Технология производства детали "Корпус", входящего в состав топливной системы летательного аппарата

Содержание

Введение

1. Анализ конструкции детали

1.1 Описание конструкции детали

1.2 Материал детали и ее свойства

1.3 Анализ технологичности детали

2. Анализ и обоснование выбора варианта получения заготовки

3. Разработка маршрутного описания технологического процесса

3.1 Расчет размерных параметров

4. Разработка операционного описания технологического процесса

4.1 Выбор СТО

4.2 Расчет режимов резания

4.2.1 Расчет режимов резания на токарную операцию

4.2.2 Расчет режимов резания на сверлильную операцию

4.3 Нормирование технологических операций

4.3.1 Нормирование токарной операции

4.3.2 Нормирование сверлильной операции

5. Определение технологической себестоимости

Список литературы

Приложения

Введение

Современные машины обеспечивают многократное повышение производительности труда человека. В настоящее время машины- двигатели (турбины) и машины преобразователи энергии (электрические генераторы) строят мощностью до 120000 кВт.

Между тем сам человек может длительно развивать мощность не более 0.1 кВт. Энергетическая оснащённость труда человека непрерывно повышается.

Автомобили строят грузоподъёмностью до 120т, подъёмные краны грузоподъёмностью до 650 т, локомотивы для поездов массой 3500 т и более. Эксплуатационная скорость наземного транспорта (автомобили поезда) достигает 150-300 км/ч, воздушного пассажирского превышает 1000 км/ч. Наибольшие достигнутые скорости в 2- 3 раза выше. Человек может нормально нести не более 50 кг, передвигаясь со скоростью до 5 км/ч.

Развитие машиностроения и средств автоматизации обеспечивает возможность автоматической работы отдельных машин (В том числе по заданной программе и с самонастройкой ), групп машин, цехов и даже целых заводов с минимальным участием человека.

Машины настолько прочно вошли в жизнь общества, что в настоящее время трудно найти такой предмет или продукт потребления, который был бы изготовлен или доставлен к месту потребления без помощи машин. Без машин не возможно было бы современное развитие наук, медицины, искусства, требующих совершенных инструментов и материалов, были бы невозможны быстрые темпы строительства, а также не могли бы удовлетворяться потребности населения в предметах широкого потребления.

Ведущая роль машиностроения среди других отраслей народного хозяйства определяется тем, что основные производственные процессы во всех отраслях промышленности, строительства и сельского хозяйства выполняют машины. Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной степени определяется уровнем машиностроения.

1. Анализ конструкции детали

1.1 Описание конструкции детали

Технологичность конструкции детали анализируют с учетом условий её производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи.

Деталь “Корпус” входит в состав топливной системы летательного аппарата.

Основными поверхностями являются посадочные отверстия в ушках корпуса для подшипников качения.

1.2 Материал детали и его свойства

Сталь – 30ХГСЛ

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции изделия предусматривает сочетание всех его конструкторских качеств, обеспечивающих рабочие функции и позволяющих применять современные прогрессивные способы изготовления, наиболее технически и экономически целесообразные в данных условиях.

Отработка конструкции изделия на технологичность направлена на улучшение качества, сокращение времени конструкторской и технологической подготовки производства; оптимизация процессов изготовления, сборки и испытания; облегчения технологического обслуживания, повышение экономических показателей.

Оценка технологичности производится с целью: установления соответствия показателей технологичности конструкции изделия заданным параметрам; определения возможности достижения оптимальных затрат труда, средств и материалов на изготовление, ремонт и техническое обслуживание при сохранении заданного качества изделия.

Результаты оценки технологичности изделия используется при принятии решения о целесообразности дальнейшего проектирования или постановки на серийное производство изделия, конструктивно-технологической доработки с целью достижения заданных показателей технологичности, разработка мероприятий по повышению показателей изделия при их проектировании, а также в процессе технического перевооружения производства.

2. Анализ и обоснование выбора получения заготовки

Сталь является наиболее распространенным материалом для изготовления штамповок благодаря хорошим технологическим свойствам и относительно низкой стоимости по сравнению с другими сплавами.

Сталь часто используют образом для деталей машин. Основными потребителями являются различные отрасли машиностроения (автомобильная, тракторная, транспортная и тд). Качество стали для штамповок, оценивают по её механическим свойствам.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного количества готовой детали при её минимальной себестоимости. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали, тем дороже она в изготовлении, но тем проще и дешевле её последующая механическая обработка и меньше расход материала.

