ВЫБОР И ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей. Развитие машиностроительной промышленности способствует повышению благосостояния общества. Все машиностроительные отрасли и другие сферы жизнедеятельности нуждаются в специалистах машиностроительного профиля.

Технология машиностроения область технической науки, занимающаяся изучением связей и установлением закономерностей в процессе изготовления машин. Она призвана разработать теорию технологического обеспечения и повышения качества изделий машиностроения с наименьшей себестоимостью их выпуска.

Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом — установление и исследование внешних и внутренних связей и закономерностей технологического процесса.

Технология машиностроения как наука прошла в своем развитии через несколько этапов.

Первый этап, совпадающий с завершением периода восстановления и началом реконструкции промышленности страны (до 1929—1930 гг.) характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. В отечественных и зарубежных технических журналах, каталогах и брошюрах публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования и инструментов. Издаются первые руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Второй этап относится к периоду первых пятилеток до начала отечественной войны (1930—1941 гг.) и определяется продолжением накопления производственного опыта с проведением его обобщения и систематизации и началом разработки общих принципов построения технологических процессов.

К этому времени следует отнести начало формирования технологии машиностроения как науки в связи с опубликованием в 1933— 1935 гг. первых систематизированных научных трудов советских профессоров: А. П. Соколовского, А. И. Каширина, В. М. Кована и А. Б. Яхина.

На этом этапе разрабатываются принципы типизации технологических процессов и осуществляется их практическое внедрение; начинается разработка теории базирования заготовок при их обработке,

измерении и сборке; создаются методы расчета припусков на обработку (профессор В. М. Кован); начинаются работы по изучению жесткости технологической системы. В то же время начинаются разработка расчетно-аналитического метода определения первичных погрешностей обработки заготовок и методов исследования точности обработки на станках с применением математической статистики и теории вероятностей.

Третий этап, охватывающий годы войны и послевоенного развития (1941-1970 гг.), отличается исключительно интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической науки. Практическая проверка принципов дифференциации и концентрации операций, методов поточного производства в условиях серийного и крупносерийного изготовления военной техники, новые методы скоростной обработки металлов, применение переналаживаемой технологической оснастки.

В эти годы формируется современная теория точности обработки заготовок и подробно разрабатывается расчетно-аналитический метод определения первичных погрешностей обработки и их суммирования; развиваются и широко используются методы математической статистики и теории вероятностей для анализа точности процессов механической обработки и сборки, работы оборудования и инструмента, анализа микрорельефа обработанной поверхности и абразивного инструмента. Детально разрабатывается учение о жесткости технологической системы и ее влиянии на точность и производительность обработки и широко внедряются методы расчетов жесткости в конструкторские и технологические расчеты во многих проектных организациях и НИИ. Продолжается разработка теории базирования обрабатываемых заготовок и расчета припусков на обработку.

1. Анализ конструкции детали с учетом технологической характеристики.

Крышка подшипника – это деталь тело вращения. Конструкция детали представляет собой взаимное пересечение цилиндрических поверхностей. Образована наружными и внутренними поверхностями вращения.

Имеются шесть отверстии диаметром 82,52,42,26,30,18 мм, которые предназначены для крепления крышки к корпусу редуктора.

Отсюда можно сказать, что крышка выполняет роль опоры при вращении других деталей в сборочном узле.

Материал заготовки – серый чугун СЧ 15-32 ГОСТ 1412-70

Чугун серый – сплав железа с графитом, который присутствует в виде пластинчатого или волокнистого графита.

Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Кроме углерода, серый чугун всегда содержит в себе другие элементы. Важнейшие из них это кремний и марганец. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода лежит в пределах 2,4-3,8%, кремния 1-4% и марганца до 1,4%. Цена за тонну СЧ составляет от 6000 до 15000 рублей в зависимости от региона. Заменители: СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35.

Данный операция относиться на серийной производстве.

На основе годовой программы 1200 штук и массы детали 1.58кг необходимо приблизительно установить вид производства.

