Помощь студентам в учебе
Проектирование участка механической обработки детали «Кольцо»
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Описание детали 10
1.2 Служебное назначение детали 10
1.3 Анализ соответствия требований чертежа детали требованиям ее назначения 11
1.4 Задачи проектирования 11
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12
2.1 Анализ технологичности детали 12
2.2 Выбор метода получения заготовки 14
2.2.1 Заготовка – отливка кольцо 14
2.2.2 Заготовка – отливка сегментами 17
2.3 Анализ действующего технологического процесса 20
2.3.1 Анализ документации действующего технологического процесса 20
2.3.2 Анализ оборудования, режущего инструмента, оснастки 22
2.3.3 Выводы из анализа и предложения по разработке проектного
технологического процесса 25
2.4 Формирование операций и технологического маршрута обработки 25
2.5 Размерный анализ разработанного технологического процесса 26
2.5.1 Аналитический метод определения припусков 27
2.5.2 Табличный метод определения припусков 32
2.5.3 Расчет припусков для линейных размеров 32
2.6 Расчет режимов резания 34
2.6.1 Расчет режимов резания аналитическим методом 34
2.6.2 Расчет режимов резания табличным методом 39
2.7 Нормирование технологических операций 40
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 46
3.1 Проектирование зажимного приспособления на фрезерную операцию 46
3.1.1 Разработка теоретической схемы базирования 46
3.1.2 Проектирование схемы зажимного приспособления 46
3.1.3 Определение типа и размеров установочных элементов 47
3.1.4 Определение окружной силы резания 49
3.1.5 Определение сил закрепления и сил зажатия 50
3.1.6 Определение погрешности приспособления и расчет на точность 52
3.1.7 Порядок сборки 54
3.1.8 Установка приспособления на столе станка и его наладка 54
3.1.9 Последовательность действий при эксплуатации 55
3.2 Проектирование концевой фрезы 55
3.2.1 Расчет режущего инструмента 56
3.3 Проектирование контрольного приспособления 573.3.1 Расчет измерительного инструмента 58
4 ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА 62
4.1. Исходные данные 62
4.2. Разработка участка механической обработки детали типа «Кольцо» 62
4.3. Описание мероприятий по охране труда 66
4.3.1 Законодательные нормативно правовые акты по охране труда 66
4.3.2 Допуск к самостоятельной работе 67
4.3.3 Опасные и вредные производственные факторы 69
4.3.4 Микроклимат и освещение производственных помещений 71
4.3.5 Электробезопасность 72
4.3.6 Требования к оборудованию и его размещению 72
4.3.7 Требования безопасности к эксплуатируемому оборудованию и
рабочему месту 73
4.3.8 Экологическая безопасность 74
4.3.9 Пожарная безопасность 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Описание детали 10
1.2 Служебное назначение детали 10
1.3 Анализ соответствия требований чертежа детали требованиям ее назначения 11
1.4 Задачи проектирования 11
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12
2.1 Анализ технологичности детали 12
2.2 Выбор метода получения заготовки 14
2.2.1 Заготовка – отливка кольцо 14
2.2.2 Заготовка – отливка сегментами 17
2.3 Анализ действующего технологического процесса 20
2.3.1 Анализ документации действующего технологического процесса 20
2.3.2 Анализ оборудования, режущего инструмента, оснастки 22
2.3.3 Выводы из анализа и предложения по разработке проектного
технологического процесса 25
2.4 Формирование операций и технологического маршрута обработки 25
2.5 Размерный анализ разработанного технологического процесса 26
2.5.1 Аналитический метод определения припусков 27
2.5.2 Табличный метод определения припусков 32
2.5.3 Расчет припусков для линейных размеров 32
2.6 Расчет режимов резания 34
2.6.1 Расчет режимов резания аналитическим методом 34
2.6.2 Расчет режимов резания табличным методом 39
2.7 Нормирование технологических операций 40
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 46
3.1 Проектирование зажимного приспособления на фрезерную операцию 46
3.1.1 Разработка теоретической схемы базирования 46
3.1.2 Проектирование схемы зажимного приспособления 46
3.1.3 Определение типа и размеров установочных элементов 47
3.1.4 Определение окружной силы резания 49
3.1.5 Определение сил закрепления и сил зажатия 50
3.1.6 Определение погрешности приспособления и расчет на точность 52
3.1.7 Порядок сборки 54
3.1.8 Установка приспособления на столе станка и его наладка 54
3.1.9 Последовательность действий при эксплуатации 55
3.2 Проектирование концевой фрезы 55
3.2.1 Расчет режущего инструмента 56
3.3 Проектирование контрольного приспособления 573.3.1 Расчет измерительного инструмента 58
4 ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА 62
4.1. Исходные данные 62
4.2. Разработка участка механической обработки детали типа «Кольцо» 62
4.3. Описание мероприятий по охране труда 66
4.3.1 Законодательные нормативно правовые акты по охране труда 66
4.3.2 Допуск к самостоятельной работе 67
4.3.3 Опасные и вредные производственные факторы 69
4.3.4 Микроклимат и освещение производственных помещений 71
4.3.5 Электробезопасность 72
4.3.6 Требования к оборудованию и его размещению 72
4.3.7 Требования безопасности к эксплуатируемому оборудованию и
рабочему месту 73
4.3.8 Экологическая безопасность 74
4.3.9 Пожарная безопасность 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
Описание и анализ современных действующих производств, как отечественных, так и зарубежных
Устойчивость развития всех отраслей промышленности и экономики в целом в большой степени зависит от уровня развития машиностроения.
