Проект участка механической обработки детали "Стакан"

Введение
Технологиямашиностроения должна изучать закономерность протекания технологическихпроцессов и выявить параметры, воздействуя на которые можно интенсифицироватьпроизводство изделий с учетом потребительского спроса и текущих его изменений.
В настоящеевремя в промышленном производстве большое значение уделяется повышениюпроизводительности при высокой гибкости производственного процесса, котороеудовлетворяется за счет использования средств автоматизации и перестраиваемоготехнологического и вспомогательного оборудования.
Тема дляданного дипломного проекта: «Проект участка механической обработки детали «Крышказадняя»».
В проектерассматриваются следующие вопросы: краткие сведения о детали, техническиетребования на изготовление детали, материал детали и его свойства, анализтехнологичности детали, определение типа производства, выбор заготовки,разработка технологического процесса, определение припусков, режимов резанья,норм времени, разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности приобработке детали, определение потребного количества оборудования, разработкаплана расположения оборудования на участке. А также проектируется специальноестаночное приспособление на сверлильную операцию технологического процесса. Графическаячасть содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи карт наладок на сверлильнуюи токарную операции технологического процесса, сборочный чертёж приспособления,чертежи специальных деталей приспособления, чертежи специального режущего имерительного инструмента, планировка механического участка.
 

1. Общая часть
1.1Краткое описание изделия, в которое входит данная деталь и ее служебное назначение
Деталь«Стакан» входит в сборочную единицу «Клапанную коробку» изделия «Гидромотор»МПА-90. Деталь относится к классу «корпусные детали». Деталь предназначена дляперетока рабочей жидкости с одного канала на другой для снижения температуры.
/>
КР – корпус, КП1, КП2 –клапана предохранительные,
КД – клапан перепускной,31 золотник, 1 – шайба упорная,
2 – пружина золотника, 3– пробка, 4 – пружина, 5 – диски, 6 – пробка,
7 – стакан, 8 – клапан, 9 –пружина, 10 – клапан основной, 11 – пружина,
12 – кольцо, 14 – диски,15 – пробка
Рисунок 1 – Клапаннаякоробка

Изделие гидромотор МПА-90 предназначено для установки вгидросистемах строительных, дорожных и коммунальных систем. Изделие преобразуетэнергию потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения выходного вала.Направление и частота вращения вала гидромотора определяется направлениемпотока и количеством рабочей жидкости, подводимой к гидромотору.Характеристики гидромотора:
Давление на входе в изделие, МПа (кгс/см 2): – максимальное:
40 -1, 4 (400 -1 4)
Давление на выходе из изделия, МПа (кгс/см2): – максимальное: 1,8 (18) Номинальный перепад давлений на изделии, МПа (кгс/см): 25,5 (255) КПД: 0,86 Мощность, кВт: – максимальное: 190,0 Температура рабочей жидкости, °С: – номинальная: +50 – максимальная: -40
Наиболеенагруженной поверхностью детали «Стакан» являются наружная поверхностьрезьбового соединения диаметром 22,97 мм с тем что давление рабочейжидкости пытается выдавить деталь из корпуса
Точностьдиаметров включается в допуск на соответствующий диаметр и точность линейныхразмеров также включается в допуск на размер.
Происходитизгиб рабочей поверхности
Шероховатостьповерхностей – Rа 1,6 мкм
Твёрдость поверхности59,5…63,5 НRC, которая достигается цементацией.

/>
Рисунок 2 – Эскиз детали«Стакан»
1.2 Анализконструктивных особенностей детали
Деталь «Стакан»имеет сквозные цилиндрические отверстия (19) (рисунок 1) диаметром 8 мм, (23)диаметром 2,4 мм, наружные цилиндрические канавки (4) шириной 3,2 мми (10) шириной 5,66 мм, внутренние цилиндрические канавки (18) шириной 1,2 мм,(22) шириной 3,18 мм; уклоны (6), (8), (12).
1.3 Характеристикаматериала детали
Деталь«Стакан» изготовлена из конструкционной легированной стали 40Х ГОСТ 4543–71.
Сталь 40Хиспользуется для изготовления осей, валов, валов – шестерни, плунжеров, штоков,коленчатых и кулачковых валов, кольц, шпинделей, оправок, губчатых венцов,болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.
Сталь 40Х можноиспользовать для изготовления деталей сложной формы.

