Разработка технологического процесса механической обработки детали «Ось замка» ЦФ.01.713.004. Программа выпуска 9600 штук в год.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..…………....4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………….……..……6
1.1 Характеристика детали………………………………….…………………..…6
1.2 Исходные данные для проектирования……………………....…………….…8
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………….…….10
2.1 Определение типа производства………………………………….….………10
2.2 Обоснование выбора метода получения заготовки…………….………...…14
2.3 Анализ технологичности конструкции детали…………………………...…16
2.3.1 Количественная оценка технологичности…………….……….…...…17
2.3.2 Качественная оценка технологичности………………….………….…19
2.4 Выбор схем базирования и закрепления детали……………………..…...…19
2.5 Анализ заводского технологического процесса…………………….………21
2.6 Разработка технологического маршрута и выбор оборудования…….....…24
2.7 Расчет припусков на механическую обработку…………………….….……26
2.8 Расчет режимов резания……………………………………………...…..…..31
2.9 Нормирование технологической операции…………………………...…..…38
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………….…...41
3.1 Описание конструкции станочного приспособления…………………….…42
3.2 Силовой расчет станочного приспособления……………………………......43
3.3 Точностной расчет приспособления……………………………………...…..44
3.4 Описание и принцип действия контрольного приспособления………….....47
3.5 Средства автоматизации производства, используемые в цеху……………...49
4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
4.1 Расчет количества единиц оборудования и площадей, занимаемых
участками основного производства …………………………………………..51
4.2 Расчет вспомогательной площади цеха ………………………………....54
4.3 Определение состава и численности работающих в цехе. Расчёт
площадей, занимаемых административно-бытовыми помещениями .....55
4.4 Выбор конструктивного решения здания цеха ………………………....57
4.5 Выбор транспортных средств …..……………………………………….. 58
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.......................................................................59
6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
6.1 Анализ факторов действующих в механическом цехе ………………….67
6.2 Виды вредных производственных факторов, действующих на
рабочее место инженера и их анализ …………………………………....71
6.3. Обеспечение электробезопасности ……………………………………...73
6.4. Расчет зануления на отключающую способность ……………………....75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………..………………………………………...78
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………..79

ПРИЛОЖЕНИЯ:
1. Технологический процесс обработки детали «Ось замка» ЦФ.01.713.004
2. Спецификация

ВВЕДЕНИЕ

Большое внимание уделяется развитию машиностроения, подготовке для него инженерно-технических и научно-педагогических кадров. По сравнению с другими отраслями машиностроение развивается опережающими темпами.
В России создана мощная машиностроительная индустрия. Наиболее важной отраслью машиностроения является станкостроительное производство, выпускающее технологическое оборудование, приспособления, инструменты для машиностроительных заводов.
Строительство материально-технической базы и необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе современных средств производства ставит перед машиностроением весьма ответственные задачи. К их числу относятся повышение качества машин, снижение их материалоемкости, трудоемкости и себестоимости изготовления, нормализация и унификация их элементов, внедрение поточных методов производства, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов.
...

1.1. Характеристика детали

Рис. 1.1 – модель детали «Ось замка» ЦФ.01.713.004

«Ось замка» ЦФ.01.713.004 является деталью сборочной единицы «Замок». Замок дверной – это механизм, предназначенный для запирания двери. Замки ставятся в основном на входные двери, но часто их используют, также и для внутренних межкомнатных дверей. Функциональное назначение определяет устройство дверного замка.
Механические замки наиболее распространены для использования в качестве дверных замков в квартирах. В них запор осуществляется засовом - металлическим стержнем, который входит в специальный паз в стойке дверной коробки и удерживает дверь от открывания.
Надежность замка определяется не только уровнем секретности, но и механической прочностью корпуса устройства. Чем толще сталь, из которой сделан замок, тем лучше.
Наиболее высокие требования при изготовлении оси предъявляются к отверстию и наружным цилиндрическим поверхностям.
...

1.2. Исходные данные для проектирования
Исходные данные для разработки технологического процесса механической обработки детали «Ось замка» ЦФ.01.713.004 включают в себя:
1. Базовую информацию;
2. Справочную информацию;
3. Нормативно-техническую информацию;
4. Научно-техническую литературу.
Базовая информация – это информация, которая собирается в условиях базового завода. Сюда входит: рабочий чертеж детали с техническими требованиями и техническими условиями; программа выпуска (N = 9600); заводская технология обработки детали, а именно: станки, приспособления, измерительные и режущие инструменты, нормы времени, режимы резания на каждую операцию, припуски; расценки на операцию; имеющаяся производственная площадь; наличие рабочей силы и кадры технологов; место расположения, где будет расположен проектируемый технологический процесс; виды источников энергии.
В справочную информацию входит информация, содержащаяся в справочниках ТМС, нормировщика, металлиста, конструктора и т.д.
...

