86381

Технологический процесс механической обработки детали Втулка 004.00.00.003, производимой на ПРУП «МЗШ»

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Назначение сборочной единицы и обрабатываемой детали. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки детали. В данной курсовой работе рассматривается технологический процесс механической обработки детали Втулка 004.

Русский

2015-04-07

320.44 KB

10 чел.

Содержание

Введение 3

1. Назначение сборочной единицы и обрабатываемой детали 4

2. Анализ технологичности конструкции детали 5

2.1. Качественная оценка технологичности конструкции 6

2.2. Количественная оценка технологичности конструкции 8

3. Выбор типа и организационной формы производства 10

3.1. Определение типа производства 10

3.2. Определение организационной формы производства 13

4. Выбор способа получения заготовки с экономическим обоснованием 16

5. Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки детали 17

6. Назначение режимов резания на одну операцию (1 переход) 19

7. Определение нормы времени на одну операцию 22

8. Определение необходимого количества оборудования и построение графика его загрузки 24

Заключение 27

Список литературы 28


Введение

Значительную степень в состоянии и развитии производства определяет технология. От ее уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материалов и топливно-энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие технико-экономические показатели. Что в итоге приводит к удешевлению выпускаемой продукции при необходимом уровне качества и надежности.

Целью данной курсовой работы является закрепление, углубление и обобщение знаний, полученных при изучении курса «Технология Гидропневмопривода», а так же практическое применение справочной литературы, ГОСТов, таблиц, норм в сочетании с теоретическими знаниями.

В данной курсовой работе рассматривается технологический процесс механической обработки детали Втулка 004.00.00.003, производимой на  ПРУП «МЗШ».

Разработка технологических процессов, которые определяют минимально материально-технические и экономические затраты выпускаемой продукции при постоянном наращивании объемов производства при высоком уровне качества, надежности  и   низкой отпускной цене,   является актуальной в настоящее время.


1. Назначение сборочной единицы и обрабатываемой детали

Сборочная единица – 004.00.00.000 гидроцилиндр рисунок 1 используется в рулевом управлении трактора МТЗ-82. Гидроцилиндр предназначен для превращения энергии движения жидкости в поступательное движение исполнительного механизма.

Рисунок 1 – Гидроцилиндр усилителя рулевого управления.

Рисунок 2 – Втулка.

В данном курсовом проекте рассматривается деталь – Втулка 004.00.00.003 рисунок 2 позиция 2. Втулка используется для фиксации направляющей 1 штока 3., предотвращает ее перемещение в при движении штока вправо. Так же втулка 2 фиксирует грязесьемное кольцо 4 в направляющей 1.Втулка приваривается к гильзе цилиндра. В процессе работы втулка не испытывает   динамические нагрузки.

2. Анализ технологичности конструкции детали

Отработка конструкции на технологичность – комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества. Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.203-89, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности – в ГОСТ 14.201-83.

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности изделия выражается числовыми показателями и оправдана в том случае, если они существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.


2.1. Качественная оценка технологичности конструкции

Деталь представляет собой цилиндрическое тело с габаритными размерами: диаметром 60 мм и толщиной 13 мм. Имеется сквозное осевое отверстие диаметром 28 мм. На одном торце фаска 0,6х450, на отверстии две фаски 0,6х450. Шероховатость поверхности отверстия  Ra = 2,5 мкм, буртика  Ra = 2,5 мкм. Остальные  поверхности  имеют  шероховатость Ra = 12,5 мкм.

Рисунок 2.1.1 – Втулка.

Относительно точным является размер отверстия детали, который выдержан с точностью + 0,033 мм и буртика -0,062. Остальные размеры имеют 13-14 квалитет точности.

Химический состав и механические свойства материала представлены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1 - Химический состав стали 20, % (ГОСТ 1050-88)

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

0.17 - 0.24

0.17 - 0.37

0.35 - 0.65

до   0.25

до   0.4

до   0.035

до   0.25

Таблица 2 - Механические свойства стали 20 ( ГОСТ 1050-88)

Сортамент

Размер, мм

Напр.

σВ, МПа

σТ, МПа

δ, %

Ψ, %

НВ

Прокат горячекатан.

до 350

Прод.

410

245

25

55

207

Заготовка имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. При базировании детали соблюдается принцип единства баз.

