Отчет о практике по технологии машиностроения. отчет о практике технология машиностроения. Решение этих задач осуществляется на базе комплексной механизации и автоматизации, широкого внедрения новой техники и дальнейшего роста квалификации кадров

• Название: Решение этих задач осуществляется на базе комплексной механизации и автоматизации, широкого внедрения новой техники и дальнейшего роста квалификации кадров
• Анкор: Отчет о практике по технологии машиностроения
• Дата: 11.10.2022
• Размер: 173.13 Kb.
• Имя файла: отчет о практике технология машиностроения.docx
• Тип: Решение; #727001

Введение
Повышение технического уровня, качества и конкурентоспособности продукции, последовательная ориентировка на выпуск машин, способных, осуществить коренной переворот в технической базе общества, обеспечение повышения производительности труда, значительное увеличение эффективности производства.

Решение этих задач осуществляется на базе комплексной механизации и автоматизации, широкого внедрения новой техники и дальнейшего роста квалификации кадров.

В современных условиях, когда для выпуска конкурентоспособной продукции, необходимо внедрение новых, передовых технологий к инженерно-техническим работникам предъявляются особые требования.

Инженерно-технические работники на производстве сталкиваются с большим кругом вопросов как технического, так и организационного характера, для решения которых нужны более глубокие знания, постоянное повышение своего технического уровня.

В процессе разработки дипломного проекта приобретаются навыки пользования справочниками, нормативами и технической литературой, приобретается опыт в проектировании технологического процесса, конструировании и расчете приспособления, режущего и измерительного инструмента, выборе наиболее производительного оборудования, в определении выгодных режимов резания для принятого технологического процесса.

Дипломный проект заключается в проектировании участка механической обработки детали «Вал-шестерня ДШ 00.00.01» с составлением соответствующей документации.
1 Разработка технологического процесса
1.1 Анализ служебного назначения детали
Назначение детали «вал-шестерня» - передача крутящего момента с на другой вал. Изготавливают вал-шестерню из поковки. Качество вала-шестерни выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни. Именно поэтому все шестерни редукторов выполняют вместе с валом.

Данная деталь изготовлена из стали 18ХГТ по ГОСТ 4543-81. Материал допускает применение высокопроизводительных режимов резания.

Химические свойства материала представлены в таблице 1.1

Механические свойства материала, показаны в таблице 1.2

Таблица 1.1 - Химические свойства материала

В процентах

Углерод, С	Кремний, Si	Марганец, Mn	Хром, Сr
0,17-0,23	0,17-0,37	0,8-0,11	1-1,3

Таблица 1.2 - Механические свойства материала

Твердость HB	Предел текучести σт	Временное сопротивление разрыву σВ	Относительное удельное В	Относительное сужение 	Ударная вязкость KCU
	МПа		В %		Дж/см2
207	360	640	9	50	78

Режимы термообработки материала ступицы представлен в таблице 1.3
Таблица 1.3 – Режимы термообработки стали 18ХГТ ГОСТ 4543-81

Наименование термообработки	Режимы термообработки
	Температура нагрева, 0С	Среда охлаждения
Закалка	860	Масло
Отпуск	500	Вода, масло
Нормализация	680 - 700	Спокойное на воздухе

Наиболее ответственными поверхностями детали являются:

Размер  ) выполнен по 8 квалитету. Шероховатость Ra 1,25 мкм, может быть обеспечена шлифованием.

Размер  ) выполнен по 6 квалитету. Шероховатость Ra 0,8 мкм, может быть обеспечена шлифованием.

Размер  ) выполнен по 6 квалитету. Шероховатость Ra 1.25 мкм, может быть обеспечена шлифованием.

Размер  ) выполнен по 6 квалитету. Шероховатость Ra 1,25 мкм, может быть обеспечена шлифованием.

Размер  ) выполнен по 6 квалитету. Шероховатость Ra 1,25 мкм, может быть обеспечена шлифованием.

Остальные размеры выполнены по 14 квалитету.

Поверхность зубьев должна быть термически обработана до твердости HRС_Э 57…63, что позволит увеличить ресурс шестерни.

Простановка линейных размеров осуществлена комбинированным способом, что позволяет на одном из размеров получить высокую точность.

