ДП: 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА ООО «ЭЛЕКТРОПРОМ»

  1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА ООО «ЭЛЕКТРОПРОМ»

1.1. Анализ служебное назначение и условия работы изготовляемых изделий

ООО «Электропром» — динамично развивающееся предприятие, созданное в октябре 2005 г. на основе ОАО «Электромашина-М», имеющее шестидесятипятилетний опыт производства электротехнической продукции. Предприятие является эксклюзивным разработчиком, изготовителем и поставщиком продукции используемой в различных отраслях промышленности.

Основными видами деятельности завода является:

o производство электродвигателей постоянного тока;

o производство генераторов постоянного и переменного тока;

o производство электроприводов;

o производство электромагнитных пускателей и контакторов;

o производство электромашинных преобразователей частоты.

На предприятии функционирует система менеджмента качества в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ Р ISO 9001-2001 и ГОСТ РВ 15.002-2005. Все электродвигатели общепромышленного назначения имеют сертификаты соответствия. Приемка продукции специального назначения осуществляется Представителем заказчика. Имеется разрешение Ростехнадзора на выпуск взрывозащищенных машин постоянного тока ПРТ-250. [1]

Большие перспективы имеет производство тормозных систем для железнодорожных вагонов. А именно предприятием планируется запуск в серию к 2009 году всей тормозной системы для железнодорожных вагонов. В данный момент времени выпускается следующая продукция:

1) крышка люка для ЖД вагонов;

2) упоры для фиксации автомобилей на подвижной платформе;

3) вакуумная камера (резервуар тормозной системы).

Сейчас планируется запуск выпуск камеры тормозной системы для ЖД выгонов. Принцип работы тормозной системы заключается в следующем, когда происходит начало работы тормозной системы, то распределительная камера является узлом, в котором происходит распределение воздушной массы. А именно воздух нагнетается тормозным цилиндром, затем проходит через кран к распределительной камере и дальше по трубопроводу. В результате, происходит постоянное воздействие на грузовой авторежим, и тормозная система срабатывает. Схема тормозной системы представлена на рис. 1.1., и в табл. 1.1.

clip_image001

Рис. 1.1. Схема тормозной системы

Таблица 1.1

Спецификация составных частей тормозной системы

№ позицииНаименованиеНомера стандартов на изделие
1Воздухораспределитель 483ГОСТ 2608-74
2Кран 1-4ГОСТ 2608-74
3Цилиндр тормозной 188БГОСТ 2608-74
4Регулятор рычажных передач 574БГОСТ 2608-74
5Тройник 573ГОСТ 2608-74
6Авторежим грузовой 265А-1ГОСТ 2608-74
7Кран концевой 190ГОСТ 2608-74
8Рукав Р17ГОСТ 2598-69

Специфика данной тормозной системы заключается в том, что она работает с применением воздуха. Что в нашем случае является актуально и приемлемо. Для того чтобы начать разработку технологического процесса камеры необходимо сделать описание основных поверхностей и описание назначения. Камера является одним из структурных сегментов тормозной системы для железнодорожных вагонов. Данный узел тормозной системы играет роль распределителя воздуха, поэтому покажем основные поверхности данного изделия на рис. 1.2., рис 1.3. и рис. 1.4, а также в спецификации поверхностей табл. 1.2.

clip_image003

Рис. 1.2. Распределительная камера тормозной системы в 3D

clip_image004

Рис. 1.3. Камера тормозной системы для ЖД вагонов

clip_image005

Рис. 1.4. Камера тормозной системы для ЖД вагонов

Таблица 1.2

Основные поверхности камеры

№ поверхностиНазваниеРазмер
1Базовая поверхность194×289
28 отверстийØ21Н14
3БортикØ60
4Отверстие с резьбойМ42×2-7Н
5Поверхность в виде конусаØ18
6Отверстие под углом 30°Ø8Н14
7ФланецØ151
84 отверстия

2 сквозных

Ø12Н7
9Отверстие в форме прямоугольника16×30
103 отверстия в форме трапеций18×18
11ОтверстиеØ72Н14
12БортикØ48
13ОтверстиеØ36Н11
14БортикØ60
15Отверстие с резьбойМ42×2-7Н
163 бортикаØ40
173 отверстия с резьбойG3/4-B
123
18БортикØ60
19Отверстие с резьбойМ42×2-7Н
20Отверстие прямоугольной формы15×10
21БортикØ46Н14
22БортикØ34Н114
23ОтверстиеØ28Н14
24ОтверстиеØ12±0,3
25Фланец150×150
26ОтверстиеØ52Н13
27Отверстие с резьбойМ48×2-7Н
28Сложная поверхностьØ39Н14 ø30±0,3
29ОтверстиеØ22
304 отверстия с резьбойМ12Н7
314 глухих отверстияØ12Н14
32ОтверстиеØ20
33Глухое отверстиеØ12Н14
34Отверстие под углом 60°Ø8Н14
35БортикØ60
36Отверстие с резьбойМ42×2-7Н

