Совершенствование технологического процесса изготовления и восстановления коленвала двигателя Д-260 трактора «Беларус-1221» в условиях ОАО «Березовский мотороремонтный завод» с применением прогрессивных технологических методов

Дипломный проект на тему «Совершенствование технологии изготовления и восстановления коленчатого вала двигателя Д-260 трактора «Беларус-1221» в условиях ОАО «Березовский МРЗ» содержит 108 с. пояснительной записки, в том числе 7 рис., 26 табл., 23 библиограф., 2 приложения, графическая часть – 10 листов чертежей формата А1.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РЕЖИМ ОБРАБОТКИ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ТРУДОЕМКОСТЬ, РЕМОНТ, КОНТРОЛЬ, КАЧЕСТВО, ПРОГРАММА, ОБЪЕКТ РЕМОНТА, ФОНДЫ ВРЕМЕНИ, ТРУДОЕМКОСТЬ, СЕБЕСТОИМОСТЬ

В дипломном проекте усовершенствован технологический процесс изготовления и восстановления коленчатого вала двигателя Д-260 трактора «Беларус-1221» в условиях ОАО «Березовский МРЗ» с применением прогрессивных технологических методов.
Разработан приспособление для фрезерования. Произведены необходимые технические расчеты.
В соответствии с заданием выполнены разработки по безопасности жизнедеятельности, охране труда.
Решен комплекс вопросов организации и экономики производства, выполнены технико-экономические расчеты.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА 10
1.1 Краткая характеристика предприятия 10
1.2 Производственная структура предприятия 12
1.3 Анализ состояния технологии и организации производства на предприятии 13
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 16
2.1 Назначение и конструкция детали 16
2.2 Анализ технологичности конструкции детали 
2.3 Анализ базового технологического процесса 
2.4 Определение типа производства 22
2.5 Анализ технологичности конструкции детали 
2.6 Выбор заготовки 27
2.7 Выбор технологических баз и оценка точности базирования 28
2.8 Проектирование маршрутного технологического процесса 29
2.9 Расчет припусков на обработку 32
2.10 Расчет режимов резания 36
2.11 Нормирование технологического процесса 41
2.12 Расчет точности операции 44
3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 45
3.1 Расчет и проектирование станочного приспособления 45
3.2 Описание устройства и работы приспособления 
3.3 Расчет производительности приспособления 46
4. РАЗРАБОТКА РЕМОНТНОГО ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ 52
4.1 Анализ конструкции, условий работы и дефектов детали 52
4.2 Выбор и обоснование способов устранения дефектов 55
4.3 Обоснование способов базирования детали 57
4.4 Проектирование маршрута восстановления коленчатого вала 58
5. РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННЫХ ОСНОВ РАБОЧЕГО МЕСТА ФРЕЗЕРОВЩИКА 60
5.1 Обоснование оснащенности рабочего места фрезеровщика 60
5.2 Планировка рабочего места фрезеровщика 61
5.3 Паспорт рабочего места фрезеровщика 68
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 69
6.1 Назначение 69
6.2 Обоснование технологического процесса 69
6.3 Производственная программа и годовой объем работ 70
6.4 Расчет количества рабочих 70
6.5 Расчет количества и подбор оборудования 73
6.6 Расчет количества рабочих мест 73
6.7 Технологическая планировка 74
6.9 Мероприятия по обеспечению охраны труда, строительные и противопожарные требования 75
6.10 Проектирование элементов производственной эстетики 76
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 78
7.1. Безопасность жизнедеятельности на производстве 78
7.1.1. Анализ состояния охраны труда на ОАО «Березовский мотороремонтный завод» 78
7.1.2.Правила безопасности при изготовлении и восстановлнии коленчатого вала двигателя Д-260 трактора «Беларус-1221»..................................................80
7.1.3. Производственная санитария при изготовлении и восстановлении коленчатого вала двигателя Д-260 трактора "Беларус-1221" 83
7.1.4. Пожарная безопасность на ОАО «Березовский мотороремонтный завод» 86
7.2. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных и экологически неблагоприятных ситуациях 87
7.2.1. Оценка устойчивости функционирования ОАО «Березовский мотороремонтный завод» 87
7.2.2. Мероприятия по обеспечению экологической безопасности на ОАО «Березовский мотороремонтный завод» 89
8. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТА 923
8.1. Расчет затрат на изготовление сверлильного приспособления 93
8.2. Заработная плата производственных рабочих 
8.3. Инвестиции 94
8.4. Расчет себестоимости продукции 96
8.5. Цеховые (общепроизводственные) расходы 100
8.6. Определение отпускных цен на вал 102
8.7. Оценка эффективности инвестиций 103
8.8. Расчет критических объемов производства на предприятии 104
8.9. Показатели эффективности 105
ВЫВОДЫ 107
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 109



2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Назначение и конструкция детали