Допуски относительно расположения поверхностей обусловлены условиями работоспособности детали в сборочной единице.
1.2 Анализ технологичности конструкции детали
Для количественной оценки технологически конструкции детали «Вал-шестерня ДШ 00.00.01» рассматриваем вспомогательные коэффициенты технологичности: точность обработки К_ТО и точности шероховатости К_Ш.

Количественная оценка технологичности конструкции детали характеризуется показателями технологичности.

Коэффициент точности обработки К_ТО определяем по формуле [2, с.23]
К_ТО = 1 - 1 / А_СР,
где А_СР - средний квалитет обработки изделия.

Средний квалитет обработки изделия А_СР определяем по формуле
А_СР = ΣА_ni / Σni,
где ni- число размеров соответствующего квалитета;

А - квалитет обработки.
А_СР = 6 × 4 + 8 × 1 + 14 × 28 / 32 = 13,2 ≈ 13;
К_ТО = 1 - 1 / 13 = 0,92
Так как К_то = 0,92 > 0,8, то деталь является технологичной

Коэффициент шероховатости поверхности К_Ш определяем по формуле [2, с. 23.]
К_Ш = 1 - 1 / Б_СР,
где Б_СР - среднее числовое значение параметра шероховатости.

Среднее числовое значение параметра шероховатости Б_СР, мкм, определяем по формуле
Б_СР = ΣБ_ni / Σni,
где Б - числовое значение параметра шероховатости;

ni - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости.

Б_СР = 0,8 × 5+ 1,6 × 2 + 3,2 × 6 + 6,3 × 27 / 40 = 4,91 ≈ 6,3
К_Ш = 1 - 1 / 6,3 = 0,98 мкм
Так как К_Ш = 0,98 < 1,6, то деталь является технологичной

Все поверхности детали открыты для доступа к ним режущего инструмента. Отсюда делается вывод, что деталь «Вал-шестерня ДШ 00.00.01» изготавливаемая из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-81, с точки зрения механической обработки можно считать технологичной, так как все элементы конструкции детали легко обработать без затруднений, как на универсальном, так и на специальном оборудовании.
1.3 Определение типа производства
Для предварительного определения типа производства используем годовой объем выпуска деталей N_B=5 000 шт. и массу детали Gд=45,1 кг. Согласно ГОСТ 14004-74 различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Очевидно, что данные параметры соответствуют среднесерийному типу производства [1., с.24., таб. 3.1].

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость изготовления изделия и себестоимость. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, то есть, расчленен на отдельные операции.
1.4 Выбор метода получения заготовки и ее проектирование
Выбор заготовки означает определение рационального метода ее получения, назначение требуемых припусков на обработку резанием и выявления комплекса технологических требований, характеризующих геометрическую точность заготовки и физико-механические свойства ее материала.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

Для деталей типа «Вал» применяют заготовки: прокат или штамповка. Для данной детали возможны два варианта расчета.

1.4.1 Расчет заготовки

Заготовка – прокат.

За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали  222 мм с шероховатостью Ra 1,25 мкм.

Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки этой поверхности:

- токарная черновая;

- токарная чистовая;

- шлифование черновое;

- шлифование чистовое.

Припуск на обработку при черновом точении составляет 6,0 мм. [1, с.42, таб. 3.13]

Определим промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей Д_Р.З., мм, по формуле

,
где Д_н – размер на предыдущем переходе, мм,

z_черн, z_чист, z_{шл.черн.}, z_{шл.чист.} – припуски на обработку на соответствующих операциях, мм.
Д_{р. з.} = 222 + 3,3 + 0,55 + 0,1 + 0,06 = 226,01 мм.
По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590-71 [2, с. 43]

Отклонение на диаметр [2, с. 169, таб. 169].

Припуск на подрезку торцевых поверхностей заготовки выбираются по [1, с. 40]. Припуск на обработку двух торцевых поверхностей заготовки равен 1,0 мм.

Общая длина заготовки L_з, мм, по формуле
L_з = L_д+ 2z_подр.= 432 + 2 х 1 = 434 мм,
где L_д – номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;

z_подр. – припуск на обработку двух торцевых поверхностей, мм.

