Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Разработка технологического процесса изготовления плиты кондуктора универсального для сверления отверстий в осях с использованием информационных технологий

Содержание:

Введение ……………………………………………………………………………………… 5
1. Конструкторский раздел……………………………………………………………… 6
1.1. Обоснование темы выпускной квалификационной работы……………….. 6
1.2. Описание устройства и принцип работы узла………………………………. 7
1.3. Выбор и описание детали, материала и его свойств………………………… 8
2. Технологический раздел……………………………………………………………… 12
2.1. Анализ технологичности изготовления детали…………………………………….. 12
2.2. Определение типа производства и его характеристики……………………………. 14
2.3. Выбор и обоснование вида заготовки……………………………………………….. 15
2.4. Расчет величины общих припусков, размеров и допусков заготовки…………….. 18
2.5. Разработка маршрута обработки детали. Выбор технологических баз…………… 18
2.6. Разработка технологического процесса изготовления проектируемой детали…… 23
2.6.1. Выбор технологического оборудования……………………………………. 23
2.6.2. Выбор станочного приспособления…………………………………………. 25
2.6.3. Выбор и описание режущего и мерительного инструмента………………. 25
2.6.4. Определение припусков и межоперационных размеров…………………… 26
2.6.5. Расчет режимов резания……………………………………………………… 30
2.6.6. Расчет и назначение норм времени………………………………………….. 34
2.7. Проектирование приспособления…………………………………………………… 36
2.7.1. Описание конструкции приспособления……………………………………. 36
2.7.2. Определение зажимного усилия и расчет на прочность…………………… 37
2.8. Проектирование режущего инструмента…………………………………………… 41
2.9. Проектирование измерительного инструмента…………………………………….. 43
3. Экономический раздел……………………………………………………………….. 46
3.1. Исходные данные для расчета……………………………………………………….. 46
3.2. Расчет трудоемкости по операциям…………………………………………………. 49
3.3. Расчет годового объема выпуска деталей по проектируемому тех процессу……. 50
3.4. Расчет необходимого (потребного) количества оборудования по операциям…… 53
3.5. Расчет количества промышленно-производственного персонала………………… 55
3.6. Расчет производственной площади………………………………………………….. 57
3.7. Расчет капитальных вложений………………………………………………………. 58
3.8. Расчет капитальных вложений в технологическую оснастку……………………… 60
3.9. Расчет себестоимости по статьям калькуляции единицы продукции…………….. 61
3.10. Производительность труда (выработка продукции на одного рабочего)…. 65
3.11. Расчет критического объема производства…………………………………. 66
4. Охрана труда………………………………………………………………………….. 67
4.1. Цели и задачи охраны труда…………………………………………………………. 67
4.2. Положение о проведении обучения, инструктажей и обучение безопасным приемам труда………………………………………………………………………… 69
4.3. Инструктаж по безопасности труда для токаря машиностроительного производства………………………………………………………………………….. 70
4.4. Методы и средства защиты для технологического оборудования и инструмента.. 75

Введение:

Обработка металлов резанием позволяет получить детали с высокой степенью точности и малыми величинами параметров шероховатости.
Изучение явлений, связанных с резанием металлов, нужно не только для сознательного управления процессом резания, а также для проектирования более совершенных технологических процессов обработки деталей, для получения данных, необходимых при конструировании металлорежущих станков, инструментов и приспособлений.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства её конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей детали машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, применение прогрессивных форм организации производственных процессов – все это направленно на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.
Развитие машиностроения должно ориентироваться на технологические процессы, обеспечивающие наибольшую степень непрерывности различных рабочих процессов. Наибольшая непрерывность технологических процессов получается при комплексной автоматизации, то есть все технологические операции обработки детали, а также все контрольные и транспортные операции автоматизированы, то есть перемещение детали от первой до последней операции должны происходить непрерывно без участия рабочего. Для разработки прогрессивного технологического процесса используется современные система автоматизированного проектирования САПР, а также комплекс прикладных программ «MS Office», «Компас 3D», САПР ТП «Вертикаль».
ВКР состоит из следующих разделов:
— конструкторский раздел (обосновывается актуальность выбранной темы ВКР, приводится описание сборочной единицы и детали, их свойства);
— технологический раздел (проводится анализ детали на технологичность, разрабатываются чертеж заготовки и технологический процесс изготовления детали, назначаются припуски и режимы резания, проектируется станочное и контрольное приспособления и режущий инструмент);
— экономический раздел (проводится расчет себестоимости изготовления детали, определяется рентабельность производства);
— раздел охраны труда (приводятся основные положения по охране труда на производственном предприятии).
Заданием на выполнение данного дипломного проекта является разработка технологического процесса механической обработки деталь «Плита кондуктора». В проекте будут последовательно выполнены все этапы, сопутствующие процессу проектирования технологического процесса, с разработкой полного комплекта технологической документации.

