ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛКИ. документа Подпись Дата Лист
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 8 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 11 ОБЩАЯ ЧАСТЬ ............................................................................................ 12 Назначение, условия эксплуатации и описание узла изделия ............. 12 Служебное назначение детали Втулка и технические требования, предъявляемые к детали ................................................................................... 13 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных технологических решений для соответствующих отраслей машиностроения ................................................................................................ 15 Формирование целей и задач проектирования ...................................... 16 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ................................................................... 17 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента ................................... 17 Анализ операционных карт действующего технологического процесса .......................................................................................................... 17 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента ............................... 20 2.1.3 Размерно-точностной анализ действующего технологического процесса .......................................................................................................... 23 Выводы по разделу ......................................................................... 24 Разработка проектного варианта технологического процесса изготовления детали Втулка ........................................................................ 26 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения исходной заготовки ....................................................................................... 26 Аналитический обзор и выбор основного технологического оборудования ................................................................................................. 27 Формирование операционно-маршрутной технологии проектного варианта ..................................................................................... 31 2.2.4 Размерно-точностной анализ проектного варианта технологического процесса .......................................................................... 34 Расчет режимов резания и норм времени на все операции проектного варианта технологического процесса ..................................... 37 Вывод по разделу ............................................................................ 71 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ................................................................... 72 Аналитический обзор и выбор стандартизованной технологической оснастки .............................................................................................................. 72 Проектирование и расчет специального станочного приспособления Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 9 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Аналитический обзор и выбор стандартизованного режущего инструмента ....................................................................................................... 76 Проектирования и расчет специального режущего инструмента ....... 81 Проектирование комбинированного инструмента ...................... 81 Проектирования резьбового резца ................................................ 87 Выбор измерительного оборудования и оснастки на операциях технического контроля ..................................................................................... 91 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА .................. 94 Анализ возможности полной или частичной автоматизации технологического процесса обработки детали .............................................. 94 Наличие в технологическом процессе слесарных, универсальных или специальных операций .......................................................................... 95 Возможность встраивания основного оборудования в ГПС ...... 95 Концентрация переходов на операциях механической обработки Габаритные размеры детали .......................................................... 96 Наличие поверхностей для захвата промышленным роботом ... 96 Разработка структурной схемы гибкого производственного участка 97 Определение состава и числа оборудования станочного комплекса ГПС .............................................................................................. 97 Определение структуры и состава автоматизированной транспортно-складской системы ГПС ........................................................ 98 Определение характеристик стеллажа-накопителя ..................... 99 Расчет числа позиций загрузки и разгрузки ................................. 99 Расчет числа позиций контроля ................................................... 100 Проектирование предварительной компоновки ГПС ............... 101 Определение числа подвижных транспортных механизмов АТСС ……………………………………………………………………105 Определение вспомогательных систем и участков, необходимых для функционирования ГПС ...................................................................... 107 Автоматизированная система инструментального обеспечения Участок подготовки производства .............................................. 108 Система автоматизированного контроля .................................... 108 Автоматизированная система уборки отходов .......................... 109 Выбор оборудования для функционирования автоматизированной системы. 109 Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 10 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Определение схем базирования заготовок в промышленных роботах, станках и промежуточных накопителях ....................................................... 114 Анализ производительности автоматизированной системы ............. 