Проектирование технологических процессов изготовления деталей вагонов

Курсовой проект

Проект курса по дисциплине «Технологии производства и ремонта автомобилей» осуществляется с целью закрепления знаний, полученных при изучении технологических и нетехнологических дисциплин. В процессе его реализации мы показываем умение пользоваться справочниками, нормативно-технической документацией, технической литературой, инструкциями, получаем опыт проектирования технологического процесса ремонта деталей и сборочных единиц автомобилей.

Разработка любого технологического процесса — сложная задача, для решения которой в конкретных производственных условиях необходимо найти оптимальный вариант процесса изготовления или ремонта того или иного изделия. Оптимальный вариант процесса — это тот, который обеспечивает соблюдение всех требований конструкторской документации на данное изделие при минимальных затратах на изготовление.

Разработка технологических процессов в общем случае включает комплекс взаимосвязанных работ: анализ исходных данных, определение типа производства, выбор действующего процесса-аналога, выбор исходной заготовки и метода ее получения, выбор технологических баз, разработка технологического маршрута, выбор технологического оборудования, разработка технологических операций, выбор инструмента и приспособлений, нормирование технологического процесса, его тарификация, определение техники безопасности, оформление технологических документов, расчеты основных параметров производства, разработка цеховой планировки.

Любой технологический процесс может существовать в двух формах: как в виде набора определенных действий людей и технологического оборудования, так и в виде набора документов, определяющих эти действия.

Технологический процесс как комплект документов фиксируется на специальных бланках. Правила оформления технологической документации установлены стандартами Единой системы технологической документации (ЕСТД), согласно которым документы подразделяют на виды и выполняют строго по определенной форме. К технологическим документам относятся графические и текстовые документы, которые по отдельности или в совокупности определяют технологический процесс изготовления продукта и содержат данные, необходимые для организации производства. К графическим документам относят карты эскизов, к текстовым — маршрутную и комплектовочную карты, карту технологического процесса, операционную карту, ведомость оснастки и др.

10 стр., 4579 слов

Моделирование бизнес-процесса организации перевозок транспортно-логистической ...

... компании и организации видят в языке UML линию стратегических интересов для своего бизнеса. Компания Rational Software вместе с несколькими организациями, изъявившими желание выделить ресурсы для разработки ... работу по унификации своих методов, Г. Буч, Дж. Румбах и А. Джекобсон сформулировали следующие требования к языку моделирования. ... соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и ...

1 Характеристика детали

1.1 Характеристика сборочной единицы

Конструкция и размеры тормозных тяг и тормозов должны соответствовать конструкторской документации на конкретный тип автомобиля. Во время сборки все шарнирные соединения и узлы трения тормозных рычагов, включая детали стояночного тормоза и ручного тормоза, должны быть смазаны. Подлежащие постановке на вагон элементы тормозной рычажной передачи (тяги, триангели, подвески тормозных башмаков, траверсы, подвески траверс) должны иметь клейма, удостоверяющие положительные результаты их испытаний. Предохранительные и опорные устройства следует устанавливать только в хорошем состоянии: без заломов и трещин.

При ремонте автомобилей в мастерской допускается износ рабочих поверхностей предохранительно-опорных устройств, равный не более 15% их толщины.

При ремонте автомобилей изношенные предохранительные и опорные устройства следует заменять новыми или отремонтированными.

Тормозные колодки должны быть поставлены новые и закреплены чеками по ГОСТу 1203-75 «Чека тормозной колодки для вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия».

Колодки не должны выступать за наружные грани колес.

1.2 Характеристика детали

Подвески тормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа менее 22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба менее 26 мм, а также подвески, у которых при дефектоскопировании обнаружены трещины, ремонтировать и ставить на вагон не разрешается; изношенные подвески тормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа не менее 22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба не менее 26 мм, допускается восстанавливать наплавкой.

Каждая подвеска тормозного башмака подлежит дефектоскопированию в соответствии с руководящими документами по неразрушающему контролю деталей вагонов; на проушине изогнутой ветви прошедшей контроль подвески должно быть нанесено клеймо; при постановке нового клейма ранее поставленное клеймо необходимо зачистить, при этом маркировка и клеймо завода-изготовителя на проушине прямой ветви должны быть сохранены; дефектоскопирование подвесок, подлежащих ремонту, необходимо производить после их ремонта.

