Разработка технологического процесса изготовления детали «Крышка регулятора давления газа»

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 9
1 Общая часть ………………….………………………………………............ 14
1.1 Назначение и описание работы узла……………………………………. 14
1.3 Служебное назначение детали и технические требования, предьяв-ляемые к ней………………………………………………………………….
15
2 Технологическая часть……………………………………………… 17
2.1 Анализ технологичности детали ………………………..……………… . 17
2.2 Анализ действующего технологического процесса…………………… 17
2.2.1 Анализ документации действующего технологического процесса 17
2.2.2 Анализ оборудования, режущего инструмента, оснастки……….. 18
2.2.3 Выводы из анализа и предложения по разработке проектного техпроцесса…………………………………………………………………….
21
2.3 Разработка проектного технологического процесса ……………….…. 24
2.3.1 Разработка маршрута и плана операций и переходов проектного технологического процесса ………………………………………………….…
22
2.3.2 Описание оборудования, используемого для реализации проектного технологического процесса……………………………………………….. 25
26
2.3.3 Выбор и обоснование метода получения исходной заготовки …… 28
2.3.4 Размерный анализ проектного технологического процесса………. 29
2.3.5 Расчет режимов резания и норм времени……….…………………. 54
2.4 Подготовка управляющей программы с последующей верификацией траекторий движения инструмента, с использованием автоматизированной системы NX CAM……………..………………………………..………..

61
2.4.1 Создание твердотельных моделей……………………………..…… 61
2.4.2 Программирование обработки в NX CAM………………………… 62
3 Конструкторская часть …………………………………………………..…… 74
3.1 Проектирование станочного приспособления для фрезерования поверхности детали.…………………………………………………….………. 74
3.1.1 Разработка теоретической схемы базирования …………………… 74
3.1.2 Проектирование схемы приспособления ………….……………… 74
3.1.3 Расчёт усилия зажима в приспособлении…..……………………... 75
3.1.4 Компоновка приспособления………………………………………. 77
3.2 Проектирование многошпиндельной сверлильной головки…..………. 78
4 Организационно-проектная часть …………………………………………… 93
4.1 Разработка планировки и описание работы участка механической обработки…………………………………………………..……………………..
93
4.1.1 Определение количества оборудования …………………………… 93
4.1.2 Определение количества рабочих…………………………………… 94
4.1.3 Проектирование транспортной системы…………………………… 96
4.1.4 Расчет площадей для складирования заготовок и деталей ………… 99
4.1.5 Выбор способа транспортирования стружки ……………………… 99
4.1.6 Планировка оборудования и определение производственной площади…………………………………………………………………….
101
4.1.7 Выбор типов, формы и определение размеров задания………… 102
4.2 Описание мероприятий по охране труда ……………………………… 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….. 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………….. 115

Весь текст будет доступен после покупки

Технический прогресс в машиностроение характеризуется как улучшением конструкции машин, так и непрерывным совершенствованием технологии их производства.
Основной задачей является изготовление машин заданного качества при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности. Эта задача может быть произведена путем широкого применения прогрессивных технологических процессов, оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации, станков с программным управлением.
Многие отросли промышленности, испытывают серьезные трудности, обусловлены влиянием мирового экономического кризиса. В частности, и в машиностроении наблюдается спад объемов продаж.
Для повышения производительности в машиностроении требуется значительное сокращение времени, затрачиваемого на металлообработку. Для снижения времени цикла на обработку предлагаю токарную обработку детали производить на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3 с использованием уникального металлообрабатывающего инструмента, позволяющего существенно сократить трудоемкость производства.
Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования [2].
В настоящее время в среде специалистов по САПР многие термины утратили свой первоначальный смысл, а термин САПР теперь обозначает программу для автоматизированного проектирования. Другими словами, то, что раньше называлось ПО САПР или CAD-системой, теперь принято называть системой автоматизированного проектирования (САПР). Также можно встретить названия CAD-система, КАД-система, система САПР и многие другие, но все они обозначают одно – некую программу для автоматизированного проектирования
Базовые и легкие САПР/
Легкие системы САПР предназначены для 2D-проектирования и черчения, а также для создания отдельных трехмерных моделей без возможности работы со сборочными единицами.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общая часть

