Технико-экономическое обоснование производства детали "Болт ступичный КПМ 16.12.607"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство Образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Гродненский государственный университет

имени Янки Купалы»

Факультет инновационных технологий машиностроения

Кафедра материаловедения и ресурсосберегающих технологий

Специальность: 1-36.01.04. «Оборудование и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов»

Отчет

по технологической практике

ООО «ЛидаТехмаш»

ВВЕДЕНИЕ

Производственное общество с ограниченной ответственностью «Техмаш» г.Лида - основано в 1990 году, как специализированное предприятие по производству сельскохозяйственной техники. На сегодняшний день численность работающих составляет 300 человек.

Основными видами продукции данного предприятия являются:

агрегаты комбинированные АКШ и АПК;

культиваторы для сплошной, предпосевной и паровой обработки почвы:

- КПМ, КПМП - с шириной захвата от 4 до 24 метров;

- КПС и КНС с шириной захвата от 1.7 до 6,3 метров;

культиваторы для междурядной обработки посевов кукурузы, свеклы и картофеля КРН, УСМК и КОН;

грабли-ворошилки роторные ГВР-6, ГВР-3;

вспушиватели лент льна;

бороны зубовые и сетчатые, специализированная техника для возделывания овощных культур.

На сегодняшний день освоено и выпускается около 80 наименований сельскохозяйственной техники. Около 95% изготавливаемой продукции экспортируется в страны СНГ и дальнего зарубежья.

Зарубежных партнеров привлекает надежность и качество изделий, выпускаемых под маркой ПООО “Техмаш”, гибкая система расчетов, стабильность и квалифицированность персонала. За освоение, выпуск сельскохозяйственной техники и регулярное участие в выставках ПООО «Техмаш» удостоено многочисленных грамот и наград.

Общество с ограниченной ответственностью «ЛидаТехмаш» - уже 4 года успешно работает на территории Ивьевского района. Производимая им сельскохозяйственная техника и запасные части пользуются спросом не только на рынках Беларуси, но и в странах ближнего и дальнего зарубежья. Предприятие начало свою работу в 2011 году на базе бывшего Ивьевского консервного завода, тогда там работали порядка 40 человек. В первые месяцы производили только 3 вида продукции. Сейчас же на ЛидаТехмаше трудятся боле стапятидесяти человек и своим покупателям они предлагают более 6 десятков наименований.

Целью практики является приобретение практических навыков решения различных технологических задач подготовки производства деталей машин и разработки технологической документации. Изучение и экономическое обоснование технологического процесса обработки детали машин, выполнение необходимых технических и экономических расчетов.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ «БОЛТ СТУПИЧНЫЙ КПМ 16.12.607»

Деталь «Болт ступичный КПМ 16.12.607» размещается в отверстии ступицы колеса культиватора. Деталь предназначена для соединения колеса и ступицы разъемным резьбовым соединением. Болт представляет собой деталь типа вал. Относится к классу тел вращения с резьбой. Эскиз детали показан на рисунке 1.

Рисунок 1.- Эскиз детали «Болт ступичный КПМ 16.12.607»

Болты расположены по окружности диаметром D1, передаваемая валом мощность N при его угловой скорости щ. Рисунок 2.

Рисунок 2.

Деталь образована наружными цилиндрическими поверхностями, поверхность резьбы.

Присоединительные размеры дисковых колес для культиваторов и некоторой сельхозяйственной техники изготовляются с фасками под углом 60° которые предназначены для центрирования колеса и предотвращения самоотворачивания крепежных гаек или болтов. Специальная форма диска, получаемая за счет выштамповок в местах расположения крепежных отверстий, обеспечивает его упругое деформирование под действием усилия затяжки гаек или болтов, что обусловливает стабильность затяжки резьбовых соединений.

Соответственно в данном случае фаску под углом 60° делают на гайке которая соединяется с болтом резьбовым соединением поверхностью диаметром 18 миллиметров деталь устанавливается в отверстие корпуса ступицы и диска. Поверхность диаметром 18 изготавливается с точностью по 7 квалитету; с шероховатостью поверхности Ra 1,25 микрометра.

