Типы производства и методы работы. Единичное, серийное, массовое производство

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Литература

1. Обоснование выбора заготовки

Оптимальный метод получения заготовки подбирают в зависимости от ряда факторов: материала детали, технических требований по ее изготовлению, объема и серийности выпуска, формы поверхностей и размеров деталей. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость считается оптимальным.

В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы:

литье;

обработку металлов давлением;

сварку;

комбинации этих методов.

Каждый из вышеперечисленных методов содержит большое число способов получения заготовок.

В качестве метода получения заготовки принимаем обработку металла давлением. Выбор обоснован тем, что материалом детали является конструкционная сталь 40Х. Дополнительным фактором, определяющим выбор заготовки, является сложность конфигурации детали и тип производства (условно принимаем что деталь изготавливается в условиях серийного производства. Принимаем штамповку на горизонтально-ковочных машинах.

Данный тип штамповок позволяет получать заготовки минимальной массой 0,1 кг, 17-18 квалитета точности с шероховатостью 160-320 мкм в условиях мелкосерийного производства.

заготовка машиностроение маршрут деталь

2. Разработка маршрута обработки детали

Маршрут обработки детали:

Операция 005. Заготовительная. Штамповка на КГШП.

Заготовительный цех.

Операция 010. Фрезерная.

Сверлильно-фрезерно-расточной станок 2254ВМФ4.

1. Фрезеровать плоскость, выдерживая размер 7.

2. Сверлить 2 отверстия D 12,5.

3. Зенкеровать отверстие D 26,1.

4. Зенкеровать отверстие D32.

5. Зенкеровать отверстие D35,6.

6. Развернуть отверстие D36.

7. Зенковать фаску 0,5 х 45 0 .

Операция 015. Токарная.

Токарно-винторезный 16К20.

1. Подрезать торец, выдерживая размер 152.

2. Точить поверхность D37, выдерживая размер 116.

3. Точить 2 фаски 2 х 45 0 .

4. Нарезать резьбу М30х2.

Операция 020. Фрезерная

Вертикально-фрезерный 6Р11.

1. Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 20 и 94.

Операция 025. Вертикально-сверлильная.

Вертикально-сверлильный 2Н125.

Установ 1.

1. Сверлить 2 отверстия D9.

2. Сверлиль отверстие D8,5.

3. Нарезать резьбу К1/8 / .

Установ 2.

1. Сверлить отверстие D21.

2. Сверлить отверстие D29.

Операция 030 Слесарная.

Притупить острые кромки.

Операция 035. Технический контроль.

3. Выбор технологического оборудования и инструмента

Для изготовления детали "Наконечник" подбираем следующие станки

1. Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ и инструментальным магазином 2254ВМФ4;

2. Токарно-винторезный станок 16К20;

3. Вертикально-фрезерный станок 6Р11;

4. Вертикально-сверлильный станок 2Н125.

В качестве станочных приспособлений используем: для токарной-операции - 4-х кулачковый патрон, для остальных операций - специальные приспособления.

При изготовлении данной детали используется следующий режущий инструмент:

Фреза торцевая с механическим креплением многогранных пластин: фреза 2214-0386 ГОСТ 26595-85 Z = 8, D = 100 мм.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 8,5 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0020 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 9 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0023 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 12,5 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0040 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 21 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0073 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 29 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0100 ГОСТ 10903-77.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 26 мм. длиной 286 мм для обработки сквозного отверстия. Обозначение: 2323-2596 ГОСТ 12489-71.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 32 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0555 ГОСТ 12489-71.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 35,6 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0558 ГОСТ 12489-71.

Развертка машинная цельная с коническим хвостовиком D36 мм. длиной 325 мм. Обозначение: 2363-3502 ГОСТ 1672-82.

Зенковка коническая типа 10, диаметром D = 80 мм. с углом при вершине 90. Обозначение: Зенковка 2353-0126 ГОСТ 14953-80.

Резец правый проходной упорный отогнутый с углом в плане 90 o типа 1, сечения 20 х 12. Обозначение: Резец 2101-0565 ГОСТ 18870-73.

Резец токарный резьбовой с пластинкой из быстрорежущей стали для метрической резьбы с шагом 3 типа 1, сечения 20 х 12.

Обозначение: 2660-2503 2 ГОСТ 18876-73.

Метчик машинный 2621-1509 ГОСТ 3266-81.

Для контроля размеров данной детали, применяем следующий мерительный инструмент:

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;

Штангенциркуль ШЦ-II-400-0,05 ГОСТ 166-89.

Для контроля размера отверстия D36 используем калибр - пробку.

Набор образцов шероховатости 0,2 - 0,8 ШЦВ ГОСТ 9378 - 93.

4. Определение промежуточных припусков, допусков и размеров

4.1 Табличным методом на все поверхности

Необходимые припуски и допуски на обрабатываемые поверхности выбираем по ГОСТ 1855-55.