Исходя из массы детали и годовой программы принимаем серийное производство.

Для серийного производства определяется партия запускаемых деталей:

где n _{запуска} - партию запускаемых деталей;

q - число дней запаса, в течение которых должны быть заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5...8 дней.

где FД - действительный годовой фонд времени работы оборудования, равное 2030 часов;

Данный операций принадлежит на мелкосерийное.

2.2. Обоснование выбора и метода получения заготовки

Точность размеров отливок зависит от величины отливок и от способа литья.

Величина допускаемых отклонений размеров для чугунных отливок и для отливок из углеродистой стали, полученных в песчаных формах, должна укладываться в пределы, установленные нормами.

Все отливки подразделяются на три класса в зависимости от требуемой точности. Первый класс предназначается для массового производства. Он охватывает отливки, изготовляемые машинной формовкой по металлическим моделям. Второй класс относится к серийному производству, третий - к индивидуальному производству с ручной формовкой по деревянным моделям. В нормах не предусмотрены также специальные отклонения для размеров толщины стенок, в то время как отклонения основных размеров отливок прежде всего зависят от изменения толщины их стенок (искажение формы- в момент удаления модели, «раздутие» формы металлом, неточности при установке стержня и т. д.). Все эти причины вызывают иногда значительные отклонения размеров стенок по сравнению с номинальными.

Выбор методов обработки поверхностей зависит от конфигурации детали, ее габаритов и качества обрабатываемых поверхностей, вида принятой заготовки.

Необходимее качество поверхностей в машиностроении достигается преимущественно обработкой резанием.

В зависимости от технических требований предъявляемых к детали и типа производства выбирают один или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования.

Основными факторами, определяющими выбор метода и способа получения заготовок, являются нижеследующие.

1. Форма и размеры заготовки. Наиболее сложные по конфигурации заготовки получают различными способами литья. Для заготовок, получаемых методом пластического деформирования характерна более простая конфигурация, отсутствие отверстий и полостей. Для самых простых по форме деталей заготовкой является металлургический прокат в виде прутков различного сечения и труб, а также прокат периодического сечения, изготовляемого на специализированном оборудовании.

2. Точность формы, размеров и качество поверхностного слоя заготовок. Требуемая точность геометрических форм и размеров заготовок существенно влияет на их себестоимость. Чем выше требования к точности отливок, штамповок и других заготовок, тем выше стоимость их изготовления. Это определяется главным образом увеличением стоимости формообразующей оснастки (модели, штампы, пресс-формы), уменьшением допуска на ее износ, применением оборудования с более высокими параметрами точности (и, следовательно, более дорогого), увеличением расходов на его содержание и эксплуатацию.

Качество поверхностного слоя заготовки сказывается на возможности ее последующей обработки и на эксплуатационных свойствах детали, таких как усталостная прочность, износостойкость и др. Оно формируется практически на всех стадиях изготовления заготовки. Технологический процесс определяет не только микрогеометрию поверхности, но и физика механические свойства поверхностного слоя.

3. Технологические свойства материала. Методы получения заготовок накладывают вполне определенные ограничения на использование тех или иных конструкционных материалов, которые определяются по достаточности литейных свойств, пластичности, свариваемости и других характеристик. При наличии достаточного комплекса всех этих свойств у материала его выходные механические характеристики могут сильно различаться у заготовок, полученными всеми возможными методами. Так, известно, что литые заготовки имеют крупнозернистое строение, неоднородность механических свойств и химического состава по сечению отливки. Пластически деформированный металл обладает ярко выраженной текстурой в виде волокнистого строения мелких зерен; анизотропией механических свойств в зависимости от направления волокон; наклепом. В целом же, пластически деформированные заготовки обладают более высокими прочностными свойствами по сравнению с литыми.

4.Объем выпуска продукции. Количество предполагаемых к изготовлению изделий определяет выбор способа изготовления заготовок, поскольку наиболее технически и экономически совершенные способы требуют больших начальных затрат на приобретение оборудования и технологической оснастки. С увеличением количества выпускаемых изделий удельные затраты на единицу продукции снижаются и возможно использование более прогрессивных способов получения заготовок.