2.1. Определение типа производства

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на три основных вида: единичное, серийное и массовое. У каждого из этих видов производственный и технологический процессы имеют свои характерные особенности и каждому из них свойственна определенная форма организации работы.
Необходимо отметить, что на одном и том же предприятии и даже в одном и том же цехе могут существовать различные виды производства, т.е. отдельные изделия или детали могут изготовляться на заводе или в цехе по разным технологическим принципам: технология изготовления одних деталей соответствует единичному производству, а других серийному.
Таким образом, характеризовать производство всего завода или цеха в целом можно по преимущественному признаку производственных и технологических процессов.
...

2.3.1. Количественная оценка технологичности
В качестве количественных показателей технологичности могут рассматриваться: масса детали; коэффициент использования материала; коэффициент точности обработки; коэффициент шероховатости поверхности.
1. Коэффициент точности обработки рассчитывают по следующей формуле:
,
где Тср – средний квалитет точности обработки поверхности изделия, определяется по формуле:
,
где Ti – квалитеты точности размеров,
ni – количество размеров данного квалитета.
Таблица 2.3
Точность обработки поверхностей.
Квалитет Ti
Количество размеров ni
Произведение Ti · ni
14
16
224
12
5
60
11
1
11
9
1
9
7
1
1
6
1
6
 Итого:
25
311

При КТ ≤ 0,92 деталь считается технологичной при обработке.


2.3.2. Качественная оценка технологичности

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности обрабатываемой детали, сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для ее служебного назначения.
Деталь – «Ось», изготовляется из стали А12 (прокат), конфигурация наружного контура не вызывает затруднений при получении заготовки. Конструкция детали допускает применение высокопроизводительных методов обработки.
Большинство обрабатываемых поверхностей являются простыми – наружные поверхности, отверстия, что увеличивает точность и стабильность обработки, которые в значительной степени определяются простотой конструктивных форм.
...

2.5. Анализ заводского технологического процесса

Изучив заводской технологический процесс обработки детали, а также метод получения заготовки было установлено: что метод получения заготовки из прутка для данного типа производства является более целесообразным; верно выбраны способы базирования детали; в процессе её обработки соблюдены принципы единства баз, а вот технологический процесс является недостаточно рациональным и продуманным. При анализе технологического процесса мною был выявлен ряд существенных недостатков. Существующие на заводе технологические процессы действуют много лет. При этом используются станки, многие из которых в настоящее время уже не в полной мере удовлетворяют сегодняшним требованиям по уровню механизации и автоматизации. Также на таком оборудовании затруднено стабильное получение параметров заданной точности. Всё это ведет к увеличению себестоимости изготавливаемой продукции.
...

2.8. Расчет режимов резания
Расчет режимов резания ведется по техническому справочнику от Sandvik Coromant.

Переход 1
Подрезка торца

Переход 2
Точение черновое цилиндрических поверхностей

Переход 3
Точение чистовое цилиндрических поверхностей

Переход 4
Точение канавки

Переход 5
Сверление отв. ∅3,5

Переход 11
Фрезерование плоскостей

Переход 12
Отрезание

Таблица 2.9
Сводная таблица режимов резания
№ операции
№ перехода
t,
мм
S,
м/об
n,
мин-1
V,
м/мин
То,
мин
005 токарная с ЧПУ
1
0,5
0,3
3183
297
0,017

2
2,5
1,1
4530
185
0,007

3
0,5
0,3
4112
185
0,023

4
1,4
0,3
3806
110
0,036

5
1,75
0,11
5000
55
0,024

6
0,15
0,11
4607
55
0,026

7
0,1
0,08
4377
55
0,037

8
2,45
0,11
3898
60
0,035

9
1,0
0,1
2000
62,8
0,005

10
0,525
0,5
850
8
0,035

11
1
0,05
1060
40
0,6

12
3
0,2
1273
130
0,67

13
0,5
0,2
1144
9
0,074

14
1,5
0,3
3183
135
0,014

15
2,5
0,6
3661
28
0,006

16
2,2
0,05
1060
40
0,91

17
1
0,4
4529
175
0,025
∑
2,544

2.9.
...