Торцем шестигранной формы упирается в торец стенки корпуса ступицы. Торец изготавливается с точностью по 11 квалитету; с шероховатостью поверхности Ra 2,5 микрометра; предъявляются требования к точности расположения поверхностей - допуск торцевого биения торца относительно оси наружной поверхости на радиус равен 0,06 миллиметра на радиус 12 миллиметров.

Резьба М16Ч1,5 служит для крепления резьбовым соединением болта с гайкой и соединяют ступицу и колесный диск. Отверстия в ступице изготавливаются с точностью по 7 квалитету; с шероховатостью поверхности Ra 1,25 микрометра; предъявляются требования к точности расположения поверхностей - зависимый (позиционный) допуск отклонения оси отверстия от оси наружной поверхностью болта диаметром радиус равен 0,04 миллиметра.

В детали предусмотрены фаски, которые необходимы для удобства сборки. Фаски изготавливаются с точностью по 14 квалитету; с шероховатостью поверхности Ra 12,5 микрометра.

Остальные поверхности являются конструктивными, поэтому могут быть получены в заготовке.

Деталь изготавливается из материала сталь Ст-35 ГОСТ 1050-74, химический состав и механические свойства которого приведены соответственно в таблицах 1 и 2 [1], с.28

Таблица 1.- Химический состав стали Ст35 ГОСТ 1050-74

C	Si	Mn	Cr	Ni	S	Cu
0,32-0,4	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,25	До 0,25	0,04	До 0,25

Таблица 2.- Механические свойства стали Ст35 ГОСТ 1050-74

уn, МПа	г?10-3, кг/м3	C, Дж/К	б?10-6, К	д, Вт/(м•К)	HB
530	7,1	530	9,5	50	240

По базовому варианту заготовка получается в виде шестигранного профиля

Технология изготовления шестигранного профиля

На данном этапе развития металлургической промышленности существуют три типа производства стального шестигранника:

Горячей прокатки;

Горячим прессованием;

Холодной прокатки.

При изготовлении шестигранника способом горячей прокатки, размеры изделия достигают предела -- 100 мм. Согласно ГОСТу 2879-99, предусматривается большой диапазон в размерах шестигранника, а для профильного изделия менее 20 мм, допускается его поставка в мотках. Ввиду наличия поверхностной окалины при горячекатанном производстве, шестигранник подвергают химической или механической очистке.

Производство металлопроката шестигранного сечения способом горячего прессования включает в себя получение шестигранника из специальных и жаропрочных, инструментальных сталей. Прессуется профиль на мощных гидравлических прессах, чаще всего горизонтального типа. При повышенной точности профиля прессовочный инструмент отличается относительно низкой стойкостью.

Шестигранник холодной прокатки получается более точного размера, поэтому подходит для нужд точного машиностроения. По ГОСТу 8560-88 холодная прокатка шестигранного профиля возможна от диаметра, вписанной в шестигранник окружности, равного 3 мм. Заготовки профиля предварительно фосфотируют для снижения удельных нагрузок.

Целесообразно выбрать в качестве заготовки шестигранник холодной прокатки

Маршрут обработки:

Операция 005 Ленточнопильная, Ручной ленточно-отрезной станок FMB PHOENIX;

Операция 010 Токарная, станок токарно-винторезный 16А20Ф3 с ЧПУ электроника НЦ-31;

Операция 015 Резьбонакатная, А2528 - полуавтомат профиленакатный (резьбонакатный) двухроликовый ;

Операция 020 Термическая, Термическая печь с выкатным подом RT2-120;

Операция 025 Контрольная, калибр-скобы, гайка, штангенциркуль ШЦ-1 .

Последовательность обработки назначена правильно, применяемое оборудование обеспечивает точность, заданную чертежом.

Технологические базы выбраны правильно. На первой операции подготавливаются заготовки которые которые необходимы для дальнейшей обработки детали, следовательно, обеспечивается совмещения и постоянства баз, обеспечивается точность расположения поверхностей.