Объем заготовки определяем по плюсовым допускам


где Д_з.п – диаметр заготовки с плюсовым допускам, см;

L_з – длина заготовки.

Массу заготовки С_з , кг, определяем по формуле [1, с. 43]
С_з = р х V_з = 0,00785 х 18 022,5 = 141,47 кг
где Р – плотность материала, кг/см³;

V_з – объем заготовки, см³.

Длина проката диаметром 230 мм составляет 3 м. Потери на зажим заготовки l_заж принимаем 80 мм. [1, с. 43], длина торцевого обрезка проката l_об= 50 мм., ширина прореза l_р = 7 мм.

Число заготовок из проката 3 м определяем по формуле [1, с.43]


где L_p – длина выбранного проката, мм;

L_заж – минимальные потери на зажим заготовки;

l_об – длина торцевого обрезка проката, мм;

L_з – длина заготовки, мм;

L_p – ширина резца, мм.

Получаем 6 заготовок.

Остаток длины определяется в зависимости от принятой длины проката

,
где х – число заготовок из соответствующего проката.

Остаток длины из проката 3 м


Процентное число остатка в зависимости от принятой длины проката П_н.к , % , определяется по формуле
П_н.к=(L_н.к х 100)/L_р,
где L_н.к – длина выбранного проката, мм.

Процент некратности из проката 3м
П_н.к= (224 х 100)/3 000 = 7,5 %
Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката П_заж , %, определяется по формуле [1, с. 44]
П_заж.=(L_заж х 100)/L_пр= (80 х 100)/3000 = 2,6 %
где L_заж – длина зажима заготовки, мм;

L_пр – длина выбранного проката, мм

Потери на длину торцевого обрезка П_от , %, определяется по формуле [1, с. 44]
П_от=( l_об х 100)/L_пр=50 х 100/3000 = 1,6 %
где l_об – длина торцевого обрезка проката, мм;

L_пр – длина выбранного проката, мм

Общие потери к длине выбранного проката Пп.о , % определяется по формуле [1, с. 44]
П_п.о = П_н.к + П_от + П_заж = 7,5 + 2,6 + 1,6 = 11,7 %
Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических потерь С_зп , кг, определяем по формуле [1, с. 44]
С_зп= С_з(100 + П_по)/100 = 141,47 (100 + 11,7)/100 = 158 кг
Коэффициент использования материала с учетом технологических потерь К_им определяется по формуле
К_им= С_д/С_зп= 45,1 / 158 = 0,3
где С_д – масса детали по рабочему чертежу, кг;

Экономический расчет выбранной заготовки S_заг , р, определяем по формуле

,
где C_М – базовая стоимость 1 кг материала заготовки, р ;

C_ОТХ – базовая стоимость 1 т. отходов материала заготовки, р

Заготовка поковка.

Расчет заготовки методом горячей штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе. Нагрев заготовок – индукционный.

Определим расчетную массу поковки G_P, кг., по формуле
G_P = m_q х k_p,
где m_д – масса детали по рабочему чертежу, кг;

k_p =1,5 коэффициент расчетной массы заготовки [4, с. 31]
G_P = 45,1 х 1,5 = 67,65 кг
Определяем класс точности – Т3; определяем группу стали М2; степень сложности поковки С2; находим исходный индекс 16 [4, с.8-30].

Определяем припуски [4, с.12] на размер

222 z=3,0	Ra=1,25
79 z=2,5	Ra=1,25
79 z=2,5	Ra=1,25
55 z=2,5	Ra=1,25
200 z=3,0	Ra=1,25
54,5 z=2,5	Ra=1,25
103,5 z=2,5	Ra=1,25
54 z=2,5	Ra=1,25

Определим дополнительные припуски, учитывающие:

- смещения по поверхности разъема штампа – 0,2 мм [4, с.14];

- изогнутость, отклонения от плоскостности и прямолинейности [4, с.14], стержня – 0,2 мм, фланца – 0,3 мм.

Рассчитываем размеры поковки.