115 5 ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ ...................... 117 БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ ......... 118 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных условий труда .................................................................................................. 118 Мероприятия по электробезопасности ................................................. 118 Мероприятия по пожарной безопасности ............................................ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................................... 122 Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 11 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР ВВЕДЕНИЕ Деталь Втулка необходима при производстве флотационных машин для металлургических комбинатов. Также данную деталь в настоящее время внедряют в другие машины металлургического назначения. Вследствие чего возрастает спрос, те. производство приобретает тип производства – серийного. Цель выпускной квалификационной работы – изучить действующий технологический процесс обработки детали Втулка, а также спроектировать новый технологический процесс с целью повышения производительности и конкурентоспособности производства. Задачи выпускной квалификационной работы – выбор способа получения заготовки, определение их размеров и припусков выбор основного технологического оборудования провести аналитический обзор и выбрать технологическую оснастку, режущие инструменты и контрольные приспособления расчет режимов резания и норм времени для каждой операции оформление документации технологического процесса. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 12 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Назначение, условия эксплуатации и описание узла изделия Узел тяги предназначен для регулирования объема выпуска пульпы с корпуса. Работа узла осуществляется за счет вращения штурвала, который соединен с втулкой с помощью болтов. Втулка служит переходником преобразующая вращательное движение в поступательное. Поступательное движение осуществляется с помощью трапецеидальной резьбы, в соединении втулка-винт. На конце винта устанавливается заглушка, которая и обеспечивает требуемый объем выпуска пульпы. Рисунок 1– Узел 29 – Штурвал, 50 – Винт, 62 – Опора, 73 – Винт с шестигранной головкой, 78, 83 – Гайки, 88 – Шайба, 92 – Стопорная шайба. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 13 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 2 – Вид Ц 56 – Букса, 57 – Втулка, 58 – Щиток, 72, 74 – Винты с шестигранной головкой, 77 – Гайка, 87, 89 – Шайбы, 95, 97 – Стопорные шайбы, 107, 108 – Кольца, 109 – Манжета, 110 – Подшипник. 1.2 Служебное назначение детали Втулка и технические требования, предъявляемые к детали Втулка служит переходником между штурвалом и тягой с пробкой, те. передает вращательный момент от штурвала квинту. Втулка воспринимает вращательное движение от штурвала с помощью болтов с шестигранной головкой. В свою очередь она передает поступательное движение квинту с помощью трапецеидальной резьбы. Чертеж детали представлен на рисунке 3. Часть втулки, на которые будут запрессованы подшипники, для их эффективной работы, имеют шероховатость Ra 2,5 и поле допуска на размер h6. Поверхность втулки, сопрягаемая с манжетой, имеют наименьшую шероховатость (Ra 0,63). Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 14 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Паз под кольцо обрабатывается в ширину 2,8 +0,25 с шероховатостью Ra 3,2; в диаметре 62 -0,4 с шероховатостью Ra 6,3. Для более высокой износостойкости, втулку подвергают к термической обработке, необходимая твердость детали 42…51 э. Для повышения коррозионностойкости втулки используют покрытие Ц кроме поверхностей Аи Б. Все технические требования обоснованы, полностью соответствуют служебному назначению детали и должны выполняться в процессе механической обработки. Их невыполнение приводит к неточности установки детали в узле и неточности взаимного расположения деталей. Рисунок 3 – Чертеж детали Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 15 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 1.3 Аналитический обзор и сравнение зарубежных и отечественных технологических решений для соответствующих отраслей машиностроения В настоящее время, в производстве среднее габаритных деталей, отечественные и зарубежные производители, сточки зрения применения передовых технологий, идут на равных. Однако, зарубежные производители, при обработке деталей типа Тело вращения, применяют, вместо традиционных токарных станков, вертикальные токарные станки. Технология вертикального точения Вертикальное точение – один из самых прогрессивных методов обработки металлов резанием. Компания EMAG была первым в мире станкостроительным предприятием, которое стало производить и поставлять токарные станки Pick-Up компоновки, в которых обработка производится подвешенным вертикально шпинделем. При этом, вертикальный шпиндель не только обеспечивает выполнение рабочих операций (токарная обработка, сверление, фрезерование и т.д.), но и производит автоматическую загрузку заготовок на обработку и выгрузку обработанных деталей. Токарные станки Pick-Up чаще всего находят применение там, где требуется обеспечить высокое качество обработки металлических деталей – тел вращения в условиях крупно- и среднесерийного производства. Самой первой серией вертикальных токарных станков EMAG была серия VSC, получившая всемирную известность. Смелый эксперимент в области вертикальной концепции токарной обработки бурно развивался и достаточно быстро трансформировался в многофункциональные вертикальные производственные центра. При решении практически любой технологической задачи достигается существенная экономия времени, поскольку различные производственные процессы сведены вместе в компактный процесс. Очень важным звеном при этом является одна из изюминок вертикального токарного станка портальный суппорт с главным шпинделем, автоматически захватывающим заготовку. На суппорте устанавливается пиноль со встроенным