Таблица 1 – Химическийсостав стали40ХМарка Содержание элементов, % Сталь 40Х Углерод Кремний Магний Никель Сера Фосфор Хром Медь 0,36–0,44 0,17–0,37 0,5–0,8 до 0,3 до 0,035 до 0,035 0,8–1,1 до 0,3
Таблица 2 – Механические свойства стали40Х
Марка
материала Показатели Твердость Предел прочности,
Относит.
удлинение Относит. сужение Предел текучести НВ
Gв кгс/мм2 G, %
Gc, %
GТ, кгс/мм2 1 2 3 4 5 6 Сталь 40Х 270 570–980 10–17 35–55 320–800
1.4 Анализтехнологичности и конструкции детали [1]
Анализ технологичности конструкции детали состоит из двухоценок: качественной и количественной.
Количественнаяоценка:
Детальотносится к классу «корпусные детали». Ее поверхность имеет торцовые поверхности,внутренние отверстия, внутренние и наружные цилиндрические канавки, уклоны.
Детальсредней сложности формы.
Для обработкидетали требуется специальные приспособления (для сверлильных операций), измерительныйинструмент (для токарной операции) и специальный режущий инструмент на токарнуюоперацию.
Детальдостаточно прочная и жесткая (отношение длины детали к диаметру l/d меньше 12), а такжедеталь имеет небольшой вес 0,13 кг.
Всеповерхности доступны для обработки.
Покачественной оценке деталь может считаться технологичной.
Качественнаяоценка [2]:

Таблица 3 – Данныеконструктивного анализа детали по поверхностям (см. рис. 1)№ Наименование поверхности Кол-во поверхностей Кол-во унифицированных элементов Квалитет точности Параметр шероховатости, мкм 1 Торцевая поверхность диаметром 34,9 мм 1 - 13 Ra 3,2 2 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм 1 - 13 Ra 1,6 3 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм 1 - 13 Ra 1,6 4 Цилиндрическая канавка диаметром 27,18 мм 1 - 9 Ra 1,6 5 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 29,97 мм 1 - 13 Ra 1,6 6 Уклон 67 °30 ' 1 - 10 Ra 3,2 7 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 22,23 мм 1 - 9 Ra 1,6 8 Фаска 3,3х30° 1 1 9 Ra 3,2 9 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм 1 - 9 Ra 1,6 10 Цилиндрическая канавка диаметром 20,9 мм 1 - 9 Ra 1,6 11 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм 1 - 9 Ra 1,6 12 Фаска 0,6х45° 1 1 10 Ra 1,6 13 Торцевая поверхность диаметром 25,349 мм 1 - 13 Ra 3,2 14 Уклон 30° 1 - 10 Ra 1,6 15 Уклон 22°30 ' 1 - 9 Ra 3,2 16 Фаска 0,6х45° 1 1 10 Ra 0,4 17 Цилиндрическое отверстие диаметром 15,95 мм 1 - 11 Ra 0,4 18 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм 1 - 13 Ra 3,2 19 Цилиндрическое отверстие диаметром 8 мм 4 - 14 Ra 3,2 20 Уклон 45° 1 - 10 Ra 3,2 21 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм 1 - 14 Ra 12,5 22 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 9,5 мм 1 - 15 Ra 12,5 23 Цилиндрическое отверстие диаметром 2,4 мм 2 - 11 Ra 12,5 24 Цилиндрическое отверстие диаметром 2 мм 1 - 15 Ra 1,6 25 Цилиндрическое отверстие диаметром 16,6 мм 1 - 10 Ra 0,4 26 Уклон 15° 1 - 10 Ra 1,6 Итого:
QЭ. = 30
QУ.Э = 3
1)Рассчитываем коэффициент унификации конструктивных элементов деталей по формуле(1):


/>, (1)
где QУ.Э. – число унифицированныхэлементов
QЭ. – число конструктивныхэлементов
/>
КУ.Э. =0,1
Это непозволит сократить количество режущих, мерительных и других видов инструментов.
2)Рассчитываем коэффициент точности обработки по формуле (2):
/>/> (2)
где ТСР.– средний квалитет точности обрабатываемой детали.
Среднийквалитет точности обрабатываемой детали определяется по формуле (3):
/> (3)
где n1 -число поверхностейдетали точно соответствующим 1…19 квалитету.
/>
/>

КТ.Ч. =0,93 > 0,8 следовательно, деталь является технологичной.
3) Технологичностьдетали по коэффициенту шероховатости определяем по формуле:
/> (4)
где БСР — средняя шероховатость обрабатываемой детали, мкм
Средняяшероховатость обрабатываемой детали определяется по формуле:
/> (5)
где ni – число поверхностейдетали точно соответствующие 1…14 квалитету шероховатости по Rа, мкм
/>
По формуле(4) коэффициент шероховатости обрабатываемой детали:
/>
КШ. =0,4 > 0,16, следовательно, деталь является технологичной.
Вывод: На основании качественной и количественной оценокдеталь считается технологичной.