Камера образуется следующими поверхностями 1-34. Необходимыми эксплуатационными свойствами изделия являются прочность, износостойкость и герметичность. Если анализировать вышеуказанные поверхности то следует, что поверхности 1, 7, 25 являются формообразующими, а именно основными базами при обработке камеры. Также есть нетехнологичные поверхности – это отверстия, выполненные под углом 6, 34. А также есть сложная поверхность 28 при обработке, которой возникнут проблемы. Оставшиеся поверхности являются унифицированными. Камера соединяется с магистральной частью трубопровода поверхностью 25 и главной с поверхностью 7. Именно поэтому в круглом фланце находится отверстие 11, по которому ходит поршень. Поршень сопряжен с одноступенчатым валом, поэтому, когда нагнетается давление в камеру, то под действием сил давления поршень перемещается, при этом подавая воздух в тормозную систему напрямую к исполнительным органам. После механической обработки в данный корпус помещается коленчатый вал (сопрягаемые поверхности 13, 23), фильтр (27), и пробки которые закрывают все оставшиеся отверстия. Чертеж детали выполнен в прил. 1 – прил. 3.

1.2. Анализ типа и организационной формы производст­ва

Типы производства в машиностроении делится на три основных вида: мелкосерийное, серийное и массовое. Тип производства характеризует степень специализации рабочих мест и определяет уровень дифференциации операции в техническом процессе, соответственно характер производства характеризует коэффициент серийность. Данный показатель показывает зависимость между количеством операций и количеством используемых трудовых ресурсов. [2]

Тип производства может быть определен:

1) по коэффициенту закрепления операции ГОСТ 3.1108-74;

2) по годовой программе выпуска и массогабаритным характеристикам детали.

В условиях действующего производства общая программа выпуска деталей составляет 24000 шт. в год при массе детали 32,5 кг.

Исходя из программы и массы детали, определяем, что тип производства – крупносерийное.

1.3. Анализ режимов работы и фондов времени

При составлении режима работы предприятия опираемся на уже установленный ритм работы предприятия табл. 1.3. Односменный режим работы.

Таблица 1.3

Режим работы

СменыНачалоОкончаниеОбеденный перерывВремя обеденного перерыва
1 смена

(рабочие, персонал цеховый)

8.0017.0048 мин11.30 – 12.18
2 смена

 

17.0024.00
З/управление8.0017.0048 мин12.00 – 14.48

Фонды времени приведены в табл. 1.4. с учетом всех календарных рабочих днях и выходных. Продолжительность смены составляет 8 часов. [3]

Таблица 1.4

Фонд времени

МесяцыКол-во раб. часовКол-во дней
РабочихВыходных
Кален.Граф.Кален.Граф.Кален.Граф.
Январь13613617171414
Февраль159158202099
Март15915920201111
I квартал45445357573434
Апрель175175222288
Май15915920201111
Июнь15915920201010
II квартал49349362622929
I полугодие9479471191196363
Июль184185232388
Август16816721211010
Сентябрь176176222288
III квартал52852866662626
Октябрь184184232388
Ноябрь15115119191111
Декабрь183184232388
IV квартал51851865652727
II полугодие104610461311315353
Год19931993250250116116

Таким образом, выявив график работы данного производства, можно будет определить в будущем такт линии, что немаловажно при технико-экономическом обосновании. Если учесть, что график работы предприятия будет 2-х сменным при принятии данного распорядка работы позволит сократить затраты на оборудование в два раза. Так как данное оборудование будет работать в две смены, выполняя программу, а также, если оборудование будет работать постоянно, следовательно, станка не нужна будет переналадка, потому что они работают в одном постоянном режиме. Поэтому данный режим работы предприятия является целесообразным.