Припуски на механическую обработку детали "Наконечник"

4.2 Аналитическим методом на один переход или на одну операцию

Расчет припусков аналитическим методом производим для поверхности Шероховатость Ra5.

Технологический маршрут обработки отверстия состоит из зенкерования, чернового и чистового развертывания

Технологический маршрут обработки отверстия состоит из зенкерования и чернового, чистового развертывания.

Расчет припусков производим по следующей формуле:

(1)

где R - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

- глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;

- суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) на предшествующем переходе;

- погрешность установки на выполняемом переходе.

Высоту микронеровностей R и глубину дефектного слоя для каждого перехода находим в таблице методического пособия.

Суммарное значение, характеризующее качество поверхности штампованных заготовок составляет 800 мкм. R= 100 мкм; = 100 мкм; R= 20 мкм; = 20 мкм;

Суммарное значение пространственных отклонений оси обрабатываемого отверстия относительно оси центра определится по формуле:

, (2)

где - смещение обрабатываемой поверхности относительно поверхности используемой в качестве технологической базы при зенкеровании отверстий, мкм

(3)

где - допуск на размер 20 мм. = 1200 мкм.

- допуск на размер 156,2 мм. = 1600 мм.

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом сечении.

, (4)

где - величина удельного коробления для поковок. = 0,7, и L - диаметр и длина обрабатываемого отверстия. = 20 мм, L = 156,2 мм.

мкм.

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после зенкерования:

Р 2 = 0,05 Р = 0,05 1006 = 50 мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чернового развертывания:

Р 3 = 0,04 Р = 0,005 1006 = 4 мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чистового развертывания:

Р 4 = 0,002 Р = 0,002 1006 = 2 мкм.

При определении погрешности установки д У на выполняемом переходе при определении промежуточного припуска требуется определить погрешность закрепления (погрешность базирования для тел вращения равна нулю). Погрешность закрепления заготовки при закреплении ее в призматическом зажиме: 150 мкм.

Остаточная погрешность при черновом развертывании:

0,05 150 = 7 мкм.

Остаточная погрешность при чистовом развертывании:

0,04 150 = 6 мкм.

Производим расчет минимальных значений межоперационных припусков: зенкерование.

мкм.

Черновое развертывание:

мкм.

Чистовое развертывание:

мкм.

Наибольший предельный размер по переходам определяем последовательным вычитанием от чертежного размера минимального припуска каждого технологического перехода.

Наибольший диаметр детали: d Р4 = 36,25 мм.

Для чистового развертывания: d Р3 = 36,25 - 0,094 =36,156 мм.

Для чернового развертывания: d Р2 = 35,156 - 0,501 = 35,655 мм.

Для зенкерования:

d Р1 = 35,655 - 3,63 = 32,025 мм.

Значения допусков каждого технологического перехода и заготовки принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.

Квалитет после чистового развертывания: ;

Квалитет после чернового развертывания: H12;

Квалитет после зенкерования: H14;

Квалитет заготовки: .

Наименьшие предельные размеры определяем вычетанием допусков от наибольших предельных размеров:

d MIN4 = 36,25 - 0,023 = 36,02 мм.

d MIN3 = 36,156 - 0,25 = 35,906 мм.

d MIN2 = 35,655 - 0,62 = 35,035 мм.

d MIN1 = 32,025 - 1,2 = 30,825 мм.

Максимальные предельные значения припусков Z ПР. МАХ равны разности наименьших предельных размеров. А минимальные значения Z ПР. МIN соответственно разности наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Z ПР. МIN3 = 35,655 - 32,025 = 3,63 мм.

Z ПР. МIN2 = 36,156 - 35,655 = 0,501 мм.

Z ПР. МIN1 = 36,25 - 36,156 = 0,094 мм.

Z ПР. МAX3 = 35,035 - 30,825 = 4,21 мм.

Z ПР. МAX2 = 35,906 - 35,035 = 0,871 мм.

Z ПР. МAX1 = 36,02 - 35,906 = 0,114 мм.

Общие припуски Z О. МАХ и Z О. МIN определяем, суммируя промежуточные припуски.

Z О. МAX = 4,21 + 0,871 + 0,114 = 5, 195 мм.

Z О. МIN = 3,63 + 0,501 + 0,094 = 4,221 мм.

Полученные данные сводим в результирующую таблицу.

Окончательно получаем размеры:

Заготовки: d ЗАГ. =;

После зенкерования: d 2 = 35,035 +0,62 мм.

После чернового развертывания: d 3 = 35,906 +0,25 мм.

После чистового развертывания: d 4 = мм.

Диаметры режущих инструментов отображены в пункте 3.

5. Назначение режимов резания

5.1 Назначение режимов резания аналитическим методом на одну операцию

010 Фрезерная операция. Фрезеровать плоскость, выдерживая размер 7 мм.