1.5Определение типа производства
Согласно ГОСТ3.1108–74 – тип производства определяется по коэффициенту закрепления операцийпо формуле:
/>, (6)
где SО – суммарное числоразличных операций;
SР– суммарное число рабочих мест на данном участке цеха.
Предварительноопределяем количество станков для каждой операции по формуле:
/> (7)
где N – годовая программа, шт.;
Тшт– штучное время, мин.;
Fg – действительный годовойфонд времени работы оборудования, час;
Fg – 4029 часов придвухсменной работе;
hз.н. – нормативный коэффициент загрузки оборудования; hз.н. = 0,75…0,8.
Определяемштучное время:
/>, (8)
где /> — коэффициент, зависящий оттипа станка;
ТО– основное время на операцию, мин
/>,
/>,
/>,
/>,
/>,
/>,
/>,
/>,
/>,
/>
/>,
/>
/>, принимаем Р1 = 1 станок,
/>, принимаем Р2 = 1 станок,
/>, принимаем Р3 = 1 станок,
/>, принимаем Р4 = 1 станок,
/>, принимаем Р5 = 1 станок,
/>, принимаем Р6 = 1 станок,
/>, принимаем Р7 = 1 станок,
/>, принимаем Р3 = 1 станок,
/>, принимаем Р4 = 1 станок,
/>, принимаем Р5 = 1 станок,
/>, принимаем Р6 = 1 станок,
/>, принимаем Р7 = 1 станок
Определяем число рабочих мест по формуле:
/> (9)
/>
Определяемфактический коэффициент загрузки рабочего места для каждой операции по формуле:
/>; (10)
/>
/>
/>,
/>,
/>,
/>,
/>
/>,
/>,
/>,
/>,
/>
Определяемколичество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле:
/>; (11)
/>, принимаем О = 1,
/>, принимаем О = 3,
/>, принимаем О = 3,
/>, принимаем О = 12,
/>, принимаем О = 4,
/>, принимаем О = 5,
/>, принимаем О = 14,
/>, принимаем О = 27,
/>, принимаем О = 14,
/>, принимаем О = 5,
/>, принимаем О = 8,
/>, принимаем О = 2.
/>
Согласно ГОСТ14.004–74 для среднесерийного производства – 10 £ Кз.о. = 12,2 £ 20
1.6 Расчеттакта выпуска или величины партии деталей
Для серийногопроизводства рассчитываем партию запуска детали по формуле:
/> (12)
где N – количество деталей,шт.;
t – необходимый запасзаготовок на складе;
ФУ– число рабочих дней в году, дн.
/>
В данномразделе было определено назначение детали, подобран материал для ееизготовления, проведен анализ технологичности конструкции детали по которомудеталь является технологичной, исходя из годового объёма выпуска деталейопределен тип производства – серийный, а величина партии запуска составляет 315деталей.

2.Технологическая часть
 
2.1 Выбор иобоснование способа получения заготовки
Выбор способаизготовления заготовок зависит от их массы, серийности выпуска и сложности.
Несмотря нато, что деталь средней сложности формы, она имеет поверхности, которые можно необрабатывать.
Дляизготовления детали «Стакан» можно применить прокат из шестигранника, что позволит получать заготовкиповышенного качества и с минимальным объемом механической обработки (в соответствиис рисунком 3).
Дляизготовления детали «Стакан» можно также применить заготовку, полученную из горячекатаногопроката круглого сечения. Такой метод получения заготовки является экономичными простым в изготовлении (в соответствии с рисунком 4).
2.1.1 Заготовкаиз проката
 
/>
Рисунок 3 – Эскиззаготовки из проката шестигранного сечения
Определимдлину заготовки:

/>, (13)
где LД – длина детали, мм;
ПОБЩ– припуск общий, мм;
ВРАЗР– ширина разреза, мм.
/>
Определяетсяобъем заготовки:
/>, (14)
где F – Площадь шестигранника, м 3;
Lзаг – длина заготовки, мм
/>, (15)
где r – радиус вписаннойокружности, r= 18 мм;
/>
/>
Определяетсямасса заготовки:
/>; (16)
/>
/>кг*см -3
Коэффициентиспользования материала определяется по формуле:
/>; (17)
/>
Себестоимостьзаготовки определяется по формуле:
/>, (18)
где С – себестоимостьтонны, руб.;
Sотх – стоимость тонныотходов, руб.
/>
2.1.2 Заготовкаиз проката круглого сечения
/>
Рисунок 4 – Эскиззаготовки из проката круглого сечения
Определяемобъем заготовки по формуле:
/> (19)
/>
Определяеммассу заготовки по формуле (15):

/>
Определяемкоэффициент использования материала по формуле (16):
/>
Определяемсебестоимость заготовки по формуле (17):
/>
Таблица 4 – Данные расчетаНаименование показателей Вариант первый второй Вид заготовки прокат шестигранного сечения прокат круглого сечения
Масса заготовки Мзаг, кг 0,72 0,9
Себестоимость заготовки, Cзаг., руб. 32,59 41,61
Коэффициент использования материала, Ким 0,14 0,18
Коэффициентиспользования материала проката круглого сечения больше, чем у прокаташестигранного сечения, а его себестоимость составляет 41,61 рубля по сравнениюс прокатом круглого сечения, стоимость которого 32,59 рубля, поэтому наиболеевыгодным методом изготовления заготовки является прокат шестигранного сечения.

