Розроблення технологічного процесу оброблення деталі "Кришка гідроциліндра ТМБ 22-07". Річна програма випуску – 800 шт.

Abstract

У бакалаврській кваліфікаційній роботі виконано повний інженерний цикл розроблення технологічного процесу виготовлення відповідальної корпусної деталі — кришки гідроциліндра ТМБ 22-07. Актуальність теми обумовлена високими вимогами до точності, надійності та ефективності деталей, що працюють під тиском у гідросистемах, а також потребою забезпечення економічної доцільності їх виготовлення в умовах дрібносерійного виробництва. Удосконалення технології виготовлення таких деталей сприяє підвищенню ресурсу гідросистем, зниженню виробничих витрат і підвищенню конкурентоспроможності підприємств машинобудівного сектору. Об’єктом дослідження є деталь «Кришка гідроциліндра ТМБ 22-07», виготовлена зі сталі 35Л, яка характеризується високою механічною міцністю та стійкістю до дії тиску. Деталь належить до корпусних, має складну просторову форму з рядом отворів із точними посадками (H7), що вимагає відповідної технологічної підготовки виробництва. Метою роботи є розроблення ефективного та економічно обґрунтованого технологічного процесу механічної обробки деталі, включаючи вибір заготовки, обґрунтування припусків, розроблення маршрутної обробки, вибір інструментів, технологічного оснащення та визначення режимів різання. У ході роботи проведено комплексний аналіз технологічності конструкції, що включає якісну та кількісну оцінки. Визначено оптимальні параметри шорсткості, уніфікованості та точності поверхонь. Здійснено вибір методу отримання заготовки — лиття в піщані форми, обґрунтовано економічну доцільність такого підходу на основі вартості виготовлення, припусків і властивостей матеріалу. Розрахунок економічного ефекту підтверджує переваги обраного способу. Розроблено маршрут обробки з урахуванням послідовності технологічних операцій на горизонтально- та вертикально-фрезерних, свердлильних і розточувальних верстатах, у тому числі з ЧПК. Визначено основні технологічні операції, їх склад, послідовність і тривалість, проведено технічне нормування. Встановлено технологічні бази, обґрунтовано схеми базування для кожної операції згідно з принципами повного закріплення в просторі. Виконано детальний розрахунок припусків на прикладі отвору O22H7 методом аналітичного визначення, побудовано операційні розмірні ланцюги та суміщений конструкторсько-технологічний граф. Проведено розрахунок режимів різання із врахуванням типу обробки, властивостей інструменту та оброблюваного матеріалу. В якості прикладу виконано аналітичний розрахунок параметрів для вертикально-фрезерної операції з використанням кінцевої фрези CoroMill 490-040A32-14H із твердосплавними пластинами. Розраховано подачі, швидкість різання та стійкість інструменту. Обґрунтовано вибір основного технологічного устаткування, необхідного для забезпечення точності, продуктивності та зниження собівартості. У конструкторській частині розроблено пристосування для надійного базування і закріплення деталі під час обробки. Проведено розрахунки його елементів, описано конструкцію та принцип дії. Це дозволяє підвищити стабільність обробки та зменшити похибки позиціонування. Розділ «Охорона праці» містить аналіз небезпек, характерних для дільниць обробки на металорізальних верстатах, і обґрунтування заходів безпеки, таких як встановлення блокувальних огороджень, екстрених вимикачів, організація безпечних зон обслуговування та використання засобів індивідуального захисту. Заходи відповідають вимогам стандартів ДСТУ та нормам безпеки ЄС. Графічна частина проекту включає креслення заготовки, маршрут обробки, технічні налаштування, ескізи пристосувань, схеми базування, результати розмірного аналізу та побудови розмірних ланцюгів. Додатки містять повний комплект технологічної документації (маршрутні та операційні карти, ескізи) та конструкторської документації зі специфікаціями.This bachelor's qualification thesis presents a comprehensive engineering cycle for the development of a manufacturing process for a precision hydraulic system component — the hydraulic cylinder cap TMB 22-07. The relevance of the project is driven by high demands for accuracy, reliability, and efficiency of components operating under pressure, as well as the need to ensure cost-effective production in small-batch manufacturing. Improving the technological process for such components enhances the service life of hydraulic systems, reduces production costs, and increases the competitiveness of machine-building enterprises. The object of study is the "Hydraulic Cylinder Cap TMB 22-07", made of 35L steel, which is characterized by high mechanical strength and resistance to pressure. The component is a housing-type part with a complex shape and several precisely dimensioned holes (H7 fits), requiring an advanced and carefully planned production process. The aim of the thesis is to develop an efficient and economically justified machining process, including blank selection, machining allowances, route planning, tooling, cutting parameters, and fixture design. A comprehensive analysis of the component's manufacturability was conducted, including both qualitative and quantitative assessments. Key indicators of roughness, standardization, and dimensional accuracy were evaluated. The selected method for obtaining the blank was sand casting, with justification based on production economics, material characteristics, and process suitability. The expected economic effect of the chosen method was calculated, confirming its efficiency. The machining route was developed, incorporating sequential operations on horizontal and vertical milling, drilling, and boring machines, including CNC equipment. The structure and duration of technological operations were established, along with time standards and labor inputs. Technological bases were selected, and fixturing schemes were developed based on the principle of full spatial constraint. A detailed calculation of machining allowances for the O22H7 hole was performed using analytical methods. Dimensional chains and a combined design-technological graph were constructed. Cutting modes were calculated considering the type of operation, properties of the tool, and workpiece material. As an example, cutting parameters for a vertical CNC milling operation using a CoroMill 490-040A32-14H end mill with carbide inserts were determined. Feed rates, cutting speeds, and tool life were calculated. Appropriate machine tools were selected to meet precision and cost-efficiency requirements. The design section of the thesis includes the development of a custom fixture for stable and accurate part location and clamping during machining. Structural elements and working principles of the fixture were calculated and described, contributing to reduced positioning errors and improved machining stability. The occupational safety section analyzes hazards typical of machining operations on metal-cutting equipment and presents safety measures, including guards, emergency stops, operator zones, and PPE usage. All measures comply with DSTU standards and European CE safety requirements. The graphical part of the thesis includes drawings of the blank, machining route, technical setups, fixture sketches, fixturing schemes, dimensional analysis results, and chain calculations. The appendices contain a full set of technological documentation (routing sheets, operation cards, sketches) and design documentation with specifications.