Станкостроительная инструментальная промышленность

         Введение

Станкостроительная инструментальная промышленность – основа для развития всей отрасли народного хозяйства, ускорение научно-технического прогресса.

Технический прогресс машиностроения характеризуется как улучшением конструкции машин, так и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Основная задача – изготовить машину заданного качества в нужном количестве при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности.

Использование специалистов, имеющих квалификацию и умеющих решать технологические задачи – необходимое условие непрерывного совершенствования машиностроительного производства.

В настоящее время в промышленном производстве большое значение приобрело требование повышения производительности при высокой гибкости производственного процесса, которая удовлетворяется за счет использования средств автоматизации и перестраиваемого технологического оборудования. Станки с ЧПУ представляют собой новый вид оборудования, предназначенного для гибкого производства. Основной эффект от применения этих станков получается в значительной мере от сложения вспомогательного и увеличения доли машинного времени в составе штучного времени по сравнению с обычными универсальными станками, что сокращает общую трудоемкость в изготовлении деталей и делает технологию, использующую системы и оборудование с ЧПУ – основой машиностроительного производства.

              В данной курсовой работе рассмотрены, рассчитаны и представлены материалы по разработке и изготовлению детали 353133 – «Солдатик». В технологической части проведен анализ конст­рукции детали на технологичность, решена проблема с выбором метода по­лучения заготовки, приведены расчеты режима резания, технической нормы времени. С помощью программного комплекса ASTRA выполнен расчет тех­нологических размеров. Технологический процесс разрабатывается на основе исходной базовой информации в виде рабочего чертежа детали, технических требований, регламентирующих точность, параметры шероховатости по­верхностей и другие требования качества.

Целью разработки и осуществления технологического и производственного процессов является получение конечного продукта - готового изделия, детали. 

1 Анализ конструкции детали и требований к ее изготовлению

Деталь– «Солдатик» предназначена для базирования инструмента на строгальном станке (рисунок 1.1). Его исполнительными поверхностями являются– паз 22 мм, резьбовое отверстие М20 мм. Торец диаметром 58 мм и шейка диаметром 45 мм являются основными конструкторскими базами (ОКБ), что следует из служебного назначения детали. Свободные поверхности (СП) – наружная цилиндрическая поверхность диаметром 44 мм и конусная поверхность диаметром 44-35 мм , торец диаметром 35 мм.

Рисунок 1.1 – Общий вид детали

Рисунок 1.2 – Функциональное назначение поверхностей детали

1.1.1 Технологический контроль чертежа

Изучение чертежа детали  показало:

1) Представленный чертёж содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. достаточное количество видов, разрезов для однозначного понимания конфигурации детали;

2) На чертеже указаны все необходимые размеры с допусками, «лишних» размеров нет. Допуски свободных размеров оговариваются техническими требованиями;

3) Шероховатость поверхностей указана с учётом условий работы детали в сборочной единице;

4) Неуказанные отклонения формы и расположения лежат в пределах соответствующих допусков;

5) Чертеж детали содержит сведения о: материале детали – Сталь 40Х ГОСТ 4543-61; термообработке 36…40 HRCЭ неуказанных предельных отношений размеров механически обрабатываемых поверхностей по ГОСТ 30893.1.

1.1.2 Анализ требований к изготовлению детали

Параметры точности допуска расположения и квалитета точности находятся в соответствии, но параметры квалитетов точности и шероховатости соответствуют не везде.

Не выполнение технических требований задаваемых чертежом, приведет к тому, что данное изделие и другие детали, сопряженные с ним будут работать в ненормальных условиях, т.е. произойдет их интенсивный износ, снизится надежность и долговечность изделия.

2 Определение типа производства по базовому техпроцессу

В машиностроении различают три основных типа производства: массовое, серийное, единичное.

Единственным количественным показателем, определяющим тип производства, является коэффициент закрепления операций (ГОСТ 14.004-83).

,

где  ∑О – суммарное число операций, выполняемых в цехе.
               ∑Р – суммарное число рабочих мест.

Таблица 1. Данные по трудоемкости технологических операций.

Сначала определяется расчетное число единиц оборудования для каждой из технологических операций.

,

где  N- годовой объем выпуска, шт/год;

       tштi – штучное время для i-той операции мин;

       F∂= 2070 час – действительный годовой фонд времени при работе на одну смену,   час;

      S=2 - число рабочих смен;

      η = 0,75– нормативный коэффициент загрузки оборудования.

