Введение 4
1 Определение задач работы на базе анализа исходных данных 6
1.1 Служебное назначение детали 6
1.2 Задачи работы 9
2 Разработка технологии изготовления 10
2.1 Проектирование заготовки и методов обработки 10
2.2 Проектирование технологической операции 14
3 Разработка специальной технологической оснастки 20
3.1 Разработка режущего инструмента 20
3.2 Разработка станочного приспособления 21
4 Безопасность и экологичность технического объекта 26
4.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая
характеристики рассматриваемого технического объекта 26
4.2 Идентификация профессиональных рисков 27
4.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 27
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 28
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического 30
объекта
5 Экономическая эффективность работы 33
Заключение 38
Список используемых источников 39
Приложение А. Маршрутная карта 41
Приложение Б. Операционные карты 46
Приложение В. Спецификация к станочному приспособлению 52
Приложение Г. Спецификация к режущему инструменту 54
В настоящее время технология машиностроения в области обработки металлов идет в двух направлениях. Первое направление - максимальный переход на программируемые станки с ЧПУ и роботизированные системы, которые позволяют получить более высокую производительность за минимальный промежуток времени. Второе направление развития металлообработки - альтернативные методы обработки металлических деталей [14].
Часто процессы обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения желаемых результатов (например, сверла разного размера). Станки с ЧПУ обычно объединяют инструменты в общие единицы или ячейки, из которых станок может их использовать [6]. Базовые станки ведут обработку по одной или двум осям, в то время как современные станки дополнительно могут вести обработку в поперечном направлении по оси х, у, продольно по оси z и вращательно вокруг одной или нескольких осей. Многоосные станки способны автоматически переворачивать детали, позволяя удалить материал, который был «снизу». Это избавляет рабочих от необходимости переворачивать заготовку и позволяет обрабатывать все стороны без необходимости дополнительного вмешательства.
Станки с ЧПУ стали первым крупным прорывом в области скоростной обработки. До числового управления (в случае технологии перфорированной ленты) и компьютерного числового управления (с аналоговыми и цифровыми вычислениями) детали обрабатывались вручную [3]. Это неизменно приводило к увеличению погрешности в конечных продуктах и даже больше, когда станки использовались вручную для более массового производства.
Многие новые станки с ЧПУ созданы специально для целевых производственных процессов. Например, электрохимическая обработка используется для обработки высокопрочных металлических деталей, которые иначе невозможно осуществить [18]. Удобные в использовании программные платформы революционизируют обрабатывающую промышленность, предоставляя спецификации с точки зрения допусков, позволяют добавлять новые характеристики по инициативе производителя и потребителя.
Выбор материала имеет основополагающее значение при определении функционального назначения и стоимости заготовки. Инженер-технолог должен определить важные характеристики материала для детали. Решение позволяет рассмотреть широкий спектр материалов, соответствующих техническим требованиям.
Детали со сложной геометрией могут быть получены с использованием процесса обработки на станках с ЧПУ. Если деталь является более сложной, что означает фасонную геометрию или большее количество поверхностей для обработки, она становится более дорогой из-за дополнительной установки или времени обработки заготовки на станке. Использование 5¬осевой обработки позволяет производить различные сложные детали более удобным способом [12]. Скоординированное движение при обработке позволяет более эффективно изготавливать несколько сложных деталей одновременно, поскольку достигаются более высокие скорости резания, создаются более эффективные траектории инструмента и возможна более качественная обработка поверхности. Используя 5-осевую технологию вместо традиционной 3-осевой, требуется меньшее количество операций для создания детали со сложной геометрией. При использовании 5-осевого станка, станок и деталь при обработке позволяют режущему инструменту оставаться более мобильным относительно обрабатываемой поверхности. Затраты и сокращение времени цикла уменьшаются, потому что большее количество материала может быть удалено более продуктивно [1].
