ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ. Электронный учебник ТП КШО и ШО. Д. В. Терентьев основы технологии производства кузнечноштамповочного оборудования и штамповой оснастки электронный учебник
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УДК 621.771 А.И. БЕЛЯЕВ, С.И. ПЛАТОВ, М.Г. КУЗНЕЦОВ, Д.В. ТЕРЕНТЬЕВ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ Электронный учебник Магнитогорск 2007 2 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………. 5 ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………….. 7 1. ПОНЯТИЕ О ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССЕ. ТИПЫ ПРИЗВОД- СТВА………………………………………................ 8 2. ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ………………. 14 2.1. Систематические, случайные и геометрические погрешности системы СПИД…………………………………………… 15 2.2. Качество обработанной поверхности……………………….. 17 3. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ, БАЗЫ И ИХ КЛАССИФИКА- ЦИЯ……………………………………………… 23 4. ЗАГОТОВОКИ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУ- ДОВАНИЯ, МЕТОДЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ- СПОСОБЛЕНИЯ………………………………………………………………... 36 4.1. Технология изготовления твердосплавных заготовок. Применение твер- дых сплавов для изготовления деформирующего инструмента, методы порошковой металлур- гии…………………………………………………………………. 43 4.2. Припуски на обработку………………………………………… 46 4.3. Виды приспособлений для изготовления деталей кузнечно- штамповочного оборудования …………………………… 51 5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБО- РУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ……………………………………. 55 5.1. Общие принципы проектирования…………………………... 55 5.2. Исходные данные для проектирования технологического процес- са…………………………………………………………. 58 5.3. Типизация технологических процессов……………………… 63 6. ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ………………………………. 71 6.1. Наружные поверхности тел вращения………………………. 71 6.2. Внутренние поверхности вращения…………………………. 81 6.3. Резьбовые отверстия…………………................................... 87 6.4. Зубчатые поверхности…………………………………………. 90 6.5. Обработка корпусных деталей кузнечно-штамповочного оборудова- 3 ния…………………….. 97 7. ДРУГИЕ ВИДЫ ОБРАБОТКИ…………………………………. 107 7.1. Плакирование деталей кузнечно-штамповочного оборудования гибким инструментом……………………………….. 107 7.2. Методы покрытия деталей кузнечно-штамповочного оборудова- ния………………………………………………………… 112 7.3. Специальные методы обработки штампов и других деталей ма- шин…………………………………................................ 115 8. МЕТОДЫ СБОРКИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ……………………………………………… 123 8.1. Технологический процесс сборки……………………………. 126 8.2. Контроль и испытание собранных узлов и машин………… 134 8.3. Технология ремонта машин…………………………. 136 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………….. 138 ПРЕДИСЛОВИЕ 4 Механическая обработка резанием и сборка являются опре- деляющими процессами в машиностроении в целом и в производ- стве кузнечно-штамповочного оборудования (КШО) в частности, от технического уровня которых зависит качество и долговечность выпускаемых машин и оборудования. В соответствии с государственным образовательным стан- дартом высшего профессионального образования дипломирован- ный специалист «Машиностроительные технологии и оборудова- ние» охватывает следующие объекты профессиональной деятель- ности: объекты машиностроительного производства, технологическое оборудование, инструментальная техника, технологическая оснастка и средства автоматизации; производственный и технологический процессы, их разработка и освоение новых технологий; средства информационного, метрологического, диагностиче- ского и управленческого обеспечения технологических систем для достижения качества выпускаемых изделий; нормативно-техническая документация, системы стандартиза- ции и сертификации, методы и средства испытаний и контроля ка- чества изделий машиностроения. Требования к обязательному минимуму содержания основ- ной образовательной программы по направлению подготовки ди- пломированного специалиста «Машиностроительные технологии и оборудование» следующие: Основные положения и понятия технологии машиностроения. Теория базирования и теория размерных цепей, как средство достижения качества изделия. Закономерности и связи, проявляющиеся в процессе проекти- рования и создания машины. Метод разработки технологического процесса изготовления машины, обеспечивающий достижение её качества, требуемую производительность и экономическую эффективность. Принципы построения производственного процесса изготовле- ния машины. Технология сборки. Разработка технологического процесса изготовления деталей. Основные технологические процессы в машиностроении; кри- терии и обеспечение качества изделий; точность изделий; факто- ры, влияющие на точность обработки. 