1.1 Назначение и описание работы узла

Деталь «Крышка регулятора давления газа» входит в состав регулятора давления газа. Регулятор давления газа предназначен для снижения высокого или среднего давления газа и автоматического поддерживания выходного давления на заданном уровне независимо от изменений расхода в выходного давления, автоматического отключения подачи газа при аварийных повышении или понижении выходного давления сверх допустимых значений. Четыре отверстия O14 предназначены для крепления крышки к корпусу регулятора при помощи болтов. Крышка центрируется в корпусе по O7412. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается установкой поронитовой прокладки, которая размещается на торце размера 4. В отверстии O10 устанавливается толкатель. В отверстие O35 устанавливается шайба толкателя, которая фиксирует положение толкателя. Отверстия O13 служат для крепления болтами верхней крышки с нижней между которыми устанавливается мембрана наполнительного устройства. При этом образуется над мембранная полость между верхней крышкой и мембраной. Четыре отверстия М8-7Н предназначены для крепления стойки к крышке при помощи болтов. К стойке крепиться импульсный трубопровод. Отверстие O8 служит для соединения над мембранной полости исполнительного устройства с импульсным трубопроводом.
В соответствии с рисунком 1.6 изображен эскиз узла, в котором работает деталь.


Рисунок 1.6 – Эскиз узла
1.2 Служебное назначение детали и технические требования, предъявляемые
к ней

Чертеж детали «Крышка регулятора давления газа» представлен на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Чертеж детали
Деталь «Крышка регулятора давления газа» входит в сборку регулятора давления газа и базируется в узле присоединительным торцом поверхности O74 b12, посадка с зазором обусловлена легкостью сборки и наличием уплотнительного элемента в соединении. Выполнение поверхности с шероховатостью Ra6,3 оправдано, поскольку торец является базой определяющей положение детали в сборке. Выполнение поверхности O35 с шероховатостью 3,2 и торца с шероховатостью 12,5, а также отверстия O10 с шероховатостью Ra 12,5 обусловлено служебным назначением детали, поскольку с этими поверхностями соприкасается шток мембраны. Выполнение торца поверхности O318 с шероховатостью Ra 3,2 и допуском плоскостности 0,05 мм требуется для обеспечения надежного уплотнения и соединения двух крышек узла с фиксированием мембраны.

Выводы по первой части
Проанализировано служебное назначение детали «Крышка регулятора давления газа» и технические требования, предъявляемые к ней.



























2 Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности детали

Проведём анализ технологичности детали, чертёж которой приведён в соответствии с рисунком 1.9.
Технологический процесс механической обработки детали зависит от большого числа факторов, важным из которых является конструкция детали, которая определяет ее технологичность [4].
Технологическая конструкция детали должна предусматривать наиболее рациональный способ получения заготовки. Форма детали позволяет получить заготовку с размерами, близкими к размерам готовой детали.
Конструкция детали «Крышка регулятора давления газа» состоит из конструктивных элементов. Форма и габариты детали, основные и вспомогательные базы и их сочетания, материал из которого изготавливается деталь, соответствуют принятым для типовой конструкции деталей типа «Крышка регулятора давления газа».
Деталь «Крышка регулятора давления газа» воспринимает нагрузку давления газа. Конструктивные формы обеспечивают свободный доступ к обрабатываемым поверхностям. Длина обрабатываемых поверхностей небольшая, материал детали сталь 25Л, хорошей обрабатываемости, что положительно влияет на технологичность.
Совмещенная база торец у диаметра 74b12 способствует технологичности. Размеры 35 и 1 можно поставить от конструкторской и технологической базы O74b12.
Отверстия на детали сквозные, что технологично.
Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления и ремонта. По всем этим параметрам деталь является технологичной.

2.2 Анализ действующего технологического процесса

2.2.1 Анализ документации действующего технологического процесса

Анализ маршрутных технологических карт
Маршрутные карты заполняются на бланках формы 1 и 1а ГОСТ 3.1118 –82. В маршрутном технологическом процессе кроме основных операций механической обработки предусмотрены контрольные, разметочные и слесарные операции. Маршрутная технология механической обработки имеет вид, как показано ниже. Все операции в операционных картах записаны в правильной последовательности.
В маршрутной технологии анализируемого технологического процесса имеются: названия операций, соответствующих их кодовому номеру и применяемому оборудованию; указаны наименование и марка материала и материала–заменителя изготавливаемой детали, способ получения заготовки. Не записаны используемые приспособления и инструмент, коэффициент штучного времени, код профессии, количество рабочих, разряд рабочего, количество одновременно обрабатываемых деталей и единица нормирования. Не указаны масса готовой детали и заготовки, норма расхода и коэффициент использования материала.
Технологический процесс детали «Корпус защитного устройства», существующий на УКВЗ, содержит 50 операций.
Замечания по оформлению маршрутной карты:
– номера и названия операций не соответствуют ГОСТу 3.1118 –82;
– не указана следующая информация: масса заготовки и готовой детали; материал детали; профиль заготовки; твердость заготовки и др. параметры

