Анализ технологического процесса обработки резанием гайки

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях рыночной экономики  ведущую роль в  ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массовое производство современной электронно-вычислительной техники.

Производство  с преимущественным применением методов  технологии машиностроения при выпуске изделий  называется машиностроительным.

Цель  машиностроения - изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Предусматривается осуществить переход к экономике высшей организации и эффективности со всесторонне развитыми силами, зрелыми производственными отношениями, отлаженным хозяйственным механизмом. Такова стратегическая линия государства.

Перед машиностроительным комплексом поставлена задача резко повысить технико-экономический  уровень и качество машин, оборудования и приборов.

Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на неё, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей - корпусов, валов, зубчатых колёс и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Основными направлениями развития современной технологии: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем, широкое использование роботов и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и приборостроении.

1. Описание назначения детали и условий работы ее основных поверхностей

По  заданию контрольной работы деталь, на которую необходимо разработать технологический процесс механической обработки является “ Гайка специальная ”.

Данная  деталь предназначена  для установки  в местах крепления элементов прецизионных гидравлических систем.

Деталь  характеризуется  простой конфигурацией, образована простыми геометрическими  поверхностями, которые  могут быть использованы в качестве установочных баз на первой механической операции (представляет собой тело вращения, симметричное относительно оси).

Состоит из одной наружной цилиндрической поверхности, по которой с определенным шагом расположены  шесть пазов, а  также центрального резьбового отверстия.

Материал  детали - качественная углеродистая конструкционная сталь

марки 45 ГОСТ1050-88. Выполняется  с соблюдением  более строгих  условий в отношении  состава шихты  и ведение плавки и разливки. К ним  предъявляют более  высокие требования по химическому составу; содержание серы < 0,04%, фосфора < 0,035-0,04%, а также меньшее количество неметаллических включений, регламентированные макро- и микроструктурой.

Среднеуглеродистые  стали, такие как  сталь 45 применяют  после нормализации, улучшения и поверхностной  закалки для самых  разнообразных деталей  во всех отраслях машиностроения. Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности (?_в=500-610 МПа; ?=21-16%). Стали в отожженном состоянии достаточно хорошо обрабатываются резанием.

Одной из важнейших характеристик  любого конструкционного материала является обрабатываемость его  резанием и определяется она коэффициентом  обрабатываемости данного  материала по отношению  к эталонному.

За  эталонный материал принята сталь 45 с ?_ВР = 650 МПа, НВ 1790 Мпа. Эталонная скорость резания при получистовом точении этой стали твердосплавными резцами 135 м/мин при 60-минутной стойкости. Эталонная скорость резания при точении резцами из быстрорежущей стали Р18 - 75 м/мин при 60-минутной стойкости.

Материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Химический  состав стали 45:

С - 0,4 - 0,5 %

Mn - 0,5 - 0,8 %

Si - 0,17 - 0,37 %

Cr - 0,3 %

S и P - не более  0,035 %

Механические  свойства стали 45:

Предел  прочности - 60 кгс/мм

Предел  текучести - 32 кгс/мм

Вязкость - 38 %

Пластичность - 16 %

Ударная вязкость аn - 3,5 кгс  м/см

Проведя анализ всех вышеперечисленных  характеристик химического  состава и физико-механических свойств данного  материала, можно  сделать вывод  о том, что для  изготовления детали подобрана оптимальная марка, отвечающая всем требованиям точности, качества и последующей эксплуатации.

2. Описание типа производства, форма организации работ

Определение типа производства проводят, беря за основу габариты, массу и годовой  объем выпуска  изделия.

Тип производства и соответствующие ему формы организации труда определяют характер технологического процесса и его построение.

По  задания проектирование принято проанализировать технологический процесс изготовления детали в условиях среднесерийного производства.

