Технологический процесс изготовления детали "Прокладка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть

1.1 Введение

Холодная штамповка является одним из наиболее прогрессивных технологических методов производства: она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.

В техническом отношении холодная штамповка позволяет:

1. получать детали весьма сложных форм, изготовление деталей другими методами обработки невозможно или затруднено;

2. создавать простые и жёсткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;

3. получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработкой.

В экономическом отношении холодная штамповка обладает преимуществами:

1.экономичным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2. весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

3. массовым выпуском и низкой стоимостью изготавливаемых изделий;

Штамповка деталей путём выполнения нескольких разделительных операций в большинстве случаев экономически невыгодна, вследствие чего обычно применяют методы комбинированной штамповки, одновременное сочетание две или несколько из указанных деформаций и отдельных операций.

Комбинированная штамповка представляет собой совмещение в одном штампе двух или нескольких технологических различных операций штамповки.

Холодная листовая штамповка применяется в машиностроительной приборостроительной и других отраслях. Наибольшее распространение холодная листовая штамповка получила в крупносерийном и массовом производстве.

Целью курсового проектирования является систематизация, углубления и закрепление теоретических знаний; полученных при изучении специальных курсов, применение этих знаний при комплексном решении конкретной инженерной задачи, развитие навыков самостоятельной и творческой работы.

Основная задача курсового проектирования - разработка новых, более прогрессивных и эффективных решений по основе анализа действующих технологических методов, процессов изготовления изделия при сопоставлении технико-экономических показателей.

1.2 Описание конструкции детали, анализ технологичности, свойства материала

Прокладка - деталь представляющая простую геометрическую форму круга с отверстием. Наименьшее расстояние от края пробиваемых отверстий наружного контура равно 17мм выполняется техническому требованию (должно быть не менее S или S1.5). Наименьшее расстояние между отверстиями при одновременной пробивке тоже выполняется по справочнику и соответствует требованиям b = (2?3)S. Прокладка выполняется из пропитанного картона по ГОСТ 9347-74 толщиной 0.8мм.

Рисунок 1 - Эскиз детали

D = 550мм, d = 480мм, 24 отверстия d1 =17мм

Технологичность листоштампованных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.

Под технологичностью следует понимать совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное использование детали, её изготовление и обработку.

Основным показателем технологичности листовых холодноштампованных деталей является:

1. наименьший расход материала

2. отсутствие последующей механической обработки

3. наименьшее количество требуемого оборудования

4. наименьшее количество оснастки

5. увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом

Заключение: деталь является технологичной.

Таблица 1. Свойства пропитанного картона ГОСТ 9347-74

Название	Величина
Объёмная масса, г ? см	не менее 0.75
Размер листа: длина ? ширина	3000?1500
Предел прочности ув, кгс ? см	1.4
Впитываемось за 6 часов при полном погружении %: воды бензина масла	60 35 35

Картон предназначен для изготовления уплотнительных прокладок во фланцевых и других соединениях. Картон выпускают марок А - пропитанный, Б - непропитанный. Картон марки А толщиной до 0.8мм (включительно) вырабатывают в листах и рулонах, картон толщиной 1.0мм и 1.5мм вырабатывают в листах.

технологический процесс изготовление деталь прокладка

2. Технологическая часть

2.1 Расчёт размеров исходной заготовки, выбор переходов штамповки

В связи с тем, что формоизменяющие операции не производятся, то размеры заготовки соответствуют детали. Диаметр заготовки 550мм, диаметр отверстия 480мм.

2.2 Раскрой материала и определение нормы расхода

Раскроем материала называют упорядоченное расположение заготовок или деталей по листу, полосе или ленте. От качества раскроя зависит коэффициент использования материала, а иногда и качество изделия.

Раскрой с отходами:

Прямой раскрой характеризуется одинаковой величиной перемычки между деталями и между деталью и кромкой полосы. Оси деталей симметричны и перпендикулярны кромкам полосы. Применяется для деталей простой геометрической формы с ручной или автоматической подачей полосы.

