Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали кольцо подшипника

Размещено на http: //www. allbest. ru/

ВВЕДЕНИЕ

Ведущую роль в современном машиностроении играют станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ сейчас используются практически во всех направлениях машиностроения, выполняя разнообразные технологические операции - от токарных до шлифовальных и т.п. Станок с ЧПУ реализует заложенную в него программу работы, совершая требуемые операции автоматически. Опции, которые позволяют вводить и изменять нужные параметры работы станка, размеры, точность и переключаться на нужные режимы работы - все это открывает колоссальные возможности при обрабатывании металлических заготовок.

Для эффективного использования станков с ЧПУ необходимо создать систему организованного обеспечения. Она должна представлять собой комплекс взаимодействующих мероприятий, подчиненных основной задаче - изготовлению деталей высокого качества в намеченные сроки при минимальных затратах труда и себестоимости. Система организации работ должна включать технико-экономическое обоснование применения станков с ЧПУ, номенклатуру деталей для обработки на станках, специальную структуру системы, надлежащее обслуживание станков, автоматизированную разработку управляющих программ.

Практически все современные станки с ЧПУ сочетают в себе высокую точность, надежность, скорость работы и простоту в использовании. Кроме того, станок с ЧПУ освобождает оператора от необходимости проведения необходимых расчетов - программа безошибочно функционирует в соответствии с подсчетами. Станки с ЧПУ предоставляют свести к минимуму роль оператора, а также меньше взаимодействовать с производственными аппаратами, вследствие чего повышается безопасность техпроцесса.

Современные технологии и ощутимым повышением производительности. Согласно последним подсчетам, высокая скорость и точность обработки деталей и заготовок предоставляет возможность увеличить эффективность производства в несколько раз.

Данный дипломный проект раскрывает технологию изготовления детали типа «Кольцо» на токарно-фрезерном станке с ЧПУ DOOSAN Lynx 220LY.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ «КОЛЬЦО НАРУЖНОЕ» В УСЛОВИЯХ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОПЕРАЦИИ ОКОНЧАТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СООТВЕТСТВИЯ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛИ ТРЕБОВАНИЯМ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

1.1 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 1 можно установить тип производства.

Таблица 1 Зависимость типа производства от объема годового выпуска и массы детали

Принимаем, что годовой план завода изготовителя включает «Кольцо наружное, 186909;П.01» объемом 1200 штук:

Массу детали определяем по формуле:

где р = 3,14

сo - плотность материала кольца,

S - стенка кольца,

D - наружный диаметр кольца,

L - высота кольца.

По таблицу 1 определяем, что наша деталь «Кольцо наружное, 186909;П.01» относится к среднесерийному производству.

1.1.1 Расчет объема выпуска и размера партии деталей

Годовой объем выпуска детали «Кольцо наружное, 186909;П.01» можно определить по формуле:

где - годовой объем выпуска СЕ «Кольцо наружное, 186909;П.01»; n = 1 - количество деталей «Кольцо» в СЕ;

в = 10% - процент запасных деталей.

Принимаем

Такт выпуска деталей можно определить по формуле:

где - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах,

Приближенно коэффициент закрепления операций можно вычислить по формуле:

где - среднее штучное время.

По заводскому технологическому процессу время механической обработки кольца:

= 8,6 мин

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

Анализ способов определения типа производства показал, что тип производства детали «Кольцо наружное» 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:

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:

Принимаем число запусков изделий в месяц

1.2 Описание служебного назначения детали

Кольцо наружное 186909;П.01 - это кольцо радиального шарикового подшипника. Шарикоподшипники данного типа способны воспринимать радиальные нагрузки и осевые нагрузки в обе стороны. Величина осевой нагрузки не должна превышать 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Подшипники обладают большой быстроходностью и с успехом применяются при чисто осевых нагрузках и высокой частоте вращения, когда упорные подшипники уже неработоспособны.

Радиальные подшипники фиксируют осевое перемещение вала в обе стороны. Они хоть и не являются самоустанавливающимися, но допускаются при высоких скоростях небольшие перекосы валов при повышенных зазорах. Однако, для обеспечения расчетной долговечности подшипника желательно, чтобы перекосы были как можно меньше.

Крепежные отверстия на типе подшипника 186909 упрощают крепление подшипника в корпусе.

Габаритные размеры детали «Кольцо наружное»: наружный диаметр - 68 мм, высота кольца - 6 мм, масса - 52,5 г. Деталь «Кольцо наружное, 186909;П.01» изготавливается из стали ШХ15-Ш.

Материал заменитель: ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Сталь ШХ15-Ш - сталь конструкционная подшипниковая. Свойства данной стали представлены в таблице 2.

Таблица 2 Свойства материала ШХ15-Ш

1.3 Анализ соответствия технических условий и норм точности назначению детали

Технические требования и нормы точности вытекают из служебного назначения детали и являются результатом преобразования качественных и количественных показателей служебного назначения детали в показатели размерных связей ее исполнительных поверхностей.

К деталям типа тел вращения предъявляют комплекс технических условий, определяемых из служебного назначения детали. Соблюдение технологических условий означает формирование требуемых физико-механических свойств материала детали, получение необходимой прочности и виброустойчивости, обеспечение требуемой геометрической точности детали и создание условий для удобства выполнения механосборочных и эксплуатационных работ. Технические условия, относящиеся к параметрам геометрической точности детали, выполняют в результате обработки резанием на различных этапах технологического процесса изготовления детали.

При изготовлении детали необходимо обеспечить следующие технические условия:

Поверхность диаметром 68_-0,007 с шероховатостью Ra = 2,5 мкм и средней конусообразность 0,02 мм является базовой, предназначена для установки подшипника и служащая для ориентирования детали в изделии.

Внутренняя поверхность диаметром 56,5^+0,05 с шероховатостью Ra = 3,2 мкм, предназначена для установки внутреннего кольца и шариков подшипника.

Шесть сквозных отверстий с резьбой М2-6Н на торце детали служат для крепления подшипника в корпусе.

Остальные поверхности являются свободными и предназначены для соединения основных и вспомогательных баз.

Материал: сталь конструкционная подшипниковая ШХ15-Ш - соответствует конструктивным и прочностным характеристикам детали.

После автоматно-токарной обработки деталь проходит термообработку для обеспечения твердости 50 HRC_Э.

Остальные ТТ по ОСТ 3-3189-75. Отраслевой стандарт предусматривает ряд технических требований, предъявляемых к механической обработке и обеспечивающих требуемое качество.

1.4 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции - совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих возможность оптимальных разовых затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, условий изготовления и эксплуатации.

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 «Кольцо наружное» с указанием поверхностей

Таблица 3 Характеристика поверхностей детали «Кольцо наружное»

Q_Э = 28;

Q_УЭ = 26

где Q_Э - число типоразмеров конструктивных элементов в изделии;

Q_УЭ - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов.

Определим степень технологичности по следующим показателям:

1. Коэффициент использования материала

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

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

3. Коэффициент точности

где А_СР - средний квалитет точности.

где n_i - количество поверхностей соответствующего квалитета;

Q_Э - общее количество поверхностей.

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

4. Коэффициент шероховатости

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

где n_i - количество поверхностей соответствующей шероховатости;

Q_Э - общее количество поверхностей.

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