Так как конструкция корпуса имеет много фасонных поверхностей другими методами получения заготовки не так выгодны.

3. Разработка маршрутного описания технологического процесса

На первом этапе разработки выбираются технологические базы и способы базирования для всего технологического процесса. Затем вся механическая обработка распределяется по операциям и, таким образом, выявляется последовательность выполнения операции и их число. Для каждой операции выбирается оборудование.

На первых операциях при базировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы. Далее выполняются операции формообразования и операции местной обработки на ранее обработанных поверхностях. Затем выполняется отделочная обработка ответственных поверхностей.

В процессе обработки предусмотрен контроль с целью обеспечения заданных параметров качества обрабатываемой детали, назначены средства контроля.

Включены в описание также слесарные, моечные и немеханические операции, которые в рамках данного курсового проекта не отражены за исключением контрольной операции, на которой производится окончательный контроль.

Структура технологического процесса определяется маршрутом обработки всех поверхностей. В результате получено маршрутное описание технологического процесса.

4. Разработка операционного описания технологического процесса

4.1 Выбор оборудования

Выбор станков.

Выбор станков для проектируемого технологического процесса производился после того, как каждая операция предварительно разработана. Это значит, что были выбраны и определены: метод обработки поверхностей; точность и шероховатость поверхностей; припуски на обработку; режущий инструмент.

Выбор станков произведен в соответствии с исходными данными и документацией (чертеж детали) по источнику в следующей последовательности:

1) выбрана группа станка, исходя из метода обработки, формы обрабатываемой поверхности, требуемой точности и шероховатости;

2) выбран тип станка в зависимости от расположения обрабатываемой поверхности;

3) выбрана модель станка, учитывая габаритные размеры детали.

Выбрано:

- для токарной операции - 16М16, 16К20;

- для фрезерных операций – 6А56;

- для сверлильной операции – 2М112

- расточная операция – 2А450

- шлифовальная операция – 3М642

Выбор инструмента.

Для изготовления чашки дифференциала использованы резцы различной конфигурации, сверла, концевые фрезы.

Весь режущий и мерительный инструмент выбран в соответствии со стандартами. В качестве мерительного инструмента использованы: штангенциркуль, микрометр, калибр-скобы, пробки, шаблоны, штангенглубиномер.

4.2 Расчет режимов резания

Расчет проведен одновременно с заполнением маршрутно-операционных карт. Совмещение этих работ исключает повторение одних и тех же сведений в различных документах, т.к. в маршрутных картах должны быть записаны данные по оборудованию, способу обработки, характеристики обрабатываемой детали и другие, которые используются для расчетов режимов резания.

Расчет выполнен в той последовательности, которая позволила сократить время, необходимое для самого расчета, и дала возможность легко проверить отдельные элементы произведенного расчета. Методика, последовательность расчетов взята из источника [2].

4.2.1 Расчет режимов резания на токарную операцию

Глубина резания : при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку.

Подача :

при черновом точении подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. Выбираем подачу при черновом наружном точении по табл. 11, а при черновом расстачивании – по табл. 12 [стр.266, 2].

Скорость резания :

при наружном продольном и поперечном точении рассчитывают по эмпирической формуле:

;

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки [табл. 1-2, стр. 261-262, 2], состояния поверхности [табл. 5, стр. 263, 2], материала инструмента [табл. 6, стр.263, 2]:

,

где

K_v= 0,5·0,8·1 = 0,4.

Число оборотов:

n= .

Силу резания рассчитываем по формуле:

P_z=10C_pt^xs^yvⁿK_p

Постоянная C_p и показатели степени x, y, nдля конкретных условий обработки приведены в табл. 22 [стр. 273, 1]:

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 9,10 и 23[стр.264-266, 2]:

K_p =K_MpK_φpK_γpK_λpK_rp,

где K_Mp=== 1,27

K_p=1,27·0,94·1,0·1,0·0,93= 1,11

Мощность резания рассчитываем по формуле:

N =.

1 переход – подрезать торец

Глубина резания: t = 3,83 мм.

Подача:

S = 0,8 мм/об

= 340,

x = 0,15,

y = 0,45,

m = 0,2.