Значит, для своей детали выбираем прямой раскрой с отходами.

Рисунок 2 - Схема раскроя

Расчёт нормы расхода.

лист 3000мм?1500мм

Ширина полосы.

B = lg + 2b

где lg - размер детали в направлении перпендикулярном длине полосы, lg = 550мм, b - ширина перемычки, b = а =1.1мм

В = 550+2·1.1= 552.2мм

Принимаем В = 560мм

Шаг подачи.

t = bg + a

где bg - размер детали в параллельном направлении длине полосы, bg =550мм, а - перемычка, а = 1.1мм

t = 550+1.1= 551.1мм

Количество полос из листа.

где Ln - длина листа

Количество деталей из полосы.

где Вn - ширина листа

Принимаем

Количество деталей из листа.

n = n1· n2

n = 5· 2 = 10

Норма расхода.

где Мл = Ln · Bn · h ·с,

Мл = 3·1.5·0.0008·0.75=0.0027 г

с - Плотность картона г ? см,

Коэффициент использования картона.



где Fg - площадь детали,

Fл - площадь листа

2.3 Выбор маршрутной технологии.

Деталь 540-2402034 производится по следующей технологии

1.Резка

2.Резка на карточки

3.Совмещённая штамповка

4. Контроль

2.4 Расчёт технологических усилий и выбор оборудования

Резка на полосы.

где - угол наклона ножей, = 6

- предел прочности при срезе

= (0.7- 0.8)

= 1.4 кгс ? см= 14МПа

= 0.7·14 = 9.8 МПа

Усилие резки на карточки.

Усилие резки на карточки будет точно такое, как и усилие резки на полосы. Так как резка производится на тех же ножницах.

Совмещенная штамповка.

Робщ = Р1+ Р2 + Р3

где Р1 - усилие вырубки

Р2 - усилие пробивки

Р3 - усилие пробивки отверстий.

Р1 = U· h ·

где U - периметр вырубаемого контура;

U= р·d

U=3.14·550 = 1727мм

Р1 = 1727·0.8·9.8 = 13539.68 Н

Р2 = U· h ·

U=3.14·480 = 1507.2мм

Р2 = 1507.2·0.8·9.8 = 11816.45 Н

Р3 = U· h ·

U= (3.14·17)24=1281.12мм

Р = 1281.12·0.8·9.8 = 10043.98 Н

Робщ =13539.68+11816.45+10043.98 = 35400.11 Н

Выбор оборудования.

Таблица 2. Технические требования пресса К 3732

Название	Обозначение	Величина
Усилие пресса, кН	Р	1600
Ход ползуна, мм	h	200
Частота движения ползуна	n	30
Номинальная закрытая высота, мм	H	600
Уровень торца направляющих ползуна, мм	Hп	520
Толщина подштамповой плиты, мм	Hпл	130
Изменение длины ползуна, мм	?ш	160
Расстояние между стойками в свету, мм	Lс	2000
Размер подштамповой длина, мм ширина, мм	Aпл Bпл	2000 1250
Усилие прижима, кН	Q	300
Размеры окон в стойках ширина, мм высота, мм высота над уровнем стола, мм	Aок Hок lок	750 350 120

2.5 Отделочные операции

Отделочные операции применяются для подготовки, улучшения качества поверхности, удаления, зачистки заусенца. В зависимости от формы детали и свойства материала применяют механические, электрические и другие способы.

Голтовку применяют для удаления заусенцев, оставшихся после разделительной операции, скручивании острых кромок, очистки небольших деталей от окалины. Сущность процесса заключается во взаимном перемещении заготовок относительно друг друга и очищении среды во вращающемся барабане. Для лучшей очистки деталей галтовочный барабан наполняют различными смесями: песок, опилки стекло, порошки …

Для данной детали отделочные операции не применяются, так как она изготовляется из картона.