1.4. Анализ технологичности конструкции изделия

При конструировании отдельных деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но также и требования наиболее рационального и экономического изготовления изделий. Чем меньше трудоемкость, металлоемкость и себестоимость изделия, тем более оно технологично. [4, 5]

Технологичность конструкции изделия и детали должна предусматривать:

1) максимально широкое использование унифицированных сборочных единиц;

2) применение наиболее простых приспособлений, режущего и измерительного инструмента;

3) надежность и простоту обмера детали на станке при обработке и окончательной обработке и окончательном контроле;

4) выполнение правил простановки размеров между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями;

5) рациональную последовательность в обработке деталей;

6) принцип наикратчайших цепей.

На размеры деталей следует рационально назначать квалитеты точности и допуски с учетом экономической точности, сочетая их с оптимальной шероховатостью.

Корпус камеры тормозной системы ЖД вагонов является корпусной деталью. Изготовлена из СЧ18, которая должна обладать высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью, малой чувствительностью к концентрациям напряжений. При изготовлении необходимо решение таких задач как точность размеров и формы основных поверхностей (соосность рабочих поверхностей) и требуемое качество поверхностного слоя.

Форма заготовки вызывает трудности в обработки. Возникает проблемы с базированием данного корпуса, так как заготовка льется только в песчано-глинистые формы. Поэтому при первой установке для обработки основной базовой поверхности. Наличие двух отверстий диаметром 8 мм, расположенные под углом в 30° и 60°, свидетельствует о нетехнологичности камеры (техническим решением будет применение синусных тисков).

Деталь является не телом вращения, представляет собой корпус сложной конфигурации, поэтому с точки зрения механической обработки деталь является нетехнологичной. Но, учитывая конструктивное назначение каждой поверхности камеры, отсутствует вероятность изменение или замена поверхностей так как это приведет к нарушению работы тормозной системы. Проведем обобщение технологичности табл. 1.5., где обозначим (+) наличие данного показателя.

Таблица 1.5

Технологичность камеры

Показатель технологичностиТехнологичноНетехнологично
максимально широкое использование унифицированных сборочных единиц;+
применение наиболее простых приспособлений, режущего и измерительного инструмента;+
надежность и простоту обмера детали на станке при обработке и окончательной обработке и окончательном контроле;++
выполнение правил простановки размеров между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями;+
рациональную последовательность в обработке деталей;+
принцип наикратчайших цепей;+
наличие нетехнологичных отверстий;+
наличие сложных поверхностей;+
низкие квалитеты;+
низкие требования к шероховатости детали.+

При составлении сводной таблицы по технологичности данного изделия видно, что по семи признакам технологичности из десяти камера технологична. Следовательно, данный корпус относительно технологичен.

1.5. Анализ технологического процесса и средств технологического оснащения

1.5.1. Анализ метода получения заготовки

При реализации данного технологического процесса ключевым вопросом является получение заготовки. Если учесть сложность конструкции камеры и ее материал СЧ 18, то заготовку для изготовления данного изделия можно получить различными способами: [6]

1) литье в оболочковые формы;

2) литье в песчано-глинистые формы;

3) литье под давлением.

Если учитывать все особенности всего вышеуказанного способа литья, то наиболее приемлемым является отливать заготовку в песчано-глинистые формы. Потому что данный вид литья экономически целесообразен для чугунных отливок. Существует предположение, что данная заготовка отливается как две отдельные части, а потом после сварки трением двух частей получается полная чугунная корпусная заготовка камеры.

1.5.2. Анализ технологических баз

Применительно к механической обработке под базированием понимается придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющим траекторию перемещения режущего инструмента.

Для придания требуемого положения заготовке вводится понятие «база». В качестве баз у заготовки могут, использоваться реальные поверхности или сочетание поверхностей, плоскости симметрии, оси и точки.

Для определения положения необходимо наличие шести опорных точек. Для их размещения требуется три координатные поверхности.

В зависимости от формы и размеров заготовки эти точки могут быть расположены на координатной поверхности различно.

Различают следующие типы баз:

1) установочная база — лишает заготовку трех степеней свободы;

2) направляющая база — лишает заготовку двух степеней свободы;

3) опорная база — лишает заготовку одной степени свободы.

Опорные точки при установке заготовки реализуются установочными элементами станочных приспособлений и предопределяют доступ режущего инструмента к поверхности заготовки. [7]

ТП выполняется за 5 операций.

