Введение 5
1 Анализ состояния вопроса 6
1.1 Служебное назначение корпуса 6
1.2 Классификация поверхностей 7
1.3 Анализ технологичности 8
2 Технологическая часть работы 10
2.1 Выбор типа производства 10
2.2 Выбор и проектирование заготовки 10
2.3 Расчет припусков на обработку 12
2.4 Разработка технологического маршрута и схем базирования 13
2.5 Выбор баз. Обоснование схем базирования 17
2.6 Выбор средств технологического оснащения 17
2.7 Проектирование операций 19
3 Проектирование специальных средств оснащения 27
3.1 Подготовка данных для расчета приспособления 27
3.2 Расчет сил резания 27
3.3. Расчет усилия зажима 28
3.4 Расчет зажимного механизма 31
3.5 Расчет точности приспособления 32
3.6 Описание конструкции приспособления 32
3.7 Расчёт и проектирование сверла для глубокого сверления 34
4 Безопасность и экологичность технического объекта 36
4.1 Конструктивно-технологическая характеристика объекта 36
4.2 Идентификация профессиональных рисков 36
4.3 Методы и технические средства снижения рисков 37
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 39
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 39
4.6 Выводы по разделу 40
5 Экономическая эффективность работы 43
Заключение 48
Список используемых источников 50
Приложение А Технологическая документация 54
Приложение Б Спецификация приспособления 61
Приложение В Спецификация инструмента 63
Особое место в технологических процессах машиностроительного производства занимают шлифовальные инструментальные головки различного назначения. Они позволяют проводить высокоточные, производительные технологические переходы. Надежность работы таких узлов определяет надежность работы технологического оборудования. Главным элементом в них является шпиндель. Он имеет высокие требования по точности и качеству поверхности, требует использования методов упрочнения, контроля.
Для изготовления такой детали используется сталь 40ХМ. Из нее изготавливают сортовые прутки, которые можно использовать как заготовку для шпинделя. Условия производства определяются годовым объемом выпуска - 500 деталей в год. При массе 124,2 кг область производства - среднесерийная.
Для принятых условий обработки целесообразно использовать автоматизированные станки с ЧПУ. При универсальности (фрезерные переходы, сверление и обработка другим осевым инструментом, нарезание резьбы резцами) они обеспечивают высокую производительность за счет концентрации переходов и использования максимальных режимов резания. Для современного высокоскоростного оборудования лезвийная обработка ведется в области скоростей 200-700 м/мин. При последовательной концентрации технологических переходов, когда они следуют друг за другом, суммарная трудоемкость складывается из основного времени всех переходов. Использование предельных скоростей при соответствующей величине подачи с учетом оптимальных затрат на инструмент гарантируют заданную производительность даже для протяженных поверхностей шпинделя. Проектирование современных технологий подразумевает не только технические расчеты, но обеспечение требований по экологичности и экономическое обоснование.
В работе представлен технологический процесс изготовления шпинделя шлифовальной бабки. Для условий мелкосерийного производства был выбран способ получения исходной заготовки - штамповка. С учетом конфигурации детали, ее материала, типа производства, назначены припуски и допуски на размеры штамповки. Для самой точной поверхности был произведен расчет припусков аналитическим способом. Учитывая современные тенденции машиностроения в плане использования высокопроизводительного инструмента, автоматизированных станков, которые формируют операции по принципу концентрации, выбраны технологические переходы для отдельных поверхностей и затем они объединены в технологические операции. Для всех этапов технологии изготовления шпинделя было выбрано оборудование, соответствующие зажимные приспособления для фиксации заготовки. Для повышения эффективности обработки выбран современный высоко стойкий инструмент со сменными режущими пластинами, которые оптимизированы по служебному назначению для черновых и чистовых операций по конфигурации и материалам покрытий. Особое внимание в технологическом процессе обращалось на обработку глубокого отверстия, которое проходит через всю деталь. Чтобы снизить время обработки и исключить появление брака, связанного с уводом инструмента, предлагается реализовать технологический переход по обработке этого отверстия с помощью одно кромочного ружейного сверла с внутренним подводом СОЖ. Чтобы снизить число единиц технологического оборудования в технологическом процессе изготовления шпинделя, предлагается реализация данного перехода на токарно фрезерном центре, оснащенным системой адаптации с приводной посадочной позицией под данный инструмент. Адаптер позволяет осуществлять внутренний подвод СОЖ, а также реализует функцию стружко приемника для сбора стружки и фильтрации технологической среды.
Также спроектировано приспособление - самоцентрирующей трех кулачковый патрон с механизированным зажимом, которое является точным и надежным согласно расчету. Выбранное усилие зажима обеспечивает гарантированную фиксацию заготовки при минимальной погрешности от сил закрепления. Одно кромочное сверло, специализирующееся на обработке глубоких отверстий, при максимально возможной производительности, что обеспечивается подачей в зону резания СОЖ и непрерывным удалением стружки оттуда, дает точное расположение оси и его прямолинейность. Это существенно для быстровращающегося шпинделя и положительно сказывается на его общей сбалансированности. Все операции технологии изготовления шпинделя были проанализированы на опасные и вредные производственные факторы, для которых предлагаются меры по снижению их влияния. Экономический раздел содержит все необходимые расчеты для подтверждения правильности выбранных изменений в технологии изготовления шпинделя.