В настоящей работе используется первое направление развития металлообработки с использованием автоматизированного оборудования
При выполнении выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:
- спроектирована заготовка с припусками, рассчитанными
аналитическим методом нормальной точности;
- использованы высокопроизводительные станки с ЧПУ и полуавтоматы, так как при среднесерийном типе производства это является более продуктивным;
- для токарной обработки спроектирован патрон цанговый;
- для существенного увеличения стойкости и производительности применен инструмент с износостойким покрытием с механическим креплением пластины - резец токарный сборный;
- применена высокопроизводительная оснастка с механизированным приводом;
- спроектирован патрон цанговый для токарной технологической операции, что позволило существенно снизить штучное время на этой операции;
- для контроля биения применено контрольное приспособление с высокоточными электронными головками;
- предложены мероприятия по обеспечению безопасности и
экологичности технического объекта в виде технологического процесса;
- проведен анализ экономической эффективности после внесения предлагаемых изменений в технологическом процессе.
1. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов. - М. : Машиностроение, 2005. 736 с.
2. Балашов В.М. Проектирование машиностроительных
производств: учебное пособие / В.М. Балашов, В.В. Мешков. - Старый Оскол: ООО ТНТ, 2018. 200 с.
3. Безъязычный В.Ф. Основы технологии машиностроения:
учебник. - М. : Инновационное машиностроение, 2016. 568 с.
4. Горина Л.Н. Раздел выпускной квалификационной работы
«Безопасность и экологичность технического объекта»: учебно¬
методическое пособие / Л.Н. Горина, М.И. Фесина. - Тольятти : изд-во ТГУ, 2018. 41 с.
5. Зубкова Н.В. Методическое указание к экономическому обоснованию курсовых и дипломных работ / Н.В. Зубкова. - Тольятти : ТГУ, 2015. 46 с.
6. Иванов И.С. Расчёт и проектирование технологической оснастки в машиностроении: учебное пособие. - М. : ИНФРА-М, 2015. 198 с.
7. Иванов И.С. Технология машиностроения: производство типовых деталей машин: учебное пособие. - М. : ИНФРА-М, 2014. 223 с.
8. Клепиков В.В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие / В.В. Бодров, В.Ф. Солдатов. - М. : ИНФРА-М, 2017. 229 с.
9. Кондаков А.И. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения: учебное пособие. - М. : КНОРУС, 2012. 400 с.
10. Михайлов А.В. Методические указания для студентов по выполнению курсового проекта по специальности 1201 Технология машиностроения по дисциплине «Технология машиностроения» / А.В. Михайлов, - Тольятти, ТГУ, 2005. - 75 с.
11. Приходько И.Л. Проектирование заготовок: учебное пособие / И.Л. Приходько, В.Н. Байкалова. - М. : Издательство РГАУ-МСХА, 2016. 171 с.
12. Скворцов В.Ф. Основы технологии машиностроения: учебное пособие. - М. : ИНФРА-М, 2016. 330 с.
13. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х кн. Кн. 2 / А.Г. Косилова [и др.]; под ред. А.М. Дальского [и др.]; - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение-1, 2001. 944 с.
14. Суслов А.Г. Технология машиностроения: учебник. - М. : КНОРУС, 2013. 336 с.
15. Сысоев С.К. Технология машиностроения. Проектирование технологических процессов / С.К. Сысоев, А.С. Сысоев, В.А. Левко. - СПб. : Издательство «Лань», 2016. 352 с.
16. Торопов Ю.А. Припуски, допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Припуски и допуски отливок и поковок: справочник / Ю.А. Торопов. - СПб. : Издательство «Профессия», 2017. 598 с.
17. Филонов И.П. Инновации в технологии машиностроения: учебное пособие / И.П. Филонов, И.Л. Баршай. - Минск : Вышэйшая школа, 2009. 110 с.
18. Bertsche B. Reliability in Automotive and Mechanical Engineering: Determination of Component and System Reliability / B. Bertsche, A. Schauz, K. Pickard. - Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2015. 502 p.
19. Grote K.-H., Antonsson E.K. Springer Handbook of Mechanical Engineering / K.-H Grote, E.K. Antonsson. - New York : Springer Science+Business Media, 2008. 1589 p.
20. Nee A. Y. C. Handbook of Manufacturing Engineering and Technology / A. Y. C. Nee. - London : Springer Reference, 2015. 3491 p.
21. Rosier J. Mechanical Behaviour of Engineering Materials: Metals, Ceramics, Polymers, and Composites / J. Rosier, H. Harders, M. Baker. - Berlin Heidelberg New York : Springer, 2007. 540 p.