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.