Подвеска тормозной колодки должна быть из стальной полосы или круглой стали марки 45 по ГОСТ 1050. σ в =600 МПа, твердость 200 НВ.

Таблица 1 – Химический состав стали 45

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0,17 – 0,37

Медь (Cu), не более

0,25

Мышьяк (As), не более

0,08

Марганец (Mn)

0,50 – 0,80

Никель (Ni), не более

0,25

Фосфор (P), не более

0,035

Хром (Cr), не более

0,25

Сера (S), не более

0,04

1.3 Характеристика условий эксплуатации детали

Подвеска тормозного башмака используются в сложных условиях эксплуатации: различных температурных режимах (от -50 0 С до +500 С); различных режимах атмосферного давления и влажности; различной интенсивностью использования и т.д.

1.4 Действующие силы, виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей

В процессе эксплуатации автомобилей на работоспособность деталей большое влияние оказывают различные виды внешнего трения.

Виды и характеристики внешнего трения:

Внешнее трение – явление сопротивления относительно соприкосновения, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей, направленное по касательным к ним.

Сила трения — сила контакта при относительном движении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, направленной по касательной к общей границе между этими телами.

Скорость скольжения — разница скоростей тел в точке соприкосновения при скольжении.

Коэффициент трения — это отношение силы трения двух тел к нормальной силе, которая прижимает эти тела друг к другу.

Трение в состоянии покоя — это трение двух движущихся друг относительно друга тел.

Трение без смазки — это трение двух тел при отсутствии смазки любого типа, нанесенной на поверхность трения.

Трение со смазкой — это трение двух тел с любой смазкой на поверхности.

Трение скольжения — это трение движения, при котором скорости тел во время контакта различаются по величине или направлению.

Трение качения — это трение движения, при котором скорости контактирующих тел одинаковы по направлению и величине.

Трение качения при скольжении — трение, движение тел в контакте с одновременным трением качения и скольжения в зоне контакта.

F4

F3

F1

 действующие силы 1

Рисунок 1 – Силы, действующие на подвеску тормозного башмака

На подвеску тормозного башмака действуют силы: сила тяжести F1, сила трения между валиком и отверстием подвески F2 (трение сухое, без смазочного материала, трение скольжения), тормозная сила F3 (динамическая) и сила трения в месте подвешивания тормозного башмака F4 (действует постоянно).

Проанализировав действие всех сил на подвеску тормозной колодки, можно сделать вывод, что поверхность подвески тормозной колодки подвержена наибольшему износу.

Чертёж подвески представлен в приложении Б.

2 Ремонт подвески тормозного башмака

2.1 Существующий технологический процесс ремонта подвески тормозного башмака

Подвески тормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа менее 22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба менее 26 мм, а также подвески, у которых при дефектоскопировании обнаружены трещины, ремонтировать и ставить на вагон не разрешается; изношенные подвески тормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного сечения в местах наибольшего износа не менее 22 мм, а по усиленному сечению в углах гиба не менее 26 мм, допускается восстанавливать наплавкой.

Каждая подвеска тормозного башмака подлежит дефектоскопи-рованию в соответствии с руководящими документами по неразрушающе-му контролю деталей вагонов; на проушине изогнутой ветви прошедшей контроль подвески должно быть нанесено клеймо; при постановке нового клейма ранее поставленное клеймо необходимо зачистить, при этом маркировка и клеймо завода-изготовителя на проушине прямой ветви должны быть сохранены; дефектоскопирование подвесок, подлежащих ремонту, необходимо производить после их ремонта.

Неразрушающий контроль (вихретоковый, феррозондовый

Измерительный контроль

Визуальный осмотр

Неразрушающий контроль (вихретоковый, феррозондовый

Годен

Ремонт (наплавка, механическая обработка)

Брак

 ремонт подвески тормозного башмака 1 ремонт подвески тормозного башмака 2

 ремонт подвески тормозного башмака 3

Рисунок 2 — Структура технологического процесса ремонта подвески тормозного башмака

3 Изготовление подвески тормозного башмака

 изготовление подвески тормозного башмака 1

Рисунок 3 — Структура технологического процесса изготовления подвески тормозного башмака

Подвески тормозного башмака изготавливают из прутка стали марки 45 (таблица 1) диаметром 25 мм.

Производство подвески тормозных колодок начинается с резки прутка на пресс-ножницах NG5222. Номинальное усилие пресса 400 кН, мощность электродвигателя 4,8 кВт. После этого концы заготовки расплющиваются ковочным гидравлическим прессом ГОСТ 7284-88 (усилие 5 – 50 МН).

