Анализ базового варианта технологического процесса

Введение

 

Дата рождения Минского автомобильного завода – 9 августа 1944 года. В этот день было принято постановление Государственного Комитета обороны о строительстве  в Минске автосборочного завода. Спустя три месяца первые 50 автомобилей, собранные  из поступивших на завод узлов и деталей, ушли на фронт.

Через три года на автомобильном  заводе были собраны первые пять автосамосвалов, большинство узлов для которых изготовили собственные цеха. Начатая в Ярославле конструкция машин доводилась в Минске. За создание и постановку на производство нового грузового автомобиля специалисты Минского и Ярославского автомобильных заводов были отмечены Государственной премией.

В конце 1948 г. было завершено строительство первой, а в 1950 г. – второй очереди завода. Вслед за самосвалом МАЗ-205  на производство ставились новые модели—автомобили МАЗ-200 с бортовой платформой и тягачи на их базе, лесовозы, автомобили повышенной проходимости. Были созданы машины, которых не знало раньше ни отечественное, ни мировое автомобилестроение. В 1850 г. на заводе был построен самосвал грузоподъемностью  25т. –  МАЗ –525, а в 1950г. – сорокотонник - самосвал МАЗ –530, за который в октябре 1950г. завод был удостоен высокой международной награды - гран-при Всемирной промышленной выставки в Брюсселе.

В мае 1959г. был изготовлен 100-тысячный МАЗ, а 200-тысячный сошел с конвейера в 1964г.

16 марта 1965г. на главном конвейере  был собран первый автомобиль  семейства МАЗ—500, а 31 декабря  – последний автомобиль первого  семейства МАЗов автосамосвал МАЗ—205 (выпуск его осуществлялся в течение 18 лет).

Второе, как и первое семейство  МАЗов, было отмечено Государственной  премией. А в сентябре 1970г. началось серийное производство новых модернизированных  автомобилей МАЗ—500А. В январе 1976г. заводчане собрали на конвейере первый самосвал МАЗ—5549 из нового семейства автомобилей МАЗ—5335, а месяц спустя—первый бортовой автомобиль этого семейства. Через 5 лет, 15 мая 1981г., на главном конвейере был собран первый седельный тягач МАЗ—5432 нового перспективного семейства автомобилей МАЗ—6422. С каждым годом в общем, объеме производства наращивается выпуск этих машин.

Растут и темпы производства автомобилей. 8мая 1975г. из ворот предприятия  выехал полумиллионный МАЗ. А 14 апреля 1989г. на главном конвейере был  собран миллионный автомобиль.

На предприятии, ставшем с января 1992г. собственностью РБ, продолжается выпуск надежной автомобильной техники марки МАЗ.

Сегодня торговый знак МАЗ известен в мире. Сам МАЗ, ставший одним  из крупнейших промышленных предприятий РБ, уже давно признан в числе ведущих в Европе производителей большегрузной дизельной автомобильной техники.

МАЗ сегодня—это большое количество моделей и модификаций автомобилей, прицепов и полуприцепов, сходящих с его конвейера. Специализирующийся на выпуске различного типа автомобилей и автопоездов грузоподъемностью от 8 до 35 тонн, предназначенных, прежде всего, для междугородних и международных перевозок грузов, автозавод в Минске наряду с бортовыми машинами и автопоездами производит самосвалы, лесовозы, автомобильные шасси, идущие на комплектацию.

Но МАЗ – это не только МАЗы. Труд его более чем 30-тысячного  коллектива—и в прицепах «Зубренок», и в прицепах-дачах на колесах. Он – и в мощных машинах выпускаемых  БелАЗом и МЗКТ. МАЗ — головное предприятие производственного объединения «БелавтоМАЗ». МАЗ—это и малые предприятия, созданные при его участии, позволяющие  оперативно откликаться на требования рынка и одновременно апробировать рыночные условия работы

Преимущества, выдвигающие машины МАЗа в первые ряды современных моделей  автомобилей в своем классе определяются не только целым рядом их несомненных  конструкционных достоинств, но и  высоким уровнем технологии изготовления и контроля на всех этапах производства. Выпуск автомобилей, соответствующих мировому уровню, обеспечивается применением в производстве самых передовых технологических процессов, отвечающих современным достижениям науки и техники. Сегодня МАЗ располагает всеми видами производств от заготовительного до сборочного, мощными конструкторскими, технологическими и коммерческими службами, собственной научно—технической базой, позволяющими оперативно воплощать в жизнь инженерные замыслы, обеспечивать в сжатые сроки постановку на производство новой автомобильной техники, высокую эффективность деятельности предприятия.