а) Глубина резания. При фрезеровании торцевой фрезой глубина резания определяется в направлении параллельном оси фрезы и равна припуску на обработку. t =2,1 мм.

б) Ширина фрезерования определяется в направлении, перпендикулярном к оси фрезы. В = 68 мм.

в) Подача. При фрезеровании различают подачу на зуб, подачу на один оборот и подачу минутную.

(5)

где n - частота вращения фрезы, об/мин;

z - число зубьев фрезы.

При мощности станка N = 6,3 кВт S = 0,14.0,28 мм/зуб.

Принимаем S = 0,18 мм/зуб.

мм/об.

в) Скорость резания.

(6)

Где Т - период стойкости. В данном случае Т = 180 мин. - общий поправочный коэффициент

(7)

- коэффициент учитывающий обрабатываемый материал.

nV (8) НВ = 170; nV = 1,25 (1; с.262; табл.2)

1,25 =1,15

- коэффициент, учитывающий материал инструмента; = 1

(1; с.263; табл.5)

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; = 0,8 (1; с.263; табл.6)

C V = 445; Q = 0,2; х = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; P = 0; m = 0,32 (1; с.288; табл.39)

м/мин.

г) Частота вращения шпинделя.

n (9) n об/мин.

Корректируем по паспорту станка: n = 400 об/мин.

мм/мин.

д) Фактическая скорость резания

(10)

м/мин.

е) Окружная сила.

(11)

n (12)

где n = 0,3 (1; с.264; табл.) 0,3 = 0,97

С P =54,5; Х = 0,9; Y = 0,74; U = 1; Q = 1; W = 0.

5.2 Табличным методом на остальные операции

Назначение режимов резания табличным методом произоводится согласно справочнику режимов резания металлов. Полученные данные вносим в результирующую таблицу.

Режимы резания на все поверхности.

6. Компоновка станочного приспособления на одну из операций механической обработки

Проектируем станочное приспособление для вертикально-сверлильного и вертикально-фрезерных станков.

Приспособление представляет собой плиту (поз 1.) на которую с помощью штифтов (поз.8) и винтов (поз.7) монтируются 2 призмы (поз.10). Со стороны одной из призм расположен упор (поз.3) с расположенным в нем пальцем, служащим для базирования заготовки. Прижим детали обеспечивается за счет планки (поз 3), которая одним краем свободно вращается вокруг винта (поз.5), а в другой ее край, имеющий форму прорези, входит винт с последующим прижимом гайкой (поз.12).

Для фиксации приспособления на столе станка в теле плиты выполнены проушены и вмонтированы 2 шпонки (поз.13), служащие для центрования приспособления. Транспортировка осуществляется в ручную.

7. Расчет приспособления на точность механической обработки

При расчете точности приспособления необходимо определить допускаемую величину погрешности е пр, для чего определяем все составляющие погрешности. (в качестве координирующего размера принимаем D29 +0 .2 8)

В общем случае погрешнось определяется по формуле:

где - допуск на координирующий размер. В данном случае Т = 0,28 мм;

- коэффициент точности, учитывающий возможное отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения (= 1,0…1,2 в зависимости от количества значимых слагаемых, чем их больше, тем коэффициент меньше), принимаем;

- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления: = 0,3…0,5; принимаем = 0,3;

Остальные значения формулы представляют собой совокупность погрешностей, определяемых ниже.

1. Погрешность базирования б возникает при несовпадении измерительной и технологической баз. При обработке отверстия погрешность базирования равна нулю.

2. Погрешность закрепления заготовки е з возникает в результате действия сил зажима. Погрешность закрепления при использовании ручных винтовых зажимов равна 25 мкм.

3. Погрешность установки приспособления на станке зависит от зазоров между присоединительными элементами приспособления и станка, а также от неточности изготовления присоединительных элементов. Она равна зазору между Т-образным пазом стола и установочным элементом. В используемом приспособлении размер ширины паза равна 18H7 мм. Размер установочной шпонки 18h6. Предельные отклонения размеров и. Максимальный зазор и соответственно максимальная погрешность установки приспособления на станке = 0,029 мм.

4. Погрешность износа - погрешность, вызванная износом установочных элементов приспособлений, характеризующее отклонение заготовки от требуемого положения вследствие износа установочных элементов в направлении выполняемых размеров.

Приближенно износ установочных элементов может определяться по следующей формуле:

где U 0 - средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима W = 10 кН и базовом числе установок N = 100000;

k 1 , k 2 , k 3 , k 4 - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на износ материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки, отличающиеся от принятых при определении U 0 .

При установке на опорные гладкие пластины U 0 = 40 мкм.

k 1 = 0,95 (сталь незакаленная); k 2 = 1,25 (специальное); k 3 = 0,95 (лезвийная обработка стали с охлаждением); k 4 = 1,3 (до 40000 установок)

мкм.