5. Производственные возможности предприятия. Наличие технической базы позволяет организовать выпуск новой продукции с минимальными затратами времени на подготовку и освоение производства. Поэтому, проектирование нового технологического процесса необходимо увязывать с возможностями действующего производства, загрузкой его оборудования. В то же время, при ориентации на использование новых способов получения заготовок необходима тщательная технологическая подготовка производства, приобретение и изготовление нового оборудования и оснастки, что существенно удлиняет сроки подготовки производства. В рамках курсовой работы отсутствует привязка к конкретному предприятию, поэтому при выборе метода и способа получения заготовки данный критерий можно не учитывать.

Данный критерий характеризует промежуток времени, необходимый предприятию на освоение нового для себя способа получения заготовок.

Сроки освоения производства определяются сложностью изготавливаемого изделия, характером применяемых технологических процессов и типом производства. Чем больше количество и сложность используемого оборудования и оснастки, тем больше сроки освоения производства.

Коэффициенты выбираются по следующим данным. В зависимости от точности отливок значения коэффициента k_т:

Коэффициенты, зависящие от группы сложности отливок k_с, массы отливок kв и объема производства k_п определяются.

Коэффициенты выбираются по следующим данным:

а) независимо от точности отливок коэффициента k_m равен 1.

б) в зависимости от материала отливок значения коэффициента k_м следующие:

Коэффициенты, зависящие от группы сложности отливок k_с и массы k_в, принимаются.

Коэффициент k_п для отливок, получаемых по выплавляемым моделям, определяется независимо от марки материала отливки. Группа серийности, на основании которой выбираются значения коэффициента k_п приведена.

Значения коэффициента k_п в зависимости от группы серийности составляют:

Коэффициенты выбираются по следующим данным.

а) независимо от класса точности значения коэффициента k_m принимают равными 1;

б) в зависимости от материала отливок коэффициент k_m принимается: для алюминиевых сплавов – 1; медных – 1,11; цинковых – 1,29.

Отливки к той или иной группе сложности можно отнести по следующим признакам.

I группа – удлиненные детали типа тел вращения, которые можно отливать не только стационарным, но и центробежным способом. К ним относятся простые и биметаллические вкладыши, некоторые втулки и гильзы, трубы, цилиндры, некоторые типы шпинделей с фланцами, коленчатые и распределительные валы и др. Отношение длины к диаметру у таких деталей больше единицы.

II группа – детали типа дисков: маховики и основные диски муфт сцепления, шкивы, диски, корпусы подшипников.

III группа – простые по конфигурации коробчатые плоские детали, для формовки которых не требуется большого количества стержней. К этой группе относятся передние, боковые и нижние крышки двигателей; крышки коробок скоростей, передних бабок и других корпусных деталей; суппорты станков; кронштейны; планки; вилки; рычаги.

2.3. Разработка маршрутного технологического процесса

Технологический маршрут определяет последовательность операций и состав технологического оборудования. От того, как построен технологический маршрут, во многом зависят качество детали и эффективность ее изготовления.

Разработка маршрутного технологического процесса является сложной задачей и зависит от конструкции детали, материала, требований к ее качеству, вида заготовки, масштаба выпуска.

При традиционном проектировании маршрута технологического процесса остаются неизвестными величины снимаемых припусков, число рабочих ходов при обработке каждой поверхности детали, режимы обработки, затраты времени. Таким образом, маршрут не дает информации, которая позволила бы на этом этапе проектирования подсчитывать производительность и себестоимость изготовления детали. Вследствие указанного недостатка оценить эффективность технологического процесса становится возможным лишь после проектирования операций, т. е. после полной разработки процесса. Это существенно удлиняет поиск оптимального варианта разрабатываемого технологического процесса и увеличивает трудоемкость проектирования. В то же время установленная маршрутом структура процесса: число и последовательность операций, методы обработки и оборудование - оказывают существенное влияние на стоимость, производительность и, в конечном итоге, на эффективность изготовления детали.