Анализ оформления операционных карт и карт эскизов
– на операционных картах не указан режущий инструмент и приспособления, основное и вспомогательное время, СОЖ, масса детали и заготовки, названия операций не соответствуют ГОСТ 3.1404-86;
–текст, описывающий технологический процесс и представленный в операционных картах, является не техническим, не соответствует ГОСТ 3.1404-86 (в записке уже приведен исправленный вариант);
– на части операционных эскизов отсутствуют размеры (часть размеров проставлены не верно) и выделение обрабатываемой поверхности, технические требования, предъявляемые к обрабатываемой поверхности; не везде проставленная получаемая шероховатость, в некоторых случаях одни и те же получаемые размеры проставляются по несколько раз.
На операционных эскизах выполнены необходимые виды, на которых выделены обрабатываемые поверхности, указаны технологические базы.
Проставлены шероховатость обрабатываемой поверхности и номинальное значение операционного размера с предельными отклонениями, шероховатость обозначена не правильно. Все обрабатываемые поверхности выделены. Все операционные размеры пронумерованы арабскими цифрами, имеют номинальные значения с предельными отклонениями. Обозначение элементов закрепления детали обозначены не по ГОСТу. Многие операции выполняются за один установ, но за несколько технологических переходов, некоторые операции выполняются за несколько установов.
Все выше перечисленное недостатки затрудняют чтение технологического процесса рабочими, и может приводить увеличению процента брака.



2.2.2 Анализ оборудования, режущего инструмента, оснастки

Рассмотрим некоторое используемое оборудование в действующем технологическом процессе [6].
2А55
Сверлильный станок 2А55 служит для сверления, рассверливания, зенкерования, подрезки торцов в обоих направлениях, развертывания, растачивания отверстий и нарезания резьбы метчиками в крупных деталях, перемещение которых по столу станка осуществлять тяжело, а в некоторых случаях и невозможно.
Радиальный сверлильный станок 2А55 предназначен для получения сквозных и глухих отверстий в деталях с помощью сверл, для развертывания и чистовой обработки отверстий, предварительно полученных литьем или штамповкой, и для выполнения других операций. Главное движение и движение подачи в сверлильном станке сообщаются инструменту.
Принцип работы и особенности конструкции станка
Шпиндель станка 2А55 получает 19 ступеней вращения от коробки скоростей, что обеспечивает свободный выбор скоростей резания в диапазоне от 30 до 1900 об/мин.
Конец шпинделя - конус морзе КМ5 исполнение 1 (для установки хвостовика инструмента с лапкой) – по ГОСТ 24644 (Концы шпинделей и хвостовики инструментов сверлильных, расточных и фрезерных станков).
Механизм подач обеспечивает 12 подач шпинделя в диапазоне от 0,05 до 2,2 мм/об.
Применение приспособлений и специального инструмента значительно повышает производительность станка и расширяет круг возможных операций, позволяя производить на нем сверление квадратных отверстий, выточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т.д. При соответствующей оснастке на станке можно выполнять многие операции характерные для расточных станков.
Режимы резания, допустимые на станке, определяются динамическими параметрами станка:
Эффективная мощность на шпинделе, кВт – 4,0
• Наибольший крутящий момент на шпинделе кг?см – 7100
• Наибольшее усилие подачи, кгс – 2000
При этом надо иметь в виду, что наибольшая мощность на шпинделе может быть использована, начиная с 7-й ступени чисел оборотов (80 об/мин см. раздел паспорта «Механика главного движения»).
Низшие числа оборотов шпинделя применяются на станке для выполнения операций, требующих меньшей мощности, но большего крутящего момента. Поэтому на шести первых ступенях скорости мощность на шпинделе не достигает
Широкие диапазоны скоростей вращения шпинделя и механических подач позволяют повысить производительность станка.
Преселективное дистанционное электрогидравлическое устройство позволяет менять режимы с предварительным их набором. Станок имеет механизм автоматического выключения при достижении заданной глубины сверления.
Наличие в станке преселективного управления скоростями и подачами, легкого гидрофицированного управления фрикционом шпинделя, возможность отключения шпинделя от коробки скоростей, наличие надежных гидравлических зажимов колонны и сверлильной головки, работающих как совместно, так и раздельно, а также сосредоточение всех органов управления на небольшом участке сверлильной головки позволяет максимально сократить вспомогательное время.

