Дипломная (вкр): Проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик»

Проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик»

Введение

Современные механизмы хозяйственной деятельности требуют от любого предприятия, рассчитывающего добиться серьезных успехов на рынке, выполнения нескольких обязательных условий:

- сокращение сроков подготовки производства

- увеличение производительности труда;

- выработки четкой процедуры учета материальных ценностей;

- обеспечения высокого качества выпускаемой продукции.

Для удовлетворения всех этих условий на машиностроительных предприятиях ведется большая работа.

Специалисты осваивают и внедряют новые материалы, новые технологические процессы изготовления изделий с наименьшей трудоёмкостью и материалоёмкостью, высокой надёжностью и долговечностью. Также большое внимание уделяется широкомасштабному использованию средств механизации и автоматизации производственных процессов.

В данном дипломном проекте был разработан проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик».

Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна»  которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолетаДеталь изготовлена из алюминия марки АК6-Т1.  

Был выбран оптимальний метод получения заготовки. Заготовка получается методом объемной горячей штамповки.Данный вид заготовки позволяет максимально приблизить контур заготовки к форме и размерам готовой детали. Это снизит трудоемкость механической обработки.

При выборе перспективного варианта технологического процесса изготовления детали проведен системный анализ по критериям: производственные площади и трудоемкость. Для этого были использованы программные комплексы AМACONT

 Припуски на операциях технологического процесса рассчитаны с использованием программного комплекса APROPOS.

В результате был разработан технологический процесс изготовления детали «Ролик» с использованием современного оборудования.

В конструкторской части для сверления сквозного отверстия диаметром 10,5 мм рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки. Для фрезерования поверхности паза рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки.

Для контроля соосности отверстий диаметром 24H7 мм. рассчитано и спроектировано специальное приспособление -соосник.

В организационно-технической части приведены расчеты потребного количества оборудования, численности работающих, производственных и вспомогательных площадей. На основании этих расчетов разработан план участка  Оборудование расставлено согласно операциям технологического процесса.

Анализ безопасности и экологичности данного проекта был проведен и рассчитан на примере двух факторов: вибрации и искусственного освещения

В экономической части приведены обоснования экономической целесообразности проектирования механического участка, оснащенного прогрессивным оборудованием и специальных механизированных приспособлений.

Специальная часть проекта посвящена теме «ультразвуковая размерная обработка».

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание конструкции и назначение детали.

Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна» которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолета. Ролик приводит в движение тягу управления двигателем через трос закрепленный на ручье ролика с помощью хомута.

Деталь «Ролик» изготавливается из  алюминия марки АК6-Т1   ОСТ 190073-85

Рисунок 1.1. 3Dмодель детали ролик

1.2 Анализ используемого материала

 Таблица 1.1. Химический состав алюминия АК6-Т1, %:

1.3. Анализ технологичности конструкции детали.

Конструкция  детали технологична, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление детали с минимальными затратами и высокой производительностью. Технологичность детали оценивается для конкретных условий производства.

Существует два вида оценки технологичности конструкции:

·   Качественный

·   Количественный

Кроме того, технологичность может быть оценена дополнительными техническими показателями:

·   - коэффициентом использования материала;

·   - коэффициентом унификации и стандартизации;

·   - коэффициентом точности и шероховатости поверхностей

1.3.1 Качественный анализ технологичности детали

При проведении качественного анализа технологичности следует проанализировать возможность обработки данной детали при условии сохранения принципа единства баз.

Деталь-Ролик изготовлена из алюминия Ак6-Т1 ОСТ 190073-85, обрабатываемость материала удовлетворительная. Деталь проходит термическую обработку,  Т1 – закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность.[3] Способ изготовления заготовки – штамповка, значительно повышает производительность труда, снижает отходы металла, обеспечивает высокую точность формы изделия и качества поверхности.

Конструктивная форма детали позволяет выполнять следующие требования по технологичности механической обработки:

- возможность простого и надежного закрепления детали на станке;

-Инструмент имеет свободный доступ к обрабатываемым плоскостям

- форма поверхностей и их размеры позволяют производить обработку на выпускаемых станкостроительной промышленностью моделях металлорежущих станков.

 Деталь имеет два ручья для хода тросика по наружному диаметру ∅144, один ручей находится по неполному диаметру. Деталь Ролик имеет два классных отверстия ∅24Н7, которые находятся на ступице; деталь имеет 4 технологических отверстия ∅33 и 2 отверстия ∅4,2 находящихся на основании, также имеется отверстие с резьбой М12х1,5; на ручье находятся отверстие ∅7,1, отверстие с резьбой М4, и паз длиной 15х4мм.;

При обработке данной детали используется специальный фасонный резец для обработки ручьев, и комбинированное сверло. Для обработки паза находящегося под углом 16⁰ на ручье, будет использоваться специальная оснастка.