Другим недостатком существующей методики проектирования технологического процесса является отсутствие строгих правил по выбору последовательности обработки поверхностей детали, выбору технологических баз, объединения технологических переходов в операции.

Деталь крышка служит для ограничения осевого перемещения вала, расположенного на подшипниках в изделии (машине), за счет создания определенного натяга или гарантированного осевого зазора между торцом наружного кольца подшипника и торцом крышки. Крышки, кроме того, используются для плотного закрытия различных отверстий и пространств с целью их изоляции от окружающей среды. Деталь выполняется из чугуна СЧ15 ГОСТ 1412-85.
Крышка представляет собой деталь в форме тела вращения с габаритными размерами.
Поверхности детали выполняется по 14 квалитету. После обработки деталь подвергают контролю.

Разработка технологического процесса механической обработки детали "Крышка" в условиях среднесерийного производства. Описание объекта производства. Определение годовой программы выпуска деталей. Выбор заготовки. Расчет припусков на механическую обработку.

В большинстве марок серого чугуна содержание углерода лежит в пределах 2,4-3,8%, кремния 1-4% и марганца до 1.4%

Метод литья по выплавляемым моделям, благодаря преимуществам по сравнению с другими способами изготовления отливок, получил значительное распространение в машиностроении и приборостроении.

Промышленное применение этого метода обеспечивает получение из любых литейных сплавов сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до десятков килограммов со стенками, толщина которых в ряде случаев менее 1 мм, с шероховатостью от Rz = 20 мкм до Ra = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73) и повышенной точностью размеров (до 9-10-го квалитетов по СТ СЭВ 144-75)".

Указанные возможности метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента

Выбор заготовки для дальнейшей механической обработки является одним из важнейших этапов проектирования технологического изготовления детали. От правильного выбора заготовки, установления ее форм, размеров припусков на обработку, точности размеров и твердости материала в значительной степени зависят характер и число операций или переходов, трудоемкость изготовления детали, величина расхода материала инструмента, и в итоге, стоимость изготовления детали. При выборе заготовки предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если же сопоставимые варианты по технологической себестоимости равноценны, то предпочтительным следует считать вариант заготовки с более высоким К_им.

Существуют несколько методов получения заготовок:

Для изготовления заготовки детали "Крышка подшипника" используем песчаную форму, изготовленную под высоким удельным давлением

Область применения этого метода серийное и массовое производство.

2.4. Расчет припусков и операционных размеров детали

Припуском называется слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданной точности и качества поверхности детали. Под качеством поверхности детали (заготовки) понимают состояние её поверхностного слоя как результат воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Оно характеризуется шероховатостью, волнистостью и физико-механическими свойствами поверхностного слоя. Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурными и фазовыми превращениями, величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений, деформацией кристаллической решетки материала. При применении химико-термических методов обработки изменяется также химический состав материала поверхностного слоя. От качества поверхностного слоя детали во многом зависят ее эксплуатационные характеристики. Так, большое влияние на износ трущейся пары оказывают волнистость и макро геометрические погрешности сопряженных поверхностей. Они уменьшают поверхности контакта и увеличивают удельные нагрузки по сравнению с расчетными, что обусловливает повышенный износ поверхностей сопряжения. Уменьшая волнистость и макро геометрические погрешности, можно увеличить срок службы соединения. Влияние шероховатости поверхностей сопряженных деталей на износ в основном проявляется в процессе приработки. Наклеп, возникающий в результате обработки резанием, уменьшает износ поверхностей. Износ значительно уменьшается при термической и химико-термической обработке деталей. На уменьшение износа влияют твердость, структура и химический состав поверхностного слоя. Наличие в слое остаточных напряжений сжатия несколько уменьшает износ, а остаточных напряжений растяжения – увеличивает. Шероховатость поверхности влияет на прочность деталей, работающих при циклической и знакопеременных нагрузках, так как впадины микро профиля влияют на концентрацию напряжений и образование усталостных трещин. От качества поверхности зависит контактная жесткость стыков сопрягаемых деталей. Шероховатость и волнистость поверхностей уменьшают фактическую площадь контакта. 4 Шероховатость поверхности во многом влияет на прочность сопряжений с натягом. При увеличении микронеровностей прочность сопряжении снижается. В атмосферных условиях коррозия возникает легче и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях, а также при наклепе. Предел выносливости деталей машин часто определяется величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений в поверхностном слое. Наиболее интенсивное влияние остаточные напряжения оказывают на хрупкие материалы и тонкостенные нежесткие детали, у которых они могут вызвать искажение формы и размеров в процессе эксплуатации.

