Дипломная работа (ВКР) — колледж, техникум на тему Совершенствование технологического процесса механической обработки детали «Вал шлицевой» на базе предприятия АО «Салют» с применением аддитивных технологий

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6

1.1 Анализ объекта производства 6

1.2 Анализ технологичности детали 7

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12

2.1 Определение типа производства 12

2.2 Обоснование метода получения заготовки 12

2.3 Анализ базового технологического процесса 13

2.4 Анализ базового технологического оборудования 14

ГЛАВА 3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 16

3.1 Разработка инновационного технологического процесса 16

3.1.1 Особенности аддитивной технологии 16

3.1.2 Оборудование для аддитивной технологии 26

3.1.3 Новый технологический процесс 28

3.2 Определение припусков на обработку аналитическим методом 29

3.3 Определение режимов обработки 32

3.4 Расчет технической нормы времени на операцию 33

ГЛАВА 4 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 36

4.1 Проектирование калибра шлицевого 36

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 41

5.1 Определение потребности оборудования 41

5.2 Определение производственных площадей участка 44

5.3 Определение списочного состава работников 46

5.4 Расчет фонда заработной платы персонала 48

5.5 Смета расходов по содержанию и эксплуатации оборудования 52

5.6 Расчет цеховых расходов 57

5.7 Расчет себестоимости обработки детали 60

5.8 Расчет капитальных вложений 61

5.9 Основные технико-экономические показатели участка 63

ГЛАВА 6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 65

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70

Введение:

Актуальность темы определяется тем, что в современном машиностроении России недостаточно внимания уделяется существующим в мире новым технологиям и принципиально новым методам получения деталей высокого качества.

Как известно производственные процессы должны способствовать выпуску изделий высокого качества при оптимальных приведенных издержках.

Одним из вариантов достижения этих целей является применение в технологии изготовления изделий аддитивных технологий.

Аддитивная технология — это процесс добавления веществ для производства или создания объекта. Процесс производства определяется как аддитивный, потому что материал добавляется последовательно, в отличие от более традиционного (субтрактивного) производства, когда материал удаляется из твердого блока до тех пор, пока не останется окончательная часть. Хотя многие считают, что аддитивная технология — относительно новая, на самом деле она уже существует с конца 1980-х годов.

Выше изложенная информация в целом определила проблему настоящего исследования: необходимость исследования возможностей аддитивных технологий и их практического применения в производстве.

Практическая значимость данной проблемы, определили тему исследования: Модернизация участка механической обработки детали «Вал шлицевой» на базе предприятия АО «Салют» с применением аддитивных технологий

Объект исследования: деталь «Вал шлицевый».

Предмет исследования: технология изготовления «Вала шлицевого» с применением аддитивных технологий.

Цель исследования: выполнить анализ (оценить эффективность) использования аддитивной технологии при производстве «Вала шлицевого».

Задачи исследования:

1. Проанализировать базовую технологию изготовления детали «Вал шлицевый».

2. Выполнить обзор возможностей аддитивных технологий, изложить их достоинства и недостатки.

3. Разработать новую технологию с применением аддитивной технологии.

4. Произвести расчет основных технико-экономических показателей производственного участка.

Методы исследования: изучение литературы, расчет основных технико-экономических показателей, изучение документации предприятия.

Основанием для выполнения курсового проекта являются:

— технологическая документация,

— нормативные данные,

— цены, тарифы,

— часовые тарифные ставки, по состоянию на ближайшую дату выполнения проекта.

Практическая значимость исследования заключается в том, что результаты проектирования могут быть использованы сотрудниками АО «Салют» при преходе на аддитивные технологии в своем производстве.

Структура работы соответствует логике исследования и включает в себя введение, теоретическую часть, технологическую, практическую, конструкторскую и экономическую часть, технику безопасность жизнедеятельности, список использованных источников.

 

Заключение:

В результате проделанной работы были выполнены следующие запланированные задачи:

 проанализирован базовый технологический процесс изготовления детали «Вал шлицевый»;

 изложены возможности применения аддитивных технологий в металлообрабатывающем производстве;

 разработан технологический процесс с применением аддитивной технологии;

 выполнен расчет основных технико-экономических показателей производственного участка.