Среднесерийное, которое принято называть собственно серийным производством, характеризуется тем, что выпуск изделий производится сериями в десятки и сотни наименований, в зависимости от размеров и мощности выпускающих машин; серии эти повторяются с известной регулярностью по периоду запуска и количеству изделий в программе; по отдельным изделиям производство может быть и непрерывным (круглогодичным); годичная номенклатура, как правило, все же шире, чем номенклатура выпуска каждого месяца.

Заводы  серийного производства имеют более развитую производственную структуру в том отношении, что в обрабатывающей и сборочной фазе выделяются предметные цехи (например, цехи или участки корпусных деталей, цехи зубчатых колес, валов и т. д.), заготовительные же цехи специализируются по технологическому признаку.

Оборудование  на предметных участках расположено по ходу технологического процесса; на остальных участках преобладает групповая  расстановка однотипных станков. Оборудование применяется универсальное со специальной оснасткой и специализированное (протяжные, токарные с копирами и гидросупортами для обработки ступенчатых валов и тому подобные станки).

Движение  предметов труда  в таких цехах смешанное, с преобладанием параллельно-последовательного на предметных участках, что относительно сокращает длительность производственного цикла. Рабочие места специализированы на однородных повторяющихся операциях над различными деталями, для чего приме-няется групповой запуск деталей и универсально-сборные приспособления. Коэффициент серийности загрузки оборудования колеблется в пределах 5--20 детале-операций на станок. На предприятиях серийного производства по повторяющимся сериям изделий проводится детальная разработка технологических процессов в централизованном порядке, поэтому к квалификации рабочих в смысле их универсальности (разносторонности) предъявляются относительно менее высокие требования, чем в единичном производстве. Это означает, что в порядке разделения труда из производственного процесса уже выделяется функция его предварительной подготовки.

3. Анализ технологичности  детали

Каждая  деталь должна изготавливаться  с минимальными трудовыми  и материальными  затратами. Эти затраты  можно сократить  в значительной степени  от правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление. Данная деталь “Гайка специальная” по качественной оценке является технологичной:

- конструкция детали  состоит из стандартных  и унифицированных  конструктивных элементов; 

- большинство обрабатываемых  поверхностей детали  имеют правильную  простановку размеров, оптимальные степень  точности и шероховатость;

- конструкция детали  позволяет изготавливать  ее из стандартных  и унифицированных  заготовок или  заготовок, полученных  рациональным способом;

- конструкция обеспечивает  возможность применения  типовых и стандартных  технологических  процессов при изготовлении.

Недостатком является то, что 

Замечанием  к конструкции  детали может служить  достаточное количество технических требований, а замечанием к  конструкции детали может служить  отсутствие радиуса  на внутренней поверхности  пазов, кроме того эта поверхность имеет круглую форму. Необоснованно завышено качество изготовления поверхностей детали, что не соответствует точности их обработки. Количественную оценку технологичности конструкции детали производят по следующим, наиболее распространенным, коэффициентам.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали

Ку.э. = Qэ.у. / Q, (2)

где Qэ.у. - число унифицированных  элементов детали, шт.; Q - общее число  конструктивных элементов  детали, шт.

Коэффициент использования материала

Ки.м = Gд. / Gз.п., (3)

где Gд. - масса детали по чертежу, кг; Gз.п. - масса материала  заготовки с неизбежными  технологическими потерями, кг.

Коэффициент точности обработки  детали

Ктч = Qтч.и./ Qтч.о., (4)

где Qтч.и - число размеров обоснованной степени точности обработки; Qтч.о.- общее число размеров, подлежащих обработке.

Коэффициент шероховатости поверхностей детали

Кш = Qш.и. / Qш.о. , (5)

где Qш.и. - число поверхностей детали не обоснованной шероховатости, шт.; Qш.о - общее число поверхностей детали, подлежащих обработке, шт.

При отработке детали на технологичность  можно использовать и другие количественные показатели согласно ГОСТ 14. 202-73.

Для заданной детали:

Ку.э. = 4 / 5 = 0,8

Ки.м = 1,9/2,8 =0,7