Перспективы развития машиностроения

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ  ЧАСТЬ

ВВЕДЕНИЕ

1. Перспективы развития машиностроения.

 

Машиностроение - важнейшая отрасль тяжелой промышленности, производящая орудия труда, предметы личного потребления, а так же продукцию оборонного назначения. Машиностроению принадлежит ведущая роль в ускорении научно- технического прогресса в народном хозяйстве, в ускорении роста производительности труда, в повышении эффективности общественного производства, в повышении материального и культурного уровня жизни народа.

Крупные и серьезные задачи поставлены перед  машиностроением в ближайшие годы. Среди них создание технике для широкого внедрения  высокопроизводительных, энергетических, материалосберегающих технологий во всех отраслях народного хозяйства. Повышение технологического  уровня и качества машиностроительной продукции, выпуск машин и  оборудования для исключения ручного, моногранного, тяжелого, вредного труда. Улучшение качества металлообрабатывающего оборудования, в том числе с ЧПУ, автоматических манипуляторов с ЧПУ технологической оснастки, средств автоматизации и др. Машиностроение является базой технологического процесса в народном хозяйстве, основой модернизацией и технического перевооружения всех отраслей. Научно- технический процесс- это процесс совершенствования средств труда являющейся  основной развитой производственной силой общества. Его содержание, формы, направление и темпы определяется в первую очередь способом производства. Сущность научно- технического процесса заключается в создание новых функций труда, видов сырья, материалов и энергии в переходе более прогрессивной  технологии. Технический процесс в сфере производства позволяет успешно решить комплекс экономических и социальных задач.

 

2. Задачи, поставленные перед студентом в курсовом задании.

 

В курсовом  проекте студенту необходимо показать сущность и значение научной организации труда, совершенствование технологии на основе использования новейших достижений науки и техники и методы улучшения использования рабочего времени. Студент должен уметь анализировать существующую технологию и доказать, что технологический вариант, которому отдается предпочтение, обеспечит в реальных производственных условиях наибольший эффект при наименьших затратах как трудовых, так и материальных

       Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических занятий по специальности. В процессе курсового проектирования студент самостоятельно выполняет комплексную задачу по выполнению завершающего задания. Наряду с этим курсовое проектирование должно закрепить у студента умение справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами и расценками, умело, сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе обучения,  формировать и закреплять теоретические знания студентов, приобретается опыт самостоятельного решения практических и профессиональных задач. Для выполнения поставленной задачи необходимо изучить прогрессивные направления развития технологических методов и средств и на основании анализа и сопоставления качественных и количественных показателей дать свои предложения.

       При курсовом проектировании значительное внимание уделяется экономическому обоснованию методов получения заготовок, выбору вариантов технологических процессов и т. п., с тем, чтобы, в конечном счете, в проекте был предложен оптимальный вариант  технологического процесса изготовления  вала-шестерни.

 

РАЗДЕЛ II. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

1. Назначение и конструкция детали

 

    Вал-шестерня  представляет цилиндрическую форму без внутренних отверстий. Наружная поверхность имеет  метрическую  резьбу M33x1,5-6g, на ступени вала Ǿ 35к6 имеется шпоночный паз  для крепления зубчатого колеса. Также на валу находится шестерня, которая обрабатывается червячной многозаходной фрезой и шлифуется.

 Ступени Ǿ48к6 служат для прессования подшипников. Резьба M33х1,5-6g  служит для фиксации подшипника.

Вал легко  обрабатывается проходными резцами, имеет  хороший доступ к поверхностям.

Габаритные  размеры Ǿ65 мм длина 400 мм.

 

2.Анализ  исходных данных для проектирования.

 

  2.1.Технологичность конструкции детали.

 

Технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих  ее  приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных  показателях   качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ  Это достижение не только эксплуатационных требований, но и наиболее рационального и экономического изготовления деталей. Сюда входит снижение трудоемкости и металлоемкости, возможность обработки детали наиболее производительным методом. Высокая технологичность конструкции детали позволяет снизить себестоимость её изготовления.

  Производственная технологичность  конструкции детали – это степень  ее соответствия требованиям наиболее  производительного и экономичного изготовления. Чем меньше  трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более  технологичной является  конструкция детали. Оценка технологичности конструкции бывает двух видов:  качественная и количественная.

Качественная  оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показателями: «лучше - хуже», «рекомендуется—не рекомендуется», «технологично- не технологично» и т.п. В связи с этим следует проанализировать чертеж детали с точки зрения:

- степени  унификации геометрических элементов  (диаметров, длин, резьб, модулей, радиусов переходов и .д.) в конструкции;

- наличии удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих возможность совмещения и постоянства баз;

- возможности  свободного  подвода и вывода  режущего инструмента при обработке;

- удобства  контроля точности параметров  детали;

- возможности  уменьшения  протяженности  обрабатываемых  поверхностей;

- соответствия  формы дна отверстия форме  конца стандартного инструмента для его обработки (сверла, зенкера, развертки и т.д.).

