Курсовая работа: Анализ технологической операции изготовления гильзы цилиндра

Чертёж детали даёт полное представление о конфигурации, конструкции, размерах, их точности формы всех поверхностей детали, материале и его свойствах, и соответствует стандартам на оформление конструкторской документации, и в частности чертежей (ГОСТ 2.109-73, ГОСТ 2.305-68, ГОСТ 2.307-68). Имеющихся на чертеже видов, проекций, разрезов, выносных элементов вполне достаточно для понимания общего вида изделия. Однако на чертеже есть небольшие недостатки: не на всех видах изображены соответствующие фаски, чертёж трудно читаем, величены линейных размеров в отдельных случаях не соответствуют рекомендациям по ГОСТ 6636-89.

На чертеже достаточно информации о материале, и способе получения заготовки:

Поковка ІІІ гр. – НВ 262…311 ГОСТ 8479-70

Материал: Сталь 38ХА ГОСТ 4345-71

Химический состав и механические свойства материала приведены ниже (см. п).

Деталь имеет ряд допусков на изготовление. Рассмотрим некоторые из них.

Требования по точности размеров:

Неуказанные предельные отклонения размеров: h14; ±t2/2 желательно, чтобы часть размеров было выполнено по более высокому квалитету. Также не указано предельное отклонение для внутренних размеров (Н14).

Требования по шероховатости:

Шероховатость основных и базовых поверхностей Ra=1,6 мкм. Шероховатость неуказанных поверхностей Ra=6.3 мкм, что является приемлемым. Однако на боковые поверхности шлицов следовало бы назначить более высокую шероховатость, чем Ra=2.5. мкм.

Требование по форме поверхностей:

Все необходимые допуски формы и расположения поверхностей обозначены на чертеже (допуски радиального биения, параллельности, симметричности относительно оси).

Следует отметить, что требования к биению поверхности занижены и следовало бы назначить этот допуск в пределах 0,03.

Ещё одним недочетом является отсутствие допуска на цилиндричность формы вала под посадочные места подшипников.

Исходя из функционального назначения детали и анализа технических требований можно сделать следующие выводы:

1. Назначенные конструктором размерная и геометрическая точность обеспечат нормальную работу механизмов. Снижение требований к точности и взаимному расположения поверхностей может привести к появлению дополнительных динамических нагрузок, снижению долговечности и надежности работы насоса.

2. Чертеж не нуждается в дополнении (кроме исправления мелких недостатков указанных выше).

3. Определение типа производства, такта выпуска и партии запуска

Тип производства определяют табличным способом, учитывая массу обрабатываемой детали (заготовки) и ориентировочную программу выпуска данного изделия, куда входит рассматриваемая деталь.

m заг, кг	N год, шт.
15	500

При Nг = 500 шт. и m > 10 кг, тип производства соответствует мелкосерийному.

Определение такта выпуска ([1], с.22):

 (3.1)

где Фд-действительный годовой фонд времени и при двух сменах работы оборудования и рабочих мест равен Фд=4029 ч.

Определяем партию запуска ([1], с.23):

 (3.2)

где z-количество повторений запуска деталей в год.

При мелкосерийном производстве изделия изготавливают партиями или мелкими сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии (серии) цельно как в обработке, так и в сборке.

Определение количества деталей в партии ([1], с.23):

, (3.3)

где F – число рабочих дней в году;

N – число деталей (программа);

а – периодичность запуска (а = 3,6,12,24 дней).

 

Краткая характеристика выбранного типа производства [2].

Мелкосерийный тип производства характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. Коэффициент закрепления операций 20-40.

Используется универсальное и специализированное и частично специальное оборудование. Широко применяются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, а также гибкие автоматизированные системы на основе станков с ЧПУ, связанных транспортирующими устройствами, управляемыми от ЭВМ. Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направления основных грузопотоков цеха, по предметно-замкнутым участкам.

Технологическая оснастка в основном универсальная, Большое распространение имеет универсально-сборная, переналаживаемая технологическая оснастка, позволяющая значительно повысить коэффициент оснащенности мелкосерийного производства.

