – Данные конструктивного анализа детали по поверхностям (см. рис. 1)

Наименование поверхности

Кол-во поверхностей

Кол-во унифицированных элементов

Квалитет точности

Параметр шероховатости, мкм

1

Торцевая поверхность диаметром 34,9 мм

1

-

13

Ra 3,2

2

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм

1

-

13

Ra 1,6

3

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм

1

-

13

Ra 1,6

4

Цилиндрическая канавка диаметром 27,18 мм

1

-

9

Ra 1,6

5

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 29,97 мм

1

-

13

Ra 1,6

6

Уклон 67 °30 '

1

-

10

Ra 3,2

7

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 22,23 мм

1

-

9

Ra 1,6

8

Фаска 3,3х30°

1

1

9

Ra 3,2

9

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм

1

-

9

Ra 1,6

10

Цилиндрическая канавка диаметром 20,9 мм

1

-

9

Ra 1,6

11

Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм

1

-

9

Ra 1,6

12

Фаска 0,6х45°

1

1

10

Ra 1,6

13

Торцевая поверхность диаметром 25,349 мм

1

-

13

Ra 3,2

14

Уклон 30°

1

-

10

Ra 1,6

15

Уклон 22°30 '

1

-

9

Ra 3,2

16

Фаска 0,6х45°

1

1

10

Ra 0,4

17

Цилиндрическое отверстие диаметром 15,95 мм

1

-

11

Ra 0,4

18

Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм

1

-

13

Ra 3,2

19

Цилиндрическое отверстие диаметром 8 мм

4

-

14

Ra 3,2

20

Уклон 45°

1

-

10

Ra 3,2

21

Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм

1

-

14

Ra 12,5

22

Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 9,5 мм

1

-

15

Ra 12,5

23

Цилиндрическое отверстие диаметром 2,4 мм

2

-

11

Ra 12,5

24

Цилиндрическое отверстие диаметром 2 мм

1

-

15

Ra 1,6

25

Цилиндрическое отверстие диаметром 16,6 мм

1

-

10

Ra 0,4

26

Уклон 15°

1

-

10

Ra 1,6


Итого:

QЭ. = 30

QУ.Э = 3




1) Рассчитываем коэффициент унификации конструктивных элементов деталей по формуле (1):



,

(1)


где QУ.Э. – число унифицированных элементов

QЭ. – число конструктивных элементов




КУ.Э. = 0,1 < 0,6 следовательно, деталь не унифицирована.

Это не позволит сократить количество режущих, мерительных и других видов инструментов.

2) Рассчитываем коэффициент точности обработки по формуле (2):


(2)

где ТСР. – средний квалитет точности обрабатываемой детали.


Средний квалитет точности обрабатываемой детали определяется по формуле (3):


(3)

где n1 -число поверхностей детали точно соответствующим 1…19 квалитету.




КТ.Ч. = 0,93 > 0,8 следовательно, деталь является технологичной.

3) Технологичность детали по коэффициенту шероховатости определяем по формуле:


(4)

где БСР - средняя шероховатость обрабатываемой детали, мкм


Средняя шероховатость обрабатываемой детали определяется по формуле:


(5)

где ni – число поверхностей детали точно соответствующие 1…14 квалитету шероховатости по Rа, мкм




По формуле (4) коэффициент шероховатости обрабатываемой детали:



КШ. = 0,4 > 0,16, следовательно, деталь является технологичной.


Вывод: На основании качественной и количественной оценок деталь считается технологичной.



1.5 Определение типа производства


Согласно ГОСТ 3.1108–74 – тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций по формуле:


,

(6)

где О – суммарное число различных операций;

Р – суммарное число рабочих мест на данном участке цеха.


Предварительно определяем количество станков для каждой операции по формуле:


(7)

где N – годовая программа, шт.;

Тшт – штучное время, мин.;

Fg – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

Fg – 4029 часов при двухсменной работе;

з.н. – нормативный коэффициент загрузки оборудования; з.н. = 0,75…0,8.


Определяем штучное время:


,

(8)

где - коэффициент, зависящий от типа станка;

ТО – основное время на операцию, мин


,

,

,

,

,

,

,

,

,

,


, принимаем Р1 = 1 станок,

, принимаем Р2 = 1 станок,

, принимаем Р3 = 1 станок,

, принимаем Р4 = 1 станок,

, принимаем Р5 = 1 станок,

, принимаем Р6 = 1 станок,

, принимаем Р7 = 1 станок,

, принимаем Р3 = 1 станок,

, принимаем Р4 = 1 станок,

, принимаем Р5 = 1 станок,

, принимаем Р6 = 1 станок,

, принимаем Р7 = 1 станок

Определяем число рабочих мест по формуле:


(9)



Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места для каждой операции по формуле:


;

(10)


,

,

,

,

,

,

,

,


Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле:


;

(11)


, принимаем О = 1,

, принимаем О = 3,

, принимаем О = 3,

, принимаем О = 12,

, принимаем О = 4,

, принимаем О = 5,

, принимаем О = 14,

, принимаем О = 27,

, принимаем О = 14,

, принимаем О = 5,

, принимаем О = 8,

, принимаем О = 2.