5 Проектирование технологических процессов обработки и сбор- ки; приспособления. Технология производства типовых деталей машин и основы САПР. Технология изготовления и сборки штампов; стали и твердые сплавы для штампов; применение пластмасс для штампов; техно- логические процессы изготовления твердосплавных формообра- зующих деталей штампов. Инженер по специальности 150201 – Машины и технологии обработки металлов давлением должен знать: основные техноло- гические процессы в машиностроении; критерии и обеспечение ка- чества изделий; точность изделий; факторы, влияющие на точ- ность обработки; проектирование технологических процессов об- работки и сборки; приспособления; технологию производства ти- повых деталей машин, основы САПР; технологию изготовления и сборки штампов; стали и твердые сплавы для штампов; примене- ние пластмасс для штампов; технологические процессы изготов- ления твердосплавных формообразующих деталей штампов. Существующая учебная литература, касающаяся области изготовления машин, узлов, деталей кузнечно-штамповочного оборудования и штамповой оснастки обобщена, либо ориентиро- вана на специализированное машиностроительное производство. В данном издании информация по технологии производства КШО и штамповой оснастки ориентирована как на специализированное (массовое) производство, так и на ремонтное производство или машиностроение, существующее в рамках действующих машино- строительных и металлургических предприятий. В связи с этим данное издание может быть полезно для сту- дентов высших учебных заведений, обучающихся по специально- стям 651400 – Машиностроительные технологии и оборудование, 150404 – Металлургические машины и оборудование, 120502 – Оборудование и технология сварочного производства, 150400 – Технологические машины и оборудование, 150900 – Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств. ВВЕДЕНИЕ 6 Машиностроение является ведущей и важнейшей отраслью народного хозяйства. Область применения продукции машино- строения огромна. Большинство предметов, окружающих нас на производстве и в быту – все это и многое другое создается с по- мощью несметного количества самых разнообразных станков. Станкостроение является фундаментом машиностроительной ин- дустрии. Решающую роль в выполнении поставленных задач должны сыграть совершенствование технологии, технологического оборудования, автоматизации и механизации производства. Для того чтобы удовлетворить растущие запросы производства, маши- ностроение на базе новейших достижений науки и техники должно разрабатывать новые технологические процессы. Технология про- изводства кузнечно-штамповочного оборудования и штамповой оснастки является частью большой, обшей отрасли науки. Отрасль науки, занимающаяся изучением закономерно- стей, действующих в процессе изготовления машин, в необходи- мом количестве в сочетании с качеством при наименьшей себе- стоимости называется технологией машиностроения. В настоящее время эта отрасль знаний настолько развита, что многие виды технологических процессов излагаются в специ- альных курсах. Так, существуют отдельные курсы литейного, куз- нечно-прессового производства, теории резания металла, металл- орежущие станки и инструменты, сварка металлов, основы взаи- мозаменяемости и другие. Искусство организации производства и обеспечения его низкой себестоимости заключается в умении выбрать такую по- следовательность комбинации технологических процессов, начи- ная с заготовительных цехов и кончая механической обработкой и сборкой машин, при которой продолжительность всего цикла про- изводства и общая стоимость машин при их заданном качестве были бы наименьшими. В построении технологического процесса изготовления машин ведущая роль принадлежит сборке. Технологические процессы изготовления деталей обычно оказываются подчиненными технологии сборки машин, поэтому разработка технологии начинается со сборки, так как, только рас- сматривая конструкцию машины целиком, можно определить слу- жебное назначение каждой отдельной детали, установить, с какой точностью и шероховатостью ее обрабатывать, то есть опреде- лить технические условия ее изготовления. 