Операция 005:

Установ 1:

Базируем заготовку для того, чтобы обработать бортик ø48. Схема базирования для первой операции представлена на рис. 1.5. Базирование осуществляется следующим образом: деталь ставится на ребро, где расположены три отверстия с резьбой. А три оставшиеся точки получают путем упора со стороны большого квадратного фланца 25, и получаем одну базу в поверхности 2.

clip_image006

Рис 1.5. Базирование заготовки на первой операции

Операция 010 и 015:

Установ 2 и 3:

Производим базирование детали для того, чтобы обработать базовую поверхность камеры. А так же вначале на карусельно-фрезерном станке фрезеруем базу и затем переустанавливаем заготовку на сверлильный станок. Схема базирования на данных операциях идентична, и показана на рис. 1.6. Базирование на данных двух операциях происходит следующим образом: нижняя часть камеры устанавливается на опоры 1, 2, 3, а последующие три опоры подводятся к двум сторонам нижней части камеры. В итоге заготовка закрепляется в координатный угол.

clip_image007

Рис. 1.6. Базирование заготовки на второй и третьей операции

Операция 020:

Установ 4:

Производим базирование на обрабатывающем центре ИР500Ф4 и обрабатываем оставшиеся поверхности. Схема базирования показана на рис. 1.7. В данном случае базирование осуществляется следующим образом: поверхность 1 устанавливаем на три опоры, поверхность 2 в первом случае устанавливается на палец, а второе отверстие устанавливается на срезанный палец, в итоге получаем одинарно вправляющую базу и опорную базу. Таким образом, деталь устанавливается в координатный угол, что и требовалось.

clip_image008

Рис. 1.7. Базирование заготовки на четвертой операции

Операция 025:

Установ 5:

Производим базирование в специальное приспособление для обработки на радиально-сверлильном станке. Схема базирования в данном случае представлена на рис. 1.8. В данном случае базовую поверхность 1 устанавливается на три опоры. Так как на данной операции есть два перехода, следовательно, на первом переходе фланец 25 опирается на две опоры, а на втором переходе на 7 поверхность. И шестая точка получается введением опоры, которая опирается на боковую поверхность 21 и 16. Таким образом, во время обработки заготовка установлена в координатный угол.

clip_image009

Рис. 1.8. Базирование заготовки на пятой операции

Данный технологический процесс реализуется за пять операций. В результате возникает огромное количество переустановок детали, что приводит к увеличению времени на весь технологический процесс. Так же на всех операциях используются различные примитивные приспособления контроля и базирования. В частность все приспособления в ТП являются механическими, что свидетельствует об отсутствии какой либо механизации, а так же при обработке на универсальных станках используются кондукторы, что приводит к удорожанию технологии.

Таким образом, в данных видах базирования есть следующие недостатки:

1) возникают большие погрешности с базированием на 1-ом, 2-ом и 3-ем установе, так как установочными базами в данном случае являются необработанные поверхности.

Положительными сторонами в свою очередь является:

1) соблюдение правил базирования, а имена правила шести точек.

В целом данный выбор баз является приемлемым, так как не противоречит теории базирования.

1.5.3. Анализ технологического процесса детали

Перед тем как приступить к написанию проектного варианта ТП, необходимо провести анализ базовой технологии. Для наглядности базовую технологию сведем в таблицу, где будут указанны, все данные которые являются основными в технологии табл. №1.6. После описания базовой технологии в таблице необходимо будет провести анализ. [8]

Таблица №1.6

Маршрут обработки базовый вариант

№ операции№ поверхности№ переходаВид

обработки

ОборудованиеИнструментКонтрольное приспособлениеТО
005211Фрезерование6М13М2214-5081А ФрезаШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 1660,5
01011Фрезерование6М232214-5073 Фреза ø315В102-8112 Скоба 136±0,52,09
01521Сверление2С1702301-0443 Сверло ø248133-6557 Пробка ø21±0,213,36
02071Фрезерование6Н832214-5086 Фреза ø2008102-7382 Скоба на размер 202,5±0,52,2
252Фрезерование6Н832214-5086 Фреза ø2008102-7382 Скоба на размер 202,5±0,5
0253, 141ФрезерованиеИР500МФ42214-0157 Фреза ø160ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 16629,04
72ФрезерованиеИР500МФ42214-0157 Фреза ø160ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
163ФрезерованиеИР500МФ42214-0157 Фреза ø160ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
18, 354ФрезерованиеИР500МФ42214-0157 Фреза ø160ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
255ФрезерованиеИР500МФ42214-0157 Фреза ø160ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
286ЗенкерованиеИР500МФ42330-5570 Зенкер ø22/ø43, 6/ø52ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
28´7ЗенкерованиеИР500МФ42330-5570 Зенкер 60º/ø39/45ºШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
28´´8РастачиваниеИР500МФ4Резец ВКВ8162-7836 калибр на размер
279ЗенкерованиеИР500МФ42330-5570 Зенкер ø46,17/ø51,8ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166

