Аннотация

Дипломный проект должен выполняться на основе последних достижений науки и техники, новейших прогрессивных форм организации производства при высоком уровне механизации и автоматизации технологических процессов. Следовательно, в дипломном проекте учтена техника передового производства, но при строгом соблюдении единой системы дипломной и технологической документации (ЕСКД и ЕСТД) и соблюдении государственных и отраслевых стандартов (ГОСТов и ОСТов).

Дипломный проект является итоговой самостоятельной работой по окончанию учебы будущего техника, направленной на решение контрольных задач в области совершенствования технологии, организации производства и улучшения техноэкономических показателей работы участка соответствующего цеха. Дипломная работа делается с целью закрепления знаний полученных при изучении специальных дисциплин. Работа над проектом базировалась преимущественно на конкретном материале предприятия. Целью дипломного проекта является решение вопросов рационализации действующей на заводе технологии, внедрения высокопроизводительного оборудования, инструмента и приспособлений. В основу разработки всех разделов проекта положен принцип единства решаемых задач:

• рациональный выбор исходной заготовки;

• разработка более прогрессивного технологического процесса с использованием современного оборудования;

• определение режимов и норм времени;

• составление маршрутной карты на спроектированный техпроцесс;

• составление операционных карт.

Дипломный проект состоит из пояснительной записки, комплекта технологической документации изготовления детали (маршрутные и операционные карты, карты эскизов), графические части.

Графическая часть включает в себя рабочий чертеж и 2 операционные наладки на измененные операции рабочего техпроцесса.

1 Технологическая часть

1.1 Название и описание условий работы детали, технические требования при изготовлении, материал и его характеристика, термообработка и её режимы

Деталь шпиндель служит для передачи крутящего момента, Крутящий момент передаётся посредством шестигранника на выходном конце шпинделя и трём пазам, расположенными в хвостовой части детали, имеющими ширину .

Также шпиндель служит деталью узла муфты отключения для подачи воздуха.. Имеет центральные отверстия разных диаметров для установления в них комплектующих узла. Наружные отверстия и канавки для фиксирующих шариков, обеспечивающих плавность скольжения механизма и зацепления с другими деталями узла.

Отверстие ф2Н10 , служит для фиксации деталей поворота механизма включения. На хвостовую часть шпинделя устанавливается деталь полумуфта по ф12f7 , соединяя эти детали с помощью шариков, расположенных в канавке ф9,8h8 на ширину .

В передней части шпинделя имеется отверстие ф3,2 соорентированное с гранью шестигранника. В данном отверстии фиксатором является шарик, который фиксирует посадки при помощи подпружиненной втулки. Втулка в свою очередь так же фиксируется. Пружина удерживает втулку, установленную на шпинделе с помощью стопорного кольца, который располагается в канавке на ф9,5 на ширину 1,1 (на чертеже элемент Д).

Технические требования при изготовлении:

1. Поверхность К цементировать h 0,2…0,4 мм; 88…90,5 R_15N ; остальное 41…46 HRC

2. H14, h14, t2/2

3. Острые кромки притупить 0,2

Материал и его характеристика

Для изготовления детали применяется Сталь 20Х2Н4А ГОСТ 4543-71. Сталь конструкционная легированная. Применяется для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладает определёнными механическими, физическими и химическими свойствами. 

Заменитель: 20ХГНР, 15ХН2ТА, 20ХГНТР.

Применение: шестерни, вал-шестерни, пальцы и другие цементуемые особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.

Вид поставки: Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 1051-73. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ОСТ 14-21-77.

Таблица 1-Химический состав в % материала Сталь 20Х2Н4А

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.16-0.22	0.17-0.37	0.3-0.6	3.25-3.65	до 0.025	до 0.025	1.25-1.65	до 0.3

Таблица 2 -Механические свойства при Т=20 ^oС стали 20Х2Н4А

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток	Ж 15		1270	1080	9	45	780	Закалка и отпуск

Термообработка и её режимы

Термообработка производится в печах СНО-2.

На операции 007 производится отпуск при температуре от 560-580 градусов в течении двух часов.. Первичная термообработка служит для уменьшения твёрдости отпущенной стали, увеличивает её пластичность и вязкость.

На операции 050 нужно цементировать деталь h 0,2…0,4 HRC не более 30 единиц. Цементация (науглероживание) служит для насыщения углеродом поверхностного слоя низкоуглеродистой стали при высокой температуре углеродом на определённую глубину.

На операции 100 термообработать деталь 44…48 HRC, особо обозначенные места 88…90 R. Термообработка нужна для изменения механических свойств - их существенного улучшения.

Термообработку проводят с помощью электропечи СНО.

Электропечь типа СНО с максимальной температурой нагрева 1200 град.С предназначена для различных видов термообработки металла в окислительной атмосфере.