1 . ПОНЯТИЕ О ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССЕ. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА 7 Все этапы [1, 2], которые проходят предметы на пути их пре- вращения в изделие или в готовые машины, называются произ- водственным процессом(ПП). Выполнение различных этапов ПП на машиностроительном заводе обычно организуется в отдельных цехах - заготовительном, литейном, кузнечном, механическом и сборочном. В ПП входят не только основные процессы, связанные с ме- ханической обработкой деталей и сборкой машин, но также и тер- мообработка, отделка и покрытия, кроме того, сюда входят и вспо- могательные процессы, обеспечивающие получение продукции, например, транспортировка материалов и изделий, контроль дета- лей, изготовление приспособлений и инструмента и т.д. Часть производственного процесса, во время которого про- исходит изменение качественного состояния объекта производ- ства (изменение формы и размеров заготовки, свойств материала или полуфабриката) называется технологическим процессом ( ТП). В технологический процесс включается ряд дополнительных действий, как, например, контроль качества, очистка заготовок и деталей, транспортировка. Технологический процесс обработки деталей проектируется и выполняется с таким расчетом, чтобы посредством наиболее рациональных и экономичных способов обработки удовлетворя- лись требования к качеству выпускаемой продукции, то есть точ- ности, чистоте поверхности, надежности и долговечности отдель- ных деталей и машин в целом. Для выполнения технологического процесса (ТП) необходи- мо надлежащим образом оборудовать рабочее место. Рабочее место представляет собой часть площади цеха, предназначенную для работы одного или группы рабочих, на кото- рой размещено: технологическое оборудование, инструмент, подъёмно-транспортное устройство, стеллажи для хранения заго- товок изделий, инструмента, приспособлений. Законченная часть технологического процесса, выполненная на рабочем месте, называется операцией. Операция является основным элементом производственно- го планирования и учета. Поэтому на неё разрабатывается и вы- писывается вся учетная и технологическая документация. Основными технологическими частями операции являются переходы. Применительно к обработке резанием переход пред- ставляет собой законченный процесс получения новой поверхно- 8 сти при обработке детали без изменения режущего инструмента и режима резания. Переходы могут выполняться путем удаления одного или нескольких слоёв металла одним и тем же инструмен- том. Однократное слияние материала называется проходом. Переход включает один или несколько проходов. К переходам ме- ханической обработки деталей относится установка и закрепле- ние детали в приспособлении, её освобождение от зажимного устройства и сжатие. Каждое новое положение установленной детали вместе с приспособление называется рабочей позицией или позицией. Количество времени, затраченное на выполнение техноло- гического процесса или его части, называется трудоёмкостью. Единицей трудоемкости служит нормо-час. Для нормирования труда и планирования производственного процесса используется нормы времени(час, минута) с указанием квалификации рабочего. Часто вместо нормы времени устанавливают обратную ей величину - норму выработки. Единицей измерения нормы выра- ботки является количество деталей или изделий, которые выраба- тываются в единицу времени (час, минута), с указанием квалифи- кации работы. Каждая операция обработки или технологического процесса изготовления детали или машины занимает определенное кален- дарное время – промежуток календарного времени, измеренный от начала какой-либо периодически повторяющейся операции тех- нологического или производственного процесса называется цик- лом(Т ц ). Цикл может быть расчетным (нормированным) и факти- ческим. Количество деталей или машин, подлежащих изготовлению по неизменному чертежу, называется величиной серии. Промежуток времени, через который периодически произво- дится выпуск машин, деталей или заготовок, единицы продукции, называется тактом выпуска (Т в ) (ритм выпуска, темп выпуска). Измеряются в минутах, штуках и т.