Требования к параметрам шероховатости и точности размеров на операциях, а так же последовательность, в которой они достигаются, являются допустимыми.

Заготовка не имеет конструктивных специфических элементов.

Окончательное решение о технологичности и рациональности способа получения заготовки для повышения производительности: оценка конструкции допустима и хорошо.


2.2. Количественная оценка технологичности конструкции

Количественную оценку технологичности конструкции производим по следующим дополнительным показателям:

Расчет ведется по методике (стр.32, [1]).

1) коэффициент унификации конструктивных элементов:

где  - число унифицированных конструктивных элементов

– общее число конструктивных элементов.

2) коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей:

где  - число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом

- число поверхностей, подвергаемых механической обработке.

3) коэффициент обработки поверхностей:

4) коэффициент использования материала:

где  - масса детали, кг

- масса заготовки, кг.

5) масса заготовки:

6) масса детали:  кг.

7) максимальное значение квалитета обработки:

8) минимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей: . 

Исходя из результатов проведенных качественного и количественного анализов, делаем вывод,  что деталь является технологичной.


3. Выбор типа и организационной формы производства

3.1. Определение типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1119–83 характеризуется коэффициентом закрепления операций:  – массовое;  – крупносерийное;  – среднесерийное;  – мелкосерийное производство. В единичном производстве не регламентируется.

Коэффициент закрепления операции рассчитывается по формуле(стр.52,[ 1]):

                                         (3.1.1)

где – суммарное число различных операций;

      – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции.

,                                              (3.1.2)

где  – планируемый нормативный коэффициент загрузки станка;

      – коэффициент загрузки станка проектируемой операции.

Примем – 0,8 (среднесерийное производство)(стр.53, [1]).

где  – штучно-калькуляционное время, мин.;

– месячная программа выпуска заданной детали, шт;

Fм – месячный фонд времени работы оборудования, час;

kв =1.3 – коэффициент выполнения норм равный (стр.53, [1])

,                    (3.1.4)

где Nг – годовая программа выпуска заданной детали,      Nг=20000 шт.;

,                         (3.1.5)

где Fг – годовой фонд времени работы оборудования,Fг=4055 час из (приложения 1, [1]).

Для примера возьмем операцию 005:

                        (3.1.7)

где  Ф- месячный фонд времени рабочего, занятого в течение 22 рабочих дней в месяц(стр.53, [1]): ч.

После подстановки данных и получаем зависимость для определения необходимого числа рабочих для обслуживания одного станка:

Результаты расчёта сводим в таблицу 1.2  .


Таблица 1.2-Результаты расчета  

Название операции

То

Тшт-к

Ηзi

Поi

005

Токарно-винторезная

2,270

3,040

0,192

4,163

0,768

010

Токарно-рев.

1,220

1,900

0,120

6,66

0,7681

015

Верт.-сверлильная

1,320

2,010

0,127

6,296

0,7681

020

Верт.-сверлильная

0,192

0,730

0,046

17,34

0,7681

сумма

5,002

7,680

0,486

34,456

3,07

Соответственно тип производства: среднесерийный, так как .


3.2. Определение организационной формы производства

Форма организации технологических процессов в соответствии с ГОСТ 14.312-74 зависят от установленного порядка выполнения операций, расположения технологического оборудования, количества изделий и направления их движения при изготовлении. Существуют две формы организации технологических процессов − групповая и поточная.

Решение о целесообразности организации поточной формы производства обычно принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделия и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы, расчет выполнен по методике (стр.55, [1]).

1. Заданный суточный выпуск изделий:

;                                  (3.2.1)

2. Суточная производительность поточной линии:

                                             (3.2.2)

где мин - суточный фонд времени работы оборудования. (2 смены)

  - коэффициент загрузки оборудования, принимаем = 0.8 (для среднесерийного производства);

  - средняя станкоемкость основных операций:

,                                           (3.2.3)

где - количество основных операций, n=4;

    kв- средний коэффициент выполнения норм времени, принимаем kв=1.3.

Тогда суточная производительность поточной линии:

Из расчетов видно, что , следовательно, применение поточной линии не целесообразно.