В качестве исходных заготовок используется горячий и холодный прокат, литье в землю и под давлением, точное литье, поковки и точные штамповки.

Требуемая точность достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных проходов с частичным применением разметки для сложных корпусных деталей.

Квалификация рабочих выше чем в массовом производстве, но ниже чем в единичном. Наряду с рабочими универсальщиками и наладчиками, работающими на сложном универсальном оборудовании используются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках.

В зависимости от особенности технологии производства и объема выпуска обеспечивается полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, однако применяется и пригонка по месту, компенсация размеров.

Технологическая документация и нормирование подробно разрабатывается для наиболее сложных и ответственных заготовок и упрощенного нормирования для простых заготовок.

Применяемый режущий инструмент - универсальный и специальный.

Измерительный инструмент - калибры, специальный измерительный инструмент.

В соответствии с данным типом производства и порядком выполнения операций, расположения технологического оборудования устанавливается групповая форма организации технологического процесса, характеризуемая однородными конструктивно-технологическими признаками изделий, единством средств технологического оснащения.

В мелкосерийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за отдельными определенными станками. Станки применяются универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегаты.

Станочный парк должен быть специализирован в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к производству другой, несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении. Должны применяться специализированные и специальные приспособления, специализированный и специальный режущий инструмент и измерительный инструмент в виде предельных калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. В качестве специализированных приспособлений (или инструментов) могут использоваться нормализованные конструкции, приспособленные для данной операции.

Мелкосерийное производство значительно экономичнее, чем единичное производство, так как лучшее использование оборудования, специализация рабочих, увеличение производительности труда обеспечивают уменьшение себестоимости продукции.

Мелкосерийное производство является наиболее распространенным видом производства в общем и среднем машиностроении. К этому виду производства относятся:

станкостроение;

насосостроение;

производство прессов;

производство компрессоров;

производство вентиляторов;

производство текстильных машин;

производство оборудования для пищевой промышленности;

производство оборудования для лесной промышленности;

производство оборудования для коммунального хозяйства;

транспорта и т.д.

Как видно данная отрасль присутствует в перечне и выбор типа производства данной детали (изделия) вполне обуславливается и применим

4. Выбор способа получения заготовки и разработка технических требований к ней

Метод получения заготовки оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали. Правильный его выбор позволяет снизить трудоемкость механической обработки, повысить коэффициент использования материала, снизиь материалоемкость конструкции.

На выбор метода получения заготовки влияют материал детали, его назначения и технические требования к изготовлению, объем выпуска, конфигурация, форма поверхностей и размеры.

Требования, предъявляемые к заготовкам, обрабатываемых на металлорежущих станках:

С целью снижения себестоимости детали заготовка должна быть по форме и размерам максимально приближенной к детали.

Черновые поверхности используемые на первой механической операции в качестве технологической базы должны быть чистыми и ровными, без штрихов, литейных уклонов.

Вид заготовки устанавливаем в результате анализа чертежа детали, ее материала и технических требований к изготовлению, габаритов и массы, объема выпуска, на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

Данные о химическом составе о материале – Сталь 38ХА ГОСТ 4345 – 71 приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1. – Химический состав Стали 38ХА

C,%	P,%	S,%	Mn,%	Si,%	Cr,%	Ni,%	Cu,%
0.35-0.42	0.025	0.025	0.50-0.80	0.17-0.37	0.80-1.10	0.30	0.30

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется:

назначением детали;

конструкцией детали;

техническими требованиями;

масштабом и серийностью выпуска;

экономичностью.

Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

В базовом варианте заготовку получали из проката.

Заготовку для данной детали можно получить различными способами:

ковкой на молотах или прессах;

горячей штамповкой.

В качестве двух вариантов способа получения заготовки принимаются:

1 вариант – ковка на молотах;

2 вариант – штамповка на молотах в закрытых штампах.