В структуре промышленного производства нашей страны удельный вес машиностроения составляет около 20%. Между тем, в экономически развитых странах на долю машиностроительных производств приходится от 30 до 50% и более общего объема выпуска промышленной продукции (в Германии – 53,6%, Японии – 51,5%, Англии – 39,6%, Италии – 36,4%, Китае – 35,2%). Пороговым с точки зрения экономической безопасности считается уровень машиностроения в ВВП – 30%. Прибыль, получаемая от машиностроительной отрасли, обеспечивает полное техническое перевооружение всей промышленности развитых стран мира каждые 810 лет.
К сожалению, следует отметить, что на сегодняшний день отечественное машиностроение сильно уступает по уровню развития большинству развитых и даже развивающихся стран. Ситуацию в отрасли не спасают успешные внедрения новых технологий и заимствование опыта зарубежных стран. Темпы инновационного развития недостаточны для конкурентной борьбы с европейскими, азиатскими и американскими машиностроительными компаниями. Современная макроэкономическая и политическая ситуация России также отрицательно влияет на машиностроительный сектор.
Общероссийский классификатор видов экономической деятельности (ОКВЭД) делит отрасль на три сегмента:
1. Производство машин и оборудования.
2. Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования.
3. Производство транспортных средств и оборудования.
Подобная классификация используется Госкомстатом для ведения статистики отрасли.
Основным фактором, сдерживающим активность предприятий машиностроения, является недостаток собственных финансовых средств, а для большинства предприятий именно они выступают основными источниками финансирования инвестиций в основной капитал. В условиях дефицитного бюджета трудно надеяться на государственную помощь в этом вопросе. Однако хотелось бы отметить, что есть и другие пути повышения эффективности деятельности отечественных предприятий. Что особенно важно, их реализация не требует существенных финансовых вложений. Практически на любом производстве существуют значительные внутренние резервы повышения эффективности деятельности на основе снижения потерь материалов и сырья, потерь, возникающих из-за несовершенства процесса организации производства и пр. Это означает, что и в машиностроении в целом существуют такие резервы.
Нужно признать, что уже существуют широко известные зарубежные и отечественные системы и методики, направленные на снижение потерь на предприятии. Анализ лучших из них – Lean Production, JustInTime, 6 Sigm, 5 S – показал, что, несомненно, у них есть свои достоинства, позволяющие действительно значительно снизить многие потери на предприятиях. Тем не менее, остановимся на проблемах, которые часто затрудняют реальное внедрение этих методик на российских предприятиях. В обобщенном виде их можно представить следующим образом:
- требуется наличие безотказного механизма, обеспечивающего согласованность всех поставок во времени и в пространстве;
- поставляемые компоненты производства должны быть бездефектными, иначе вся система моментально разрушается;
- большая зависимость результата применения методик от квалификации руководства и персонала;
- слабо проработаны вопросы обучения и вовлечения персонала;
- упускаются такие возможности для улучшения производственного процесса, как сокращение непроизводительной деятельности;
- не затрагиваются проблемы конкретных бизнес-процессов на предприятии.