Выбираем групповую форму организации производства. Определим количество деталей в партии для одновременного запуска, по методике (стр55,[1]) 

1. Рассчитываем предельно допустимые параметры партии и :

;                                          (3.2.4)

,                                              (3.2.5)

где - эффективный месячный фонд времени участка, равный 10560 мин.;

       - число операций механической обработки 4;

    = мин. - суммарная трудоемкость технологического процесса;

      - коэффициент, учитывающий затраты межоперационного времени, принимаем

     - коэффициент закрепления операции,  

Принимаем    шт.,  шт.,

2. Определяем расчетную периодичность повторений партий деталей:

Принимаем IH =22 дней. (стр. 56,[1]).

3. Рассчитываем размер партии согласно условию :

Принимаем размер партии  n=834 деталей.

Так как 638<834<1192, то размер партии деталей определен верно.

4. Выбор способа получения заготовки с экономическим обоснованием

Метод выполнения  заготовок для деталей машин определяется назначением и  конструкцией  детали,  материалом,  техническим  требованиями,  масштабом  и серийностью  выпуска,  а  так  же  экономичностью  изготовления.  Главным  при выборе  метода  получения  заготовки  является  обеспечение  заданного  качества готовой  детали  при  ее минимальной  себестоимости.

 Деталь  получается  из  круглого  проката  обычной точности .   

 

 Экономическое обоснование данного метода получения заготовки (стр.  30. [3]).

Стоимость заготовки (руб.) из проката

где Sм – затраты на материал заготовки

Cо.з. – технологическая себестоимость заготовительных операций

где Q – масса заготовки: Q=0,4 кг;

S – стоимость 1 кг материала заготовки: S=0,185 руб;

q – масса готовой детали: q = 0,18 кг;

Sотх – стоимость 1 т отходов: Sотх=28 руб.

Sм=0,40,185-(0,4-(0,18))(28/1000)=0,068 руб

Стоимость заготовки: Sзаг=0.068 руб.  (в ценах 1981 г.).

Применим поправочный коэффициент на 2013г Sзаг=0.0689500=650р (в ценах 2014 г)


5. Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки детали

Технологический процесс изготовления кольца состоит из следующих операций механической обработки:

Операция 005 – токарная, выполняется на токарном станке 16К20.

Установить и закрепить заготовку. Патрон 3-х кулачковый 7100-0035 ГОСТ 2675-80.

Переход 1 – Подрезать торец выдерживая размер L=17-0,4.мм Резец отрезной  2126-4032.

Переход 2 – Проточить поверхность выдерживая размер L=12 мм и .мм. Резец проходной 2102-4011.

Переход 3 –  Подрезать торец выдерживая размер .мм. Резец отрезной 2126-4032.

Переход 4 –  Подрезать торец выдерживая размер .мм Резец отрезной 2126-4032.

Переход 5 –  Сверлить  отверстие  27+0,52 мм на проход. Сверло 27 2301-0094 ГОСТ 10903-77.

Операция 010 – токарно-револьверная, выполняется на токарно-револьверном станке 1ГЗ40ПЦ.

Установить и закрепить заготовку. Патрон 3-х кулачковый 7102-0071-1-2.

Переход 1 – Проточить поверхность выдерживая размер L=5мм и . Резец проходной 2102-4011.

Переход 2 – Подрезать торец выдерживая размеры , L=13-0,4,мм L= 9-0,22.мм  

Переход 3 – Развернуть отверстие, выдерживая размер

Переход 4 – Точить две фаски 0,6х45°.

Переход 5 – Точить фаску 0,6х45°.

Операция 015   –   Вертикально-сверлильная,   выполняется   на   верт.-сверлильном станке 2А125.

Установить и закрепить заготовку в приспособлении

Переход 1 - Сверлить 4 отверстия, выдерживая размер  и .мм. Сверло 2300-0034 ГОСТ 886-77.

Операция 020   –   Вертикально-сверлильная,   выполняется   на   верт.-сверлильном станке 2А125.

Установить и закрепить заготовку в приспособлении

Переход 1 - Зенкеровать 4 фаски, выдерживая размер . Сверло 2300-6977 ГОСТ 886-77.

Переход 2 - Зенкеровать 4 фаски, выдерживая размер . Сверло 2300-6977 ГОСТ 886-77.


6. Назначение режимов резания на одну операцию (1 переход)

Расчет режимов резания производим в соответствии с изложенной методикой [2]. Рассчитываем токарную операцию – 05, Переход 2 – Проточить поверху выдерживая размер L=12мм и .    

1) Расчет длины рабочего хода, мм

Lр.х.=Lрез + y + Lдоп,                                          (6.1)

где Lрез = 12 мм – длина резания;

     = 3 мм – величина подвода, врезания и перебега инструмента [2] ,

     Lдоп = 0 мм – дополнительная длина хода.

Lр.х.=12+3=15 мм.

2.) Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя: рекомендуемая подача

S0 = 0,3 мм/об, [2]

Глубина резания

3.) Определение стойкости инструмента:

,                                                (6.2)

где Тм – стойкость в минутах машинной работы станка,

      - коэффициент времени резания:

                                      (6.3)

т.к. >0,7, то принимаем =1 и следовательно Трм = 100 мин. Карта Т-3 [2]

4.) Определение скорости резания:

 = табл  K1  K2  K3                                                        (6.4)

где табл – скорость по таблице T4 [2]: табл = 120 м/мин.

Резец Т5К10

Материал – Сталь 20.

Твердость НВ=207

Угол

карта К-4 [ 2]

 K1 =0.9, 

K2 =0,8 ,

K3 =1.0. 

 K1, K2, K3 коэффициенты, зависящие соответственно от марки твёрдости обрабатываемого материала, группы твёрдости сплава и инструмента.

 = 120  0,9 1,0  0,8 = 86,4 м/мин.

Рассчитаем величину n, соответствующую полученному значению  :

443.8  об/мин.                       (6.5)

 Сверяем полученную частоту вращения с паспортными данными станка 1К62 и принимаем частоту вращения шпинделя n=400  об/мин..

5.) Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов: т.к.

, то

=(Dn)/1000=(3.1462400)/1000=77,8м/мин.

6.) Определим минутное значение подачи

Sм=Sоn=0,3400=120мм/мин.                   (6.6)

7.) Расчет основного машинного времени

                        (6.7)

8.) Произведём расчёт по мощности:

Определим силу резания:

                                                (6.8)

где  – главная составляющая силы резания по карте T5 [2], ;

                                 (6.9)

Определим мощность резания:

                           (6.10)

Условие достаточности мощности станка: Nр   Nн  

Для используемого станка: Nн = 8.3кВт,   = 0,8 

Соответственно условие соблюдается: 830   6.64


7. Определение нормы времени на одну операцию

Рассчитаем норму штучно-калькуляционного времени для операции 05 – токарно-винторезная, на станке 16К20. Масса детали 0,4 кг. Размер партии деталей 833 шт. Основное время обработки равно  2,27 мин.

Расчёт Тш.-к ведём по формулам для серийного производства.

.                                   (7.1)

.                               (7.2)

-штучное время,

- подготовительно заключительное время,

- количество деталей в партии,

- основное время,

- вспомогательное время, Тупиз

- время на установку/снятие и закрепление/открепление детали,

Тупиз - время наприемы управления и измерения детали,

- время на обслуживание рабочего места, + - для массового, и серийного производства только для шлифовальных операциях. Для серийного производства кроме шлифовальных операций [3]

оп

. - время на отдых и личные надобности,

+- время на техническое обслуживание и организационное обслуживание.

оп – оперативное время, оп=+

Высота цертров  215мм.. Количество реж. инстр. -3. Способ крепления – трехкулачковый самоц. патрон

. .                              (7.3)

Время на установку и снятие детали, на закрепление её и открепление [3]:

.                               (7.4)

Время на приёмы управления [3]: Туп=0,02 мин.

Время, затраченное на измерение (по приложению 5 [12]) детали штангенциркуль  Тиз=0,12 мин, При 20 % контролируемых деталей получим

Тиз=0,12·0.2=0.024 мин.

Поправочный коэффициент на вспомогательное время при крупносерийном серийном производстве k=1,85.

Вспомогательное время:

.     (7.5)

Оперативное время:                               оп = +

.             (7.6)

Время на обслуживание рабочего места, перерывы, отдых и личные надобности (по карта 45 стр.130 [3]) составляет 7 % от  оперативного времени, тогда:

.               (7.7)

Штучное время равно:

.  (7.8)

Штучно-калькуляционное время:

.  (7.9)

Таблица 7.1- Сводная таблица технических норм времени.

№ оп.

ТО.

ТВ.

ТОП.

ТОБ. +ТОТ.

Т шт

Тп-з

n 

Т шт-к

ТУС.

ТУП.

ТИЗ.

005 Токарно-винторезная

2.27

0,15

0.02

0,024

2,63

0.184

2.814

14

833

2.83


8. Определение необходимого количества оборудования и построение графика его загрузки

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простой.

Для каждого станка в технологическом процессе должны быть подсчитаны коэффициенты загрузки и коэффициент использования станка по основному времени. Количество единиц оборудования можно определить по следующей формуле (глава 8, [1]).

,                                             (8.1)

где FЭ - эффективный годовой фонд времени работы единицы оборудования, FЭ=4055ч;  =20000 шт.

Рассчитаем , для операции 005 :

Если полученное число единиц оборудования для данной операции, окажется дробным, оно округляется до целого в сторону увеличения.

Коэффициент загрузки станка определяется  отношением:

,                                                       (8.2)

где mПР - округленное в большую сторону расчетное значение mP.

Коэффициент использования оборудования по основному времени:

,                                                    (8.3)

Данный коэффициент характеризует уровень механизации технологической операции. Низкое его значение указывает на большую долю ручного труда на данной операции.

Определяем  средний коэффициент загрузки станка отношением:

         

Определяем  средний коэффициент использования оборудования по основному времени:

         

Результаты расчета коэффициентов загрузки станка и  коэффициентов использования оборудования по основному времени сводим в таблицу 8.1.

Таблица 8.1-результаты расчета.

название операции

То

Тшк

mp

ηоi

mпрi

ηзi

005

Токарная.

2,270

2,830

0,233

0,802

1,000

0,233

010

Токарно-рев.

1,220

1,900

0,156

0,642

1,000

0,156

015

Верт.-сверлильная

1,320

2,010

0,165

0,657

1,000

0,165

020

Верт.-сверлильная

0,192

0,730

0,060

0,263

1,000

0,060

сумма

5,002

7,470

0,614

2,364

4,000

0,614

среднее

0,154

0,591

0,154


 По данным таблицы строим диаграммы(рисунок 8.1):

Номер операции

Номер операции

Рисунок 8.1-диаграммы


Заключение

В ходе выполнения курсовой работы было описано назначение и условия работы втулки 004.00.00.003 в узле, осуществлен анализ технологичности конструкции детали, разработана маршрутно-операционная технология обработки детали втулка. Также были выбраны тип  и организационная форма производства, стоимость заготовки,  рассчитан режим резания одной из операции, рассчитана норма штучно-калькуляционного времени. Построен график загрузки оборудования.

Как результат: был разработан технологический процесс механической обработки детали втулка 004.00.00.003


Список литературы

1. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Под. ред. В.В. Бабука. - Мн.: Выш. шк., 1987 - 255 с.

2. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского. – М.: Машиностроение, 1972. – 408 с.

3. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А.  Курсовое проектирование по технологии машиностроения. -Мн.: Выш. шк., 1983. -256 с.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51427. Сводные таблицы 59.5 KB
  Заголовок поля. Надпись описывающая содержимое поля. Элемент поля т. Его поля конкретные значения.
51428. Работа со списками 36 KB
  Вводится предложение как список слов. Если число N в предложении меньше 5-ти, то список остается без изменений; если число слов N больше 5-ти, но меньше или равно 10-ти, то список разбивается на два подсписка и т.д. Все подсписки, кроме последнего, должны содержать по 5 слов.
51430. Родственные отношения 119.5 KB
  Составить родословную своей семьи, использовав 10-12 отношений родитель. Определить предикат пол для каждого члена семьи. Определить предикаты мать, отец, дядя, тетя, кузен, дед, внук. Определить рекурсивный предикат предок.
51431. Работа со строками 40 KB
  Написать предикат выделения первого символа строки, первого символа подстроки в заданной строке. Листинг программы
51432. Работа со строками 36 KB
  Дана строка символов, представляющих собой арифметическое выражение. Преобразовать это выражение так, чтобы все плюсы заменить на минусы, все знаки деления на знаки умножения.