2.2Разработка технологического процесса механической обработки детали
 
2.2.1Выбор баз и их обоснование
Разрабатываемыйтехнологический процесс должен обеспечить выполнение всех требований рабочегочертежа и технических условий при минимальных затратах труда, средствпроизводства и материалов. Таким образом, при проектировании технологическогопроцесса необходимо руководствоваться техническими и экономическими принципами;техническими- с целью удовлетворения требования чертежа, экономическими- сцелью минимизации затрат. Из всех технически возможных вариантов изготовленияодного и того же изделия выбирают тот технологический процесс, которыйобеспечивает наибольший экономический эффект при его реализации в конкретныхусловиях производства.
Приразработке планов и методов обработки необходимо обеспечить наиболеерациональный процесс изготовления изделия. В плане указывают последовательностьвыполнения технологических операций; по каждой операции устанавливают метод обработки,используемое оборудование, приспособление и т.д.
Таблица 5 – Выборбаз№ операции Наименование поверхности детали Наименование базы 005 Токарная с ЧПУ 1; 3 13; 11 11; 10 1; 2 18; 4; 25 13; 11 17; 13 1; 2 030 Токарная с ЧПУ 1; 25; 24; 26 11; 13 040 Токарная с ЧПУ 24; 17; 18 1; 2 045 Токарная 24 11; 13 050 Сверлильная 19 1; 2 055 Сверлильная 23 1; 2 083 Токарная 26; 16 1; 13 085 Токарная 5; 4; 3 1; 2 090 Токарная 25; 24 3; 13 120 Шлифовальная 9; 11 1; 13 125 Шлифовальная 10 1; 13 130 Шлифовальная 17 1; 7
* – всоответствии с рисунком 1
2.2.2Существующий (заводской) технологический процесс
Таблица 6 – Заводскойтехнологический процесс
Наименование операций,
Содержание переходов Модель станка Инструмент
005 Токарная с ЧПУ 4110 1 Установить деталь, закрепить Токарный станок с ЧПУ 1В340Ф30 Упор специальный 2 Подрезать торец Резец специальный 3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размер 65,07 мм и фаску 30° Резец специальный, Штангенциркуль ШЦ-II-160–0,05 ГОСТ 166–89 4 Точить поверхность Æ29,97 мм, выдерживая размер 56,87 мм Резец специальный, Микрометр МК 50–2 ГОСТ 6507–90, Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89 5 Точить поверхность Æ25,9 мм, выдерживая размер 16,5 мм с образованием фаски 0,88х45° Резец специальный, Микрометр МК 50–2 ГОСТ 6507–90, Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89 6 Точить канавку Æ21,4 мм, выдерживая размеры 4,5 мм и 8,17 мм Токарный станок с ЧПУ 1В340Ф30 Резец специальный, Калибр специальный 7 Точить поверхность Æ22,23 мм, выдерживая размеры 10,94 мм, Æ27,05 мм, 16,5 мм Резец специальный, Микрометр МК 50–2 ГОСТ 6507–90, Штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89 8 Точить канавку Æ27,4 мм, выдерживая размеры 3,2 мм, R 0,2 Резец специальный, Калибр специальный 9 Нарезать резьбу Резец специальный, Калибр специальный 10 Центровать торец Æ25,9 мм Сверло ГОСТ 14352–75 11 Сверлить отверстие Æ14 мм на глубину 40±0,3 мм Сверло Р6М5 ГОСТ 10903–77, Калибр специальный 12 Снять фаску, выдерживая размеры 17,5 мм и 30° Резец Т15К6 ГОСТ 18878–73, Штангенциркуль ШЦ-II-160–0,05 ГОСТ 166–89 13 Отрезать деталь, выдержав размер 82±0,2 мм Резец ВК8 ГОСТ 18884–73, Штангенциркуль ШЦ-II-160 – 0,05 ГОСТ 166–89
030 Токарная с ЧПУ 4110 1 Установить деталь, закрепить Токарный станок с ЧПУ 16А20ФЗС43 Кулачки специальные 2 Подрезать торец, выдерживая размер 81,36 мм Пластина специальная, Калибр специальный 3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размеры 7,92 мм и 30° Пластина специальная, Штангенциркуль ШЦ-I-125–0,1 ГОСТ 166–89 4 Центровать торец Æ34,9 мм Сверло специальное 5 Сверлить отверстие Æ16,6 мм, выдерживая размер 21,3 мм Сверло специальное, Штангенциркуль ШЦ-I-125–0,1 ГОСТ 166–89 6 Расточить отверстие Æ17,33 мм, выдерживая размер 21,3 мм Резец специальный, Калибр специальный, Штангенциркуль ШЦ-I-125–0,1 ГОСТ 166–89 7 Расточить отверстие, выдерживая размеры Æ20,6 мм, 45°, 15°, 2,54 мм Резец специальный, Калибр специальный, Штангенциркуль ШЦ-I-125–0,1 ГОСТ 166–89 8 Нарезать резьбу, выдерживая размер 21,3 мм Пластина специальная, Калибр специальный 1 2 3
040 Токарная с ЧПУ 4110 1 Установить деталь, закрепить Патрон специальный 2 Зенкеровать отверстие Æ9,5 мм, выдерживая размер 47,63±0,3 мм и отверстие Æ15,5 мм предварительно, выдерживая размер 44,45±0,24 мм Токарный станок с ЧПУ 16А20ФЗС43 Зенкер специальный, Калибр специальный, Штангенциркуль ШЦ-I-125–0,1 ГОСТ 166–89 3 Точить канавку, выдерживая размеры 8,5 max, 45°, 44,45 мм, Æ17,5 ±0,35 мм Резец специальный, Штангенинструмент специальный 4 Расточить отверстие Æ15,5 мм окончательно Резец специальный, Калибр специальный 5 Точить канавку, выдерживая размеры 1,2 мм, Æ17 мм, 9,3±0,24 мм Пластина специальная, Штангенинструмент специальный 6 Притупить острые кромки
045 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить
Токарно – винторезный станок
250ИТВ Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–80 2 Центровать отверстие Æ2 мм Сверло специальное 3 Сверлить отверстие Æ2 мм предварительно Сверло специальное 4 Зенкеровать отверстие Æ2 мм окончательно Зенкер специальный, Калибр специальный 5 Зенковать конус, выдерживая размеры 110°, 29,72±0,24 мм Зенковка специальная, Калибр специальный 6 Развернуть отверстие Æ2,362 мм, выдерживая размер 0,8 min Развертка специальная, Калибр специальный
050 Сверлильная 4120 1 Установить деталь, закрепить
Вертикально – сверлильный станок
2Н118 Специальное приспособление 2 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход Сверло ГОСТ 10903–77, Калибр специальный 3 Переустановить деталь 4 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход Сверло ГОСТ 10903–77, Калибр специальный
055 Сверлильная 4120 1 Установить деталь, закрепить
Вертикально – сверлильный станок
2Н118 Специальное приспособление 2 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный 3 Переустановить деталь 4 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный
083 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить
Токарно – винторезный станок
250ИТВ Центр Морзе ГОСТ 13214–79 2 Притереть центр Центр специальный
085 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить
Токарно – винторезный станок
250ИТВ Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–80 2 Калибровать резьбу Плашка специальная, Калибр специальный 3 Зачистить канавку, выдерживая размеры R0,2, 57,15 мм, 17±0,24 мм, 3,2 мм, Æ27,18 мм Резец специальный, Калибр специальный, Штангенглубиномер ШГ-160–0,05 ГОСТ 162–90 4 Притупить острую кромку R 0,1 max Шабер специальный
090 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить
Токарно – винторезный станок
250ИТВ Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–80 2 Калибровать резьбу, выдерживая размер 14,3 min Метчик специальный, Калибр специальный 3 Зачистить отверстие Æ20,6 мм, выдерживая размеры 15°, 2,54 мм Зенкер специальный, Калибр специальный 4 3 Зачистить отверстие Æ2,362 мм Развертка специальная 5 Зачистить отверстие Æ2 мм Зенкер специальный, Калибр специальный
120 Шлифовальная 4130 1 Установить деталь, закрепить
Круглошлифовальный
станок А11U-550F Центр Морзе ГОСТ 13214–79, Полуцентр Морзе ВК6 ГОСТ 2576–79, Хомутик ГОСТ 16488–70 2 Довести центр Полуцентр специальный 3 Шлифовать поверхность Æ25,349 мм Круг шлифовальный 1400х6х127 ГОСТ 2424–83, Калибр специальный
125 Шлифовальная 4130 1 Шарошить круг в размер 5,66 мм
Круглошлифовальный
станок А11U-550F 2 Установить деталь, закрепить Центр Морзе ГОСТ 13214–79, Полуцентр Морзе ГОСТ 2576–79, Хомутик ГОСТ 16488–70 3 Шлифовать канавку, выдерживая размеры 54,2±0,24 мм, 5,66±0,11 мм, Æ20,9 мм, R 0,4 max Круг шлифовальный 1400х6х127 ГОСТ 2424–83, Калибр специальный
130 Шлифовальная 4130 1 Установить деталь, закрепить
Внутришлифовальный
станок СОИ-10 Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–70, Кулачки специальные 2 Шлифовать отверстие Æ15,95 мм Круг шлифовальный 1,13х10х6 ГОСТ 2424–83, Калибр специальный
* – всоответствии с рисунком 1
2.2.3Анализ существующего технологического процесса
В данном технологическомпроцессе вся механическая обработка распределена по операциям. При этом, напервых операциях обрабатываются основные технологические базы, а далее следуютоперации формообразования детали до стадии чистовой обработки. Принципыпостоянства и совмещения баз соблюдаются. В процессе обработки деталипредусматривается контроль.
В качествережущего инструмента применяются стандартные и специальные резцы, специальныезенкеры, развертки, метчики, зенковки, сверла. Контроль производят специальнымикалибрами и стандартными измерительными средствами.
2.2.4Предлагаемый вариант технологического процесса
Всуществующем технологическом процессе на 005 Токарной операции в качествеизмерительного средства используется штангенциркуль, служащий для измерения внешнихи внутренних размеров изделия. Предлагаю использовать в качестве измерительногосредства для внешних поверхностей калибр-скобу, использование которой позволяетсократить время на контрольные измерения.
Таблица 7 – Внесенныеизменения
Наименование
позиций Варианты 1-й (существующий) 2-й (предлагаемый) Отличающие операции механической обработки
005 Токарная
измерительное
средство:
ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89
005 Токарная
измерительное
средство:
Калибр-скоба Æ22,23
h7 мм
2.2.5Выбор технологического оборудования и оснастки
Для обработкидетали применяем универсальные станки 1В340Ф30, 16А20ФЗС43, 250ИТВ, 2Н118, А11U-550F, СОИ-10 стандартныеприспособления для токарных операций и специальные приспособления для сверлильныхопераций, режущий и мерительный инструмент (в соответствии с таблицей 6).