Согласно ГОСТ 14.004–74 для среднесерийного производства – 10  Кз.о. = 12,2  20


1.6 Расчет такта выпуска или величины партии деталей


Для серийного производства рассчитываем партию запуска детали по формуле:


(12)

где N – количество деталей, шт.;

t – необходимый запас заготовок на складе;

ФУ – число рабочих дней в году, дн.




В данном разделе было определено назначение детали, подобран материал для ее изготовления, проведен анализ технологичности конструкции детали по которому деталь является технологичной, исходя из годового объёма выпуска деталей определен тип производства – серийный, а величина партии запуска составляет 315 деталей.




2. Технологическая часть


2.1 Выбор и обоснование способа получения заготовки


Выбор способа изготовления заготовок зависит от их массы, серийности выпуска и сложности.

Несмотря на то, что деталь средней сложности формы, она имеет поверхности, которые можно не обрабатывать.

Для изготовления детали «Стакан» можно применить прокат из шестигранника, что позволит получать заготовки повышенного качества и с минимальным объемом механической обработки (в соответствии с рисунком 3).

Для изготовления детали «Стакан» можно также применить заготовку, полученную из горячекатаного проката круглого сечения. Такой метод получения заготовки является экономичным и простым в изготовлении (в соответствии с рисунком 4).


2.1.1 Заготовка из проката


Рисунок 3 – Эскиз заготовки из проката шестигранного сечения


Определим длину заготовки:



,

(13)

где LД – длина детали, мм;

ПОБЩ – припуск общий, мм;

ВРАЗР – ширина разреза, мм.




Определяется объем заготовки:


,

(14)

где FПлощадь шестигранника, м 3;

Lзаг – длина заготовки, мм


,

(15)

где r – радиус вписанной окружности, r = 18 мм;





Определяется масса заготовки:


;

(16)


кг*см -3


Коэффициент использования материала определяется по формуле:


;

(17)



Себестоимость заготовки определяется по формуле:


,

(18)

где С – себестоимость тонны, руб.;

Sотх – стоимость тонны отходов, руб.




2.1.2 Заготовка из проката круглого сечения


Рисунок 4 – Эскиз заготовки из проката круглого сечения


Определяем объем заготовки по формуле:


(19)



Определяем массу заготовки по формуле (15):





Определяем коэффициент использования материала по формуле (16):




Определяем себестоимость заготовки по формуле (17):




Таблица 4 – Данные расчета

Наименование показателей

Вариант

первый

второй

Вид заготовки

прокат шестигранного сечения

прокат круглого сечения

Масса заготовки Мзаг, кг

0,72

0,9

Себестоимость заготовки, Cзаг., руб.

32,59

41,61

Коэффициент использования материала, Ким

0,14

0,18


Коэффициент использования материала проката круглого сечения больше, чем у проката шестигранного сечения, а его себестоимость составляет 41,61 рубля по сравнению с прокатом круглого сечения, стоимость которого 32,59 рубля, поэтому наиболее выгодным методом изготовления заготовки является прокат шестигранного сечения.



2.2 Разработка технологического процесса механической обработки детали


2.2.1 Выбор баз и их обоснование

Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий при минимальных затратах труда, средств производства и материалов. Таким образом, при проектировании технологического процесса необходимо руководствоваться техническими и экономическими принципами; техническими- с целью удовлетворения требования чертежа, экономическими- с целью минимизации затрат. Из всех технически возможных вариантов изготовления одного и того же изделия выбирают тот технологический процесс, который обеспечивает наибольший экономический эффект при его реализации в конкретных условиях производства.

При разработке планов и методов обработки необходимо обеспечить наиболее рациональный процесс изготовления изделия. В плане указывают последовательность выполнения технологических операций; по каждой операции устанавливают метод обработки, используемое оборудование, приспособление и т.д.


Таблица 5 – Выбор баз

операции

Наименование поверхности детали

Наименование базы

005 Токарная с ЧПУ

1; 3

13; 11


11; 10

1; 2


18; 4; 25

13; 11


17; 13

1; 2

030 Токарная с ЧПУ

1; 25; 24; 26

11; 13

040 Токарная с ЧПУ

24; 17; 18

1; 2

045 Токарная

24

11; 13

050 Сверлильная

19

1; 2

055 Сверлильная

23

1; 2

083 Токарная

26; 16

1; 13

085 Токарная

5; 4; 3

1; 2

090 Токарная

25; 24

3; 13

120 Шлифовальная

9; 11

1; 13

125 Шлифовальная

10

1; 13

130 Шлифовальная

17

1; 7


Случайные файлы

Файл
4366-1.rtf
180290.rtf
99237.rtf
27592-1.rtf
15992.doc