Проектирование технологического процесса изготовления стойки

ВВЕДЕНИЕ

Отличительной особенностью современного этапа развития машиностроения является широкое использование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения. Различные разделы математических наук, теоретической механики, физики, химии, материаловедения и многих других наук принимаются в качестве теоретической основы новых направлений технологии машиностроения или используются в качестве аппарата для решения практических технологических вопросов, существенно повышая общий теоретический уровень технологии машиностроения и ее практические возможности. Распространяются применение вычислительной техники при проектировании технологических процессов и математическое моделирование процессов механической обработки. Осуществляется автоматизация программирования процессов обработки на станках с ЧПУ. Создаются системы автоматизированного проектирования технологических процессов - САПР ТП.

Углубляется разработка проблемы влияния технологии на физико-химическое состояние металла поверхностного слоя обрабатываемых заготовок, его дислокационное строение, размеры кристаллических блоков и на эксплуатационные свойства и надежность деталей машин. Продолжается разработка проблемы технологической наследственности и упрочняющей технологии.

Разрабатываются методы оптимизации технологических процессов по достигаемой точности, производительности и экономичности изготовления при обеспечении высоких эксплуатационных качеств и надежности работы машины. Создаются системы автоматизированного управления ходом технологического процесса с его оптимизацией по всем основным параметрам изготовления и требуемым эксплуатационным качествам.

Развертываются работы по созданию гибких автоматизированных производственных систем на основе использования ЭВМ, автоматизации межоперационного транспорта, робототехники и контроля.

Продолжается совершенствование технологических процессов изготовления деталей машин и сборки (в особенности в направлениях создания малоотходной технологии, чистовой сборки и автоматизации сборочных работ). Развитие технологии машиностроения на данном этапе должно осуществлять переход к массовому применению высокоэффективных систем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение его основных отраслей.

В данном проекте требуется спроектировать технологический процесс изготовления стойки, представленной на чертеже.

Основная цель работы – приобретение практических навыков в разработке технологических процессов и в выполнении технологических расчетов.

Исходные данные:

1.  Чертеж стойки;

2.  Тип производства – крупносерийное;

1.Анализ чертежа, оценка технологичности конструкции

1.1. Характеристика детали.

Проанализируем данную деталь на предмет ее соответствия некоторым требованиям к технологичности валов. Перепады диаметров внешних цилиндрических поверхностей небольшие, благодаря этому отходы металла после механической обработки будут невелики. Однако, длины ступеней вала не равны и не кратны длине короткой ступени. Этот факт затрудняет применение многорезцового оборудования.

Диаметральные размеры шеек вала убывают  к концам. Этот факт позволяет производить одностороннюю токарную обработку при одном установе.

Резьбовой участок открытый, что облегчает обработку на станке.

1.2.Материал детали и его свойства

Сталь 45 – Сталь конструкционная углеродистая качественная.

Назначение: ролики, валики, цапфы, фрикционные диски (после закалки и отпуска); шестерни, валы подшипников качения (после улучшения); для изготовления деталей, работающих при небольших скоростях.

Плотность: 7810 кг/м.куб.

Модуль упругости: E=200000 МПа.

Модуль сдвига: G=78000 МПа.

Химический состав:

Термическая обработка: Нормализация при температуре равной 650С.

Механические свойства, получаемые после термической обработки:

  МПа       

т = 340 МПа

1.3 Определение типа производства и формы его организации.

В машиностроении различают условно три основных типа производства:

 1.Массовое

 2.Серийное

 3.Еденичное

Таблица 1

Определим приблизительную массу данной детали:

Массу вала вычислим по формуле:

, где

 - плотность стали 45,

 - объем детали;

 - длина детали;

- площадь поперечного сечения;

;

;

.

Согласно таблице 1 годовая программа выпуска деталей одного наименования составляет от 20 000 до 100 000 штук. Принимаем N=30 000 штук.

Для серийного производства рассчитывается оптимальное количество деталей в партии для одновременного запуска на изготовление:

  ,

где N - годовая программа изготовления деталей, шт.;

С - рекомендуемый запас деталей на цеховом складе (для мелких деталей массой менее 15 кг – 7-10 дней);

F - число рабочих дней в году (в среднем 252).

Получим:

Величина такта выпуска t_в определяется по формуле:

,

где F_д – действительное годовое число часов работы одного станка при работе в одну смену (2016 часов);

m – число рабочих смен (2);

D – количество деталей одного наименования (30 000 шт.).

          2. Выбор заготовки и его технико-экономическое обоснование.

Существует несколько способов получения заготовки для детали типа стакан: литье, прокат, ковка и штамповка. Деталь мелкогабаритная (масса – 2,25 кг), материал детали

сталь 45.

На литье имеется ограничение: сталь 45 литью не подлежит. Прокат и штамповка в нашем случае наиболее подходит для получения заготовки. Также существует много видов штамповки, есть различные ограничения, как по массе, так и по конструктивным особенностям. Возможные способы получения заготовки – штамповка на ГКМ и прокат.

2.1. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах.

Расчет припусков для заготовки, получаемой штамповкой.

Штамповочное оборудование - горизонтально-ковочная машина.

Нагрев заготовок пламенный.

Исходные данные по детали.

Материал детали – сталь45(По ГОСТ 1050-88) 0,45%С.

Масса детали 1.12 кг.

Исходные данные для расчета.

Масса поковки (расчетная) -  1.27 кг.

Величина общего припуска для заготовок полученных штамповкой определяется по формуле:

,

где D – размер, на который рассчитывается припуск, мм (Ø36); m – масса