Затем на торцах заготовки просверливаются отверстия диаметром 32 мм на сверлильном станке 2Н135. Потом заготовку нужно согнуть на универсальном горизонтальном гидравлическом прессе «Хамелеон», производство Италия (усилие 0,22 МН).

Когда деталь изогнута, металл деформируется: внешние волокна растягиваются, а внутренние сжимаются. Поэтому нужно провести в этих местах контроль дефектоскопом. Если дефектов в заготовке нет, то производится механическая обработка. Если же имеются трещины, то деталь забраковывается. После механической обработки на подвеске ставится клеймо.

Механическая обработка производится шлифовальной машинкой 3УШМ-115-600 (мощность 600 Вт).

Технологические карты представлены в приложении А.

4 Разработка этапов механической обработки

Сверление отверстий в подвеске тормозного башмака выполняется на вертикально-сверлильном станке 2Н135 (Рисунок 4), его характеристики:

  • наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола – 750 мм;
  • вылет шпинделя – 300 мм;
  • наибольший ход шпинделя – 250 мм;
  • наибольшее вертикальное перемещение сверлильной головки – 170 мм, стола – 300 мм;
  • конус Морзе отверстия шпинделя – 4;
  • число скоростей шпинделя – 12;
  • частота вращения шпинделя – 31-1400 об/мин;
  • число подач шпинделя – 9;
  • подача шпинделя – 0,1-1,6 мм/об;
  • мощность электродвигателя привода главного движения – 4 кВт;
  • длина – 1030 мм;
  • ширина – 825 мм;
  • высота – 2535 мм;
  • масса – 1200 кг.

 разработка этапов механической обработки 1

Рисунок 4 – Вертикально-сверлильный станок 2Н135

В подвесе просверливаются два сквозных отверстия диаметром 32 мм каждое. Длина сверления 18мм.

В соответствии со свойствами металла, из которого сделана заготовка, и требуемым диаметром отверстия выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим нормальным хвостовиком ГОСТ 10903-77 (Рисунок 5).

 разработка этапов механической обработки 2

Рисунок 5 – Спиральное коническое сверло

Нам необходимо сделать отверстие диаметром 32 мм, поэтому сначала необходимо просверлить отверстие диаметром 20 мм, а затем рассверлить его до 32 мм.

Таблица 2 – Параметры свёрел

Параметр

Значение, мм

Диаметр сверла

20

32

Длина сверла

238

334

Длина рабочей части

140

185

Для подвески тормозного башмака выбираем нормальную заточку сверла Н (Рисунок 6), материал сверла – Р18, используется для изготовления свёрел для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С. Параметры лезвия сверла: a=11°; Ψ=40°.

 разработка этапов механической обработки 3

Рисунок 6 – Нормальная заточка сверла

5 Расчет режимов механической обработки

При сверлении глубина резания равна (Рисунок 7), мм:

t = 0,5D, (1)

t = 0,5×32 = 16

 расчет режимов механической обработки 1

Рисунок 7 – Схема резания при сверлении

Так как сталь 45 имеет твердость 200 НВ, то в соответствии с диаметром сверла выбираем подачу 0,5 мм/об.

Скорость резания, м/мин, при сверлении:

υ = (С υ Dq )/(Tm Sy )×Kυ , (2)

где коэффициент С υ =9,8; q=0,40; y=0,5; m=0,20;

  • T – среднее значение периода стойкости сверла, Т=70 мин;

K υ – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K υ = KМυ KИυ K , (3)

где K Мυ – коэффициент на обрабатываемый материал, KМυ =0,8;

K Иυ – коэффициент на инструментальный материал, KИυ =0,6;

K – коэффициент, учитывающий глубину сверления, K = 1.

K υ =0,8×0,6×1=0,48,

υ =(9,8×32 0,4 )/(700,2 ×0,50,5 )×0,48=11,34 м/мин.

Крутящий момент, Н·м, и осевую силу, Н, при сверлении рассчитывают по формулам:

М кр =10СМ Dq Sy Кр ; (4)

Р О =10Ср Dq Sy Кр , (5)

где коэффициент С М =0,0345; для крутящего момента: q=2,0; y=0,8; коэффициент Ср =68; для осевой силы: q=1,0; y=0,7;

К р – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, Кр =1;

М кр =10×0,0345×322 ×0,50,8 ×1=203;

Р О =10×68×321 ×0,50,7 ×1=13395.