222 + (0,2 + 0,3 + 3,0) х 2 = 229мм принимаем 229 мм;

79 + (0,2 + 0,3 + 2,5) х 2 = 85 мм принимаем 85 мм;

79 + (0,2 + 0,3 + 2,5) х 2 = 85 мм принимаем 85 мм;

55 + (0,2 + 0,3 + 2,5) х 2 = 61 мм принимаем 61 мм;

200 + (3,0 + 0,2 + 0,2) = 203,4 мм принимаем 203 мм;

103,5 + (2,5 + 0,2 + 0,2) = 106,4 мм принимаем 106 мм;

54 + (2,5 + 0,2 + 0,2) = 56,9 мм принимаем 57 мм;

54,5 + (2,5 + 0,2 + 0,2) = 57,4 мм принимаем 57 мм.

Трехмерная модель заготовки представлена на рисунке 1.1


Рисунок 1.1 – Трехмерная модель заготовки
Радиус закруглений наружных углов принимаем равным 2 мм [4, с.15]

Штамповочные уклоны на наружной поверхности 5[4, с.15].

Разбиваем заготовку на несколько фигур и определяем их объёмы. Объём заготовки V_З , см³, определяем по плюсовым допуска


Определим массу заготовки G_з , кг
,
где q – удельный вес стали, кг/см³

Коэффициент использования материала с учетом технологических потерь К_им определяется по формуле
К_им= С_д/С_зп ,
где С_д – масса детали по рабочему чертежу, кг.
К_им= 45,1 / 73,1 = 0,62
Экономический расчет выбранной заготовки S_заг, р, определяем по формуле
,
где C_М – базовая стоимость 1 кг материала заготовки, р ;

C_ОТХ – базовая стоимость 1 т. отходов материала заготовки, р

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, полученная методом КГШП, более экономична по использованию материала, чем заготовка, полученная из проката и разница в себестоимости заготовок не велика. Поэтому, в качестве заготовки для расчетного варианта технологического процесса принимаем заготовку полученную методом горячей штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе.
1.5 Выбор вида технологического процесса
Согласно ГОСТ 22487-77 различают три вида проектирования: неавтоматизированное, автоматизированное и автоматическое.

При автоматизированном проектировании все выше сказанное осуществляется в результате взаимодействий человека и ЭВМ, а при автоматическом - без участия человека.

При неавтоматизированном проектировании все преобразования описаний объекта и алгоритма процесса, а также представление описаний на различных языках осуществляет человек.

При автоматизированном проектировании проектировщик должен решать творческие задачи, а ЭВМ – задачи, функции которых связаны в основном с выполнением нетворческих или умственно – формальных процессов при проектировании. Проектируемые чертежи будем создавать в графической САD системе, а технологический процесс в неавтоматизированном режиме.


1.6 Анализ заводского технологического процесса
В заводском технологическом процессе для получения детали «Вал-шестерня ДШ 00.00.01» каждая операция выполняется на универсальном станке, что предусматривает большое количество переустановок заготовки для необходимой обработки поверхностей. Подобные переустановки в операциях значительно увеличивают вспомогательное и основное время, затраченное на обработку данной детали.

Например, с применением металлорежущих станков с числовым программным управлением значительно уменьшает основное и вспомогательное время, также уменьшает число самих операций.

Заводской технологический процесс в значительной степени проигрывает с разработанным мною технологическим процессом.

2. 
   Проектирование технологической оснастки
   

1. 
   Проектирование станочного приспособления
   

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон выполняется со спирально-реечным механизмом и ключевым зажимом.

Проектирование 3-х кулачкового патрона ведем по наиболее нагруженному черновому переходу. Для него имеем: наружный диаметр обрабатываемой поверхности 45 мм (D_оп = 32 мм), диаметр заготовки D_п.к = 150 мм; длина заготовки L_з = 91 мм; глубина резания t =2,2 мм; подача S_ст = 0,35 мм/об; частота вращения шпинделя станка n = 500 об/мин; скорость резания V=0,8 м/с; патрон 3-х кулачковый с рычажным перемещением кулачков, осуществляемый зажим от пневматического цилиндра.