 

 Количественная  оценка технологичности выражается  показателями, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требованиям технологичности. Согласно ГОСТ 14.202-73 номенклатура показателей технологичности  содержит 4 основных и 31 дополнительных показателей.

В курсовом проекте рекомендуется рассчитать коэффициент унификации, коэффициент  точности,

Коэффициент шероховатости,  коэффициент использования  материала.

 

 

 

 

Конструкторский анализ детали.

                                                                                                                         Таблица 1.

Наименование поверхности	Номер   обрабатываемой  поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности	Параметр шероховатости
1	2	3	4	5	6
Наружные диаметральные поверхности
∅65h11	1	1	1	11	12,5
∅50h12	2	1	1	12	25
∅47,5h14	3	1		14	6,3
∅48k6	4	1	1	6	0,63
∅47,5h14	5	1		14	6,3
∅48k6	6	1	1	6	0,63
∅47,5h12	7	1		12	6,3
∅35k6	8	1	1	6	0,63
∅32h12	9	1	1	12	6,3
Внутренние диаметральные поверхности
∅4H12	10	1	1	12	6,3
∅4H12	11	1	1	12	6,3
Линейные размеры
25h12	12	1	1	12	6,3
400h12	13	1	1	12	6,3
340h14	14	1	1	14	6,3
310h12	15	1	1	12	6,3
110h12	16	1	1	12	6,3
80h12	17	1	1	12	6,3
60h12	18	1	1	12	6,3
35h12	19	1	1	12	6,3
3h12	20	1	1	12	6,3
12h12	21	1	1	12	6,3
15h12	22	1	1	12	6,3
1h12	23-25	3	3	12	6,3
1,6h12	26	1		12	6,3
		26	22

 

 

Показатели технологичности детали

 

1. Коэффициент унификации

К_уэ=,                                                           (1)

где Q_э – количество поверхностей

Q_уэ – количество унифицированных элементов 

К_уэ== =0,85

По коэффициенту унификации деталь технологична, так как К_уэ>0,6

 

2. Коэффициент точности обработки

             К_тч=1-,                                              (2)

где А_ср – средний квалитет точности

А_ср=(n₁+2n₂+…+19n₁₉)/,                               (3)

где n_i – квалитет точности

А_ср.=

К_т.ч.=1 – (1/11,9)=0,91

Т.к. К_т.ч.>0,8, (091>0,8) то деталь по этому показателю является технологичной

 

 

3. Коэффициент шероховатости поверхности

                     К_ш=,                                                       (4)

где  Б_ср – средняя шероховатость поверхности

Б_ср= (0,01n₁+0,02n₂+…+40n₁₃+80n₁₄)/,                       (5)

где n_i – количество поверхностей i-го класса шероховатости

 

Б_ср.=

К_ш.=1/5,5=0,18

Т.к. К_ш.<0,32, (0,16<0,32) по этому показателю деталь технологична

 

 

Согласно результатам количественной оценки детали ступица можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична. 

 

 

4. Коэффициент использования металла

КИМ=,                                                     (6)

где m_д = 6,0кг– масса детали

m_з=6,7кг – масса заготовки

КИМ=

Вывод: Деталь в целом технологична. Диаметральные размеры убывают  в одну сторону, что позволяет  производить многоинструментальную обработку, обеспечивая изготовления детали. Все обрабатываемые поверхности доступны для точного контроля обработанных поверхностей. Соблюдается принцип совмещения и постоянства баз, что позволяет обеспечивать точность обрабатываемых  поверхностей.

 

       2.2.Технические условия на материал детали

 

Сталь – это структура, полученная  в результате первичной кристаллизации сплавов железа с углеродом, т. е. сталь – это железоуглеродистые сплавы с содержанием до 2,14% углерода.

     

                           Химический состав стали 50Г  (ГОСТ 4543-71)        

                                                                                              Таблица 2

C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
				не более
0,49-0,53	0,17-0,37	0,90-1,20	0,3-0,4	0,30	0,30	0,03	0,03

 

 

 

 

 

 

 

 

Механические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-71)           

                                                                                                                    Таблица №3

ГОСТ	Состояние поставки, режим т/о	Сечение, мм	КП	σ0,2	σВ	δ5	ψ	КСU, Дж/см2	НВ, не более
				МПа		%
				не менее
8479-80	Поковка: Нормализация	до 100 до 100-300	315	315	570	17	38	38	167-207

 

                                                                                    

         

      3. Определение типа производства

 

В зависимости от совокупности факторов, характеризующий степень специализации предприятия, объем выпуска продукции и устойчивости номенклатуры выпускаемой продукции, все предприятия, цеха, участки машиностроения могут быть отнесены к одному из трёх основных типов производства: единичному, серийному и массовому.

Единичное производство характеризуется  малым объёмом выпуска одинаковых изделий.