Данная деталь относиться к классу валов. Коленчатый вал представляет собой деталь типа тела вращения и является одной из наиболее ответственных деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Допуски на размер и форму ответственных частей детали находятся в жестких пределах. Часть вала подвергается термической обработке, а именно закалке. В двигателе внутреннего сгорания горючее поступает в цилиндры двигателя в мелкораспыленном состоянии в смеси с воздухом (горючая смесь).
В цилиндрах двигателя горючая смесь сжимается, а затем воспламеняется. Газы, образующиеся в цилиндре при быстром сгорании заряда горючей смеси, нагреваются и, расширяясь, создают давление на стенки цилиндров и на поршень 2 (рисунок 2.1), которое перемещает последний внутри цилиндра 1. Поршень посредством поршневого пальца 1 шарнирно связан с верхней головкой 2 шатуна (рисунок 2.2).


Рис.2.1 – Схема кривошипно-шатунного Рис.2.2 – Поршень в разрезе
механизма 1-поршневой палец;
1-цилиндр; 2-верхняя головка шатуна.
2-поршень;
3-шатун;
4-нижняя головка шатуна;
5-коленчатый вал.

Нижняя головка шатуна 4 шарнирно соединена с коленчатым валом 5. Поэтому прямолинейное движение поршня вызывает вращение коленчатого вала двигателя. Вместе с тем сам поршень при вращении вала совершает возвратно-поступательное движение. Коленчатый вал, воспринимая усилия от шатунов, связанных с поршнями, передает крутящий момент на трансмиссию трактора.

Коленчатый вал имеет: шесть цилиндрических шлифованных шеек, называемых шатунными, так как к ним присоединяются нижние головки шатунов; семь (по числу опорных подшипников) цилиндрических шлифованных шеек, называемых коренными; щеки; соединяющие шейки, противовесы.
Противовесы необходимы для уменьшения на коренные подшипники нагрузки от действия центробежных сил, возникающих в кривошипно-шатунном механизме при вращении коленчатого вала.
На переднем конце коленчатого вала, называемом носком, расположены шестерня для привода распределительного вала двигателя, шкив для ремня вентилятора (если привод вентилятора не электрический) и храповик для пусковой рукоятки. На другом конце-хвостовике вала, имеется фланец для крепления маховика. Для того, чтобы масло не вытекало из крайних подшипников, на хвостовике и на носке коленчатого вала выполнены маслоотражательные буртики, маслосгонная резьба и установлены съемные маслоотражательные кольца.
Материал детали – Сталь 45Х ГОСТ 4543-71. Характеристики стали, приведены в таблице 2.1.


