Проектирование технологического процесса изготовления детали "Корпус исполнительного гидроцилиндра" (Общая часть курсового проекта)

1 Анализ конструкции детали и условий ее эксплуатации

Перед проектированием технологического процесса необходимо произвести анализ исходных данных.

Одним из исходных документов является рабочий чертеж детали "Корпус".

Данная деталь является корпусом исполнительного гидроцилиндра и представляет собой корпус, на котором крепятся все остальные элементы.

Применяются данные гидроцилиндры в строительно-дорожной технике для подъема груза, сельскохозяйственных машинах, машинах со сменным оборудованием - бульдозерах. Давление в камере такого гидроцилиндра достигает 25 МПа, что обеспечивает передающее ускорение до 500 кгс.

Сборка гидроцилиндра – селективная, поршень подбирается по цилиндру, поэтому к просверливаемому центральному отверстию предъявляются высокие требования.

Чистота отверстия должна быть высокой, так как это во многом уменьшает износ поршня и утечку масла.

Также к центральному отверстию предъявляются высокие требования к его цилиндричности и прямолинейности.

Все эти требования удовлетворяются при изготовлении отверстия методом глубокого сверления с применением прогрессивного инструмента – сборных сверл, комбинированных инструментов – раскатник с расточным блоком.

Габаритные размеры детали – 95х127х228 мм.

Деталь относится к разряду средних деталей.

Масса детали – 3,9 кг, следовательно деталь не требует специальных грузоподъемных средств и механизмов.

Деталь подвергается закалке до 24…32 HRC.

Деталь изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71, химический состав которой указан в таблице 1.1, а механические свойства – в таблице 1.2. [1,с.235]

На базовом предприятии в качестве заготовки используется прокат.

Т.к. поковка имеет большие припуски на обработку, а следовательно низкий КИМ, в данном курсовом проекте в качестве заготовки используем штампованную поковку.

Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71

Таблица 1.1

C, %	Ni, не более %	Si, %	Mn, %	Cu, не более, %	Cr, %	P, не более, %	S, не более, %
0,36 - 0,44	0,30	0,17 – 0,37	0,50 – 0,80	0,30	0,80 – 1,10	0,035	0,035

Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71

Таблица 1.2

ГОСТ	Сечение поставки, режим термо-обработки	Сечение, мм	КП	s0,2, МПа	sв, МПа	d5, %	y, %	KCU, кДж/м2	НВ, не более
4543-71	Пруток. Закалка 860оС, масло. Отпуск 500оС, вода или масло	25	-	780	980	10	45	59	-
8479-70	Поковка. Нормали-зация	До 100	345	345	590	18	45	59	174 - 217

2 Анализ технологичности конструкции детали

2.1 Технологичность материала детали

Данная деталь изготавливается из стали 40Х. Сталь конструкционная, легированная, хорошо обрабатывается давлением и резанием, является не дефицитной и сравнительно недорогой.

Вывод: материал детали технологичен.

2.2 Коэффициент унификации Ку.э_.

Куэ = Qуэ/Qэ = 55/66 = 0,83, где

Qуэ – количество унифицированных элементов в детали.

Qэ – общее количество конструктивных элементов детали

Вывод: т.к. Куэ = 0,83, то по данному показателю деталь технологична.

2.3 Коэффициент точности обработки Кт.ч

Ктч= 1 – 1 / Аср,

где: Аср – средний квалитет обработки детали;

       А_i – квалитет обработки;

       n_i – число соответствующего квалитета.

       Аср =  ( А_i * n_i) /  Σ n_i = 8*1+9*4+12*8+14*38+15*2+17*2 / 1+4+1+9+2+40+2+5+2 = 736/66 = 11,15

        Ктч  = 1 – 1 / Аср = 1 – 1 / 11,15 = 1 – 0,09 = 0,91.

Таблица 2.1

Точность поверхностей

Наименование поверхностей	Квалитеты точности										Всего
	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Унифицирован. (стандартные)	1	4	-	-	8	-	38	2	-	2	55
Неунифицирован.	-	-	-	1	1	2	2	-	5	-	11
Всего	1	4	-	1	9	2	40	2	5	2	66

Вывод: т.к. Кт.ч. > 0,8, то по данному показателю деталь технологична.

2.4 Коэффициент шероховатости Кш

Кш_. = 1 – 1 / Бср,

где: Бср – средний класс шероховатости детали;

       Б_i – класс шероховатости;

       n_i – число поверхностей

       Бср = Σ (Б_i * n_i) /Σ n_i  = 7*1+6*10+5*2+4*32 / 45 = 205/45 = 4,55;

       Кш = 1 – 1 / Бср = 1 – 1 / 4,55 =  0,78.