 После проведения качественного анализа технологичности детали делаем вывод, что, в целом, конструкция детали является технологичной.  

1.3.2Количественный анализ технологичности детали

При проведении количественного анализа технологичности детали определяем следующие коэффициенты:

1. Коэффициент уровня технологичности по шероховатости

К_ш=(∑Rа*n)/∑n                               (1.1)

Где n-число поверхностей соответствующего класса шероховатости

К_ш=(2,5*2+3,2*1+6,3*22)/2+1+22=5,9 мкм

2. Коэффициент технологичности  обработки детали

К_т=1-(1/Т_ср)                                      (1.2)

Где Т_ср - средний класс точности обработки детали

Т_ср=∑Т*n_i/∑n_i(1.3)

Где n_i – число размеров соответствующего класса точности; Т – класс точности обработки

Т_ср= (10*2)/2=10

К_т=1-(1/10)=0,9

3. Коэффициент унификации

К_у=∑m/∑M                       (1.4)

Где М – общее число размеров; m – число унифицированных размеров

                                                                 К_у=31/56=0,5

4. Коэффициент использования материала

К_им= м_д/м_з(1.5)

Где м_д =0,23 кг; м_з=0,6 кг.

К_им=0,23/0,6=0,4

ВЫВОД: На основании качественной и количественной оценки  технологичности установлено, что деталь ролик технологична, показатели технологичности указывают, что деталь легко обрабатывается.

1.4 Выбор и обоснование исходной заготовки

Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, её массой, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Для изготовления заготовки детали «ролик», используется материал - алюминий марки АК6-Т1   ОСТ 190073-85

Выбрать заготовку, значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Для выбора заготовки сделаем сопоставление двух возможных способов получения заготовки методом:

   1-ый вариант –заготовка из проката – круг.

2-ой вариант – заготовка из штамповки.

При сравнении заготовок различных видов и способов изготовления можно воспользоваться коэффициентом использования материала:

К_им=m_д/m_з,(1.6)

гдеm_д  = 0,23 кг - маса детали;

m_з  - маса заготовки;

m_з1 =1,28 кг - заготовка изкруга,

m_з2= 0,6кг - заготовка из штамповки.

К_им1 =0,23/1,28=0,2;

К_им2 =0,23/0,6=0,4.

Экономическое  сравнение  вариантов  заготовок  при   принятии окончательного решения может выполняться:

1. по технологической себестоимости заготовки;

2. по цеховой себестоимости заготовки;

3. по себестоимости изготовления детали;

4. по приведенным затратам на изготовление заготовки;

5. по приведенным затратам на изготовление детали.

Выбираем четвертый вариант.

Определим стоимость основных материалов заготовки: [1]

М=Ц_з –Ц_о* т_о;               (1.7)

где Ц_з -цена заготовки;

Ц_о — цена отходов, Ц_о = 22руб./кг;

т_о - масса отходов,

т_о1 =1,05 кг - масса отходов  заготовки полученной  проката;

т_о2 =0,37 кг - масса отходов из штамповки.

Ц_з=m_з* Ц_м ,

где цена материала Ц_м1- 294 руб, Ц_м2 – 97,5 руб.

Ц_з1 = т_з1* Ц_м1=1,28*294=376,32  руб.

Ц_з2 = т_з2* Ц_м2 =0,6*97,5=58,2 руб.

М₁=376,32  -22*1,05=353,22руб.

М₂=58,2 -22*0,37=50,06 руб.

Таблица 1.3. таблица сравнения заготовок

Учитывая конфигурацию, размеры детали и цену на заготовку отдаем предпочтение второму варианту – изготовление заготовки из штамповки, близкую по форме и размерам к детали.

1.5 Разработка технологического процесса обработки детали

Технологический процесс проектировался под станки с числовым программным управлением.  При выборе режущего инструмента использовался стандартный режущий инструмент, для облегчения трудоемкости в операции 025 и 085 используется специальный инструмент-фасонный резец и комбинированное сверло.

Модель станка выбирают из следующих соображений:

1. соответствий   основных   размеров   станка   габаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;

2. соответствие станка по производительности заданному масштабу производства;

3. возможность работы на оптимальных режимах резания;

4. соответствие станка по мощности;

5. возможность  механизации  и   автоматизации  выполняемой обработки;

6. наименьшая стоимость обработки;

7. необходимость использования имеющихся станков.

В процессе обработки алюминиевых сплавов происходит налипание обрабатываемого материала, что затрудняет достижение необходимой шероховатости поверхности, ухудшает точность обработки. Применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) улучшает обрабатываемость материала и обеспечивает повышение периода стойкости инструмента до двух раз и более согласно [6]. По рекомендациям [6] применяем 5%  эмульсию.

При разработке технологического процесса производим нормирование операций согласно  [7], [8], [9].

Таблица 1.4 Разработка технологического процесса обработки детали