5. Геометрическая погрешность станка е ст после чистовой обработке равна 10 мкм.

6. Погрешность настройки станка на размер е н. ст зависит от типа обработки и выдерживаемого размера. В данном случае е н. ст =10 мкм.

Определяем погрешность приспособления:

мкм.

Суммарная погрешность обработки заготовки по координирующему размеру с использованием приспособления не должна превышать величину допуска Т на него, указанному в чертеже. Приведенное условие имеет вид:

где - статические погрешности, связанные с приспособлением, а также погрешности, в явном виде влияющие на точность изготовления приспособления.

- погрешности, зависящие от технологического процесса и в явном виде на точность изготовления приспособления не влияющие.

Значения погрешностей первой группы найдены выше.

Суммарная погрешность обработки, не зависящая от приспособления определяется как часть допуска на координирующий размер:

мкм

мкм.

мкм. - Условие выполняется.

Литература

1. Справочник технолога машиностроения; - М.: "Машиностроение" под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещеряков; 2 тома; 2003 г.

2. Н.А. Нефедов, К.А. Осипов; Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту; - М.: "Машиностроение"; 1990 г.

3. Б.А. Кузьмин, Ю.Е. Абраменко, М.А. Кудрявцев, В.Н. Евсеев, В.Н. Кузьминцев; Технология металлов и конструкционные материалы; - М.: "Машиностроение"; 2003 г.

4. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред; Курсовое проектирование по технологии машиностроения; - М.: "Машиностроение"; 1995 г.

5. В.Д. Мягков; Допуски и посадки. Справочник; - М.: "Машиностроение"; 2002 г.

6. В.И. Яковлева; Общемашиностроительные нормативы режимов резания; 2-е издание; - М.: "Машиностроение"; 2000 г.

7. В.М. Виноградов; Технология машиностроения: введение в специальность; - М.: "Академия"; 2006 г.;

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор способа получения заготовки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор методов обработки поверхности заготовки, схем базирования заготовки. Расчет припусков, промежуточных технологических размеров. Проектирование специальной оснастки.

курсовая работа , добавлен 04.02.2014


Анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Выбор заготовки и способа ее получения. Проектирование техпроцесса обработки. Расчет погрешностей базирования, припусков на обработку, режимов резания, размеров заготовок, норм времени.

курсовая работа , добавлен 09.03.2014


Характеристика обрабатываемой детали, материала заготовки. Выбор оптимального метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута обработки детали. Центрирование заготовок на токарно-винторезных станках. Расчет приспособления на точность.

контрольная работа , добавлен 04.12.2013


Анализ технологичности детали "Диск". Анализ способов получения заготовки и выбор оптимального. Составление технологического маршрута обработки детали. Выбор оборудования и инструментов. Расчет припусков на механическую обработку и режимов резания.

курсовая работа , добавлен 26.01.2013


Анализ технологичности детали качественным и количественным методом. Материал вала-шестерни и его свойства. Выбор вида и метода получения заготовки. Разработка маршрута технологического процесса. Расчёт межоперационных припусков, допусков и размеров.

курсовая работа , добавлен 22.04.2016


Основные процессы технологии машиностроения. Определение типа производства. Выбор метода получения заготовки. Технологический процесс изготовления детали "Ролик", выбор оборудования, приспособления, режущего инструмента. Расчет припусков и режима резания.

курсовая работа , добавлен 04.09.2009


Описание и конструкторско-технологический анализ шестерни ведущей. Назначение детали, описание материала. Выбор вида заготовки и метод её получения. Определение промежуточных припусков, технологических размеров и допусков. Расчёт режимов резания.

курсовая работа , добавлен 14.01.2015


Описание служебного назначения конструкции узла, детали. Выбор метода получения заготовки и его техническое обоснование. Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров. Техническое нормирование и принципы операции нарезания зубчатого венца.

курсовая работа , добавлен 22.10.2014


Описание служебного назначения детали и ее технологических требований. Выбор типа производства. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрута изготовления детали. Расчет и определение промежуточных припусков на обработку поверхности.

курсовая работа , добавлен 09.06.2005


Краткие сведения о детали - вал-шестерня. Материал детали и его свойства. Анализ технологичности. Выбор типа производства и оптимального размера партии. Обоснование метода получения заготовки. Расчет промежуточных припусков. Расчет режущего инструмента.

Кафедра технологии и организации машиностроительного производства

Дисциплина

"Технологические основы машиностроения" (ТОМ)

Конспект лекций

Э.П. Выскребенцев

Для студентов специальности "Металлургическое оборудование"

3-й курс дневного обучения

4-й курс заочного обучения

Основная

1. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1987

Дополнительная.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Минск: Вышейша школа, 1985.

3. Воробьев А.Н. Технология машиностроения и ремонт машин: Учебник. – М.: Высшая школа, 1981.