Крепежные детали должны иметь метрическую резьбу по ГОСТ 24705-81, выполненную нарезкой или накаткой. При накатывании вследствие скольжения на контакте образуется поверхность, обладающая оптимальнои? шероховатостью, повышеннои? твердостью (наклепом), однороднои? микроструктурои? и оптимальнои? текстурои? прилегающих к поверхности слоев материала.

Прочность накатанного винтового профиля при статических нагрузках выше прочности профиля, обработанного резанием примерно на 10% при испытании на растяжении и на 20-35% при испытании витков на срез.

Резьбонакатные целесообразны для использования в массовом типе производства, т.к. деталь не сложная, догрузка оборудования выполняется, при мелкосерийном - нецелесообразно т.к затрачивается значительное время на переналадку. Целесообразно применить станки с ЧПУ.

Режущий инструмент при токарной обработке с напайными твердосплавными пластинами не дает возможности вести обработку на повышенных режимах резания, следовательно, целесообразно применить режущий инструмент с МНП.

Контроль размеров осуществляется жестким мерительным инструментом - калибр-скобами и гайкой.

На операции 015 Резьбонакатная на загрузочной позиции существует возможность травмирования руки рабочего прихватами, т.к. устанавливаются заготовка, а механизм привода прихватов включается педалью. Целесообразно к каждой загрузочной позиции провести отдельный привод или вообще заменить станок другим, имеющим механизм ориентации заготовки.

Оборудование на участке расположено не в соответствии с нормами расположения оборудования, не по ходу технологического процесса.

Стружка транспортируется стружкоуборочным конвейером.

2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛИ «БОЛТ СТУПИЧНЫЙ КПМ 16.12.607»

К работе на участке допускается персонал, изучивший оборудование, правила эксплуатации и прошедший инструктаж по технике безопасности. При эксплуатации станка соблюдаются общесоюзные нормы, заводские правила и инструкции по технике безопасности.

Инструкция по технике безопасности находится непосредственно на рабочем месте.

Подъем тяжестей массой более 16 кг производится только с помощью грузоподъемных механизмов. На всех рабочих местах предусмотрено устранение нагромождений, рабочий свободно перемещается от станка к станку. Помосты на рабочих местах исправные, не скользкие. Рабочие места содержатся в чистоте в течение всего рабочего дня. На спроектированном участке предусмотрены места для складирования заготовок и деталей. Запрещено во время работы переходить в не установленных местах, заходить за ограждения, находиться между работающими агрегатами, опираться на работающее оборудование.

На каждом рабочем месте около стола на полу имеется деревянный трап на всю длину рабочей зоны и по ширине не менее 0,6 м от выступающих частей станка. Рабочие места оборудованы средствами безопасности: защитные щитки, экраны, кожухи, подставки, средства контроля и сигнализации.

Работающий на участке персонал обучен оказывать помощь пострадавшим, имеется номер телефона медпункта, а также администрации участка. В случае невыполнения обслуживающим персоналом требований по технике безопасности мастер участка, начальник участка и другие, административные лица, обнаружившие нарушение, принимают все меры вплоть до остановки оборудования и отстранения рабочего от работы.

В цехе механической обработки на участке изготовления детали болт ступичный КПМ 16.12.607 имеются ленточнопильные, токарные, резьбонакатной, печь ТВЧ. Вследствие этого могут иметь место опасные (ОПФ) и вредные производственные факторы (ВПФ).

При обработке резанием болта используется большое количество СОЖ. При этом возникает масляный туман, который состоит в основном из капелек размером до 4мкм.

В качестве средств коллективной защиты от воздействия ОПФ и ВПФ на проектируемом участке механообработки можно применить оградительные и предохранительные устройства, опознавательную окраску и специальные знаки безопасности, специальные средства (системы освещения и вентиляции производственных помещений).

Кроме этого необходимо применять и средства индивидуальной защиты от влияния ОПФ и ВПФ: средства защиты органов дыхания, специальная одежда и обувь, средства защиты рук, головы, глаз, органов слуха, защитные дерматологические средства.

