Диплом. ПЗ(основной). Структура дипломного проекта

• Название: Структура дипломного проекта
• Анкор: Диплом
• Дата: 10.02.2022
• Размер: 1.38 Mb.
• Имя файла: ПЗ(основной).docx
• Тип: Решение; #357218
• страница: 1 из 5

ВВЕДЕНИЕ

Основным направлением развития машиностроения на современном этапе является повышение эффективности производства и качества изделий во всех отраслях.

В системе подготовки производства проектирование технологических процессов занимает важное место.

Разработка технологического процесса изготовления изделия представляет собой решение сложной комплексной задачи, охватывающей процессы сборки изделия и изготовления деталей, входящих в ее состав.

Тема дипломного проекта «Разработка технологического процесса механической обработки деталей «Полумуфта зубчатая» в среднесерийном производстве на предприятии «УЭТМ », является актуальной так как на предприятии внедряются автоматизированные системы управления. Используется оборудование с числовым программным управлением нового поколения. В данной работе при разработке технологического процесса учитывалось оборудование предприятия. Также для снижения себестоимости детали и сокращения времени на её изготовление на предприятии внедрялась оптимизация производства.

Структура дипломного проекта.

Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка состоит из следующих разделов: общая часть, технологическая часть, конструкторская часть, экономическая часть, правила по охране труда и технике безопасности на производстве, список используемых источников.

Графическая часть содержит следующие чертежи: деталь, заготовка, сборочный чертёж приспособления, карты наладки, карты эскизов, специальный режущий и измерительный инструмент.

Цель дипломного проекта разработать технологический процесс для

механической обработки детали «Полумуфта зубчатая» в среднесерийном производстве с учётом годовой программы 20000 штук.

Для выполнения дипломного проекта ставятся следующие задачи:

- определить тип производства согласно габаритным размерам и массе детали;

- дать технологическое описание детали, с указанием химического состава и технических характеристик материала;

- провести оценку технологичности конструкции детали;

- выбрать и обосновать выбор метода получения заготовки;

- рассчитать межоперационные припуски и допуски на конкретный раздел;

- обосновать выбор технологического оборудования и привести его технические характеристики;

- выполнить расчёт режимов резания технического нормирования времени на обработку детали;

- спроектировать конструкцию специального станочного приспособления для отдельной операции;

- определить погрешность базирования;

- разработать конструкцию специального режущего и измерительного инструмента;

- изучить правила по технике безопасности на производстве и противопожарные мероприятия
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика типа производства

Тип производства – это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности и объема выпуска изделий. Различают типы производства: единичное, серийное, массовое (ГОСТ 14.004-83).

Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями и является основным типом машиностроительного производства, условно подразделяющееся на крупно-, средне-, и мелкосерийное.

На начальных этапах трудно определить коэффициент загрузки операций К_зо поэтому тип производства мы определяем предварительно в соответствии с табл. 1,2,3, основываясь на количестве деталей в партии; годовом выпуске; массе детали

Тип производства выбирается по табл.1.1 Серийность производства выбирается по табл. 1.2

Таблица 1.1 - Выбор типа производства по программе выпуска

Тип производства	Количество обрабатываемых в год деталей (изделий) одного наименования и типоразмера, шт
	Крупные (тяжелые)	Средние	Мелкие (легкие)
Единичное Серийное Массовое	До 5 Св. 5 до 1000 Св. 1000	До 10 Св. 10 до 5000 Св. 5000	До 100 Св. 100 до 50 000 Св. 50 000

Таблица1.2 - Выбор серийности производства

Серийность производства	Количество изделий в серии (партии)
	Крупных	Средних	Мелких
Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное	3-10 11-50 >50	5-25 26-200 >200	10-50 51-500 >500

Для определения количества изделий в партии используется формула:

n= шт, (1.1)

где а- периодичность запуска в днях;

N- годовая программа, штук;

n шт

Выбор годовой программы выбирается от массы детали по табл. 1.3 Зависимость типа производства от объема годового выпуска (шт) и массы детали.

Таблица 1.3 - Выбор годовой программы

Масса детали, кг	Тип производства
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
< 1,0 1,0-2,5 2,5-5,0 5,0-10 > 10	< 10 < 10 < 10 < 10 < 10	10-2000 10-1000 10-500 10-300 10-200	1500-100000 1000-50000 500-35000 300-25000 200-10000	75000-200000 50000-100000 35000-75000 25000-50000 10000-25000	200000 100000 75000 50000 25000

Годовая программа 20000 шт., масса детали составляет 7,3 кг, количество изделий в партии – 243 шт. соответственно выпуск детали имеет характер среднесерийного производства.