Скорость резания:

= 54,51 м/мин

Число оборотов:

n= = 138,9 об/мин.

Сила резания:

C_p=300,

x = 1,0,

y = 0,75,

n = -0,15.

P_z=10·300·3,83¹·0,8^0,75·54,95^-0,15·1,11 = 5915,2 Н.

Мощность резания:

N == 5,3 кВт.

2 переход – точение поверхности

Глубина резания: t = 0,8 мм.

Подача:

=0,8 мм/об.

= 340,

x = 0,15,

y = 0,45,

m = 0,2.

Скорость резания:

= 68,5 м/мин.

Число оборотов:

n= = 174,5 об/мин.

Сила резания:

C_p=300,

x = 1,0,

y = 0,75,

n= -0,15.

P_z=10·300·0,8¹·0,8^0,75·54,95^-0,15·1,11 =1239,5 Н.

Мощность резания:

N == 1,11 кВт.

3 переход – расстачивание отверстия

Глубина резания: t = 2 мм.

Подача:

=0,3 мм/об.

= 350,

x = 0,15,

y = 0,35,

m = 0,2.

Скорость резания:

= 84,85 м/мин.

Число оборотов:

n= = 329,54 об/мин.

Сила резания:

C_p=300,

x = 1,0,

y = 0,75,

n = -0,15.

P_z=10·300·2¹·0,3^0,75·72,1^-0,15·1,11 =1421,1 Н.

Мощность резания:

N == 1,67 кВт.

4.2.2 Расчет режимов резания на сверлильную операцию

Глубина резания.

При сверлении глубина резания . .

Подача. При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу[табл.25, стр. 276, 2]. .

Скорость резания. Скорость резания вычисляем по формуле:

.

Значения коэффициента и показателей степени выбираем по табл. 28 [стр.278, 2], а значение периода стойкости Т – по табл. 30 [стр. 279, 2]:

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки [табл. 1-2, стр. 261-262, 2], глубину сверления [табл. 31, стр. 280, 2], материала инструмента [табл. 6, стр.263, 2]:

,

где

K_v= 0,5·1·1 = 0,5.

.

Крутящий момент и осевую силу рассчитывают по формулам:

; .

Значения коэффициентов и и показателей степени выбираем по табл.32 [стр.281, 2]: для крутящего момента:

для осевой силы:

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:

,

где K_Mp=== 1,27.

;

.

Мощность резания определяем по формуле:

,

где частота вращения инструмента или заготовки:

.

.

.

4.5 Нормирование технологических операций

4.3.1 Нормирование токарной операции

Методика взята из источника 5.

Штучное время обработки детали

T_шт = t_о + t_в + t_обс + t_П , где

t_{о = -} основное время на операцию , мин;

t_оj– основное время на выполнение j-го перехода обработки элементарной поверхности;

t_оj= , где

L – длина обрабатываемой поверхности, мм;

l– длина врезания и перебега инструмента, мм;

i– число рабочих ходов;

n– частота вращения заготовки, об/мин;

s– подача на один оборот, мм/об

Вспомогательное время на выполнение операций на токарных станках с ЧПУ при одностаночном обслуживании равно:

t_в = t_в.у+t_м.в,

где t_в.у – нормативное время на установку и снятие детали вручную (взять и установить деталь, выверить и закрепить; включить выключить станок; открепить, снять деталь и уложить в тару; очистить приспособление от стружки, протереть базовые поверхности салфеткой):

– установка в патроне – 0,60 мин [стр. 53, карта 3, 3];

t_м.в – вспомогательное время, связанное с операцией, не вошедшее во время цикла автоматической работы станка по программе и предусматривающее выполнение следующей работы [стр. 79, карта 14, 3]:

- включить и выключить лентопротяжный механизм – 0,04 мин;

- установить заданное взаимное положение детали и инструмента по координатам X, Y, Zи в случае необходимости произвести поднастройку – 0,32 мин;

- открыть и закрыть крышку лентопротяжного механизма, перемотать, заправить ленту в считывающее устройство – 0,31 мин;

- проверить приход детали и инструмента в заданную точку после обработки – 0,15 мин;

- продвинуть перфоленту в исходное положение – 0,19 мин;

- установить щиток от забрызгивания эмульсией и снять – 0,03 мин.

t_м.в = 0,04+0,32+0,31+0,15+0,19+0,03 = 1,04 мин.

t_в = t_в.у+t_{м.в +} t= 0,60+1,04 = 1,64 мин

t_o1 == 0,2 мин

t_o2==0,4 мин

t_o4==6,14 мин.

t_o= 0,2+0,4+6,14=6,74 мин

t_обс+t_П = 0,08·t_оп–

время на обслуживания рабочего места, отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании, мин, назначается в процентах от оперативного времени t_оп=t_о+t_в [стр. 90, карта 16, 3].