8133-8281 Пробка ø46,17±0,29

27´10Нарезание резьбыИР500МФ42620-2231.3 Метчик М48×2-7Н8221-3153-7Н Пробка М48×2
30, 3211Зацентровка, сверлениеИР500МФ42301-5267 Сверло центровочное ø20ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
8, 512Зацентровка, сверлениеИР500МФ42301-5267 Сверло центровочное ø20ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
1113ЗенкерованиеИР500МФ42321-5200 Зенкер ø72ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
514СверлениеИР500МФ42301-0061 Сверло ø18ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
815СверлениеИР500МФ42301-0030 Сверло ø10,28133-6760 Пробка ø10,2±0,27ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
3016СверлениеИР500МФ42301-0030 Сверло ø10,28133-6760 Пробка ø10,2±0,27ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
3117СверлениеИР500МФ42301-0030 Сверло ø12ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
19, 3618ЗенкерованиеИР500МФ42321-5361 Зенкер ø38ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
4, 1519ЗенкерованиеИР500МФ42321-5361 Зенкер ø38ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
4, 1520Зенкерование (зенкеровать фаску)ИР500МФ42321-5361 Зенкер ø40,17/ø48ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166 Пробка ø40,17±0,29
19, 3621Зенкерование (зенкеровать фаску)ИР500МФ42321-5361 Зенкер ø40,17/ø48ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166 Пробка ø40,17±0,29
19, 3622Нарезание резьбыИР500МФ42620-2147.3 Метчик М42×28221-3141 Пробка М42×2
4, 1523Нарезание резьбыИР500МФ42620-2147.3 Метчик М42×28221-3141 Пробка М42×2
824Нарезание резьбыИР500МФ42620-1515.3 Метчик М128221-3053-6Н Пробка М12 8229-6096 Глубиномер М12 L=18
3025Нарезание резьбыИР500МФ42620-1515.3 Метчик М128221-3053-6Н Пробка М12
22, 2326ЗенкерованиеИР500МФ42330-5568 Зенкер ø26,5/ø32ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
2127ФрезерованиеИР500МФ42214-5098 Фреза концевая ø63ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
1228ФрезерованиеИР500МФ42214-5098 Фреза концевая ø63ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
1329Зенкерование (зенкерование фоски)ИР500МФ42330-5568 Зенкер ø34,4/ø42ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
23, 1330РастачиваниеИР500МФ42146-5248 Резец расточной ВКЗМ8133-8279 Пробка ø28Н11, 8133-8387 Пробка ø36Н11
1731ЗенкерованиеИР500МФ42320-5362 Зенкер ø22ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
1732Зенкерование (зенкерование фасок)ИР500МФ42330-5571 Зенкер ø24,34/ø308133-8033 Пробка ø24,34±0,28 ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
1733Нарезание резьбыИР500МФ42624-0045-В Метчик G 3/4-В8221-5042 Пробка резьбовая G 3/4-В
22´34ФрезерованиеИР500МФ42220-5016 Фреза концевая ø9,58154-6607 Калибр 9,5±0,58 8364-7304 Калибр на расположение пазов, ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
2435СверлениеИР500МФ42301-0039 Сверло ø12ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166
03061СверлениеИР500МФ42301-0015 Сверло ø8ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 1660,66
342СверлениеИР500МФ42301-0015 Сверло ø8ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166

В выше указанной технологии есть ряд недостатков:

1) наличие 6 операций, что увеличивает продолжительность ТП и приспособлений;

2) в ТП присутствует частая смена инструмента, что увеличивает затраты на инструмент;

3) применяются кондукторы для большинства отверстий, что нерационально, так как есть ИР500МФ4;

4) наличие немеханизированных приспособлений;

5) так как деталь сложная, следовательно, все спроектированные приспособления будут индивидуальными;

6) наличие большого количества зенкеров в ТП вызывает следующие трудности: трудность заточки, широкая номенклатура данного инструмента приводит к серьезным затратам на него. Но в то же время при обработке чугуна зенкером поверхность получается с меньшей шероховатостью, что является плюсом в использовании данного инструмента.

После описания предприятия и базовой технологии камеры тормозной системы, в следующих разделах дипломной работы на основании выше указанных замечаний будет разработан новый ТП для массового производства.

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработки технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: http://gekoms.org