2.6 Контроль качества

В цехах холодной штамповки технический контроль предусматривается перед началом штамповки контроль наладки, установки процесса штамповки, контроль полуфабрикатов, контроль готовой продукции. Контроль продукции осуществляется рабочими и контролёрами ОТК. Если при приёме контролёр обнаружил дефект в партии деталей, то вся партия возвращается.

Число контрольных операций в процессе изготовления зависит от сложности формы детали, габаритов, точности и шероховатости. Среди методов контроля распространены: лабораторный анализ, контроль формы и размеров деталей, технологические пробы, контрольные испытания.

Необходимые контролируемые параметры:

толщину полосы 0.8±0.1мм МЛО 10-2 микрометром ГОСТ 6507-90

размер карточки после резки 560±3; 560±3 мм Р1Н2Д рулетка ГОСТ 7502-98

диаметр 550-1.1; диаметр 480+0.97 Ш Ц-111-250-630-0.1 штангенциркуль ГОСТ 166-89

диаметр 17±0.43, 24 отверстия Ш Ц-1-125-0.1-2 штангенциркуль ГОСТ 166-89

диаметр 510±0.25 Ш Ц-1-125-0.1-2 штангенциркуль ГОСТ 166-89

2.7 Механизация и автоматизация процессов штамповки

Механизация - полная или частичная замена физического труда человека на работу машины. Если рабочий не только управляет машинной, но и выполняет часть производственной операции вручную, то механизация называется частичной.

При автоматизации машина по заданной программе выполняет подачу заготовки в штамп, удаление готовых деталей и отходов, а рабочий оператор только контролирует её работу.

Валковая подача.

Валковая подача применяется для подачи ленточного и полосового материала.

Валковые подачи могут быть односторонние и двусторонними. Односторонние подачи могут быть тянущие и толкающие. Двусторонние являются одновременно тянущие и толкающие. Валки такой подачи расположены по обе стороны штампа, синхронно поворачиваются и протягивают ленту через рабочую зону. Привод валков осуществляется от коленвала с помощью рычагов и храповых или фрикционных устройств. При движении ползуна вверх валки поворачиваются и перемещают ленту на шаг подачи. При рабочем ходе ползуна сцепление между валками отсутствует, вследствие чего они не вращаются.

3. Конструкторская часть

3.1 Описание конструкции и работы спроектированных штампов

Для штампов использован стандартный блок с направляющими колонками. В верхней части штампа установлен в пуансонодержателе центральный пуансон. К тому же пуансонодерателю прикреплена вырубная матрица посредством обоймы, жёстко соединённой с верхней плитой штампа. К нижней плите прикреплён пуансон-матрица. Отходы полосы снимаются с пуансон-матрицы подпружиненным съёмником, а отштампованная деталь выталкивается из верхней матрицы выталкивателем, действующим в верхнем положении штампа от поперечины ползуна пресса.

Принцип работы штампа таков:

Карточка поступает в матрицу штампа. После опускания пуансона одновременно происходит: вырубка наружного контура и пробивка детали, пробивка отверстий в детали. Отходы от пробивки удаляются крючком, а отходы от пробивки отверстий выталкиваются толкателем в нишу для отходов в нижней плите и удаляются заслонкой после штамповки 10 деталей. Деталь удаляется пинцетом после остановки пресса.

3.2 Определение закрытой высоты штампа

Закрытая высота штампа (в нижнем положении) должна находиться между наибольшей и наименьшей закрытой высотой пресса.

Наименьшая закрытая высота

Н2 = Н - М

где М - величина регулировки длины шатуна

Н2 -наибольшая закрытая величина пресса (расстояния от плиты до ползуна в его нижнем положении при максимальном ходе и наименьшей линии шатуна)

Н2 = 600-160 = 440 мм

Н - 5 ? Ншт ? Н2 +10

где Ншт - закрытая высота

500-5 ? Ншт ? 440+10

595 ? Ншт ?450

595 ? 530 ? 450

Условие выполняется.