По результатам работы можно сделать следующие выводы и рекомендации:

 использование аддитивных технологий полностью меняет классический вид формообразования деталей, что приводит к исключению из технологии режущего инструмента и отходов в виде стружки

 оборудование для аддитивной технологии в частности SLM в данное время имеет довольно высокую стоимость, что в совокупности с дорогим исходным материалом заставляет тщательно рассчитывать обоснования применения этой технологии

 максимальный эффект от применения аддитивной технологии в машиностроении будет получен при изготовлении сложнопрофильных изделий (крыльчатки, лопасти, корпуса с охлахдаемыми полостями и т.п)

 ввиду высокой стоимости материала, изготовление детали «Вал шлицевый по методу SLM-печати целесообразнее изготавливать по переработанному чертежу представленному в данной работе.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ объекта производства

Деталь «Вал шлицевый» БД018.386 является элементом коробки передач и служит для передачи крутящего момента посредством зубчатого зацепления через установливаемое на нем зубчатое колесо.

Вал шлицевый представляет собой тело вращения с тремя ступенями. На средней, самой длинной ступени выполнены прямобочные шлицы. Две меньшие ступени, расположенные по краям детали выполняются с достаточной высокой точностью и чистотой поверхности и служат для установки на них подшипников в конечном изделии. С торцев детали выполняются центровочные отверстия, которые служат установочной базой при механической обработке.

Рисунок 1 – Вал шлицевый

Вал шлицевый изготавливается из конструкционной стали 40Х ГОСТ4543-89. Общая твердость 167-207 HB, что соответствует твердости после термической обработки — нормализации.

Таблица 1

Характеристика стали 40Х

1.2 Анализ технологичности детали

На чертеже детали «Вал шлицевый» БД018.386 имеется комплект сведений необходимы для изготовления и контроля параметров данного изделия. На чертеже имеются указания касательно шероховатости поверхностей, а также точности их обработки. Кроме этого указаны базы и допуски взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

На чертеже присутствует обозначение твердости 167-207 HB, что свидетельствует о необходимости проведения термической обработки.

Чертеж детали «Вал шлицевый» БД018.386 выполнен на листе формата А3 в двух видах в масштабе 1:1. Чертеж включает в себя главный вид, поперечное сечение и три местных вида.

Главной особенностью данной детали является наличие прямобочных шлицев, в остальном это классический трех ступенчатый вал. Присутствует разброс точности по поверхностям от 7 до 14 квалитета, разброс шероховатости от Ra12.5 до Ra1.25.

По причине значительного разброса классов точности и шероховатости, а также наличия шлицев данную деталь можно считать нетехнологичной.

Целью разработки технологии изготовления любой детали является минимизация трудовых и материальных затрат. Технологичность детали определяет применяемые методики изготовления.

Выполним количественную оценку технологичности конструкции детали. Для этого пронумеруем все технологические поверхности (см. рис. 2) и занесем параметры пронумерованных поверхностей в таблицу 4.

Выполним расчет коэффициентов на основании чертежа детали и данных таблицы 5.

1. Коэффициент использования материала.

(1.1)

Где mд=1,72 — масса детали по чертежу, кг;

mo =2,87- масса заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг.

При Ким 0,75 деталь считается технологичной.

Так как 0,6<0,75 , следовательно при изготовлении по базовому технологическому процессу деталь нетехнологична по этому признаку.

2. Коэффициент точности обработки детали.

(1.2)

Где Аср — средний квалитет точности обработки

(1.3)

Где ni — число размеров соответствующего квалитета.

Чем больше , тем технологичнее конструкция; при <0,8 деталь относится к весьма точным.

Так как 0,9195>0,8 следовательно деталь по этому параметру технологична.

3. Коэффициент шероховатости поверхностей детали.

(1.4)

Где — средняя шероховатость поверхностей.

(1.5)

Где ni — количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению параметра Ra.

Деталь считается технологичной, если Кш<0,32.

Т.к. 0,198<0,32, деталь технологична.
Вывод: по результатам проведенного анализа деталь технологична по всем коэффициентам, кроме КИМ, т.к. большое количество материала уходит в отход при обработке ступеней и шлицев, которые нельзя получить штамповкой.