главным Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 16 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР шпинделем, в общей сложности узел суппорта обеспечивает перемещения потрем осям ЧПУ – X, Y и Z. 1.4 Формирование целей и задач проектирования Цель выпускной квалификационной работы создание нового варианта технологического процесса изготовления детали Втулка. Проектирование технологического процесса обработки деталей включает в себя решение следующих основных задач выбор способа получения заготовки, определение их размеров и припусков выбор основного технологического оборудования провести аналитический обзор и выбрать технологическую оснастку, режущие инструменты и контрольные приспособления расчет режимов резания для каждой операции установление норм времени на обработку для каждой операции оформление документации технологического процесса автоматизация технологического процесса разработка планировки участка механической обработки автоматизация технологического процесса разработка планировки участка механической обработки. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 17 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента 2.1.1 Анализ операционных карт действующего технологического процесса На 005 токарной операции осуществляется точение внутренних и наружных поверхностей, нарезка резьбы. Комплект баз установочная, двойная опорная. В качестве режущего инструмента используются резцы проходной резец 2100-2181 Т5К10 ГОСТ 26611-85, отрезной резец 2130-0509 ГОСТ 18874-73, расточной резец 2140-0002 Т15К6 ГОСТ 18882-73, резьбовой резец 2662-0005 Т30К4 ГОСТ 18885-73. Станочное приспособление – универсальный трехкулачковый патрон П ГОСТ 24351-80. Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89. Оборудование токарно-винторезный станок К. На 010 токарной операции осуществляется точение внутреннего диаметра и наружных поверхностей. Комплект баз двойная направляющая и опорная. В качестве режущего инструмента используются резцы проходной резец 2100-2181 Т5К10 ГОСТ 26611-85, расточной резец 2140-0002 Т15К6 ГОСТ 18883-73. Станочное приспособление – универсальный трехкулачковый патрон П ГОСТ 24351-80. Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89. Оборудование токарно-винторезный станок К. На 015 сверлильная операции осуществляется сверление отверстий, образование фасок и нарезка резьбы. Комплект баз установочная, направляющая. В качестве режущего инструмента используются сверло 2301-0046 ОТК ГОСТ 10903-77, зенковка О Р6М5 ГОСТ 14953-80, метчик М16х2 ГОСТ 3266-81. Станочное приспособление – скальчатый кондуктор. Мерительного инструмента – резьбовые пробки 8221-0067, 8261- Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 18 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 0067, 8261-0367 и 8261-1067 ГОСТ 17756-72, штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89. Оборудование сверлильный станок М. Рисунок 4 – 005 токарная операция Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 19 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 5 – 010 токарная операция Рисунок 6 – 015 Сверлильная операция Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 20 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 8 – 035 круглошлифовальная операция 2.1.2 Анализ технологического оборудования, применяемой технологической оснастки и режущего инструмента На токарной операции в качестве станочного приспособления применяют универсальный трехкулачковый патрон 7102-0073 ГОСТ 24351- 80 (рисунок 12) – рычажно-клиновый патрон, с корпусом из высококачественного чугуна. Патрон имеет три сборных каленых кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся от него. Кулачки обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя. Патрон периодически разбирают для очистки и смазки. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 21 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР На сверлильных операциях в качестве станочного приспособления применяют скальчатый кондуктор. Скальчатый кондуктор как с ручным, таки с пневматическим зажимом заготовки обеспечивают быстрый зажим и освобождение заготовки и допускают большое число переналадок. Скальчатые кондукторы используют для сверления, развертывания и нарезания резьбы в различных изделиях, как, например, рычагах, крышках, втулках, валиках и т. д (см. рисунок 13). На токарных операциях используются следующие виды резцов проходной, отрезной, расточной и резьбовой. Все резцы, стандартизованные по соответствующим государственным стандартам. Проходной резец 2100-2181 ГОСТ 26611-85, с твердосплавными пластинами (Т5К10). Этот резец эффективно используется при обработке, т.к. данный резец изготавливается скреплением сменных пластин прихватом сверху. Что снижает время на наладку инструмента и замена режущей кромки возможна прямо на станке. Также стойкость по сравнению с напайными резцами больше до 30% из-за отсутствия термических напряжений, характерных для пайки. Режущие кромки инструмента имеют высокую износостойкость, следовательно, могут работать на более высоких скоростях резания. Отрезной резец 2130-0509 ГОСТ 18874-73, с напайной пластиной. При обработке данной детали, отрезным резцом снимают малый слой припуска. Поэтому этот резец является эффективным, несмотря на малую скорость резания. Расточной резец 2140-0002 ГОСТ 18882-73, с твердосплавными пластинами (Т15К6). Резьбовой резец 2662-0005 ГОСТ 18885-73, с твердосплавными пластинами (Т30К4). На сверлильных операциях применяются следующие виды режущих инструментов сверло, зенковка и метчик. Все используемые инструменты стандартизованы по соответствующим государственным стандартам. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 22 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Сверло 2301-0046 О ГОСТ 10903-77, рабочая часть изготовлена из твердосплавного материала Т5К10. Зенковка коническая 2353-0122 О ГОСТ 14953-80, рабочая часть изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5. Метчик М ГОСТ 3266-81, шагом мм. Рисунок 9 – Трехкалачковый патрон Рисунок 10 – Скальчатый кондуктор |