Рабочая камера печи образована кладкой из огнеупоров, на стенках которой и на поду расположены нагреватели в виде спиралей из проволоки сплава суперфехраль. На поду печи устанавливается литой жаропрочный стальной поддон. Дверь электропечи открывается подъемом вверх, при этом внутренняя разогретаяфутеровка двери всегда будет направлена в сторону камеры, что более удобно и безопасно для работы. Дверь электропечи открывается с помощьюэлектропривода. Для удобства работы электропечи устанавливаются на подставку. Камерные электропечи в стандартном исполнении имеют электронное управление нагревом (термоконтроллер) с цифровой индикацией температуры. Для регистрации температурного режима предназначен регистрирующий прибор (типа Термодат). С целью повышения безопасности работы электропечь оснащена блокировочным выключателем для снятия напряжения (отключения нагрева) при открываниидвери. При обрыве термопары и превышении температуры срабатывает защита, отключается напряжение питания нагревателей печи. Необходимое силовое и регулирующее оборудование смонтировано в пульте либо в шкафу управления.

2. Выбор и обоснование типа производства

Масса детали определяется с использованием возможностей компьютерной программы КОМПАС-3D V6 Plus.

Рисунок 1-Модель детали

Таблица 3- Определение типа производства

Масса детали, кг	Тип производства
	Единичный	Мелкосерийный	Среднесерийный	Крупносерийный	Массовый
 1,0	 10	10 - 2000	1500 - 100000	75000 - 200000	≥ 200000
1,0 - 2,5	 10	10 - 1000	1000 - 50000	50000 - 100000	≥ 100000
2,5 - 5,0	 10	10 - 500	500 - 35000	35000 - 75000	≥ 75000
5 - 10	 10	10 - 300	300 - 25000	25000 - 50000	≥ 50000
 10	 10	10 - 200	200 - 10000	10000 - 25000	≥ 25000

Масса детали составляет 0,043 кг (рисунок 1).

Годовая программа выпуска деталей 25000 штук.

Объём выпуска деталей входит в интервал 1500 - 100000 шт., следовательно тип производства - среднесерийный.

Серийное производство характеризуется применением как универсального, так и специализированного оборудования. Так же оправдано применение станков с ЧПУ, которые обеспечивают максимальную производительность. Режущий инструмент используют и универсальный и специальный, но в основном оснащённой пластинками твёрдого сплава, позволяющие максимально увеличить режимы резания и сократить время на изготовление детали.

1.2 Анализ заводского техпроцесса

№ опер.	Наименование операции	Оборудование	Режущ. инструмент	Приспо- собления	Предлагаемые изменения
1	2	3	4	5	6
005	Ножовочно-отрезная	8А723	Полотно ножовочное	Тиски гидравлические (при станке);	Отрезная, станок UMSO (пила ленточная).
007	Термическая
015	Токарная	16А20Ф3	Резец, сверло центровочное, сверло ф5,4; резец		Полуавтомат MAZAK
020	Токарная	16А20Ф3	Резец, сверло ф4, сверло ф4,2, ф5,4, ерло центровочное, развёртка ф6		Полуавтомат MAZAK
025	Координатно-расточная-3 паза	2Е440Л	Фреза ВК8		Замена на обрабатывающий центр CU-1. Обьединить с операцией 035, 040, 085(ф1,9)
030	Слесарная по пазам	Верстак	Шабер трёхгранный
035	Координатно-расточная 2 отв ф2,7	2Е440Л	Сверло ф2,7		Замена на обрабатывающий центр CU-1. Перевод в операцию 025.
040	Слесарная- развернуть 2отв ф2,9	Верстак; 2М112	Развёртка ф2,9, надфиль, шабер трёхгранный		Замена на обрабатывающий центр CU-1. Перевод в операцию 025.
045	Промывочная	УЗВ1-5А
050	Термическая	СНО-2
055	Виброобработка	ROTOFINISH
060	Токарная ф6,6, ф7,32, ф8.5, ф3	16К20	Резец, сверло ф3, ф6,5, развёртка, резец,сверло центровочное		Перевод на станок с ЧПУ – Mazak.
065	Токарная 16К20 ф5,6	16К20	Зенкер ф5,5, развёртка ф5,6,		Объединить с операцией ЧПУ.
070	Прессовая шестигранник	П6324
080	Токарная Наружная обработка с канавками, резьба М11х1	ТП-130	Резец		Перевод на станок с ЧПУ – Mazak.
085	Координатно-расточная ф3,2, 2отв ф2	2Е440Л	Сверло ф1,9, сверло ф3,1,		Замена на обрабатывающий центр, объединить с опер.090.
090	Координатно-расточная паз	2Е440Л	Фреза
095	Слесарная развернуть 2отв ф2, калибровать резьбу М11	2М112	Развёртка, надфиль
100	Термическая	СНО-2
110	Виброобработка	ROTOFINISH
115	Круглошлифовальная ф12 и торец	3М152ВМ	Шлифовальный круг
120	Круглошлифовальная ф10 и торец	3М152ВМ	Шлифовальный круг		Объединить на станок с ЧПУ STUDER.
125	Круглошлифовальная ф11,1 и торец	3М152ВМ	Шлифовальный круг
130	Доводочная ф5,6	Доводочная головка	Притир
135	Промывочная	УЗВ1-5А
140	Приёмочный контроль