Таблица 2.2

Шероховатость поверхностей

Ra	0,8	1,6	3,2	6,3	Итого
Класс шероховатости	7	6	5	4
Количество поверхностей	1	10	2	32	45

2.5 Коэффициент использования материала

Ким=Мд/Мз,

где: Мд – масса детали

            Мз – масса заготовки

Ким = 3,9/8,6= 0,45

Вывод: т.к. Ким < 0,7, то по данному показателю деталь нетехнологична.

     - Средний коэффициент технологичности:

  Кср =  ( Куэ_. + Ким_. + Ктч_. + Кш) / 4

  Кср = (0,83 + 0,45+ 0,91 + 0,78) / 4 = 0,75

  Вывод: так как Кср = 0,75, то деталь технологична.

По 5-ти показателям деталь технологична

3 Определение типа производства

Исходные данные:

1.  Годовая программа выпуска изделий Nг = 8000 шт.

2.  Количество деталей на изделие m = 1.

3.  Процент запасных частей b = 5%.

4.  Режим работы цеха 2 смены в сутки.

Годовая программа:

Nгд = Nг*m*(1 + b/100) = 8000*1*(1 + 5/100) = 8400 шт.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования

Fд = Др * h * tсм * (1 - 0,01 * b), где

b - коэффициент потерь на планово - предупредительный ремонт = 5%

h - количество смен , tсм = 8 час

Др - число рабочих дней = 263 дней

Fд= 263 * 2 * 8 * (1 - 0,01 * 5) = 4000 час

Такт выпуска деталей   tв = Fд * 60/N = 4000 * 60/8400 = 28,6 мин/шт.

                                                                                              Таблица 3.1

№	Название операции	Тшт., мин	Ср, шт.	Спр, шт.	Коэффициент загрузки ηф оборудования
1	2	3	4	5	6
010	Фрезерно-центровальная	1,073	0,04	1	0,04
015	Сверлильная	2,45	0,07	1	0,07
020	Фрезерно-сверлильная	2,7	1,08	2	1,08
025	Токарная	1,218	0,04	1	0,04
030	Термическая	1,6	0,05	1	0,05
035	Расточная	3,72	0,11	1	0,11
040	Расточная	0,394	0,01	1	0,01
045	Резьбонарезная	1,15	0,03	1	0,03
050	Слесарная	2,40	0,07	1	0,07
055	Промывочная	0,75	0,02	1	0,02
060	Лакокрасочная	1,00	0,03	1	0,03
065	Контрольная	0,74	0,02	1	0,02
070	Укупорочная	0,29	0,01	1	0,01
		Тшт.ср= =1,43

Определяем загрузку оборудования для каждой операции по формуле:

Qn = Nгод * Тшт.к./  60 мин * К  , где

Nгод - годовая программа выпуска

К=1,2 - средний коэффициент выполнения норм выработки

Q010 = 8400 * 1,073 / 60 * 1,2= 150,22 ст.час

Q015 = 8400 * 2,70 / 60*1,2= 315 ст.час

Q020 = 8400 * 2,45 / 60*1,2= 285,83 ст.час

Q025 = 8400 * 1,218 / 60*1,2= 142,1 ст.час

Q030 = 8400 * 1,6 / 60*1,2= 186,7 ст.час

Q035 = 8400 * 3,72 / 60*1,2 = 434 ст.час

Q040 = 8400 * 0,394 / 60*1,2= 45,97 ст.час

Q045 = 8400 * 2,40 / 60*1,2= 280 ст.час

Q050 = 8400 * 1,15 / 60*1,2= 134,17 ст.час

Q055 = 8400 * 0,75 / 60*1,2= 87,5 ст.час

Q060 = 8400 * 0,74 / 60*1,2= 86,33 ст.час

Q065 = 8400 * 1,0 / 60*1,2= 116,67 ст.час

Q070 = 8400 * 0,29 / 60*1,2= 33,83 ст.час

Определяем потребное число оборудования:

Ср = Qn /  Fд,    где

Необходимое количество станков на каждую операцию:

Ср010=150,22 / 4000 = 0,04

Ср015=315 / 4000 = 0,08

Ср020=285,83 / 4000 = 0,07

Ср025=142,1 / 4000 = 0,04

Ср030=186,7 / 4000 = 0,05

Ср035=434 / 4000 = 0,11

Ср040=45,97 / 4000 = 0,01

Ср045=280 / 4000 = 0,07

Ср050=134,17 / 4000 = 0,03

Ср055=87,5 / 4000 = 0,02

Ср060=86,33 / 4000 = 0,02

Ср065=116,67 / 4000 = 0,03

Ср070=33,83 / 4000 = 0,01

Коэффициент серийности:

Кс =tв / Тшт.ср. = 28,6 / 1,43 = 19,98

Тип производства: среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При среднесерийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В среднесерийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.

При среднесерийном производстве обычно применяют специализированные, агрегатные и другие металлорежущие станки. При выборе специального или специализированного технологического оборудования, дорогостоящего приспособления и инструмента