На данный момент можно сказать, что на рынках машиностроительной продукции усиливается конкуренция, соперники из развитых и развивающихся стран теснят позиции России на мировых рынках. Новым полем конкуренции продукции российских предприятий и иностранных фирм стал внутренний рынок страны. Угрожающего уровня достиг проникновение на российский внутренний рынок готовой продукции машиностроения из ФРГ, Японии, Италии. Эти факты указывают на серьезные стратегические просчеты экономической политики российского правительства. Положение усугубляется тем, что для России характерна специализация на капиталоемких производствах, использующих низкоквалифицированную рабочую силу (например, производство грузовых автомобилей, самолетов, тракторов, двигателей), которые имеют невысокую конкурентоспособность на мировом рынке.
Жесткая конкуренция со стороны транснациональных компаний пагубно влияет на отечественный машиностроительный сектор, снижая привлекательность отрасли и прибыльность российского бизнеса в этой сфере.
Несмотря на конкуренцию со стороны зарубежных производителей, идет тенденция к инвестированию и модернизации, как производственных мощностей, так и всей системы управления отечественных компаний. В большей степени ситуация в данных отраслях машиностроения зависит прежде всего от стабильности экономики страны и мировой экономики в целом. И если, например, в отраслях автомобилестроения и бытовых приборов технологический разрыв между отечественными и иностранными товарами очень велик, зачастую данные направления используют зарубежные технологии, оборудование, детали, узлы, то продукция отраслей производящие технологическое оборудование по отраслям: строительное, сельскохозяйственное, станкостроение, оборудование легкой, пищевой промышленности, приборостроение и т.д. вполне конкурентоспособна на международных
ОЕМ-компонентов концерна "Тракторные заводы" позволило войти в число поставщиков на конвейеры мировых лидеров машиностроения - Fiat и Caterpillar.
Из современных механообрабатывающих производств, например, госкорпорация Росатом стремится освоить на своих площадках разработанную в послевоенной Японии производственную систему 5С, в которой выделяется 5 шагов:
- сортировка;
- соблюдение порядка;
- содержание в чистоте;
- стандартизация;
- совершенствование.
Внедрение данной системы требует серьезных финансовых вложений, но и обладает значительными достоинствами. 5С это снижение числа несчастных случаев, повышение уровня качества продукции, снижение количества дефектов, создание комфортного психологического климата и стимулирование желания работать, унификация и стандартизация рабочих мест, повышение производительности труда за счет сокращения времени поиска предметов в рамках рабочего пространства.
На данный момент вектор отечественного машиностроительного производства направлен на изучение и освоение уже разработанных и внедренных технологиях зарубежного производства.
Цель работы – разработать участок механической обработки детали «Кольцо».
Задачи работы:
- разработать технологический процесс механической обработки;
- разработать приспособление для фрезерной операции с ЧПУ;
- разработать фрезу концевую;
- разработать приспособление для контроля отверстий;
- выполнить планировку участка механической обработки детали «Кольцо»;
- определить мероприятия и оптимальные параметры по безопасной работе на данном участке;
- произвести ориентировочный расчет себестоимости.
Объект работы – участок механической обработки детали «Кольцо».
Предмет работы – процесс разработки участка механической обработки детали «Кольцо». Результаты работы рекомендуется использовать при изготовлении детали «Кольцо».
Устойчивость развития всех отраслей промышленности и экономики в целом в большой степени зависит от уровня развития машиностроения.
В структуре промышленного производства нашей страны удельный вес машиностроения составляет около 20%. Между тем, в экономически развитых странах на долю машиностроительных производств приходится от 30 до 50% и более общего объема выпуска промышленной продукции (в Германии – 53,6%, Японии – 51,5%, Англии – 39,6%, Италии – 36,4%, Китае – 35,2%). Пороговым с точки зрения экономической безопасности считается уровень машиностроения в ВВП – 30%. Прибыль, получаемая от машиностроительной отрасли, обеспечивает полное техническое перевооружение всей промышленности развитых стран мира каждые 810 лет.
К сожалению, следует отметить, что на сегодняшний день отечественное машиностроение сильно уступает по уровню развития большинству развитых и даже развивающихся стран. Ситуацию в отрасли не спасают успешные внедрения новых технологий и заимствование опыта зарубежных стран. Темпы инновационного развития недостаточны для конкурентной борьбы с европейскими, азиатскими и американскими машиностроительными компаниями. Современная макроэкономическая и политическая ситуация России также отрицательно влияет на машиностроительный сектор.