2. 
   Назначение и характеристика детали
   

Деталь «Полумуфта зубчатая» предназначена для передачи вращения от вала двигателя валу насоса или другого механизма.

Деталь «Полумуфта зубчатая» имеет цилиндрическую форму и представляет собой деталь типа тело вращения. Габаритные размеры детали Ø180 мм, L=100, масса 7,3 кг. Деталь имеет зубья m=2,5, число зубьев – 46. Деталь имеет 6 отв. Ø13 мм, расположены под углом 60° относительно друг друга. Имеется внутренний диаметр Ø120H11(⁺⁰’²²), Ø90. При обработке торца Ø160 необходимо соблюсти отклонения от радиального биения не более 0,03(0,05)

Деталь «Полумуфта зубчатая» изготовлена из материала Сталь 45 ГОСТ 1050-2013. Сталь это сплав железа с углеродом, где углерода до 2,14%, остальное железо и примеси, содержание которых указано в таблице 1.

Механические свойства Стали 45 указаны в таблице 2.



Таблица 1 - Химический состав стали 45

Марка материала	Содержание основных элементов в %
	C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As	Fe
Сталь 45	0,42 - 0,5	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	до 0,25	до 0,04	до 0,035	до 0,25	до 0,25	до 0,08	97

Таблица 2 - Механические свойства стали 45

Марка материала	Твердость по Бринеллю HB, МПа	В ременное сопротивление при растяжении σв, МПа	Относительно удлинение δ, %
Сталь 45	229	600	16

1.3 Анализ и оценка технологичности конструкции детали

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов:

1.Качественная

2.Количественная

Качественная оценка характеризуется технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная.

Качественный анализ

1. Конструкция детали «Полумуфта зубчатая» обеспечивает достаточную жесткость при механической обработке на металлорежущем оборудовании.

2. Деталь «Полумуфта зубчатая» имеет поверхности, удобные для закрепления заготовки при обработке.

3 Поверхности вращения в основном не представляют сложности в обработке имеется возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов.

4. Деталь имеет 6 отв. Ø13 мм, расположенных под углом 60° относительно друг друга которые целесообразнее обрабатывать на станке с ЧПУ

5. Имеется отверстие диаметром 114 мм обрабатываемое под углом 45° по программе.

6. Имеются сложные поверхности в виде 46 зубьев модулем 2,5 мм

С точки зрения качественного анализа деталь технологична.

Количественный анализ технологичности изделия выражается числовыми показателями и приведен в табл. 1.6

Количественный анализ

Таблица 1.6- Количественный анализ технологичности детали

Наименование поверхности	Количество унифицированных элементов		Квалитет точности	Параметры шероховатости Ra/мкм
Ø180	-	14			3,2
фаска 1х45°	-	14			12,5
3*45°	-	14			12,5
Ø120h10 1*45°	2	10			3,2
Ø120h10(-0,14)	-	10			12,5
Ø90	-	14			12,5
зубья z=46 m=2,5	46	14			2,5
конус Ø114 (конусность 1:2)	-	14			3,2
Ø120H11	-	11			3,2
10h12	-	12			3,2
Ø13	6	14			3,2

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

К_у.э.= Q_у.э./ Q_{э ,} (1.2)

где Q_у.э. - количество унифицированных элементов;

Q_э - общее количество элементов.

К_у.э= 54/63=0,85

Если К_уэ  0,6 деталь по этому показателю технологична.

2.Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле:

К_им = m_д /m_{з ,} (1.3)

где m_д – масса детали, кг;

m_з – масса заготовки, кг

К_им = 7,3/8

К_им = 0,91 кг

2.Коэффициент точности обработки рассчитывается по формуле:

К_то = 1-(1/Т_ср) , (1.4)

где Т_ср. - средний квалитет точности,

Т_ср = (IT1 + 2IT2 + 3IT3 .. + 14IT14)/ ¹⁴₁ П_i (1.5)

Т_ср = 141/13=10,84

К_то = 1-(1/10,84)=0,9

Если К_то > 0,8 , то деталь по данному показателю технологична.

3.Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:
К_ш = 1/ ω_ср (1.6)

где ω _ср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Rа, мкм.