3.3 Расчёт исполнительных размеров деталей штампа

а)

б)

Рисунок - 3. Схемы построения допусков на изготовление матриц и пуансонов. а) вырубка наружного контура, б) пробивка отверстия

Вырубка наружного контура

Исполнительные размеры матрицы

где - допуск

=1.75

- допуск на изготовление матрицы

мм

Исполнительные размеры пуансона

где z - наименьший двусторонний зазор

z =0.05

Пробивка контура

Исполнительные размеры матрицы

где = 1.55

Исполнительные размеры пуансона

Пробивка отверстий

Исполнительные размеры матрицы

где = 0.43

Исполнительные размеры пуансона

3.4 Расчёт деталей штампа на прочность

Расчёт опорной поверхности головки пуансона на смятие

где F - опорная поверхность пуансона

F = 379.94 мм

Р - усилие пробивки отверстия

Р = 418.5 Н

Расчёт пуансона на сжатие в наименьшем сечении

где f - поверхность пуансон

d = 8 мм

- допускаемое напряжение на сжатие



?

Условие выполняется

Расчёт свободной длины пуансонов на продольный изгиб

где n - коэффициент безопасности

n = 2 ? 5

Е - модуль упругости

Е = 2.2·10

J - момент инерции сечения

3.5 Выбор материала деталей штампа

Таблица 3. Материалы деталей штампа

Детали штампов	Марки материала	Термообработка
	Основная	Заменители
Секция пуансона	У10А, Х12Ф1	5ХВ2С, ШХ15	Калить
Выталкиватель	Стали 40, 45	Ст 5	Калить
Пластина	Сталь 35	-	-
Плита нижняя	СЧ 21 - 40	Сальное литьё 30Л, 40Л	Калить HRC 50 - 54
Пуансон-матрица	Сталь 40Х	-	Калить HRC 35 - 40
Державка	Сталь 35	-	-
Плита верхняя	СЧ 21 - 40	Стальное литьё, 30Л, 40Л	Калить HRC 50 - 54
Толкатель	40, 45	Ст 5	Калить HRC 50 - 54
Матрицы секция	У10, У10А	Х12, ШХ15	Калить
Пуансон	У10, х12Ф1	5ХВ2С, ШХ15, Х12	Калить

4. Организационная часть

4.1 Определение типа производств

В зависимости от штампованных деталей выпускаемых в течении года листоштамповочные цехи бывают с массовым и различной серийности производства.

Типовые признаки серийности в листоштамповочном производстве приведены в таблице.

Таблица 4. Типовые признаки серийности производства в листоштамповочном производстве

Типовые признаки	Тип производства
	Массовое	крупносерийное	серийное	мелкосерийное	единичное
Характер производства	Не прерывное поточное	Поточными крупными партиями	Поточное ср-ми парт-ми	Групповая штамповка
Типы оборудования	Поточно-механизированные и автолинии	Специальные и штамповочные автоматы. Переналаживаемые поточно-механизированные линии штампов	Поточные линии. Прессы полуавтоматы	Универсальные прессы	Обтяжные и листа-гибочные прессы. Мелкие, средние прессы. Роликовые ножницы
Ориентационный годовой выпуск, тыс. шт.
Особо крупные и крупные детали	? 400	? 50	? 10
Средние детали	? 800	? 100	? 20	? 1	Единицы десятки, сотни
Мелкие и особо мелкие детали	? 200	? 200	? 50

Годовая производственная программа составляет 2300000 штук, производство относится к массовому.

4.2 Нормирование операции и определение штучного времени

Расчёт нормы штучного времени определяется по формуле

где То - основное время

Тв - вспомогательное время

К - Коэффициент на организационно техническое обслуживание

К=1.12

Таблица 5. Расчёт норм штучного времени

Переход	Номер таблицы	Время на 100 шт.мин
		Основное	вспомогательное
			перекрываемое	Не перекрываемое
Взять заготовку и установить в штамп по упору (свободно)	3.28	-	-	7
Включить пресс на рабочий ход	3.25	-	-	0.18·100 =1.18
Пробить отверстие	3.24	0.033·100 =3.3	-	-
Снять деталь со штампа и уложить в ящик	3.30	-	-	2.80
Итого		3.3		11.6