Определяем силу резания P_z ,Н, на данной операции [11, с.47]
Pz = S^ур Cp t^xp k^пр
где Ср – коэффициент силы резания; Ср = 300;

х_р, y_р, п_р – показатели степени для тангенсальной силы резания Pz

Коэффициенты, входящие формулу силы резания определяются по [11 табл. 22 с. 273-3] и составляют x_p = 1; y_p = 0.75; n_p = -0.15
P_z = 300  3,2  0,35 ^0,75  6,06^-0,15 = 333,4 Н
Определяем поправочный коэффициент K_p
K_p = K_Mp K_p K_p K_rp K_p
где K_Mp – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств конструкционных сталей на силы резания.
K_Mp = (в/75) ^пр = (600/75) ^0,75 = 4,85
где в - временное сопротивление разрыву, Н/мм². Для стали 35 в = 600 н/мм²;

K_p K_p K_rp K_p – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания, при обработке алюминия

K_p = 1;

K_p = 1;

K_rp = 1

K_p = 1,25;

К_р=4.85  1  1.25  1  1 = 6.06,
Определяем коэффициент запаса К_зап для 3-х кулачкового патрона с пневматическим приводом зажима [2 , с 107]
К_зап = К₀ К₁ К₂ К₃ К₄ К₅ К₆
где к₀ – гарантированный коэффициент запаса при всех случаях обработки;

к₁… к₆ – коэффициент запаса
К_зап = 1,5  1  1,2  1,2 1  1  1,5 = 3,24
Определим силу зажима детали одним кулачком патрона Wk,Н [5,c.150]

где N_n – 3 число кулачков в патроне, шт;

f _Tn – 0,8 – коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков (с зубьями параллельно оси патрона)

Определим силу Q ,Н, на штоке механизированного привода 3-х кулачкового патрона [11. с 49]
Q_шт = W_k n_k K_тр (1 + 3 а_к/ n_{к } f _к ) L₁ / L_k
где Ктр = 1,05 – коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне,

а_к = 40 мм – вылет кулачка от середины его опоры в пазу патрона до центра приложения силы зажима на одном кулачке;

n_к – 105мм – длина направляющей части кулачка;

f_к = 0,1 – коэффициент трения кулачка;

L₁ и L_к – размеры короткого и длинного плеч двухплечевого рычага (конструктивно L₁ = 20мм, L_к = 100 мм до оси штока).
Q_шт = 41,741,05 (1 + 3  40/105  0,1) = 295,7 Н.
Определим диаметр поршня цилиндра и выберем ближайший большой стандартный размер пневматического цилиндра D_ц,мм
D_ц = 1,44 Qшт/р
где р = 039 Мн/м – давление сжатого воздуха
D_ц = 1,44 29,57/0,39 = 12,54 мм
Принимаем диаметр пневмо – цилиндра Dц = 200 мм.

Определим действительную силу зажима ,Н, детали по принятому диаметру пневмоцилиндра [11. c.52]

где  - коэффициент полезного действия,  = 0,85,

Определим время срабатывания пневмоцилиндра.
Тс = Dц Lx/d²_в V_в
где L_x – длина хода поршня, см (для диаметра D_в = 20мм, Lx = 35мм); (рекомендуется d_в = 8… 10мм),

вd = 10мм;

Vв = скорость перемещения сжатого воздуха, см/с (Vв = 1500  2600 см/с);
Тс = 0,25  3,5 /1²  2000 = 0,0035с
принимаем Vв = 2000 см/с.

Заключение

В процессе прохождения практики изучены материалы по проектированию участка и разработки технологического процесса изготовления детали моего дипломного проекта.

В отчете приведен анализ технологичности конструкции детали, даны сравнительные характеристики при выборе способа получения заготовки и ее экономическое обоснование.

Анализируя базовый технологический процесс, следует указать ряд его существенных недостатков.

Во-первых: это метод получения заготовки – прокат. Технико-экономические расчеты показали, что заготовка, полученная методом КГШП, более экономична по использованию материала и по себестоимости, чем заготовка, полученная из проката.

Анализ операций механической обработки позволяет сделать следующие выводы:

- во-первых, для сокращения вспомогательного времени на установку заготовки следует предусмотреть элементы автоматизации;

- во-вторых, заменить универсальное, неавтоматизированное оборудование токарных операций на станки с ЧПУ.

Окончательно разработанный технологический процесс механической обработки вала-шестерни будет представлен в маршрутных и маршрутно-операционных картах, в приложении к дипломному проекту. Наладки операций нового технологического процесса будут даны в графической части дипломного проекта.