Разработка технологического процесса детали "Кронштейн"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общий раздел

1.1 Описание назначения конструкции детали

Деталь «Кронштейн» 2522-1321018 входит в привод вентилятора двигателей тракторов МТЗ.

Деталь служит для передачи крутящего момента от ведущего шкива на вал, а вал в свою очередь приводит в движение вентилятор, тем самым охлаждая систему. Деталь относится к классу тел типа «корпус», образована сочетанием наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, имеется криволинейная поверхность.

6 отверстий М8-6Н на торцах детали предназначены для крепления крышки подшипников болтами. Это обеспечивает надежность крепления крышки подшипника.

2 отверстия Ш72К7 предназначены для установки в них подшипников качения, в которые устанавливается вал вентилятора.

Канавка Е предназначена для выхода инструмента.

На торце основания имеются 4 отверстия Ш13 мм, с бобышками Ш32 для крепления детали к раме трактора.

2 фаски в отверстиях Ш72К7 служат для удобства запрессовки подшипников.

В конструкции детали предусмотрены ребра жесткости, что в свою очередь обеспечивает жесткость при минимальном использовании материала.

Деталь изготавливается из высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.

Базами являются нижнее основание и торцы детали.

Таблица 1.1 - Химический состав ВЧ 50 ГОСТ 7293-85

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
3,3-3,6	1,9-2,2	0,50-0,80	-	0,15	0,15	-	-	-

Таблица 2.2 - Механические свойства ВЧ50 ГОСТ7293-85

ув	у5	ш	HB
50	38	2	160-180

1.2 Определение типа производства

Тип производства определяется в соответствии с ГОСТ 3.1108-83 коэффициентом закрепления операций К_ЗО, который рассчитывается по формуле 1.2.1

, (1.2.1)

где - суммарное число различных операций, выполняемых на участке в течении месяца;

- число рабочих мест на участке.

Число догрузочных операций, выполняемых на участке в течении месяца при двухсменной работе рассчитывается по формуле 1.2.2:

, (1.2.2)

где - нормативный коэффициент загрузки оборудования;

- коэффициент загрузки станка по проектируемой операции заданной детали.

Коэффициент загрузки станка рассчитывается по формуле 1.2.3:

, (1.2.3)

где - расчетное количество станков для выполнения заданной операции;

- принятое количество станков для выполнения заданной операции.

Расчетное количество станков, необходимое для выполнения операции, рассчитывается по формуле 1.2.4:

, (1.2.4)

где - норма штучного для массового или штучно-калькуляционного времени для других типов производства, мин;

N - годовая программа выпуска заданной детали, шт.;

- эффективный годовой фонд времени работы оборудования.

Норма штучного или штучно-калькуляционного времени берется из базового технологического процесса или из нормировочной карты во время прохождения практики.

Количество рабочих мест можно условно принять по явочному числу рабочих, которое рассчитывается по формуле 1.2.5:

, (1.2.5)

где N- месячный выпуск заданной детали, шт.

K- коэффициент перевыполнения норм, принимается Кв=1,3;

- месячный фонд времени работы рабочего с учетом потерь на неявку на работу по различным причинам (отпуск, болезнь и т.д.), ч. Потери в среднем составляют 9 - 12%. В расчетах, приняв потери за 10%, годовой фонд времени рабочего составит 1860 часов. Отсюда =1860/12=155 часов.

K - коэффициент многостаночного обслуживания.

Подставив известные значения, формула примет вид:

, (1.2.6)

Количество станков обслуживаемых одним рабочим зависит от уровня автоматизации оборудования, степени концентрации операций, т.е. времени автоматической работы станка.

Расчёт производим на одну операцию, остальные данные сводим в таблицу.

Операция 005 Программная.

Станок модели ИР500.

=27,04 минуты, К=1

Принятое количество станков ;

операции

При 20<К₃._о.<40 - производство мелкосерийное.

Таблица 1.2.1. Расчетные данные для определения типа производства

Номер и наименование операции	Модель станка	мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
005 Программная	ИР500	27,04	0,8	0,18	1	0,18	4	1	1	1
010 Программная	ИР500	63,2	0,8	0,63	1	0,63	1	1	1	1
015 Радиально-сверлильная	2Н55	2,5	0,8	0,01	1	0,01	80	1	1	1

Расчёт количества деталей в партии

Такт производства определяется по формуле 1.2.7:

, мин (1.2.7)

где - фонд времени в планируемый период, ч.

Количество деталей в партии определяется по формуле 1.2.8:

, (1.2.8)

где а - периодичность запуска в днях.

Определение расчётного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах определяется по формуле 1.2.9:

, (1.2.9)

где - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин;

476 - действительный фонд времени оборудования в одну смену, мин;

0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

Число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течении целого числа смен определяется по формуле 1.2.10:

, (1.2.10)

Принятое число деталей в партии =86 деталей.