2.8 Проектирование маршрутного технологического процесса
Маршрут восстановления детали должен обеспечивать оптимальную последовательность операций, как с технологической точки зрения, так и с экономических позиций, то есть необходимо минимизировать потери времени, уменьшить материальные затраты непосредственно на восстановление (в виде затрат на электроэнергию, пар, сжатый воздух, и т. д., заработной платы, компенсации неоправданного износа инструмента и оборудования).
Проектируя маршрутный ТП изготовления детали мы руководствовались следующими соображениями:
1) в первую очередь следует обрабатывать поверхности, принятые за чистовые (обработанные) технологические базы;
2) последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой на чертеже координировано большее число других поверхностей;
3) при невысокой точности исходной заготовки сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления литейных и других дефектов, например раковин, включений, трещин, волосовин и т.п., и отсеивания брака). Далее последовательность операций необходимо устанавливать в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее ее необходимо обрабатывать, так как обработка каждой последующей поверхности может вызывать искажение ранее обработанной поверхности (снятие каждого слоя металла с поверхности заготовки приводит к перераспределению остаточных напряжений, что и вызывает деформацию заготовки). Последней нужно обрабатывать ту поверхность, которая является наиболее точной и ответственной для работы детали в машине;
4) операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение, не влияющих на точность основных параметров детали (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, удаление заусенцев и т.п.), следует выполнять в конце технологического процесса, но до операций окончательной обработки ответственных поверхностей. В конец маршрута желательно также выносить обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относят, например, наружные резьбы, наружные зубчатые поверхности, наружные шлицевые поверхности и т.п.;
5) в том случае, когда заготовку подвергают термической обработке, для устранения возможных деформаций нужно предусматривать правку заготовки или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданной точности и шероховатости.
Исходя из служебного назначения детали, анализа взаимосвязи между поверхностями произведем выбор технологических баз обработки, а также последовательности операций.
005 Входной контроль
010 Правка
Генератор ацетиленовый АСК-4-74
015 Сверлильная
Вертикально-сверлильный 2Н150
Установить вал в приспособлении. Снять фаску в отверстии фланца.
020 Токарно-винторезная
Токарно- винторезный 1К62
1. Установить вал носком в патрон, подпереть центром со стороны фланца.
Точить коренные шейки по диаметру, противовесы, фланец по диаметру и толщине.
025 Токарно-винторезная
Токарно- винторезный 1К62
1. Установить вал носком в патрон, пятой коренной в люнет.
2. Точить торец фланца, фаску, расточить предварительно отверстие во фланце.
030 Токарно-винторезная
Токарно- винторезный 1К62
1. Зажать вал за фланец в патрон; установить люнет под первую коренную шейку.
2.  Точить шейки под шестерню и ступицу, сверлить отверстие в носке вала, нарезать резьбу, точить технологическую фаску.
035 Фрезерная
Горизонтально-фрезерный 6Н82
1.Выставить приспособление; фрезеровать сегментный шпоночный паз.
2.Зачистить заусенцы.
040 Фрезерная
Горизонтально-фрезерный 6Н82
1.Выставить приспособление; фрезеровать призматический шпоночный паз.
2.Зачистить заусенцы.
045 Шлифовальная Спецкруглошлифовальный ЛТ-80
Установить делитель на вал, зажать. Шлифовать шатунные шейки предварительно.
050 Сверлильная Вертикально-сверлильный 2Г125
1. Базировать вал в приспособлении. Сверлить четыре отверстия маслопроводных каналов.
2. Обработать фаски в отверстиях. Прочистить и продуть сжатым воздухом маслопроводные каналы.
055 Сверлильная
Радиально-сверлильный 2К52
1. Установить вал в приспособлении. Сверлить два технологических отверстия во фланце.
2. Сверлить, развернуть и снять фаски и нарезать резьбу в шести отверстиях во фланце.
060 Сверлильная
Радиально-сверлильный 2К52
Установить вал в приспособление. Сверлить последовательно четыре наклонных отверстия маслопроводных каналов.
065 Сверлильная
Радиально-сверлильный 2К52
Установить вал в приспособление. Сверлить и нарезать резьбу под пробки заглушки в шатунных шейках.
070 Термическая
075 Шлифовальная
Круглошлифовальный ХШ2
Шлифовать предварительно и окончательно коренные шейки, наружный диаметр фланца, шейки под шестерню и ступицу.
080 Шлифовальная
Спецкруглошлифовальный ЛТ-80
Установить делитель на вал. Шлифовать предварительно и окончательно шатунные шейки.
085 Токарно-винторезная
Токарно-винторезный 1К62
Расточить начисто отверстие во фланце, точить торец фланца, фаски.
090 Слесарная
Пневмошлифовальная машина ИП-2009
1. Зачистить заусенцы, острые кромки, смолистые отложения в четырех отверстиях маслопроводных каналов коренных шеек и шатунных шеек.
2. Завернуть пробки заглушки.
095 Балансировочная
Балансировочный станок КИ-4274
Установить вал на опоры станка и соединить со шпинделем. Определить величину и направление динамометрической неуравновешенности. Устранить превышающую величину динамометрической неуравновешенности вала высверливанием металла в крайних и средних противовесах.
100 Полировальная
Станок для магнитно-абразивной обработка СФТ2.15000
Полировать предварительно и окончательно коренные и шатунные шейки, выдерживая заданную шероховатость поверхности Ra = 0,02 мкм.
105 Моечная
Установка для мойки валов
110 Контрольная


3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Расчет и проектирование станочного приспособления
Станочное приспособление (СП) применяют для установки заготовок на металлорежущие станки. Обоснованное применение СП позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоёмкость и длительность цикла технологической подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счёт применения стандартных систем СП, сократив трудоёмкость, сроки и затраты на проектирование и изготовления СП. В условиях серийного машиностроения выгодны системы УСП, СРП, УНП, СНП и другие СП многократного применения. Производительность труда значительно возрастает (на десятки – сотни процентов) за счёт применения СП быстродействующих с механизированным приводом, многоместных, автоматизированных, предназначенных для работы в сочетании с автооператором или технологическим роботом. Применение СП позволяет обоснованно снизить требования к квалификации станочников основного производства (в среднем на разряд), объективно регламентировать длительность выполняемых операций и расценки, расширить технологические возможности оборудования.
Станочное приспособление должно обеспечивать необходимую точность обработки детали, достижение наибольшей производительности и экономичности.
Конструкция приспособления обеспечивает:
1. Точность установки и надежность крепления обрабатываемой детали.
2. Быстроту действия.
3. Приведение незначительных усилий для приведения в действие зажимов, удобство и безопасность работы.
4. Надежность эксплуатации.


3.2 Описание устройства и работы приспособления
Приспособление установочное предназначено для установки детали при обработке на станке модели 6Н82. Приспособление для станка, на котором фрезеруют шпоночные пазы (операция 035).
Закрепление приспособления на станке осуществляется с помощью винтов в Т – образные пазы стола станка. Установка детали осуществляется в призмы с углом = 90. Базирование детали осуществляется по 2-м поверхностям. Закрепление детали осуществляется с помощью винтового зажима с одной стороны и эксцентриковым с другой.