Общероссийский классификатор видов экономической деятельности (ОКВЭД) делит отрасль на три сегмента:
1. Производство машин и оборудования.
2. Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования.
3. Производство транспортных средств и оборудования.
Подобная классификация используется Госкомстатом для ведения статистики отрасли.
Основным фактором, сдерживающим активность предприятий машиностроения, является недостаток собственных финансовых средств, а для большинства предприятий именно они выступают основными источниками финансирования инвестиций в основной капитал. В условиях дефицитного бюджета трудно надеяться на государственную помощь в этом вопросе. Однако хотелось бы отметить, что есть и другие пути повышения эффективности деятельности отечественных предприятий. Что особенно важно, их реализация не требует существенных финансовых вложений. Практически на любом производстве существуют значительные внутренние резервы повышения эффективности деятельности на основе снижения потерь материалов и сырья, потерь, возникающих из-за несовершенства процесса организации производства и пр. Это означает, что и в машиностроении в целом существуют такие резервы.
Нужно признать, что уже существуют широко известные зарубежные и отечественные системы и методики, направленные на снижение потерь на предприятии. Анализ лучших из них – Lean Production, JustInTime, 6 Sigm, 5 S – показал, что, несомненно, у них есть свои достоинства, позволяющие действительно значительно снизить многие потери на предприятиях. Тем не менее, остановимся на проблемах, которые часто затрудняют реальное внедрение этих методик на российских предприятиях. В обобщенном виде их можно представить следующим образом:
- требуется наличие безотказного механизма, обеспечивающего согласованность всех поставок во времени и в пространстве;
- поставляемые компоненты производства должны быть бездефектными, иначе вся система моментально разрушается;
- большая зависимость результата применения методик от квалификации руководства и персонала;
- слабо проработаны вопросы обучения и вовлечения персонала;
- упускаются такие возможности для улучшения производственного процесса, как сокращение непроизводительной деятельности;
- не затрагиваются проблемы конкретных бизнес-процессов на предприятии.
На данный момент можно сказать, что на рынках машиностроительной продукции усиливается конкуренция, соперники из развитых и развивающихся стран теснят позиции России на мировых рынках. Новым полем конкуренции продукции российских предприятий и иностранных фирм стал внутренний рынок страны. Угрожающего уровня достиг проникновение на российский внутренний рынок готовой продукции машиностроения из ФРГ, Японии, Италии. Эти факты указывают на серьезные стратегические просчеты экономической политики российского правительства. Положение усугубляется тем, что для России характерна специализация на капиталоемких производствах, использующих низкоквалифицированную рабочую силу (например, производство грузовых автомобилей, самолетов, тракторов, двигателей), которые имеют невысокую конкурентоспособность на мировом рынке.
Жесткая конкуренция со стороны транснациональных компаний пагубно влияет на отечественный машиностроительный сектор, снижая привлекательность отрасли и прибыльность российского бизнеса в этой сфере.
Несмотря на конкуренцию со стороны зарубежных производителей, идет тенденция к инвестированию и модернизации, как производственных мощностей, так и всей системы управления отечественных компаний. В большей степени ситуация в данных отраслях машиностроения зависит прежде всего от стабильности экономики страны и мировой экономики в целом. И если, например, в отраслях автомобилестроения и бытовых приборов технологический разрыв между отечественными и иностранными товарами очень велик, зачастую данные направления используют зарубежные технологии, оборудование, детали, узлы, то продукция отраслей производящие технологическое оборудование по отраслям: строительное, сельскохозяйственное, станкостроение, оборудование легкой, пищевой промышленности, приборостроение и т.д. вполне конкурентоспособна на международных
ОЕМ-компонентов концерна "Тракторные заводы" позволило войти в число поставщиков на конвейеры мировых лидеров машиностроения - Fiat и Caterpillar.
Из современных механообрабатывающих производств, например, госкорпорация Росатом стремится освоить на своих площадках разработанную в послевоенной Японии производственную систему 5С, в которой выделяется 5 шагов:
- сортировка;
- соблюдение порядка;
- содержание в чистоте;
- стандартизация;
- совершенствование.