д. Типы производства. Различают следующие типы производства [1, 2] - единич- ное, серийное и массовое. Единичным (индивидуальным) называется такое производ- ство, при котором изделие изготовляются в единичных экземпля- 9 рах, разнообразными по конструкции и размерам. Отличительная особенность единичного производства – технологический процесс уплотнён, так как на одном станке выполняется несколько опера- ций и часто производится полная обработка деталей. Приспособления, мерительный и режущий инструмент при этом виде производства носит универсальный характер. Специ- альные приспособления и инструмент здесь не применяются или применяются редко, так как затраты на их изготовление экономи- чески нецелесообразны. Серийным называется такое производство, при котором из- готовление изделий производится партиями или сериями, состоя- щими из одноимённых однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом вида производства является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке. В серийном производстве в зависимости от количества из- делий в серии различают производство мелкосерийное и круп- носерийное. В серийном производстве технологический процесс диффе- ренцирован, то есть, расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определёнными станками. Производство следует специализировать с таким расчетом, чтобы можно было перехо- дить от изготовления одной серии к другой, несколько отличаю- щейся от первой в конструктивном отношении. При использовании универсальных станков в серийном производстве должны широко применяться специализированные и специальные приспособле- ния, режущий и мерительный инструмент. Серийное производство экономичнее единичного, так как лучше используется оборудование, выше производительность труда, ниже себестоимость продукции. Массовым называется такое производство, при котором большое количество одинаковых изделий изготовляется путем не- прерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же посто- янно выполняющихся операций. На одном заводе или в одном це- хе одновременно может быть единичное, серийное и массовое производство. Основная специализация заводов или механосборочных це- хов по производству кузнечнопрессового оборудования: по производству тяжелых механических прессов и горизонталь- но-ковочных машин; 10 по производству тяжелых и крупных прессов горизонтального и вертикального исполнения; по выпуску холодновысадочных автоматов; по производству прессов и молотов средних размеров. Обычно производство тяжелых кузнечно-штамповочных ма- шин – единичное или мелкосерийное, средних и малых машин – серийное. Производственные процессы бывают двух видов - поточ- ные и не поточные. Под поточным производственным процессом понимается такой вид, при котором заготовка изделия в процессе их производ- ства находится в непрерывном движении, имеющим постоянную величину такта выпуска. Если величина такта выпуска неодинаковая, наблюдаются перерывы различной продолжительностью, то производственный процесс называется не поточным. Коэффициент серийности сер k характеризует количество различных операций, закреплённых за одним рабочим местом. шт в сер t Т k (1.1), где шт t - среднее штучное время по операциям восстановления и обработки деталей, определенное по укрупненным расчетам. В зависимости от величины коэффициента серийности про- изводство является массовым, если 2 сер k , крупносерийным, если 10 2 сер k , серийным, если 20 10 сер k и единичным, если 20 сер k Для серийного производства рассчитывают оптимальное ко- личество деталей в партии: д скл парт Ф N N N (1.2) где парт N - количество деталей в партии; скл N - необходимый запас деталей на складе (для крупных де- талей 3 2 скл N , мелких 10 5 скл N ); д Ф - число рабочих дней в году. 11 Такт выпуска существенно влияет на построение технологи- ческого процесса, так как необходимость провести штучное время каждой операции к величине, равной или кратной такту выпуска, обуславливает необходимость соответствующего расчленения технологического процесса на операции и в некоторых случаях дублирования станков для получения требуемой производитель- ности. Несоблюдение темпа работы, на каком либо рабочем месте нарушает нормальную работу поточной линии. Время обработки на любом рабочем месте поточной линии не может быть боль- ше такта выпуска, так как на этом рабочем месте постоянно будет накапливаться все большее количество необработанных загото- вок, а выпуск всего потока отставать от заданного. При большом различии штучного времени отдельные рабо- чие места могут иметь малую загрузку. Для лучшего, более полно- го использования оборудования и рабочих через отдельные рабо- чие места продукции пропускаемой периодически, партиями. В этом случае непрерывность потока (синхронность) нарушается. Такое производство называется |