Стоимость заготовок определяется по формуле:

 (4.1)

где Ci – базовая стоимость одной тонны заготовок, грн;

Кт – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки;

Кс – коэффициент, зависящий от группы сложности заготовки;

Кв – коэффициент, зависящий от массы заготовки;

Км - коэффициент, зависящий от марки материала;

Кп – коэффициент, зависящий от объема производства;

Q масса заготовки;

q масса детали;

Sотх стоимость одной тонны отходов, грн.

Для заготовки, полученной ковкой:

Ci = 300 грн/т,

Кт = 1 (с.37, [5]);

Кс = 1 (табл.2.12, с.38, [5]);

Кв = 0.75 (табл.2.12, с.38 [5]);

Км = 1.79 (с.37, [5]);

Кп = 1 (табл.2.13, с.38 [5]);

Q = 29 кг,

q = 15 кг,

Sотх=25 грн/т.

Стоимость заготовки, полученной ковкой на молотах:

Для заготовки, полученной штамповкой:

Сi=380 грн/т,

Кт=1.1. (с.37, [5]);

Кс=1 (табл.2.12, с.38, [5]);

Кв=0.75 (табл.2.12, с.38, [5]);

Км=1.79 (с.37, [5]);

Кп=1 (табл.2.13, с.38, [5]);

Q=55 кг.

Стоимость заготовки, полученной штамповкой:

Так как стоимость заготовки, полученной штамповкой, меньше стоимости заготовки, полученной ковкой, то в качестве способа получения заготовки для данной детали принимаем штамповку.

Чертеж исходной заготовки отличается от чертежа готовой детали прежде всего тем, что на всех обрабатываемых поверхностях предусматриваются припуски, соответственно изменяющие размеры, а иногда и форму заготовок. Форма отдельных поверхностей исходных заготовок определяется с учетом технологии получения заготовок, требующей в ряде случаев определенных уклонов, радиусов закругления и т.п.

Установление правильных размеров припусков на обработку является ответственной технико-экономической задачей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, превращаемого в стружку; к увеличению трудоемкости механической обработки; к повышению расхода режущего инструмента и электрической энергии; к увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе. При этом затрудняется построение операций на настроенных станках, снижается точность обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе и усложняется применение приспособлений.

Назначение недостаточно больших припусков не обеспечивает удаления дефектных слоев материала и достижения требуемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, а также вызывает повышение требований к точности исходных заготовок на станках при обработке по методу пробных ходов и увеличивает опасность появления брака.

Для окончательно выбранной заготовки, в соответствии со стандартом ГОСТ 7505 – 89 «Поковки стальные штампованные» назначаем припуски на все поверхности и определяем размеры заготовки.

Расчет будем производить по ГОСТ 7505 – 89, [8].

Исходные данные для расчета:

1) Масса поковки (расчетная) – 21 кг,

расчетный коэффициент Кр = 1,4 (прил.3, [8]).

2) Класс точности – Т4 (прил.1, [8]).

3) Группа стали – М2 – сталь с массовой долей углерода свыше 0,35 до 0,65% или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2,0 до 5,0% (табл.1, [8]).

4) Степень сложности – С2 (прил.1, [8])

Параметры описывающей поковку фигуры:

диаметр – 155 мм ((122+25) ·1,05);

длина – 348 мм (331·1,05), где 1,05 – коэффициент;

масса (расчетная) – 51 кг

5) Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская) (табл.1, [8]).

6) Исходный индекс – 13 (табл.2, [8]).

Основные припуски, размеры поковки и их допускаемые отклонения приведены в таблице 4.2.

Окончательный размер элемента заготовки, мм	+1,8 152,5 - 1,0	+1,8 127,5 - 1,0	+1,6 74 - 0,9	+2,4 336,5 - 1,2	+1,8 117,5 - 1,0
Допускаемые отклонения размеров заготовки, мм	+1,8 -1,0	+1,8 -1,0	+1,6 -0,9	+2,4 -1,2	+1,8 -1,0
Дополнительный припуск, мм	0,2	0,2	0,2	0,25	0,25
Основной припуск на размер, мм	2,7	2,7	1,8	2,5	2,0
Номинальный размер элемента детали, мм	147	122	70	331	115

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5