Заключение:

Заданием на выполнение дипломного проекта была разработка технологического процесса обработки детали «Плита». В результате выполнения дипломного проектирования был проведен анализ существующих технологических решений. В результате была выполнена работа по разработке технологического процесса изготовления детали с составлением полного комплекта технологической документации.
В аналитической части произведен анализ детали на технологичность.
В технологической части была проведена работа по проектированию заготовки. Предложен вариант технологического процесса изготовления детали. Проведены расчеты припусков, режимов резания для всех обрабатываемых поверхностей детали и нормирования времени для каждой операции.
Спроектировано специальное технологическое приспособление для базирования и закрепления детали при выполнении технологических операций на столе станка.
Спроектирован режущий инструмент – сверло. Выбран материал инструмента, выполнены конструкторские расчеты геометрических параметров.
Для выполнения операций по механической обработке были выбраны многооперационные станки фрезерной группы с ЧПУ. Важнейшим преимуществом многооперационных станков перед универсальными станками является простота их наладки и переналадки на изготовление деталей другой конструкции и отсутствие необходимости создания сложной и дорогостоящей технологической оснастки (шаблонов, копиров, специальных приспособлений и т.д.). Это создает необычайную гибкость и мобильность производства, позволяющие применять многооперационные станки в условиях мелкосерийного и опытного производства.
Несмотря на относительно высокую стоимость этих станков, при правильном их использовании с полной загрузкой в две или три смены, они окупаются в течение 1-2 лет. Это объясняется значительной экономией затрат на технологическую оснастку, снижением брака, уменьшением количества потребных станков с соответствующим сокращением производственных площадей, уменьшением числа операций и общей длительности производственного цикла, а следовательно, и сокращением объемов незавершенного производства, складских и контрольных помещений и общим повышением оборачиваемости оборотных средств. Это подтверждается расчетами в экономической части проекта.
Повышение точности размеров обрабатываемых на станках с ЧПУ деталей, позволяет полностью отказаться от дополнительной обработки и пригонки их на сборке и перейти к сборке по основному принципу машиностроения: «взаимозаменяемости». При этом методе благодаря отсутствию операций подбора или пригонки деталей ускоряется сборка машин. Это достигается механизацией и автоматизацией операций сборки, вследствие чего снижается трудоемкость и увеличивается выпуск продукции. Помимо этого, использование комплектов запасных деталей и узлов, изготовленных на основе полной взаимозаменяемости, обеспечивает быструю замену в эксплуатационных условиях изношенных или поврежденных деталей, что повышает эффективность эксплуатации машин.
Произведено экономическое обоснование дипломного проекта, составлена расчетная калькуляция на изготовление детали «Плита». Себестоимость единицы продукции составляет 1892,71 руб./шт.
При написании выпускной квалификационной работы использовались современные справочники и ГОСТы, а также программные продукты Microsoft Word 2013, Компас 3D.
Цели и задачи, поставленные в задании на проект достигнуты.

Фрагмент текста работы:

I. Конструкторский раздел
1.1. Обоснование темы выпускной квалификационной работы
Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоения и производства новой прогрессивной техники. Организационно-методической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.
Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но непрерывным совершенствованием технологии их производства.
В настоящее время важно качественно, дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами труда изготовить машину, применив современное высокопроизводительное оборудование, инструмент и технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.
От принятой технологии производства во многом зависит долговечность работы выпускаемых машин, а также себестоимость их эксплуатации.
Тема дипломного проекта является актуальной, так как позволяет ознакомиться и использовать современные методы создания конструкторской и технологической документации.
Цель выполнения дипломной работы: систематизация и закрепление полученных знаний по специальности, овладение начальными навыками исследовательской деятельности, развитие умений применять эти знания при разработке технологического процесса обработки детали в автоматизированном режиме.
Задачи:
— спроектировать прогрессивный технологический процесс в системе автоматизированного режима с использованием ППС, руководящей и справочной литературы, электронных справочников сети Интернет, государственных и отраслевых стандартов, методических материалов и нормативов.
Объект исследования – рабочий чертеж детали, исходные данные детали.
Предмет исследования – производственный процесс и его организация на предприятии, конструкторская, технологическая и организационная подготовка производства выпуска детали «Плита кондуктора».
Метод исследования – изучение, конструкторской и технологической документации, государственных и отраслевых стандартов, нормативов на режущий, измерительный инструмент и приспособления, нормативов на припуски и операционные допуски, каталоги на оборудование и другой справочный материал.
1.2. Описание устройства и принцип работы узла