2.2.6Технико-экономическое обоснование предлагаемого варианта технологическогопроцесса
Таблица 8 – Сравнительныйанализ вариантов технологических процессовНаименование позиции Варианты 1-ый (существ.) 2-ой (предлаг.) 1. Отличающиеся операции механической обработки
005 Токарная
измерительное средство:
ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89
005 Токарная
измерительное средство:
Калибр-скоба Æ22,23 h7 мм 2. Трудоемкость обработки, мин.
ТИЗМ = 0,1 мин,
ТШТ.К = 4,99 мин
ТИЗМ = 0,05 мин,
ТШТ.К = 4,3 мин
В результатезамены штангенциркуля на калибр – скобу:
1.Уменьшается вспомогательное время, а следовательно и штучно-калькуляционноевременя, что приводит к повышению производительности труда, а значит, к уменьшениюсрока сдачи партии изделий и увеличению количества оборотов продажи готовых изделий;
2. Снижениязатрат на себестоимость изготовления изделия, что влечет за собой увеличениеприбыли, рост рентабельности производства.
2.3 Расчетприпусков и межоперационных размеров [3]
Припуск наобработку – это слой металла, удаляемый в процессе обработки резанием дляполучения окончательных размеров и требуемого качества поверхностей изделия.
Операционнымприпуском называют припуск, удаляемый при выполнении одной технологическойоперации.
Вмеханической обработке различают минимальный, максимальный и номинальныйприпуски. Расчету подлежит обычно минимальный припуск. Значения номинальныхприпусков используют для определения номинальных размеров, по которымизготавливают технологическую оснастку. Максимальный припуск, снимаемый за одинрабочий ход, определяет наибольшую нагрузку на режущий инструмент.
2.3.1Требуемые технологические переходы определяем путем расчета коэффициентовуточнения
В результатемеханической обработки требуется получить точность диаметрального размера поверхностиDД = 34,9 h8, предельные отклонения es = +0,3 мм; ei = -0,3 мм и допуск:
/> (20)
/>
В качествезаготовки выбран сортовой прокат шестигранного сечения обычной точности, длякоторого в диапазоне диаметров вписанного круга DЗ =36 – 42 ммпредельные отклонения и допуск диаметрального размера составляют esЗ = +0,4 мм; eiЗ = -0,7 мм и допуск:
/> (21)
/>
Таким образом,в результате механической обработки следует получить требуемое уточнение:
/>мм