ω _ср = 71,7/11 = 6,5

К_ш = 1/6,5 = 0,15

Если К_ш < 0,32 , то деталь по данному показателю технологична.

Вывод: В результате проведенного анализа выявлено, что деталь технологична.


2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Выбор заготовки с расчетом общих припусков, обоснование выбора

Для изготовления детали «Полумуфта зубчатая» можно использовать литье. Сравниваем два варианта получения заготовки. Литье в кокиль и горячую штамповку.

Штампованные заготовки. В средне- и крупносерийном производствах применяют горячую штамповку на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах. В массовом производстве, в отличие от универсального кузнечно-штамповочного оборудования, применяют специализированные кузнечные машины, имеющие узкое технологическое назначение. К машинам этого типа относят высокоскоростные штамповочные молоты, ковочные вальцы, обжимные, раскатные, поперечно-винтовые станы и другие машины.

Процессы, обеспечивающие максимальное приближение размеров и формы заготовки к форме и размерам готовой детали с минимальными отходами металла относят к малоотходным процессам формообразования деталей. Среди процессов обработки металлов давлением такими процессами являются: точная штамповка, накатка резьб, шлицев, зубьев зубчатых колёс, горячее и холодное выдавливание, радиальное обжатие.

Основными способами горячей штамповки являются:

· штамповка в открытых штампах – до 3 т (в основном 50 – 100 кг);

· штамповка в закрытых штампах – до 100 кг;

· выдавливание – до 75 кг; прошивка – до 75 кг;

· штамповка на горизонтально-ковочных машинах – до 30 кг;

· гибка;

· радиальное обжатие – диаметром прутков – до 200 мм;

· высадка на электровысадочных машинах – до 60 мм;

· высадка на вертикально-ковочных машинах;

· накатка зубьев с модулем до 10 мм;

· правка давлением;

· калибровка штампованных заготовок и др.

Отливки. Среди отливок до 80 % по массе занимают заготовки, изготавливаемые литьём в песчано-глинистые формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, используется для получения отливок любых  массы и габаритов. Специальные способы литья значительно повышают стоимость отливок, но позволяют получать отливки повышенного качества, требующие минимального объёма механической обработки.

Отливки по точности делятся на три класса. Самый точный первый класс.

Литье в кокиль. Особенность литья в кокиль состоит в многократном использовании металлической формы (кокиля). Высокая прочность материала металлической формы позволяет более точно выполнять рабочие поверхности формы, что обеспечивает высокое качество литой поверхности. Благодаря высокой теплопроводности формы отливка быстро затвердевает.

К числу преимуществ литья в кокиль относится резкое (по сравнению с литьем в песчаные формы) сокращение механической обработки отливок, сокращение расхода формовочных материалов. Более высокая (в 2-3 раза) производительность труда благодаря отсутствию трудоемких операций, а также снижение затрат на производственные площади, оборудование и очистные сооружения.

Исключение сложных и вредных операций, что влечет за собой меньшее загрязнение окружающей среды и улучшение условий труда.

К недостаткам технологии относятся: высокая стоимость металлической формы, плохая заполняемость формы при получении тонкостенных отливок, опасность возникновения трещин на отливках.

Таблица 2.1 - Общие припуски и размеры заготовки

Размер детали	Припуски Z; 2Z	Размер заготовки
l=100	2Z=2,5мм; Z=1,25мм	102.5
Ø180	2Z=5мм; Z=2,5мм	185
Ø120(-0,14)	2Z=3мм; Z=1,5	123
Ø 140(-0,04)	2Z=3мм;Z=1,5мм	144
Ø90	2Z=2,5мм;Z=1,25мм	92,5
Ø120(+0,035)	2Z=4мм;Z=2мм	124

Коэффициент использования металла при горячей штамповке подсчитывается по формуле:




где – масса детали, кг;

– масса заготовки, кг.

К_им = 7,3/8,17 = 0,89 кг
Масса заготовки определяется как произведение объема на плотность материала заготовки.


где ρ – плотность материала, г/см³,  = 7,8 г/см³;

– объем заготовки, см³.

Рассчитаем коэффициент использования металла при литье в кокиль:

К_им = 7,3/8 = 0,91 кг.

Коэффициент использования материала при получении заготовки штамповкой горячей оказался меньше коэффициента использования материала при литье в кокиль. Принимаем выбор метода получения заготовки – горячая штамповка.

Чертеж заготовки выполнен на листе 2 в графической части.