Для обеспечения чистоты воздуха и нормализации параметров микроклимата в производственном помещении помимо местных отсасывающих устройств, обеспечивающих удаление вредных веществ из зоны резания (пыли, мелкой стружки, аэрозолей СОЖ), предусмотрена приточная общеобменная система вентиляции в сочетании с естественной вентиляцией (аэрация).

Для борьбы с нежелательными вибрациями предусмотрены следующие мероприятия: применить в фундаментах станков акустические разрывы, заполненные пористым материалом, и акустический шов, расположенный в нижней части фундамента.

В качестве мер по защите от поражения электрическим током на участке предусмотрено применение: зануления находящегося на участке оборудования (в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81); изоляции токопроводящих частей электроустановок, согласно ГОСТ 12.0.075-75; ограждений, предназначенных для временной недоступности к токопроводящим частям. В основу безопасности технологического процесса положены ГОСТ 12.3.002-75 и ГОСТ 12.3.025-80, предусматривающие конструкции станков с ограждением для предупреждения травм от движущихся частей станка согласно ГОСТ 12.2.003-74. Участок в составе цеха оборудован всеми необходимыми санаторно-бытовыми гигиеническими и вспомогательными помещениями согласно ГОСТ 12.4.026-76.

Эффективным условием обеспечения хорошей зрительной деятельности является подбор цвета стен, потолков, оборудования. С целью привлечения внимания все органы управления и опасные зоны оборудования окрашены в желтый или красный цвета. Стены помещения и оборудование окрашены в зеленый цвет.

Органы управления станками - кнопочные пульты определенной эргономичной формы и окраски. На панелях управления кнопка "Пуск" утоплена в панель (в целях избежания непроизвольного ее нажатия), кнопка «Стоп» выступает и имеет красный цвет. Наружные поверхности технологического оборудования окрашены в серый цвет, внутренние поверхности оградительных устройств - в красный цвет.

Весь спроектированный участок выполнен в соответствии с требованиями противопожарных норм проектирования зданий и сооружений.

Пожарный инвентарь и оборудование, огнетушители, ящики с песком, пожарные краны находятся в доступных местах, на видном месте. Шкафчики внутренних пожарных кранов закрыты и опломбированы. В цеху предусмотрено два эвакуационных выхода. На участке создана добровольная пожарная дружина, проводится систематический инструктаж по пожарной безопасности.

По взрывопожарной опасности здание, в котором располагаются участки механической обработки, относится к категории Д (помещения, в которых находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии). Здание построено из естественных и искусственных каменных материалов и имеет незащищенные стальные конструкции. По СНИП 2.01.02-85 степень огнестойкости такого здания - 2-ая (огнестойкость несущих стен не менее 2ч, перегородок не менее 15мин).

Основными причинами возникновения пожара на участке являются: неисправность электрооборудования, самовозгорание промасленной ветоши, курение не в отведенных местах.

Мероприятия по пожарной профилактике делятся на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.

К организационным относятся:

а) организация правильной эксплуатации оборудования;

б) содержание здания в необходимых условиях;

в) плановое проведение противопожарного инструктажа;

г) организация пожарных дружин и пожарно-технических комиссий.

К техническим относится соблюдение противопожарных норм и правил при установке оборудования, проектировании помещений, освещения, вентиляции, отопления. В частности, промасленная ветошь собирается в специальную тару и организованно вывозится с участка.

Режимные мероприятия направлены на запрещение отдельных действий, таких как курение вне установленных мест.

К эксплуатационным мероприятиям относятся профилактические осмотры, ремонты и испытания машин и агрегатов.

В цехе имеется два эвакуационных выхода, которые обеспечивают безопасный и быстрый выход людей наружу кратчайшим путем в случае возникновения пожара. Ширина эвакуационных выходов не менее 1м.