2. Технологический раздел

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ на технологичность производиться двумя методами. Качественный, который основывается на личном опыте производящего анализ и количественным, который основывается на сравнении расчетных показателей с допустимыми по ГОСТ 3.1108 - 83.

2.1.1 Качественная оценка технологичности детали

Деталь «Кронштейн» 2522-1321018 изготовлена из чугуна ВЧ 50 ГОСТ-7293-85. Деталь испытывает усталостные разрушения, изгиб, кручение, данная марка материала полностью соответствует предъявляемым требованиям к детали.

Конструкция детали позволяет изготавливать деталь с помощью обработки литьем, следовательно возможно получение заготовки близкой по форме к детали с малыми припусками, максимально экономящими материал и снижающими объем механической обработки.

Деталь имеет удобные конструкторские базы - ось центрального отверстия и нижнее основание, что технологично, так как позволяет вести обработку на одних и тех же базах, то есть выполняется принцип постоянства баз, это позволяет вести обработку большого числа поверхностей с одной установки и дает возможность вести обработку на станках с ЧПУ, так же простая форма технологических баз позволяет использовать более простые по конструкции приспособления, что удешевляет обработку.

Так как деталь представляет собой корпус, то в качестве методов обработки можно использовать растачивание, фрезерование, не требуется специальных методов обработки, следовательно, деталь технологична.

Данная деталь является средней жесткости, так как длина детали меньше ее диаметра, но в конструкции ослабляет жесткость центральное отверстие и выточки, что частично технологично, так как позволяет применять высокие режимы резания при обработке детали, но при этом может повлиять на технические требования предъявляемые к детали. Так же с точки зрения технологичности следует отметить, что при изготовлении отверстия происходит удобное не наклонное врезание сверла, при этом не требуется тщательная заточка сверл, уменьшается увод сверла.

С точки зрения качественной оценки деталь является частично технологичной, однако для окончательного вывода необходимо произвести количественную оценку.

2.1.2 Количественная оценка

Количественная оценка производится по четырем основным показателям: коэффициент стандартизации, коэффициент использования материала, коэффициентам точности и шероховатости, путем их сравнения с допустимыми значениями.

Таблица 2.1.2.1 Исходные данные для расчета коэффициента стандартизации

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных поверхностей	Квалитет точности	Значение шероховатости
2Ч45° 2 фаски	2	2	14	12,5
6 отверстий М8-6Н	6	6	6	6,3
1Ч45° 2 фаски	2	2	14	12,5
Резьба М10-7Н	5	5	7	3,2
Ш72К7	2	2	7	1,6
1,6Ч45° 6 фасок	6	6	14	12,5
Ш55 отверстие	1	-	14	12,5
Ш65 отверстие	1	-	14	2,5
Плоскость L=30	2	-	10	3,2
Итого	26	23

Коэффициент стандартизации рассчитывается по формуле 2.1.1

, (2.1.1)

где -число стандартных размеров поверхностей детали, подлежащих обработке;

- общее число поверхностей, подлежащих обработке.

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле 2.1.2

, (2.1.2)

где g-масса детали, кг; g=23;

-норма расхода материала, идущего на заготовку, с учетом потерь, кг;=24,5.

Коэффициент точности рассчитывается по формуле 2.1.3

, (2.1.3)

где - средняя точность всех размеров поверхностей, подлежащих обработке, рассчитывается по формуле 2.1.4

, (2.1.4)

где - квалитет точности размера

- количество размеров соответствующего квалитета.

Исходные данные для расчета коэффициента точности

6	6	36
7	7	49
10	2	20
14	11	154
Итого	26	259

С точки зрения механической обработки деталь считается технологичной, если , полученное значение входит в данные пределы, следовательно по данному показателю деталь является технологичной.

Коэффициент шероховатости рассчитывается по формуле 2.1.5

, (2.1.5)

где - средняя шероховатость поверхностей, подлежащих обработке, рассчитывается по формуле 2.1.6

, (2.1.6)

где -шероховатость поверхностей

- количество поверхностей соответствующей шероховатости.

Исходные данные для расчета коэффициента шероховатости

12.5	10	125
6.3	6	37,8
3.2	7	22,4
1.6	2	3,2
Итого	26	213,4

Деталь считается технологичной, если , полученное значение входит в данные пределы, следовательно деталь технологична по данному признаку.

Провед анализ технологичности конструкции детали, делаем вывод, что по большинству показателей деталь технологична.

2.2 Анализ существующего варианта технологического процесса

По базовому варианту заготовка получается литьем по 11 классу точности массой 24,5 кг ГОСТ2665-85. Технологический маршрут обработки приведен ниже в таблице.