Установление оптимальных припусков на обработку является ответственной технико-экономической задачей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к потерям материала, превращаемого в стружку, увеличению трудоемкости механической обработки, к повышению расхода режущего инструмента и электрической энергии, увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе. Назначение заниженных припусков не обеспечивает удаления дефектных слоев материала и достижения требуемой точности и качества обрабатываемых поверхностей, повышает требования к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, увеличивает опасность появления брака. Величина припуска должна компенсировать все погрешности от предыдущей обработки заготовки и погрешности, связанные с выполнением рассматриваемой технологической операции. Различают общие и промежуточные припуски. Промежуточным припуском называют слой материала, снимаемый при выполнении данного технологического перехода. Общий припуск – это сумма всех промежуточных припусков снятых при обработке данной поверхности. Различают минимальные, номинальные и максимальные припуски на обработку. Расчету подлежит минимальный припуск на обработку. Колебание же размера обрабатываемой поверхности заготовки в пределах допуска на ее изготовление создает колебание величины припуска от минимального до максимального. Величины припусков на обработку могут быть установлены опытно- статическим методом или определены с использованием расчет но аналитического метода. Опытно-статистический метод применяют для обычных деталей средней точности в условиях единичного и серийного производств. Данный метод ускоряет процесс проектирования технологического процесса обработки5 деталей, но он не учитывает конкретные условия обработки данных поверхностей, что приводит к завышению припусков на обработку. Расчётно-аналитический метод определения припусков применяют в условиях крупносерийного и массового производства, а также в условиях единичного производства при обработке крупных и особенно ответственных деталей. После определения минимальных промежуточных припусков необходимо определить предельные промежуточные (меж переходные) размеры.

Промежуточными (меж переходными) размерами называют размеры, получаемые на каждом технологическом переходе.

2Z₁=5.0-припуск на диаметр для чернового точения

2Z₂=2.0-припуск на диаметр для чистового точения

Необходимее качество поверхностей в машиностроении достигается преимущественно обработкой резанием.

Таблица 5 - Методы обработки поверхностей детали "Крышка подшипника"

Специализированные, предназначенные для обработки конкретной детали. Отличительной особенностью является то, что состоят эти станки из стандартных узлов и деталей.

Специальные, предназначенные для крупносерийного и массового производств, создаются на базе универсальных станков путем оснащения их многошпиндельными сверлильными и резьбонарезными головками.

Основные типы сверлильно-расточных станков

Вертикально-сверлильные одно- и многошпиндельные.

Горизонтально-сверлильные для глубокого сверления.

В настоящее время, в связи с прогрессом в сфере механообработки, операции сверления все чаще выполняются на фрезерных или даже токарных станках. В связи с этим использование сверлильных станков существенно сократилось.

В ходе выполнения курсовой работы были получены следующие данные:

- разработан технологический процесс состоящий из 11 операций

- в качестве механизированного приспособления используется

трехкулачковый клиновой патрон с пневмо приводом.

Технология машиностроения как наука прошла в своем развитии через несколько этапов.

1. Анализ конструкции детали с учетом технологической характеристики.

Отсюда можно сказать, что крышка выполняет роль опоры при вращении других деталей в сборочном узле.

Материал заготовки – серый чугун СЧ 15-32 ГОСТ 1412-70

Чугун серый – сплав железа с графитом, который присутствует в виде пластинчатого или волокнистого графита.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: