Дипломная работа: Составление технологического маршрута и проектирование технологических операций изготовления детали типа Муфта

Технологичность закладывается в конструкцию при соответствующем назначении параметров деталей (материала, размеров и их отклонений, шероховатости и т. п.), форм и взаимного расположения поверхностей их элементов. Технологичность базируется на стандартизации, унификации и преемственности. Во многих случаях только возможности технологии (воплощающей в себе достижения науки и техники) позволяют достичь уникальных результатов и высоких потребительских свойств.

Технологичность не является характеристикой, которая бы однозначно выражалась в каких-либо единицах измерения. При производстве различных изделий технологичность во многом определяет себестоимость, затраты на изготовление и последующее использование.

Эскиз детали с обозначением поверхностей требующих механической обработки показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Деталь «Муфта» с указанием поверхностей

Q_Э = 14;

Q_УЭ = 11.

где Q_Э - число типоразмеров конструктивных элементов в изделии;

Таблица 2 - Характеристика поверхностей детали «Муфта»

Q_УЭ - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов.

Определим степень технологичности по следующим показателям:

1. Коэффициент использования материала

(1)

где m_Д - масса детали, кг;

m_З - масса заготовки, кг.

К_И.М. > 0,7 - следовательно, деталь по способу использования материала технологична.

2. Коэффициент унификации конструктивных элементов

(2)

К_У.Э. > 0,6 - следовательно, деталь по унификации конструктивных элементов технологична.

3. Коэффициент точности

(3)

где А_СР - средний квалитет точности.

(4)

где n_i - количество поверхностей соответствующего квалитета;

Q_Э - общее количество поверхностей.

К_Т > 0,8 - следовательно, деталь по точности технологична.

4. Коэффициент шероховатости

(5)

где Б_СР - среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру Ra.

(6)

где n_i - количество поверхностей соответствующей шероховатости;

Q_Э - общее количество поверхностей.

К_Ш < 0.32 - следовательно, деталь по параметру шероховатость технологична.

6. Выбор типа производства

Различают три основных типа машиностроительного производства: массовое, серийное и единичное. В некоторых случаях серийное производство подразделяют на крупносерийное и мелкосерийное. Первое по своим характеристикам ближе к массовому производству, второе - к единичному. Для предварительной оценки типа производства можно воспользоваться характеристикой серийности, в основу которой положена классификация деталей по их массе и габаритам. Зная данные по объему выпуска изделий, их массу и габариты, по таблице 3 можно установить тип производства.

Таблица 3 - Зависимость типа производства от объема годового выпуска и массы детали

Принимаем, что годовой план завода изготовителя включает «Муфта» объемом 1200 штук:

Массу детали на производстве определяют в программном комплексе DWG. Согласно данным предприятия масса детали «Муфта» равна 3 кг.

По таблицу 3 определяем, что наша деталь «Муфта» относится к среднесерийному производству.

Расчет объема выпуска и размера партии деталей

Годовой объем выпуска детали «Муфта» можно определить по формуле:

(7)

где - годовой объем выпуска СЕ «Муфта»;

n = 1 - количество деталей «Муфта» в СЕ;

в = 10% - процент запасных деталей.

Принимаем

Такт выпуска деталей можно определить по формуле:

(8)

где - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах:

Приближенно коэффициент закрепления операций можно вычислить по формуле:

(9)

где - среднее штучное время.

По заводскому технологическому процессу время механической обработки фланца:

= 8,6 мин

Согласно рекомендациям ГОСТ 3.1108-74, соответствует среднесерийному типу производства.

Анализ способов определения типа производства показал, что тип производства детали «Муфта» практически по всем критериям является среднесерийным.

Среднесерийное производство - наиболее распространенный тип производства. Он характеризуется постоянством выпуска довольно большой номенклатуры изделий. Это позволяет организовать выпуск продукции более или менее ритмично. Выпуск изделий в больших или относительно больших количествах позволяет проводить значительную унификацию выпускаемых изделий и технологических процессов, изготовлять стандартные или нормализованные детали, входящие в конструктивные ряды, большими партиями, что уменьшает их себестоимость.

Размер партии деталей можно определить по формуле:

(10)

где - срок, в течение которого должен храниться на складе запас деталей;

Ф = 250 дней - число рабочих дней в году.

Принимаем размер партии деталей

Число запусков деталей в месяц:

(11)

Принимаем число запусков изделий в месяц

7. Выбор и проектирование заготовки

Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовок, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологическую подготовку производства, себестоимость, надежность и долговечность изделий.

Правильно выбрать способ получения заготовки - означает определить рациональный технологический процесс ее получения с учетом материала детали, требований к точности ее изготовления, технических условий, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска.

Машиностроение располагает большим количеством способов получения деталей. Это многообразие, с одной стороны, позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики машин за счет использования свойств исходного материала, с другой - создает трудности при выборе рационального, экономичного способа получения детали.

Особенно важно правильно выбрать вид заготовки, назначить наиболее рациональный технологический процесс ее изготовления в условиях автоматизированного производства, когда размеры детали при механической обработке получаются «автоматически» на предварительно настроенных агрегатных станках или станках с числовым программным управлением (ЧПУ). В этом случае недостаточные припуски так же вредны, как и излишние, а неравномерная твердость материала или большие уклоны на заготовке могут вызвать значительные колебания в допусках размеров готовой детали.

Поэтому очень важен экономически и технологически обоснованный выбор вида заготовки для данного производства. Максимальное приближение геометрических форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали - главная задача заготовительного производства.

8. Определение вида и метода получения исходной заготовки

Заготовка - предмет производства, из которого путем изменения размеров, формы, качества поверхности получается готовая деталь. От правильного выбора заготовки в значительной мере зависят общая трудоемкость и себестоимость изготовления детали.

Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.

К заготовкам предъявляются следующие требования:

- приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали, т.е. уменьшение припусков на обработку и повышение их точности;

- технологичность конструкции заготовки;

- возможность применения наиболее прогрессивных методов получения;

- наличие удобных и надежных технологических баз и поверхностей для транспортировки;

- равномерность припуска и твердости в партии заготовок.

На выбор метода получения заготовки влияют следующие факторы:

- технологическая характеристика материала;

- конструктивная форма поверхностей и размеры заготовки;

- назначение и технические требования на изготовление;

- требуемая точность выполнения, шероховатость и качество поверхностей;

- тип производства, объем выпуска и сроки подготовки производства;

- технические возможности заготовительных цехов предприятия или возможность получения прогрессивных заготовок от специализированных предприятий;

- социальные условия, т.е. безопасность работы, утомляемость, экологические факторы;

- суммарная себестоимость изготовления заготовки.

Основными видами заготовок для деталей являются заготовки, полученные:

- литьем;

- обработкой давлением;

- резкой сортового и профильного проката;

- комбинированными методами;

- специальными методами.

Исходя из особенностей геометрических размеров, деталь «Муфта» целесообразно изготавливать либо из поковки, либо из прутка.

Рассмотрим два варианта: первый - пруток, второй - поковка.

Для определения наиболее выгодного варианта заготовок определим размеры заготовки и проведем технико-экономическое обоснование каждого из них.

9. Определение общих припусков на обработку и размеров заготовки

Для определения формы и размеров заготовки, можно воспользоваться величинами допусков на размеры и припусков на механическую обработку, указанными в табл. 1 стр.7 и табл. 4 стр. 8 [1], окончательные размеры и форма заготовки определяются после расчета линейных операционных размеров и допусков на них. На рисунке 2 обозначены поверхности, на которые определим общие припуски.

а) б)

Рисунок 2 - Эскиз заготовки детали «Муфта»: а) пруток; б) поковка.

Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.

Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.

Рассчитаем минимальный припуск на механическую обработку при обработке наружных поверхностей из прутка для поверхностей №1 и №4. по формуле:

(12)

где Rz_i-1 - высота неровностей профиля;

h_i - глубина дефектного поверхностного слоя;

?_? - суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предыдущем переходе;

е_i - погрешность установки заготовки при выполняемом переходе.

Для поверхности №1 прутка припуск будет равен половине 2z_imin.

Для торцов №2 и №3 для заготовок пруток и труба припуск не рассчитывается, так как вся партия деталей будет изготавливаться из одной заготовки.