4. Корсаков В.С. Технология машиностроения. – М.: Машиностроения, 1987.

5. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 кн. под. ред. Косиловой А. Г, – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1985.

6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – М.:

Изд. стандарт. 1992.

ВВЕДЕНИЕ 5

1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 6

1.1 Типы производства 6

1.2 Виды технологических процессов 9

1.3 Структура технологического процесса и его основные

характеристики 11

1.3.1 Характеристики технологического процесса 15

1.4 Трудоёмкость технологической операции 16

1.5 Основные принципы технологического проектирования 21

2 ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 23

2.1 Точность и её определяющие факторы 23

3 ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ И БАЗЫ ЗАГОТОВКИ 27

3.1 Погрешность закрепления ε з, 36

3.2 Погрешность положения заготовки ε пр, вызываемая

неточностью приспособления 37

3.3 Базирование заготовки в приспособлении 38

4 КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И

ЗАГОТОВОК 41

4.1 Влияние технологических факторов на величину

шероховатости 41

4.2 Методы измерения и оценки качества поверхности 46

5 ЗАГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН 49

5.1 Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления 49

5.2 Определение припусков на механическую обработку 51

6 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 60

6.1 Общие положения разработки технологических

процессов 60

6.2 Выбор технологического оборудования 63

6.З. Выбор технологической оснастки 64

6.4. Выбор средств контроля 65

6.5. Формы организации технологических процессов и их

разработка 65

6.6. Разработка групповых технологических процессов 67

6.7. Разработка типовых технологических процессов 70

7 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 72

7.1 Технология производства валов 72

7.2 Технология производства корпусных деталей 82

7.2.1 Технологический маршрут обработки заготовок

корпусов 84

7.3 Технология производства цилиндров 92

7.4 Обработка зубчатых колёс 94

7.4.1 Конструктивные особенности и технические требования к зуб-

чатым колёсам 94

7.4.2 Обработка заготовок зубчатых колёс с центральным отверстием. 95

7.4.3 Нарезание зубьев 97

7.4.4 Изготовление крупногабаритных зубчатых колёс 100

7.4.5 Обработка заготовок до нарезания зубьев 101

7.5 Технология изготовления рычагов 102

8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ 111

ВВЕДЕНИЕ

Технология машиностроения - наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших народнохозяйственных затратах.

Технология машиностроения развивалась с развитием крупной промышленности, накапливая соответствующие методы и приемы для изготовления машин. В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в оружейных мастерских и заводах, где изготовлялось оружие в больших количествах.

Так, на Тульском оружейном заводе еще в 1761 г. впервые в мире было разработано и внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их контроль с помощью калибров.

Технология машиностроения создавалась трудами российских ученых: А.П. Соколовского, Б.С. Балакшина, В.М. Кована, B.C. Корсакова и др,

К технологии машиностроения относятся следующие области производства: технология литья; технология обработки давлением; технология сварки; технология механической обработки; технология сборки машин, т. е. технология машиностроения охватывает все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

Однако под технологией машиностроения обычно понимают научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки заготовок и сборки машин к попутно затрагивающие вопросы выбора заготовок методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном механической обработкой. Сложность процесса механической обработки и физической природы, происходящих при этом явлений, вызвана трудностью изучения всего комплекса вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусловила образование нескольких таких дисциплин: резание металлов; режущие инструменты; металлорежущие станки; конструирование приспособлений; проектирование машиностроительных цехов и заводов; взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения; технология конструкционных материалов; автоматизация и механизация технологических процессов и др.

1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1 Типы производства

Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.

Объем выпуска изделий - количество изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения, изготовленных или ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени.

Реализуют следующие типы производства: единичное; серийное; массовое. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций. Коэффициент закрепления операций – отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.

Единичное производство - производство, характеризуемое широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом выпуска изделий.

В единичном производстве изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует (турбостроение, судостроение). В этом типе производства, как правило, используется универсальные оборудование, приспособления и измерительный инструмент, рабочие имеют высокую квалификацию, сборка производится с использованием слесарнопригоночных работ, т. е. по месту и т. п. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки - токарных, строгальных, фрезерных и др.

Коэффициент закрепления операций > 40.

Серийное производство - производство, характеризуемое ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями выпуска.

В зависимости от количества изделий в партии или серии и значение коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Коэффициент закрепления операций в соответствии со стандартом принимают равным:

а) для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно;

б) для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно;

в) для крупносерийного производства - свыше 1 до 10 включительно.

Основные признаки серийного производства: станки применяются разнообразных типов: универсальные, сспециализированные, специальные, автоматизированные; кадры различной квалификации;

работа может производиться на настроенных станках; применяется и разметка, и специальные приспособления; сборка без пригонки и т. д.

Оборудование располагается в соответствии с предметной формой организации работы.

Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующиходинакового порядка выполнения операций. В той же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей (так называемые, предметно-замкнутые участки). Обработка заготовок производится партиями. При этом время выполнения операций на отдельных станках может быть не согласовано с временем операций на других станках.

Изготовленные детали хранятся во время работы у станков и затем транспортируются всей партией.

Массовое производство - производство, характеризуемое узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени.

Коэффициент закрепления операций для массового производства принимают равным единице.

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса различают три основных типа производства: единичное, серийное, массовое.

Необходимо отметить, что на одном и том же предприятии и даже в одном и том же цехе могут существовать различные типы производства. Например, в тяжелом машиностроении, имеющем характер единичного производства, мелкие детали, требующиеся в большом количестве, могут изготавливаться по принципу серийного или даже массового производства.

Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделия изготавливают единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.

Единичное производство универсально , т.е. охватывает различные типы изделий, а следовательно, должно быть гибким, быстро — переналаживаемым.

Технологический процесс изготовления деталей при этом типе производства имеет «уплотненный» характер: на одном станке выполняются несколько операций и часто производится полная обработка заготовок разнообразных конструкций и из различных материалов.

Для единичного производства характерны следующие особенности:

оборудование ставится по типам станков;

используется универсальное оборудование;

обслуживающий персонал высокой квалификации;

длительное время обработки;

высокая стоимость обработки;

низкая производительность;

высокая точность обработки.

Серийным называется производство, в котором выпуск изделий осуществляется партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии целиком как в обработке деталей, так и в сборке.

При серийном производстве изделия выпускаются повторяющимися сериями по неизменным чертежам. В зависимости от числа выпускаемых изделий и их повторяемости в течение года производство может быть мелко-, средне- или крупносерийным. Мелкосерийное производство приближается по организации к единичному, а крупносерийное - к массовому.

Отнесение серийного производства к тому или иному типу осуществляется на основании коэффициента закрепления операций - отношения числа всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест. Для мелкосерийного производства значения этого коэффициента находятся в пределах 20…40, для серийного - 10… 20, для крупносерийного - I… 10 включительно.

В серийном производстве технологический процесс дифференцирован. Отдельные операции закреплены за определенными станками. Используются станки универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные. После окончания изготовления одной серии деталей станки на данном производственном участке переналаживают на изготовление другой серии деталей.

Серийное производство значительно экономичнее , чем единичное, так как лучше используется оборудование, выше специализация рабочих, ниже себестоимость продукции.

Массовым называется производство , в котором при достаточно большом числе одинаковых выпусков изделий изготовление ведется путем непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций.

Для массового производства характерны следующие основные признаки:

большинство операций по обработке заготовок закрепляется за отдельными станками;

на линии обработки имеет место непрерывное перемещение заготовок с одного рабочего места на другое;

оборудование специализированное или специальное;

низкая трудоемкость и стоимость обработки;

короткий технологический цикл.

Коэффициент закрепления операций в этом типе производства принимают равным единице. Массовое производство позволяет производить значительные затраты на оборудование, так как последнее легко окупается.

При массовом производстве имеется возможность использовать самое высокопроизводительное оборудование и технологическую оснастку. Массовое производство может быть организовано по поточному и непоточному методам. Оборудование в этом случае устанавливается в виде поточных автоматических или автоматизированных линий.

Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком, характеризуемое тем, что время выполнения каждой операции равно или кратно времени по всему потоку, что позволяет производить обработку без заделов с определенным тактом выпуска, который рассчитывается по формуле

где Р - фонд времени (за год, смену и т.д.), мин; N - выпуск изделий сборочных единиц за соответствующий период времени, шт.

На операциях, длительность которых не укладывается в определенный такт выпуска, устанавливается дополнительное оборудование. При непрерывном потоке передача заготовки с позиции на позицию осуществляется непрерывно в принудительном порядке, что обеспечивает параллельное одновременное выполнение всех операций на технологической линии.

Машиностроение является ведущей отраслью промышленности любой развитой и развивающейся страны. Как и в другой любой отрасли, в машиностроении есть свои задачи и цели, а соответственно и методы которыми они достигаются, и не важно процесс обработки это или исследования.

Точность и методы ее достижения

Определение 1

Точность – это соответствие изготовленного изделия приведенному образцу.

Произведенная деталь с помощью механической и станочной обработки должна максимально соответствовать заданным чертежам и техническим условиям изготовления.

Методы достижения точности при обработке детали на металлорежущем станке:

1. Обработка детали по разметки, или с применением пробных проходов, максимально приближаясь к заданной форме и размерам. После каждого прохода оборудование снимает размеры, чтобы решить какой проход сделать в следующий шаг. В таком случает точность проведенной работы зависит от квалификации работника.
2. Метод автоматического получения размеров, настройка оборудования на нужный размер. Изделие обрабатывается в неизменном положении, в таком случае точность изготовления зависит от наладчика оборудования.
3. Автоматическая обработка на станках с программным управлением и на копировальных станках, в них точность зависит от точности управления.