Технологический маршрут обработки по базовому варианту

Номер и наименование операции	Модель и наименование станка	Содержание перехода
1	2	3
005 Горизонтально-расточная	Горизонтально-расточной W100-A	Фрезеровать плоскость, центровать 4 отверстия, центровать 2 отверстия, сверлить 4 отверстия, сверлить 2 отверстия, зенкеровать 2 отверстия, зенковать фаску в 2 отверстиях, развернуть отверстие.
010 Горизонтально-расточная	Горизонтально-расточной W100-A	Фрезеровать торец, расточить отверстие, фрезеровать торец, расточить отверстие, расточить фаску, фрезеровать канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать 6 фасок, нарезать резьбу, расточить отверстие, расточить канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать фаску, нарезать резьбу, фрезеровать торец, центровать отверстие, сверлить отверстие, нарезать резьбу, фрезеровать выкружку
015 Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный станок 2Н55	Нарезать резьбу в 12 отверстиях

При анализе существующего варианта технологического процесса можно отметить следующие положительные стороны:

- последовательность обработки выбрана правильно, обеспечивается шероховатость, точность и технические требования. Технологической базой является ось центрального отверстия и правый торец, соблюдается принцип постоянства и совмещения баз. В основном используются стандартные приспособления, режущий и измерительный инструмент;

- Применение на всех операциях СОЖ позволяет вести обработку с высокими скоростями резания сохраняя при этом оптимальные режимы резания;

Отрицательными сторонами можно отметить:

- Использование универсального оборудования на операциях, что нецелесообразно при среднесерийном типе производства, рекомендуется заменить на станки с ЧПУ;

- Так же следует отметить, что стружка убирается вручную, что так же не целесообразно, рекомендуется внедрить скребковый стружкоуборочный конвейер.

Рекомендуется заготовку получать литьем по 11 классу точности ГОСТ 2665-85 с целью использования в дальнейшем станков с ЧПУ, в данном случае припуска будут оптимизированы, заготовка будет максимально приближена по форме к готовой детали.

2.3 Перечень организационно-технических мероприятий по усовершенствованию существующего варианта технологического процесса

деталь кронштейн производство технологический

На основе анализа существующего варианта технологического процесса предлагаю следующий перечень мероприятий по улучшению базового варианта технологического процесса:

На основании анализа существующего варианта технологического процесса предлагаем следующий перечень организационно-технических мероприятий по совершенствованию существующего варианта технологического процесса:

1. Вместо операций 005 и 010 горизонтально-расточных, выполняемых на морально устаревших станках W100-A, ввести операции 005 и 010 Программные с выполнением на обрабатывающих центрах ИР500.

2. Применить на участке для уборки стружки шнековый конвейер.

3. Расположить оборудование с учетом норм и правил расположения оборудования в соответствии с нормами технологического проектирования участков механического цеха.

4. Пересчитать режимы резания в сторону их увеличения, нормы времени - в сторону их снижения.

2.4 Выбор и экономическое обоснование выбора вида заготовки

По базовому варианту заготовка изготавливается литьем по классу точности 11 ГОСТ 26645-85, целесообразно повысить точность заготовки с целью использования в дальнейшем станков с ЧПУ. Для этого предлагается изготовить заготовку по классу точности 10.

Экономическое сравнение базовой и новой заготовок

Экономическое сравнение проводим исходя из стоимости заготовок

, (2.4.4)

где - стоимость заготовки, руб.;

С - стоимость 1 кг заготовок, руб.;

,,,, - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

S - стоимость 1 кг отходов, руб.

Определяем экономический эффект

млн. руб.

Так как при понижении точности заготовки, с целью использования в дальнейшем станков с ЧПУ, имеется значительный экономический эффект, то целесообразнее использовать новый вариант получения заготовки.

2.5 Разработка технологического процесса

На основе предложенных мероприятий по усовершенствованию тех. процесса, предлагаю следующий маршрут обработки детали.

Маршрут технологического процесса обработки

Номер и наименование операции	Модель и наименование станка	Содержание перехода
1	2	3
005 Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Фрезеровать плоскость, центровать 4 отверстия, центровать 2 отверстия, сверлить 4 отверстия, сверлить 2 отверстия, зенкеровать 2 отверстия, зенковать фаску в 2 отверстиях, развернуть отверстие.
010 Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Фрезеровать торец, расточить отверстие, фрезеровать торец, расточить отверстие, расточить фаску, фрезеровать канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать 6 фасок, нарезать резьбу, расточить отверстие, расточить канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать фаску, нарезать резьбу, фрезеровать торец, центровать отверстие, сверлить отверстие, нарезать резьбу, фрезеровать выкружку
015 Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный станок 2Н55	Нарезать резьбу в 12 отверстиях

Размещено на Allbest.ru