T_шт = 6,74+1,64+0,08= 9,1 мин

Штучно-калькуляционное время

T_шт-к = T_шт+, где

T_п-з – подготовительно-заключительное время на партию;

Подготовительно-заключительное время выполнения токарной операции на станке с ЧПУ определяют по следующим комплексам приемов [стр. 96, карта 21, 3]:

- на организационную подготовку (получить наряд, чертёж, технологическую документацию, программоноситель, инструмент, приспособление, ознакомиться с работой, инструктаж мастера) – 13 мин;

- на наладку станка, приспособлений, инструмента, программных устройств – 18 мин;

- на пробную обработку детали – 9 мин [стр. 106, карта 29, 3].

T_п-з = 13 + 18 + 9 = 40 мин.

n_з – размер партии деталей, запускаемых в производство.

По табл.11 [стр.604, 1]:

n_з = 120 шт.

T_шт-к=9,1+=9,43 мин.

4.3.2 Нормирование сверлильной операции

Методика взята из источника 5.

Основное технологическое время определяется по формуле:

, мин,

где − длина обрабатываемого отверстия в мм;

− длина врезания и перебега сверла в мм;

i– число рабочих ходов;

n– частота вращения заготовки, об/мин;

s– подача на один оборот, мм/об

t_o== 1,06 мин.

Норму вспомогательного времени определяют по соответствующим нормативам. Нормативы составляют по следующим комплексам приемов:

- на установку и снятие детали – 0,5 мин [стр.26, карта 2, 5];

t_в = t_в.у+t_м.в - вспомогательное время на выполнение сверлильной операции, включающее время на установку и снятие заготовки, вспомогательное время, связанное с выполнением ходов и перемещений при обработке поверхности и вспомогательное время на измерения, мин ;

По карте 31 [стр.102, 5] выбираемt_м.в.

t_в =0,5+ 0,08 = 0,58 мин.

Определение нормы времени на организационно-техническое обслуживание рабочего места производят по соответствующим нормативам [стр.223, карта 45, 5]:

t_обс = 4,5%·t_оп=0,045·( t_o+ t_в)

Определение нормы времени перерывов на отдых и личные потребности производят по соответствующим нормативам [стр.226, карта 46, 5]:

t_П = 3%·t_оп = 0,03 ·t_оп.

Норма штучного времени:

T_шт = t_о+t_в +t_обс + t_П .

T_шт = 1,06+0,58+0,075= 1,283 мин

Штучно-калькуляционное время:

T_шт-к = T_шт+.

Норма подготовительно-заключительного времени состоит из следующих приемов [стр.106, карта 32, 5]:

- на наладку станка, инструмента и приспособлений – 11 мин;

- на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки – 7 мин.

T_п-з = 11 + 7 =18 мин.

T_шт-к=1,283+=1,433 мин

5. Определение технологической себестоимости

Технологическая себестоимость определена нормативным методом по методике 2,

Сущность этого метода заключается в определении основной части косвенных затрат (связанных с содержанием и эксплуатацией оборудования) по удельным затратам, приходящимся на 1 машино-час или на 1 станко-минуту работы соответствующего станка для выполнения данной операции, с последующим суммированием затрат по операциям технологического процесса. Расходы на основные материалы определяют прямым калькулированием.

Нормативную заработную плату основных рабочих (основную и дополнительную) с отчислениями на социальное страхование определяют по табл.21, исходя из трудоемкости каждой операции и требуемого разряда рабочего.

Цена заготовки (оптовая):

Ц_опт = 18 руб./кг

Ц_заг=Ц_опт·М_заг = 18·19,5 = 351 руб./кг

Список используемой литературы

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для спец. вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – Минск: Высшая школа, 1983.−256 с.