В качестве первичных средств пожаротушения используются огнетушители ОХП-10 и ОУ-5, которые располагаются по одному на каждые 600-800м2 участка. Кроме того, на проектируемом участке предусмотрено место для противопожарного инвентаря, где находится ящик с песком, ведра, топор, лопаты и огнетушители. При возгорании на участке необходимо обеспечить остановку оборудования, по телефону 101 вызвать пожарную охрану и приступить к пожаротушению подручными средствами.

На спроектированном участке внедрен ряд мероприятий по охране окружающей среды. Для оценки производственного микроклимата на участке производятся замеры температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Для определения влажности воздуха применяют психрометры и гигрометры. Для измерения скорости движения воздуха применяют крыльчатый анемометр. Уровень шума замеряют шумомером, анализ его проводят спектрошумоанализатором.

Для защиты окружающей среды от вредных выбросов предусмотрены на участке устройства отсасывающие пыль с подключением их к заводской системе вентиляции и пылеулавливания. Кроме этого, все технологические жидкости, используемые на участке по мере их использования, подвергаются отдельному хранению, утилизации и сбору их в заводские системы с очисткой выбросов до установленных норм. С целью защиты окружающей среды предусмотрено на участке сокращенное потребление различных видов энергии, технологических материалов и жидкостей за счет их рационального использования.

С точки зрения загрязнения окружающей среды данный технологический процесс удовлетворяет нормативам по выбросам в атмосферу, загрязнению сточных вод. Также при обработке не возникает существенных вибраций и тепловых изучений, что удовлетворяет санитарно-гигиеническим нормам и не создает неблагоприятных моментов при обработке.

В качестве предложений по усовершенствованию технологического процесса обработки детали с точки зрения охраны окружающей среды предлагаю: установить дополнительные воздухоочистительные фильтры, маслоотделители, организовать многоступенчатую очистку сточных вод (аэраторы локальные).

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛИ «БОЛТ СТУПИЧНЫЙ КПМ 16.12.607»

Технологический анализ конструкции детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основной его целью является выявление недостатков конструкции детали по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции. Анализ технологичности проводится по качественным и количественным критериям.

3.1 Качественная оценка на технологичность

Степени точности на поверхности назначены правильно, в соответствии с их назначением - по этому показателю деталь технологична.

Деталь образована простыми геометрическими формами - шестигранный профиль; оси детали прямолинейны и перпендикулярны торцам; материал детали сталь Ст35 ГОСТ 1050-88 - все это позволяет получить заготовку близкую по форме детали, что приемлемо в условиях массового типа производства - по этому показателю деталь технологична.

Черновой базой может служить наружная шестигранная поверхность расстояние между плоскими противолежащими гранями 24 миллиметра в дальнейшем предназначеные для зажатия рожковым ключом либо торцовой головкой, между вершинами противолежащих граней 27 миллиметров Конструкция детали дает возможность подготовить необходимое количество комплектов баз за одну установку детали, что обеспечит точность расположения поверхностей. Таким образом, соблюдаются принципы постоянства и совмещения баз, а следовательно, повышается точность при обработке.

Установленная точность поверхностей позволяет применять обычные распространенные методы обработки. Для изготовления данной детали возможно использование таких методов как точение, нарезание резьбы. Наиболее точные поверхности с 7 квалитетом точности, что обеспечивается жесткой системой СПИЗ (станок, приспособление, инструмент, заготовка) - оставление малого припуска на чистовую обработку по этому показателю деталь технологична.

Диаметры крепежных элементов назначены с учетом применения стандартного режущего инструмента.

Благодаря несложной конфигурации детали есть возможность вести обработку на станках с ЧПУ - деталь и точность ее размеров соответствуют экономической точности оборудования. При среднесерийном - массовом целесообразно загрузить резьбонакатной станок. Жесткость детали позволяет вести обработку с минимальным числом переходов, с применением повышенных режимов резания - по этому показателю деталь технологична.

Вывод: в основном конструкция детали технологична. Однако данный вывод необходимо подтвердить количественной оценкой.