Внедрение данной системы требует серьезных финансовых вложений, но и обладает значительными достоинствами. 5С это снижение числа несчастных случаев, повышение уровня качества продукции, снижение количества дефектов, создание комфортного психологического климата и стимулирование желания работать, унификация и стандартизация рабочих мест, повышение производительности труда за счет сокращения времени поиска предметов в рамках рабочего пространства.
На данный момент вектор отечественного машиностроительного производства направлен на изучение и освоение уже разработанных и внедренных технологиях зарубежного производства.
Цель работы – разработать участок механической обработки детали «Кольцо».
Задачи работы:
- разработать технологический процесс механической обработки;
- разработать приспособление для фрезерной операции с ЧПУ;
- разработать фрезу концевую;
- разработать приспособление для контроля отверстий;
- выполнить планировку участка механической обработки детали «Кольцо»;
- определить мероприятия и оптимальные параметры по безопасной работе на данном участке;
- произвести ориентировочный расчет себестоимости.
Объект работы – участок механической обработки детали «Кольцо».
Предмет работы – процесс разработки участка механической обработки детали «Кольцо». Результаты работы рекомендуется использовать при изготовлении детали «Кольцо».
В данной работе была выполнена разработка участка механической обработки, детали типа “Кольцо”, усовершенствован технологический процесс механической обработки детали, применено современное и более производительное оборудование с числовым программным управлением.
Применение четырех станков с ЧПУ Hermle C30U позволило сократить парк станков. Полностью исключены из технологического процесса токарные операции, отпала необходимость в девяти токарных станках, а замена фрезерных станков на высокопроизводительные оборудование, высвободило девятнадцать фрезерных станков.
В ходе работы путем сравнительных расчетов был выбран наиболее целесообразный метод получения заготовки, увеличен коэффициент использования материала от 0,26 до 0,34, что позволило сократить затраты на материал с одной заготовки, рассчитаны припуски на обработку.
При разработке технологического процесса были использованы режущие и измерительные инструменты, приспособления, повышающие скорость и качество обработки и контроля детали.
Было спроектировано фрезерное приспособление для операции 050 на станке с ЧПУ Hermle C30U, данное приспособление позволило сократить время подготовительных переходов, связанных с выверкой и ориентацией деталей относительно осей станка.
Режущий инструмент имеет более острые углы заточки, укороченную режущую часть 40 мм, для обеспечения жёсткости инструмента и улучшения отвода стружки. Увеличенный угол подъема винтовой канавки фрезы 50º, для обеспечения стабильности режимов резания.
Произведены расчеты режимов резания как аналитическим, так и табличным методом, определены нормы времени, затрачиваемые на обработку.
Применение калибров позволило сократить время, затрачиваемое на контроль деталей. Спроектированный комплексный калибр позволяет контролировать расположение осей отверстий диаметр 7+0,36 , осей цековок диаметр 22+0,52 и условия дальнейшей собираемости.
Применение четырех станков с ЧПУ Hermle C30U позволило сократить парк станков. Полностью исключены из технологического процесса токарные операции, отпала необходимость в девяти токарных станках, а замена фрезерных станков на высокопроизводительные оборудование, высвободило девятнадцать фрезерных станков.
В ходе работы путем сравнительных расчетов был выбран наиболее целесообразный метод получения заготовки, увеличен коэффициент использования материала от 0,26 до 0,34, что позволило сократить затраты на материал с одной заготовки, рассчитаны припуски на обработку.
При разработке технологического процесса были использованы режущие и измерительные инструменты, приспособления, повышающие скорость и качество обработки и контроля детали.
Было спроектировано фрезерное приспособление для операции 050 на станке с ЧПУ Hermle C30U, данное приспособление позволило сократить время подготовительных переходов, связанных с выверкой и ориентацией деталей относительно осей станка.
Режущий инструмент имеет более острые углы заточки, укороченную режущую часть 40 мм, для обеспечения жёсткости инструмента и улучшения отвода стружки. Увеличенный угол подъема винтовой канавки фрезы 50º, для обеспечения стабильности режимов резания.
Произведены расчеты режимов резания как аналитическим, так и табличным методом, определены нормы времени, затрачиваемые на обработку.
Применение калибров позволило сократить время, затрачиваемое на контроль деталей. Спроектированный комплексный калибр позволяет контролировать расположение осей отверстий диаметр 7+0,36 , осей цековок диаметр 22+0,52 и условия дальнейшей собираемости.