Пять литейных цехов, оснащенных прогрессивным  технологическим оборудованием, позволяют  получать все виды литья, в том  числе легированного. В значительной мере для удовлетворения нужд головного завода  в алюминиевом литье работает цех алюминиевого литья Осиповичского завода автомобильных агрегатов.

Потребность завода  в качественных поковках обеспечивается не только кузнечным  цехом предприятия, но и заводом  тяжелых кузнечных штамповок, входящем в состав объединения. В производстве широко используются процессы высадки, горячего и холодного выдавливания деталей на механических прессах и холодновысадочных автоматах, позволяющие при минимальных затратах обеспечивать изготовление точных штамповок, максимально приближенных по форме к готовой детали.

Прессово-сварочное производство оснащено всей гаммой необходимых прессов  усилием от 6,3 тысячи тонны для  изготовления лонжеронов рамы до мелких и средних многооперационных  пресс-автоматов усилием 100…200 тонн, на которых штампуются детали сложной конфигурации. В сварочном производстве все более широкое применение  находят робототехнические комплексы. Показателен в этом отношении цех сварки кабин, созданный как комплексное производство, в основу которого положены роботизированные сборочно-сварочные линии, объединенные в единый технологический поток системой конвейеров и транспортных манипуляторов.

Механическая обработка основных деталей автомобиля ведется на специальном  автоматическом и полуавтоматическом оборудовании, автоматических линиях и станках с ЧПУ. Производство в достаточной степени насыщено финишным оборудованием и средствами автоматизированного контроля.

В термическом производстве широкое  развитие получила химико-термическая  обработка деталей с законченным  циклом в атмосфере с регулированием углеродистого потенциала, процессы скоростной нитроцементации и закалки с нагревом ТВЧ, лазерное термоупрочнение, а также процессы гальванической защиты и декоративного покрытия деталей.

Повышение защитных свойств деталей  и узлов от коррозии обеспечивается за счет широкого использования современных  методов окраски. Окраска производится в  струйно-окуночном агрегате, грунтование - методом анодного электроосаждения водоразбавляемой грунтовкой, окраска - методом автоматического пневмораспыления.

Сборка узлов производится на автоматизированных линиях, подвесных и напольных конвейерах с применением механизированного инструмента и динамометрических ключей для контроля за затяжкой резьбовых соединений.

Наличие собственной базы по производству оборудования, средств механизации, высококачественного инструмента  и технологической оснастки позволяет  заводу оперативно производить смену  моделей и модификаций выпускаемой  автомобильной техники.Одним из новшеств на МАЗе является комплект оборудования и оснастки для термообработки IPSEN. Он применяется для термообработки в регулируемой атмосфере защитного газа.

 

1 Объект производства

 

Деталь “Ступица 54321-3104015-20” поставляется на сборку для автомобилей МАЗ – 54321 и МАЗ – 5336.

 

 

     Рис. 1.1 – МАЗ - 54321                                         Рис. 1.2 – МАЗ - 5336

 

Технические характеристики данных автомобилей  представлены в таблице №1.1

 

Таблица №1.1 – технические характеристики

Автомобиль Параметры	МАЗ - 54321	МАЗ - 5336
Назначение	Седельный тягач для перевозки различных грузов в составе автопоезда.	Бортовые  автомобили, соответствующие требованиям TIR для перевозки грузов в системе транзитных перевозок МДП, в составе автопоездов.
Колёсная формула	4х2
Грузоподъёмность, кг номинальная/допустимая	8800/10300	7700/9200
Полная  масса автомобиля, кг номинальная/допустимая	16500/18000
Масса снаряженного автомобиля, кг	7500	8700
Полная  масса автопоезда, кг.	40000
Двигатель	ЯМЗ-238ДЕ2, Евро - 2
Мощность, кВт(л.с)/частота вращения, мин-1	243(330)/2100
Крутящий  момент, Н∙м (кгс∙м)/частота вращения мин-1	1225(125)/1200-1400
Коробка передач	ЯМЗ – 238М
Число передач	8
Ведущие мосты	Двухступенчатые с планетарной колёсной передачей
Подвеска:
-передняя	Параболические малолистовые рессоры  с амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости	Многолистовые рессоры с амортизаторами