2.9. Нормирование технологической операции

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.
Нормируем операцию 005- Токарная с ЧПУ
В крупносерийном и массовом производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:
;

где Т– основное время, мин; То = 2,544 мин.
Т – вспомогательное время, мин;
Ттех – технологическое время на операцию, мин
Торг – время на обслуживания рабочего места, мин;
Тотд– время на перерыв на отдых и личные надобности, мин.
Основное время То вычисляется на основании принятых режимов резания.
Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

где Т– время на установку и снятие детали, мин;
Т– время на приемы управления, мин;
Т – время на измерение детали, мин.
...

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Строительство материально-технической базы и необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе средств современного производства ставит перед машиностроением весьма ответственные задачи. К их числу относятся повышение качества машин, снижение их материалоемкости, трудоемкости и себестоимости изготовления, нормализация и унификация их элементов, внедрение поточных методов производства, его механизация и автоматизация, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов. Решение указанных задач обеспечивается улучшением конструкции машин, совершенствованием технологий и их изготовления, применением прогрессивных средств и методов производства. Большое значение в совершенствовании производства машин имеют различного рода приспособления.
Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий.
...

3.1. Описание конструкции станочного приспособления

Цанговый патрон относится к механизмам, предназначенным для зажима симметричных деталей.
Типовая конструкция зажимного механизма для круглого материала показана на рис.5.1. На задний конец шпинделя 6 навинчен гидроцилиндр 4, их относительный поворот невозможен из-за шпонки 8, удерживаемой пружинным кольцом 9. Поршень 3 зажимного устройства вращается вместе с цилиндром. Поводками поршня являются штифты 10, запрессованные в цилиндр 4 и крышку 2. При подаче масла в рабочую полость цилиндра 4 поршень 3 переместится влево и, действуя на гайку 1, создаст осевую силу на трубе зажима 7, связанной с зажимной цангой. На цилиндре 4 на двух шарикоподшипниках неподвижно закреплена маслораспределительная втулка 5, через которую подводится и отводится масло, поступающее от насосной установки гидросистемы. От разбрызгивания масла гидроцилиндр защищен кожухом. Нижний цилиндр необходим для подачи прутка.

Рис. 3.1.
...

4.1 Расчет количества единиц оборудования и площадей, занимаемых участками основного производства

К основному относят технологическое оборудование, на котором изготавливается производственная программа цеха.
Расчётное количество станков
,
где — расчетное количество оборудования по участку;
— суммарная станкоемкость по участку;
N — годовая программа запуска детали или комплекта;
— планируемый коэффициент выполнения норм;
Fдо — эффективный фонд времени оборудования.
Для крупносерийного производства Fд=4015 часов при m=2.
Подставив соответствующие значения, получим:

Табл. 2.2
Номер участка
Кол-во станков
Участок 1 Ср1
34
Участок 2 Ср2
32
Участок 3 Ср3
31
Общее количество станков в цехе Ср
97

Табл.2.3
Состав оборудования на основных производственных участках
Группа станков
% к общему количеству
Количество станков в группе
1. Токарные многошпиндельные автоматы и полуавтоматы
15
21
2. Токарные полуавтоматы с ЧПУ
30
31
3. Агрегатные специальные
15
19
4.
...

8. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Калинин М. А. – Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении. – М.: Машиностроение, 2001 – 288 с.
9. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент. Справочник. / В. С. Самойлов, Э. Ф. Эйхманс, В. А. Фальковский и др. — М.: Машиностроение, 1988. — 368 с.
10. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А. А. Панова. — М.: Машиностроение, 1988. — 736 с.
11. Технология машиностроения: учебник / В.У. Мнацаканян [и др.]; под ред. В.А. Тимирязева; Владим. гос. ун-т имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2013. – 524 с. – ISBN 978-5-9984-0306-4. Доступ: http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/2460
12. Программирование обработки деталей на современных фрезерных станках с ЧПУ: учеб. пособие / В. В. Морозов, В. Г. Гусев ; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010. – 246 с. – ISBN 978-5-9984-0025-4. Доступ: http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/2084
13. Программирование обработки деталей на современных многофункцио-нальных токарных станках с ЧПУ : учеб. пособие / В. В. Морозов, В. Г. Гусев ; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2009. – 236 с. – ISBN 978-5-89368-979-2. Доступ http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/1310
14. Жарков, В. Н. Металлорежущие станки: учеб. пособие для выполнения курсового проекта / В. Н. Жарков, В. В. Морозов, В. Г. Гусев ; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Ред.-издат. комплекс ВлГУ, 2005. – 176 с. – ISBN 5-89368-551-2. Доступ: http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/862
15. http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/sto/20L
16. http://www.findpatent.ru/patent/219/2191096.html
17. http://stankoinvest.ru/
18. http://www.expertnk.ru/docs/bulat1s.pdf
19. http://www.rustan.ru.
20. http://www.euro-stanok.ru