,

Принимаем, с учетом округления в ближайшую сторону:

,

,

,

,

.

Определяем число операций, выполняемых на рабочем месте с учетом догрузки:

,

,

,

,

,

.

  Определяем число рабочих мест:

Отсюда:

На основе таблицы 3.1.[1, стр. 19] тип производства - крупносерийный.

Крупносерийное  производство характеризуется широкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий. Кроме объема выпуска тип производства характеризуется видом используемого оборудования, применяемыми методами обеспечения требуемой точности, квалификацией рабочих и другими признаками.

Результаты по определению типа производства сводим в таблицу.
Таблица 2. Определение типа производства.

где - суммарное число операций, выполняемых в цехе (на участке);

- суммарное число рабочих мест.

В случае серийного производства следует определить размер партии запуска.

где а – периодичность запуска в днях (рекомендуется принимать равной 3, 6, 12, 24 дням);

254 – число рабочих дней в году.

Размер партии запуска, определенный по формуле (3.5), следует уточнить. Уточнение производится для того, чтобы партия деталей обрабатывалась за число смен, кратное 0,5. При этом переналадка оборудования буде производится или между сменами, или в обеденный перерыв. Расчетное число смен определяется в соответствии с зависимостью

где - среднее штучное время;

- коэффициент загрузки оборудования в серийном производстве принимается равным 0,8;

480 – продолжительность смены, мин.

Определенное число смен округляется в большую сторону с кратностью 0,5, и для него определяется размер партии запуска.

Определим размер партии запуска, приняв периодичность запуска а = 12 дней

шт.

Среднее штучное время

,

мин.

Число смен, потребное для обработки данной партии запуска

.

Принимаем расчетное число смен , тогда уточненная величина партии запуска составит

шт.

Окончательно принимаем размер партии запуска равным 117 шт.

3 Отработка конструкции детали на технологичность

Требования технологичности конструкции деталей типа тел вращения, могут быть рассмотрены с позиции создания благоприятных условий обработки поверхностей и отверстий. Для отработки конструкции детали на технологичность применяется метод качественной сравнительной оценки [1, стр. 22]. Отработка на технологичность показывает что:

1)  Геометрическая форма обрабатываемых элементов детали соответствует правильной геометрической фигуре.

2)     Исходя из позиции механической обработки, обрабатываемые поверхности, с точки зрения точности и частоты не представляют значительных технологических трудностей и имеют возможность механической обработки с использованием прогрессивных режимов резания.

3)     Опорные поверхности детали имеют достаточную протяженность, обеспечивающую хорошую устойчивость детали, которые возможно использовать в качестве технологических баз.

4)     Конструкция детали обеспечивает высокую прочность и жесткость ее крепления при обработке, и возникающие силы резания не вызовут деформаций нарушающих точность обработки.

5)     Конструкция детали не имеет отверстий,  расположенных  под углом  к  плоскости  входа (выхода) инструмента.

6)     Центровые отверстия максимально нормализованы, стандартной формы и их номенклатура — минимальна.

7)  Параметры резьбы предусматривают возможность их нарезания  метчиками.

8)       Конструкция детали имеет не вполне технологичные элементы такие как:

а) форма канавки под выход шлифовального круга, затрудняющей процесс механической обработки.

б) отверстие на криволинейной поверхности. Обработка отверстия со стороны затруднена тем, что при врезании сверло будет отжиматься от заготовки.

в) также процесс механообработки затрудняется наличием паза на цилиндрической поверхности.

Данный качественный анализ конструкции детали 353133 – «Солдатик», позволяет сделать вывод, что деталь достаточно технологична.

4 Выбор исходной заготовки

Деталь 353133 – «Солдатик» представляет собой деталь цилиндрической формы. Материалом изготовления детали является сталь 40Х ГОСТ 4543-61, обладающая  высокой  пластичностью. Принимая во внимание тип производства, конфигурацию детали, требуемую точность получаемой заготовки, качество её поверхностей и материал детали, в качестве исходной заготовки целесообразно выбрать штамповку.

Рассмотрим и сравним два метода получения заготовки горячей объёмной штамповкой в штампах для выдавливания:

1.   Штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ);

2.   Штамповка на гидравлических прессах;

Исходя из возможностей оборудования, можно сказать, что штамповка на ГКМ производительнее, чем на гидравлических прессах, к тому же штамповка на гидравлических прессах в основном используется для получения заготовок большей массы из-за лучшего усилия пресса. Поэтому целесообразнее выбрать штамповку на ГКМ.