Продолжение таблицы №1.1

-задняя	Многолистовые рессоры со стабилизатором поперечн. устойчивости
Кабина	Длинная с двумя спальными местами	Большая с двумя спальными местами
Рулевое управление	Рулевой механизм со встроенным распределителем  и вынесенным цилиндром
Тормозная система	Пневматическая, двухпроводная с  раздельным приводом осей, тормозные  механизмы барабанного типа. Включает стояночную, запасную и вспомогательную  системы, устанавливается АБС
Шины, размер	11.00.R20
Ёмкость топливного бака, л.	500
База, мм.	3550	4990
Максимальная  скорость, км/ч.	100

 

 

 

2 Назначение и конструкция детали. Условие работы детали в узле

 

Ступица 54321-3104010-20 заднего колеса автомобиля МАЗ-5336 является несущим элементом задней оси. Данная деталь служит для крепления тормозного барабана и колеса автомобиля, и крепится к поворотному кулаку посредством двух роликовых радиально-упорных подшипников и регулировочной гайки. Условия работы ступицы – вращение вместе с колесом автомобиля при его движении. При эксплуатации автомобиля, ступица подвержена сложным радиальным и осевым нагрузкам. При торможении автомобиля,  в месте крепления тормозного барабана и ступицы возникают контактные напряжения .

Данная деталь должна обеспечивать надёжность работы в условиях повышенной запылённости, а также в условиях повышенных и пониженных температур.

 

 

Рисунок 2.1 – Ступица заднего колеса.

 

Данная деталь эксплуатируется  в условиях высоких знакопеременных нагрузок, повышенных вибрациях, ударов и т.п. явлений связанных с передвижением автомобиля, как по автомагистралям, так и в условиях бездорожья.

В качестве материала для изготовления ступицы применяется высокопрочный  чугун марки ВЧ-45. Выбор данного материала обоснован тем, что чугун лучше работает на сжатие и менее подвержен воздействию деформации, чем другие материалы.

 

 

Таблица № 2.1 – Механические свойства чугуна ВЧ45 ГОСТ 7293-85

σв, МПа	σт, МПа	δ, %	Ψ, %	αн, кДж/м2	НВ
450	330	5	-	300	220

 

 

 

Таблица № 2.2 – Химический состав чугуна ВЧ45 ГОСТ 7293-85, в процентах

С	Si	Mn	Cu	Cr	Ni	S	P
2,5-3,1	0,08	0,08	-	-	-	≥0,08	≥0,5

 

 

 

3 Метод упрочняющей технологии  детали, применяемый на заводе

3.1 Закалка

  Это процесс термической обработки,  при которой сталь нагревают  до оптимальной температуры, выдерживают  при этой температуре и затем  быстро охлаждают с целью получения  неравновесной структуры. В результате  закалки повышается прочность  и твердость и понижается пластичность  конструкционных и инструментальных  сталей и сплавов. Качество  закалки зависит от температуры  и скорости нагрева, времени  выдержки и охлаждения. Основными  параметрами закалки являются  температура нагрева и скорость  охлаждения.

Температуру нагрева для закалки определяют по положению критических точек  Ac1 и Ас3. Доэвтектоидные углеродистые стали при закалке нагревают на 30-50°С выше верхней критической точки Ас3, а заэвтектоидные - на 30-50°С выше точки Ас1 (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 Интервалы температур нагрева стали при закалке

 

Скорость  нагрева и время выдержки зависят  от химического состава стали, размеров, массы и конфигурации закаливаемых деталей, типа нагревательных печей  и нагревательной среды. Чем больше размеры и сложнее конфигурация закаливаемых деталей, тем медленнее  происходит нагрев. Детали из высокоуглеродистых и легированных сталей, имеющих пониженную теплопроводность, нагревают медленно и с более длительной выдержкой  при нагреве по сравнению с  деталями из низкоуглеродистых сталей. Это делается для того, чтобы уменьшить  деформацию деталей при нагреве.

Скорость  нагрева и продолжительность  выдержки определяют экспериментально или по технологическим картам, в  которых указывают температуру, время нагрева для каждого  вида деталей или инструмента. Ориентировочно время нагрева в электрических  печах принимают 1,5-2 мин на 1 мм сечения  изделия.

Оборудованием для нагрева стали служат нагревательные термические печи и печи-ванны, которые  подразделяют на электрические и  топливные, обогреваемые за счет сгорания топлива (газа, мазута, угля и др.).