Норма штучного времени

на 100 штук

0.16 мин на одну деталь

4.3 расчёт количества оборудования и его загрузка

Необходимое количество оборудования каждого вида определяется по формуле

где Т - норма времени на годовую программу

Т= Тшт П

где П - годовая производственная программа

П=2300000штук

Fg = 3890 часов

Необходимое количество оборудования для вырубки, пробивки равно

Принимаем Ср.пр = 2

Коэффициент загрузки оборудования вычисляется по формуле

где Ср.пр - принятое количество оборудования

- необходимое количество оборудования

0.75 ? 0.85

Условие выполняется

4.4 Расчет численности рабочих и производственного персонала

Все рабочие на участке делятся по категориям

а) производственные рабочие

б) исполнительные рабочие

в) инженерно-технические рабочие

4.4.1 Количество производственных рабочих выполняющих технологические операции основного производства определяются по формуле

где Fg - действительный годовой фонд времени

Fg = 2004 часов

Кн = 1.1

Принимаем по участку 3 производственных рабочих

4.4.2 Численность вспомогательных рабочих определяется по формуле

где Q - количество обслуживающих объектов

Нс - норма обслуживания

Нс = 1.5

Ксм - коэффициент сменности

Ксм = 2

Ксп - коэффициент учитывающий потери

Принимаем двух вспомогательных рабочих:

наладчик 2 разряда

крановщик 2 разряда

Остальные работы выполняются цеховым персоналом

4.4.3 Для руководства участком вводится должность сменного мастера, при подчинении ему не менее 25 основных рабочих, так как на участке работает 3 основных рабочих, то из числа высококвалифицированных рабочих выбирается не освобождённый бригадир, который вошёл в расчёт производственных.

Таблица 6. Данные расчёта

Категории работающих	Количество человек	Удельный вес %
Производственные рабочие	6	60
Вспомогательные рабочие	4	40
ИТР	-	-
Итого	10	100

4.5 Организация рабочего места

Высокая производительность труда и продуктивные методы возможны лишь при наличии правильной организации трудового процесса и рабочего места.

В организацию места штамповщика входит:

- правильная и наиболее удобная планировка рабочего места включает способы и места укладки заготовок, готовых изделий и отходы

- необходимая подготовка материалов и полуфабрикатов

- обеспечение рабочего места вспомогательным инструментом

- содержание исправности и рабочей готовности пресса и штампов

- содержание рабочего места в чистоте и порядке

Планировка и организация рабочего места зависит от вида и размера заготовки, степени механизации работ, способа подачи заготовки, способа удаления детали, типа прессов и размеров штампуемой детали.

Рисунок 4. Схема планировки и организации рабочего места: 1 - пресс; 2 - стол для заготовок; 3 - место для готовых деталей; 4 - ящик для отходов

4.6 Охрана труда, техника безопасности

Охрана и труда - система правовых социально-экономических, организационных, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность и работоспособность человека в процессе труда.

Техника безопасности - система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на рабочих опасных производственных факторов.

При устройстве на работу рабочий должен пройти инструкцию по ТБ. Ответственность за мероприятие по охране труда и ТБ в цехах несёт начальник цеха, на участке производственный мастер.

Общие правила при работе на прессах:

В начале работы необходимо:

1) Убедиться в хорошем состоянии пресса и рабочего места

2) Обеспечить необходимую смазку пресса

3) При необходимости отрегулировать местное освещение

4) Проверить исправность пресса на холостом ходу

Во время работы необходимо

Внимательно относится к сигналам, подающимся с грузоподъёмных средств

Во время работы не отвлекаться

3) При ремонте, чистке или смазке пресса вывешивать надпись:

«Не включать ремонт »

4)Запрещается прикасаться к электрооборудованию и к электрическим устройствам, открывать двери электрических шкафов и прикасаться к клеммам.

Размещено на Allbest.ru