1Е63
Токарно-винторезный станок 1Е63 предназначен для выполнения различных токарных работ и нарезания метрической, модульной, дюймовой и питчевой резьб. Обрабатываемые детали устанавливаются в центрах или патроне.
Передний конец шпинделя выполнен по ГОСТ 12593 (Концы шпинделей фланцевые под поворотную шайбу и фланцы зажимных устройств) (DIN 55027, ИСО 702-3-75) с центрирующим коротким конусом 1:4 (7°7'30"):
В конструкции токарного станка 1Е63 для установки шпинделя предусмотрены специальные прецизионные подшипники качения, не требующие регулировки в процессе эксплуатации, благодаря чему обеспечиваются требуемая жесткость и высокая точность обработки заготовок. По ГОСТ 8-82 токарный станок 16к20 относится к классу точности Н. Точность обработки будет обеспечена даже в режиме ударных нагрузок.
Механизм коробки скоростей с помощью правой рукоятки на шпиндельной бабке станка позволяет получить 4 ряда чисел оборотов шпинделя: 1:32, 1:8, 1:2, 1,25:1. В каждом диапазоне левой рукояткой можно выбрать одну из шести скоростей: таким образом, шпиндель получает 4?6 = 24 скорости, две из которых 500 и 630 об/мин повторяются.
Включение и отключение, а также реверс и торможение шпинделя во время работы осуществляется без остановки электродвигателя посредством фрикционной муфты.
Фрикционная муфта управляется двумя сблокированными рукоятками, которые имеют три положения:
1. Левое положение - шпиндель включен в прямом направлении;
2. Нейтральное положение – торможение шпинделя ленточным томозом, отключение от входного вала;
3. Правое положение – реверс шпинделя, шпиндель включен в обратном направлении;
При этом двигатель вращается в одном направлении без остановки.
Выходной вал коробки скоростей через сменные зубчатые колеса соединен с коробкой подач, обеспечивающей перемещение суппорта в широком диапазоне подач от ходового вала при точении и от ходового винта при нарезании резьб. Для нарезания точных резьб предусмотрено непосредственное соединение ходового винта с входным валом коробки подач.
На суппорте имеются масштабные линейки с визирами для удобства определения величины перемещения резцовых и поперечных салазок в процессе работы. Новая конструкция резцедержателя улучшает стабильность фиксации.
Класс точности станка 16К20 – Н. При чистовой обработке деталей из конструкционных сталей шероховатость обработанной поверхности V6б.

Анализ применяемого режущего инструмента, оснастки
Режущий инструмент, применяемый в базовом технологическом процессе, можно разделить на три группы [6]:
1) универсальный инструмент (45% от общего объема применяемого инструмента);
2) специальный инструмент (5 % от общего объема применяемого инструмента);
3) инструмент фирмы Sandvik (50 % от об- щего объема применяемого инструмента).
Для фиксирования детали на столе станка при последующей её обработке используют установочно-зажимные приспособления. Они бывают разных видов, и в основном их конструкция зависит от конкретных производственных условий на данном предприятии. Следует правильно выбирать системы приспособлений. Они должны быть наиболее рациональными, обеспечивать необходимые усилия, быстропереналаживаемыми, лучше универсальными: УНП, СНП, УСП и др. Допускается только в редких единичных случаях применять специальные приспособления.
Базовые конструкции приспособлений также можно механизировать за счет применения гидравлических, пневматических приводов, которые без проблем могут обеспечить усилия любого размера. Для обработки деталей маленькими 10 партиями на производстве применяют многоместные приспособления, где для каждой детали отведено своё гнездо.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Шипова, Г.М. Моделирование и создание чертежей в Auto CAD/ В.Г. Хрящев, Г.М. Шипова – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 224 с.
2 Красильникова, Г.А., Автоматизация инженерно-графических работ/ С.Н. Тарелкин. В.В. Самсонов – СПб.: Питер, 2000. – 256 с.
3 Ведмидь, П.А Программирование обработки в NX CAM / Учебное пособие / П.А. Ведмидь., А.В. Сулинов – М.: ДМК Пресс, 2014. – 304.
4 Косилова, А.Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении / А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков, М.А. Калинин. – М.: Машиностроение, 1976. – 288 с.
5 Матвеев, В.В. Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 264 с.
6 Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 1 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985. – 656 с.
7 Техническое нормирование операций механической обработки деталей: Учебное пособие, 2-е изд., перер. /И.М. Морозов, И.И. Гузеев, С.А. Фадюшин. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. — 65 с.
8 Справочник технолога машиностроителя: справочник: в 2 Т./ под ред. В.М. Кован. – М.: Машиностроение, 1956. – 584с.
9. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1974.
10 Матвеев, В.В. Проектирование экономичных технологических процессов в машиностроении./ В.В. Матвеев, Ф.И. Бойков, О.Н. Свиридов. – Челябинск.: инженерное издательство, 1998. – 100с.
11 Матвеев, В.В Размерный анализ технологических процессов: учебное пособие / В. В. Матвеев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков. М.: Машиностроение , 1982. - 263 с.

Весь текст будет доступен после покупки