Мощность резания, кВт, определяют по формуле:

N e = Мкр n/9750, (6)

где n – частота вращения сверла, об/мин:

  • n=1000υ/(πD); (7)

n =1000×11,34/(3,14×32)=113;

N e = 203×113/9750=2,35.

6 Экономическая часть

На данный момент покупка новой или б / у подвески тормозных колодок не представляет особой сложности, так как существует множество организаций, продающих различные детали подвижного состава.

Стоимость подвески тормозных колодок может варьироваться от 300 до 550 рублей в зависимости от года выпуска. Для сравнения: ремонт подвески тормозной колодки при ремонте на складе не более 50 рублей.

Стоимость ремонта подвески тормозных колодок около 300 рублей.

Вывод: изготовление подвески тормозных колодок несложное, не требует много денег и времени. Поэтому оформить на складе несложно, но поскольку стоимость оборудования высокая, а объем работ небольшой, проще заказать новую подвеску тормозных колодок у производителя.

7 Техника безопасности

Слесарь при работе на всех видах режущих электрических станков обязан:

  • не допускать к работе посторонних лиц;
  • сообщать мастеру о неисправностях, при которых невозможно продолжение безопасной работы, и не приступать к работе до их устранения;
  • перед началом работы необходимо надеть спецодежду, предусмотренную нормами;
  • получить от руководителя работ устное или письменное задание, инструктаж о безопасных методах и приемах работы;
  • привести в порядок рабочее место, убрав посторонние предметы;
  • проверить исправность концевых выключателей, пусковых кнопок, ограждения;
  • знать опасные и вредные производственные факторы;
  • уметь оказывать первую помощь пострадавшим при несчастных случаях на производстве;
  • надежно и прочно крепить режущий инструмент, точно центрировать его;
  • обрабатываемые детали, тиски и другие крепежные приспособления прочно и надежно крепить на столе станка специальными крепежными деталями: болтами, соответствующими пазу стола, прижимными планками, упорами и т.д.;
  • деталь подводить к кругу постепенно, без рывков и резкого нажима;
  • проверить заземление.

Запрещается при работе с электроинструментом:

  • работать при снятых ограждениях;
  • производить наладку, обслуживание и смазку при включенном двигателе;
  • производить чистку и обтирку на ходу, работать при неисправных блокировках.

Отключайте цепь управления всякий раз, когда происходит перерыв в работе.

По окончании работы отключить цепи управления, привести в порядок рабочее место, очистить и смазать трущиеся детали, закрыть пусковое оборудование.

Заключение

В курсовом проекте изучен технологический процесс изготовления подвески тормозного башмака, определены условия эксплуатации детали, рассмотрен существующий технологический процесс ремонта подвески тормозного башмака, составлен технологический процесс изготовления, выбрано технологическое оборудование и оснастка для механической обработки, в экономической части сделан вывод о целесообразности налаживания производства подвесок тормозного башмака в условиях депо, получены навыки оформления технологических документов, составления алгоритма изготовления детали.

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://obzone.ru/kursovoy/podveska-tormoznogo-bashmaka-gruzovogo-vagona/

1 Г. Ф. Гусев, В. А. Королев «Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов» Ч.1, Омск, 1997 г.

2 Г. Ф. Гусев, В. А. Королев, Л. А. Пасечникова «Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов» Ч.2, Омск, 1998 г.

3 Г.Ф. Гусев, В.В. Зубенко «Комплектация и оформление технологических документов при ремонте вагонов»: Методические указания при курсовом проектировании / Г. Ф. Гусев, В. В. Зубенко; Омский гос. Ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 54 с.

4 Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технология ремонта вагнонов: Учебник для средних специальных учебных заведений ж.-д. трансп. — М.: Желдориздат, 2001. — 559 с.

5 Технология производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / К. В. Мотовилов, В.С. Лукашук, В.Ф. Криворудченко, А.А. Петров; Под ред. К.В. Мотовилова. — М.: Маршрут, 2003. — 382 с.

6 Инструкция по ремонту тележек грузовых вагонов РД 32 052 – 96 / ПКБ ЦВ. М., 1996, 76 с.

7 Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по деповскому ремонту. ЦВ/4859 М.: Транспорт, 1992, 89 с.

8 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова,— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил.

9 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. 496 с, ил.

10 СТП ОмГУПС – 1.2 – 2005.