Замечание 1

Однако стоит заметить, что насколько бы не был точно настроен станок некоторые детали все же будут отличаться друг от друга, это называется погрешностью.

Причины появления погрешностей:

• Неточность непосредственно самого станка, что может свидетельствовать о неточности сборки или не точности деталей, из которых собран станок
• Погрешности установки заготовки
• Износ режущего станка
• Упругие и тепловые деформации в системе
• Остаточные деформации в заготовке

Методы изготовления деталей машиностроения

Машиностроение занимается производством деталей разного размера, удельного веса, сложности. Одни детали изготавливаются из легких и хрупких металлов, другие же наоборот из тяжелых и не ковких. И для каждого вида сырья и продукции существует свой метод изготовления.

Основные методы изготовления деталей:

1. Литье. Детали изготовляются путем заливки жидкого сырья (чугун, сталь, цветные и черные металлы) в формы.
2. Ковка и штамповка. Используется пластичные материалы (кроме чугуна). Штамповка представляет собой деформирование заготовки в полости инструмента. Ковка – это свободное деформирование в продольном и поперечном направлении заготовки.
3. Прокат. Более 90% изготовляемых деталей проходят на производстве через прокат (рельсы, проволока, листы, трубы и т.п.). прокат разделяется на горячий и холодный. Холодный прокат используют для более точных размеров.
4. Протяжка и волочение. Данная обработка улучшает механические свойства изделия, заготовки протягивают через специальный инструмент, что подвергает его как минимум 30% деформации. К тому же поверхность изделия становится светлой и частой.
5. Сварка. Данный процесс может быть довольно разнообразным: газовая сварка, химическая, электросварка и т.п.
6. Пайка. При данном виде соединения не происходит расплава соединяющих металлов, так как температура не достигает температуры плавления.
7. Термическая обработка.
8. Механическая обработка.

Методы измерения в машиностроении

На производстве деталей применяются прямые и косвенные методы измерения.

При прямых измерениях размер определяется по показателям непосредственно самого прибора.

При косвенных же измерениях размер определяют по результатам прямых измерений одной или нескольких величин, связанных с определенной зависимостью. К примеру измерение углов с использованием катетов и гипотенузы.

Замеры могут проводиться абсолютным и относительным методами.

Опять же в абсолютном замере все показания получаются с данных прибора. Тогда как при относительном измерении можно измерить лишь отклонения от установленных. При использовании данного метода приборы требуют дополнительную настройку по заданной мере, что приводит к затрате лишнего времени. Однако это можно применять при массовом производстве, где обеспечивается более точное выполнение детали.

Так же существуют комплексные и дифференцированные методы измерения.

Комплексный метод представляет собой сопоставление имеющегося корпуса изготовляемой детали с ее предельными контурами, определяемыми величинами и расположением полей допуска. Примером такого измерения служит контроль зубчатых колес на межцентромере.

Дифференцированный метод заключается в проверке каждой детали отдельно. Однако данный метод не гарантирует взаимозаменяемости деталей. Данный метод используется как правило при проверке инструментов, а также выявление причин выхода размеров детали за пределы погрешности.

Статистические методы в машиностроении

Замечание 2

Часто такие методы называют статистическими методами управления качеством, это вспомогательные средства на основе выводов и положения теории вероятности и математической статистики, которые помогают принимать решения, связанные с качеством функционирования технологических процессов.

Это средства диагностики процессов, и оценка отклонений в области качества. Стоит отметить, что на всех производствах где были внедрены статические методы наметились значительные улучшения качества выполнения производственных работ.

Используемый метод статического анализа и профилактики брака позволяют на основании математической статистики и накопленных данных о погрешностях, ранее обнаруженных на производстве, создать новый устойчивый процесс сборки и обработки деталей.

Сначала требуется собрать все данные по погрешностям и сопоставить их, составить месячный график возврата для устранения погрешностей, если число погрешностей превышает критическое количество, то это означает что нормативный процесс технологии нарушен и требуется вмешательство технического персонала.

Тип производства – классификационная категория, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпускаемых изделий. В зависимости от потребностей человека, учреждения, отрасли или государства изделия выпускаются предприятиями в различных количествах. Соответственно производства условно подразделяют на единичное, серийное или массовое.

Отнесение предприятия (завода) или цеха к тому или иному типу производства называется условным потому, что возможно одновременное существование различных типов, т.е. отдельные изделия или детали могут изготовляться в соответствии с разными принципами: одни – единичным порядком, другие – серийным или одни – массовым, другие – серийным и т.п. Так, па предприятиях тяжелого машиностроения, характеризующихся единичным производством сложных крупногабаритных изделий (например, шагающих экскаваторов), требующиеся для них в большом количестве мелкие унифицированные или стандартизированные детали могут изготовляться по принципу серийного и даже массового производства.