Рисунок 1 – Эскиз кондуктора универсального
Кондуктор служит для сверления в осях отверстий.
Он состоит из отдельных узлов: узел плиты 8; узел вала-шестерни 2; узел призмы 17. Кондуктор собирают в следующем порядке.
Сначала собирают узел плиты 8. В отверстие ⌀14Н7 плиты запрессовывают втулку 24; в отверстия ⌀16Н7 набивают сверху до упора колонки 9; в отверстие ⌀13А снизу вставляют до упора рейку 20, повернув ее зубьями назад. На выступающий конец рейки с резьбой М12 надевают шайбу 21 и закрепляют рейку в таком положении гайкой 19. Во втулку 24 вставляют втулку 23 и закрепляют ее винтом 22, головка которого должна входить в выемку втулки. Плиту 8 в сборе опускают в корпус 1 так, чтобы колонки 9 и рейка 2 вошли в три отверстия ⌀15Н7 корпуса.
Затем собирают узел вала-шестерни 2. В отверстие ⌀8Н7 рычага 5 со стороны, противоположной фаске 1,5х450, забивают конец ⌀8n6 ручки 7 и развальцовывают его. На ⌀10h8 вала-шестерни 2 надевают фланец 3 (фаской наружу и срезанной частью кверху), а затем гладкой стороной рычаг 5 и закрепляют его на валу 2 штифтом 6. Вал-шестерню в сборе вставляют конусом до упора в коническое отверстие корпуса 1. Зубья шестерни при этом входят в зацепление с зубьями рейки. Фланец 3 крепят к корпусу винтами 4.
Затем собирают узел призмы 17. К торцу призмы, имеющему три отверстия М, крепят упор 25 винтами 26. В отверстие ⌀3H7 на проточке шпильки 14 забивают штифт 13. На шпильку 14 надевают срезом кверху втулку 15 до упора в штифт 13. На втулку 15 надевают бобышку 10 и закрепляют ее винтом 16. На выступающий из втулки конец шпильки 14 надевают кнопку 12 и закрепляют ее штифтом 13. Шпильку ввертывают в отверстие М10х0,5 призмы 17. Затем призму вставляют в продольную прорезь 30H7 корпуса: при этом вверх может быть обращен тот (больший или меньший) паз призмы, в котором удобнее крепить ось данного диаметра D. Бобышку 10 крепят к корпусу 1 болтами 11 и штифтами 6.
Кондуктор подготавливают к работе следующим образом. Ослабив винт 16, перемещают весь узел призмы вдоль прорези корпуса нажимом на кнопку 12, пока расстояние между упором 25 и осью втулки 23 не станет приблизительно равно l. Затем винтом 16 фиксируют положение втулки 15 и вращением кнопки 12 (при этом призма перемещается по резьбе шпильки 14) точно доводят расстояние l. В этом положении призму закрепляют в корпусе винтами 18. Установив ось (обрабатываемую деталь) на призме до упора в деталь 25, зажимают ее между плитой 8 и пазом призмы, вращая ручку 7. Затем через втулку 23 сверлят отверстие d в оси.
В данном случае d = 3 мм, но через сменные втулки можно сверлить отверстия различных диаметров: перемещением призмы относительно втулки можно изменять в широких пределах расстояние l; два паза призмы разных размеров позволяют надежно укреплять в кондукторе оси различных диаметров D. Поэтому кондуктор является универсальным.
1.3. Выбор и описание детали, материала и его свойств
Деталь – Плита. Эскиз детали представлен на рисунке 2 и на отдельном листе графической части проекта.
Плита входит в отдельный узел приспособления. Плита предназначена для обеспечения точного перемещения призмы по направляющим корпуса.