3.2 Количественная оценка на технологичность

Для количественной оценки технологичности конструкции детали рассчитываем следующие показатели [2], с.36

1) коэффициент сложности конструктивных элементов, рассчитывается по формуле

болт деталь технологичность

,(1)

где QС.Э - число поверхностей, образованных простыми геометрическими формами;

QУ - общее число поверхностей.

По этому показателю деталь технологична.

2) коэффициент стандартизации, рассчитывается по формуле

,(2)

где ДСТ - число стандартных размеров, подлежащих обработке;

Д - общее число размеров, подлежащих обработке.

По этому показателю деталь технологична.

3) коэффициент, определяющий использование материала, рассчитывается по формуле:

,(3)

где g - масса детали, кг;

GM - норма расхода материала.

По этому показателю деталь не технологична.

4) коэффициент точности, рассчитывается по формуле

,(4)

где ITср - средняя точность размера детали.

Средняя точность размера детали рассчитывается по формуле

,(5)

где Тi - квалитет точности;

ni - число размеров соответствующего квалитета.

Таблица 3.- Исходные данные для расчета коэффициента Ктч

Ti	ni	Ti ni
3	5	15
11	1	11
13	3	39
14	14	196

По этому показателю деталь технологична.

5) коэффициент шероховатости рассчитывается по формуле

,(6)

где Шср - средняя шероховатость всех поверхностей.

Средняя шероховатость всех поверхностей рассчитывается по формуле

,(7)

где Rai - шероховатость поверхности, мкм;

ni - число размеров соответствующего квалитета.

Таблица 4.- Исходные данные для расчета Кср

Rai	ni	Rai ni
1,25	3	7,5
6,3	3	18,9
12,5	17	212,5

Подставляя данные в формулу (7) получаем

Полученное значение подставляем в формулу (6)

По этому показателю деталь технологична.

3.3 Выбор заготовки

Заготовка по базовому варианту изготавливается из шестигранника холодной прокатки который более точного размера, поэтому подходит для нужд точного машиностроения. По ГОСТу 8560-88 холодная прокатка шестигранного профиля возможна от диаметра, вписанной в шестигранник окружности, равного 3 мм. Модель металлическая стальная, смеси сырые. Способ получения шестигранных профилей, включающий прокатку в двухвалковых горизонтальных калибрах из круглой заготовки симметричного неправильного шестигранника и чистовую прокатку готового профиля, отличающийся тем, что круглую заготовку обжимают со степенью деформации 10 12,5% с уширением 12% получая шестигранник с углом наклона боковых граней к большой диагонали 58o - 59o, а перед чистовой прокаткой дополнительно формируют предчистовой профиль в виде неправильного симметричного восьмигранника шириной 0,95% - 0,97 % диагонали готового профиля путем принудительного проталкивания шестигранного раската из предыдущего калибра через неприводные вертикальные фасонные ролики выводной арматуры, причем чистовое обжатие осуществляют в том же направлении, что и обжатие круглой заготовки.

См 1,2 мм ГОСТ 26645-85; коэффициент использования материала КИМ=0,69; норма расхода материала GМ=1,2; масса заготовки G=0,2 килограмма.

На основе анализа и перечня мероприятий по улучшению технологического процесса предлагается изготавливать прокат калиброванный шестигранный ГОСТ 8560-78 [3], с.5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За время прохождения практики приобрел навыки по изготовлению деталей сельхозхозяйственной техники. Изучил технологический процесс изготовления детали «Болт ступичный КПМ 16.12.607», произвел некоторые технические расчеты для анализа и технико-экономического обоснования производства данной детали. Приобрел практические навыки решения различных технологических задач подготовки производства деталей машин и разработки технологической документации.

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.

Список используемых литературных источников

1. Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1980. - 728 с.

2. Горбацевич А. Ф., Шкред В.А., Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроителя спец. вузов, - 6-е изд., переработано и дополнено - Мн.: Высшая Школа, 1983. - 256 с.

3. Добрынев И. С., Курсовое проектирование по предмету технология машиностроения: Учебное пособие для техникумов, - М., Машиностроение, 1985. - 184 с.

Размещено на Allbest.ru