Под единичным (индивидуальным) производством понимают изготовление единичных экземпляров изделий по неизменным чертежам, которое не повторяется либо повторяется редко, через неопределенное время.

Отличительными особенностями единичного типа производства являются: миогономенклатурность выпускаемой продукции; отсутствие постоянного закрепления за рабочими местами определенных изделий; использование универсального оборудования, приспособлений и инструментов; размещение оборудования по однотипным группам; наличие высококвалифицированных рабочих-уииверсалов; большой объем ручных операций; высокая длительность производственного цикла и др. К нему относят выпуск экспериментальных или уникальных образцов машиностроительных изделий, любого нестандартного оборудования.

Под серийным производством понимают изготовление изделий по неизменным чертежам периодически повторяющимися партиями в течение определенного периода времени.

В зависимости от числа изделий в партии его подразделяют на: мелкосерийное, серийное и крупносерийное. Такое подразделение достаточно условно. При одном и том же числе изделий в партии, по разных размерах и сложности, производство можно отнести к разным видам. Например, изготовление 25 проходческих комбайнов для выработки месторождений калийной руды можно отнести к среднесерийному производству, 25 тяжелых транспортных самолетов "Руслан" – к крупносерийному, а 25 малогабаритных токарных станков – к мелкосерийному. Ориентировочно серийность производства определяют по табл. 1.1.

Таблица 1.1

Серийность производства

Продукцией серийного производства являются изделия, выпускаемые в значительном количестве: металлорежущие станки, насосы, компрессоры и т.д. В этом случае используют высокопроизводительное универсальное и специализированное оборудование; специализацию рабочих мест по выполнению нескольких закрепленных операций; универсальные, переналаживаемые быстродействующие приспособления; универсальный и специальный инструмент. Широко применяют станки с ЧПУ, многоцелевые станки и гибкие переналаживаемые системы (ГПС). Серийное производство также характеризуется незначительным объемом ручных операций, наличием рабочих средней квалификации, незначительной длительностью производственного цикла и др.

Под массовым производством понимают изготовление изделий по неизменным чертежам в больших количествах и в течение длительного периода времени.

Продукцией массового производства являются изделия узкой номенклатуры и стандартного типа, например автомобили, велосипеды, электродвигатели, швейные и стиральные машины, подшипники и т.п. На большинстве рабочих мест выполняют только одну закрепленную постоянно повторяющуюся операцию. Массовому производству свойственны следующие особенности: ограниченная номенклатура изделий; предметная специализация рабочих мест; расположение оборудования в последовательности выполнения операций; применение высокопроизводительного автоматизированного и роботизированного оборудования, специальных приспособлений и инструмента; широкое использование транспортных устройств для передачи заготовок вдоль поточной линии; механизация и автоматизация технического контроля; наличие рабочих невысокой квалификации; минимальная длительность производственного цикла и др.

Тип производства определяют по коэффициенту закрепления операций К з.о

где Q – число операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение планового периода, равного одному месяцу; Р – число рабочих, выполняющих различные операции.

Коэффициент закрепления операций является одной из основных характеристик типа производства (ГОСТ 3.1121–84). Значение для массового производства составляет К з.о = 1, для крупносерийного – 1–10, для серийного – 10–20. При единичном производстве К з.о может быть более 40.

В машиностроении различают две формы производства: непоточное и поточное.

Непоточным называют производство, при котором его объекты в процессе изготовления находятся в движении с различной продолжительностью операций и перерывов между ними. Эта форма характерна для единичного производства.

Поточным называют производство, при котором операции закреплены за определенными рабочими местами, расположенными в порядке их выполнения, а объект производства передается с одного рабочего места на другое с определенным тактом.

Это наиболее совершенная с точки зрения минимизации издержек форма организации массового производства. По этому принципу строятся автоматические линии обработки и сборки. Особенность автоматического производства – выполнение операций без непосредственного участия рабочего либо под его наблюдением и контролем. Поточное производство может быть и неавтоматическим, если установку заготовок и их снятие после обработки выполняет рабочий.

Для организации поточного производства требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. На линии обработанные заготовки или собранные узлы выпускаются через строго определенный интервал времени, называемый тактом выпуска.

Такт выпуска (мин/шт.) – интервал времени Т в между выпуском двух изделий или заготовок определенных наименований, следующих одно за другим,

где Фд – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N – производственная программа на этот же период (число изделий, шт.).

Цикл – интервал календарного времени от начала до конца выполнения какого-либо повторяющегося технологического или производственного процесса независимо от числа одновременно изготовляемых изделий.

Различают цикл изготовления изделия в целом, отдельных сборочных единиц и деталей, выполнения отдельных операций.

Каждое производство обладает определенной производственной мощностью , под которой понимают максимально возможный выпуск продукции установленных номенклатуры и количества, который может быть осуществлен за определенный период времени при установленном режиме работы.