Необходимуюконечную точность размера детали DД = 34,9 h8 и шероховатость поверхности Rz = 6,3 мкм достигают тонкимточением, которому должно предшествовать чистовое точение.
На чистовомточение достигают точность диаметрального размера по IT10 и шероховатостьповерхности Rz = 32. Определяем для диапазона D = 30 – 50 мм допускна операционный размер чистового точения:
Т2 =0,01 мм
Следовательно,уточнение на операции тонкого точения составляет:
/>мм
Операциичистового точения предшествует черновое точение, на котором достигают точностьдиаметрального размера по IT12 и шероховатость поверхности Rz = 63. Определяем длядиапазона D= 30 – 50 мм допуск на операционный размер чернового точения:
Т1 =0,25 мм
Следовательно,уточнение на операции чистового точения составляет:
/>мм
Черновоеточение выполняют непосредственно по заготовке, т.е. по горячекатаному прутку,а получаемое при этом уточнение составляет:
/>мм

Тогда общееуточнение, получаемое в результате выполнения выбранных переходов />, равно требуемомууточнению />, что гарантируетдостижение требуемой точности детали.
Таким образом,технологический маршрут обработки включает:
005 Токарнаячерновая (Rz = 63; 12 квалитет);
030 Токарнаячистовая (Rz = 32; 10 квалитет);
030 Токарнаятонкое точение (Rz = 6,3; 7 квалитет);
2.3.2Базирование детали при обработке поверхности Ø126h11
Черноваяобработка вала осуществляется на токарном станке с ЧПУ.
При черновой обработкеповерхности, деталь устанавливается до упора в цанговом патроне.
При чистовоми тонком точение деталь устанавливается в патрон с кулачками.
2.3.3Пространственные отклонения
Привыполнении первой операции, т.е. чернового точения, пространственные отклонениябудут равны пространственным отклонениям заготовки:
/>; (22)
Согласнотаблице для заготовок из сортового проката:
/> (23)
/>, (24)

где L – длина детали почертежу, L=81,36 мм
Погрешностьзацентровки:
/> (25)
/>
где ITD – допуск на размерповерхности, по которой осуществляется базирование при зацентровке.
Длязацентровки используется поверхность, диаметр которой больше на величину припуска.Определяем предельные отклонения на этот размер для проката обычной точности.
Этиотклонения равны:
es = + 0,4 мм; ei = – 0,7 мм.
Тогда:
/>
Кривизнапрофиля сортового проката обычной точности без правки для диаметра до 180 ммравна 0,5 мкм/мм. Тогда:
/> (26)
/>

l=0,5 мм
/>мм
Подставляяполученные данные в формулу для определения пространственных отклоненийзаготовки, получим:
/>
Привыполнении чистового точения пространственные отклонения будут равныпространственным отклонениям, оставшимся после чернового точения.
Величину этихотклонений (Δчерн) можно определить по формуле:
/>, (27)
где КУ– коэффициент уточнения;
Для черновоготочения КУ = 0,06. Тогда:
/>
Пространственныеотклонения, оставшиеся после чистового точения:
/>, (28)

2.3.4Погрешности установки на выполняемом переходе
При черновомточении деталь закрепляется в цанговом патроне. Погрешность базирования в цанговомпатроне равна нулю. Погрешность установки (/>)определяется по формуле:
/> (29)
где /> — погрешность закрепления.
Погрешностьзакрепления складывается из двух составляющих: радиальной (/>) и осевой (/>). Ее наиболее вероятноезначение можно определить по формуле:
/> (30)
По таблиценаходим, что />= 300 мкм = 0,3 мм, а />= 200 мкм = 0,2 мм(пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм).С учетом этого:
/>
При чистовоми тонком точении заготовка базируется в патроне с кулачками. Погрешность базированияв патроне с кулачками равна нулю.
Погрешностьзакрепления определяем по формуле (28):
По таблиценаходим, что />= 200 мкм = 0,2 мм, а />= 400 мкм = 0,4 мм(пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм).С учетом этого:

/>
2.3.5Минимальные промежуточные припуски
Минимальныйприпуск на тонкое точение определяется по формуле:
/>, (31)
где Rz2 – высотамикронеровностей, полученная на предшествующем переходе (чистовом точении). Потаблице находим, что Rz2 = 32 мкм = 0,032 мм, hз = 30 мкм = 0,03 мм.
Пространственныеотклонения />Погрешность базирования />Тогда:
/>
Минимальныйприпуск на чистовое точение определяем по формуле:
/>, (32)
где Rz1 – высотамикронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). Потаблице определяем, что Rz1 = 63 мкм = 0,63 мм, hз = 30 мкм = 0,3 мм.
Пространственныеотклонения />Погрешность базирования />Тогда:

/>
Минимальныйприпуск на черновое точение определяем по формуле:
/>, (33)
где Rz3 – высотамикронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). Потаблице определяем, что Rz1 = 12 мкм = 0,12 мм, hз = 60 мкм = 0,6 мм.
Пространственныеотклонения />Погрешность базирования />Тогда:
/>
2.3.6Максимальные промежуточные припуски
Максимальныйприпуск определяем по формуле:
/> (34)
где ITDi-1 – поле допуска на размеробрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на предшествующем переходе;
TDi – поле допуска на размеробрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на выполняемом переходе.
Максимальныйпромежуточный припуск на тонкое точение

/> (35)
где ITD2 – поле допуска на размер34,9, обеспечиваемое после чистового точения. чистовое точение обеспечивает 10квалитет. По таблице находим, что:
/>;/>
Подставляя вформулу найденные значения, получим:
/>
Максимальныйпромежуточный припуск на чистовое точение
/> (36)
где ITD1 – поле допуска на размер34,9, обеспечиваемое после чернового точения. Черновое точение обеспечивает 12квалитет. По таблице находим, что:
/>;/>
Подставляя вформулу найденные значения, получим:
/>
Максимальныйпромежуточный припуск на черновое точение:

/> (37)
где ITD3 – поле допуска на размерзаготовки.
По таблиценаходим предельные отклонения на размер заготовки. Точность проката обычнойточности характеризуется следующими значениями предельных отклонений: es= +0,4 мм, ei = -0,7. Поле допуска:
/> (38)
/>
Подставляя вформулу найденные значения, получим:
/>
2.3.7Номинальные межпереходные припуски
Номинальныемежпереходные припуски составляют:
– длятонкого точения:
/> (39)
/>
– длячистового точения:

/> (40)
/>
– длячернового точения:
/> (41)
/>
2.3.8Операционные размеры
На последнейоперации тонкого точения:
/>мм
Округляем: 35-0,16.
На операциичистового точения:
/> (42)
/>
Округляем: 35,4-0,01.
На операциичернового точения:

/> (43)
/>
Округляем: 35,8-0,25.
В результатеразмер заготовки:
/> (44)
/>
Округляемразмер заготовки до ближайшего большего целого значения, которое предусмотреносортаментом проката шестигранного сечения:
/>мм
И получаемокончательный диаметральный размер.
Таблица 9 – Припускидля детали «Стакан»№ поверхности Размер, мм Припуск, мм Допуск на размер, мм Табл. Расчетн. 1 Торцевая поверхность диаметром 34,9 мм 1,3 ±0,37 2 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм 1,43 0,14 +0,3 3 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм 1,43 0,14 +0,3 4 Цилиндрическая канавка диаметром 27,18 мм 0,45
+0,04
-0,07 5 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 29,97 мм 3 -0,26 6 Уклон 67 °30 ' 0,25 ±0,3 7 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 22,23 мм 1,3 ±0,37 8 Фаска 3,3х30° 1,3 ±0,3 9 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм 3 -0,06 10 Цилиндрическая канавка диаметром 20,9 мм 2 -0,05 11 Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм 3 -0,06 12 Фаска 0,6х45° 0,45 ±0,3 13 Торцевая поверхность диаметром 25,349 мм 0,25 ±0,37 14 Уклон 30° 0,5 ±0,3 15 Уклон 22°30 ' 1,5 ±0,3 16 Фаска 0,6х45° 0,45 ±0,3 17 Цилиндрическое отверстие диаметром 15,95 мм 2 +0,1 18 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм 1,3 +0,12 19 Цилиндрическое отверстие диаметром 8 мм 2 +0,36 20 Уклон 45° 0,5 ±0,3 21 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм 2 ±0,35 22 Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 9,5 мм 0,45
+0,37
-0,11 23 Цилиндрическое отверстие диаметром 2,4 мм 1,5 +0,6 24 Цилиндрическое отверстие диаметром 2 мм 2
+0,2
-0,09 25 Цилиндрическое отверстие диаметром 16,6 мм 1,3 +0,5 26 Уклон 15° 1,5 ±0,3
* – в соответствии с рисунком1

2.4Конструирование заготовки [4]
Определяемразмеры исходной заготовки для рассматриваемой детали:
Наружныйдиаметр заготовки будет складываться из размера наружной поверхности деталиплюс общий припуск на механическую обработку. Таким образом, получим:
/> (45)
где dд – размер детали, мм
Z – общий припуск намеханическую обработку, мм (см. табл. 9)
/>
Принимаемнаружный диаметр заготовки равным ø36 мм
По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009–55 допускаемые отклонения для сортовогопроката ±0,3 мм
Длина заготовки будет складываться из длины детали и общегоприпуска на механическую обработку торцовых поверхностей.
/> (46)
где Zот1, Zот2 – общие припуски намеханическую обработку торцовых поверхностей, мм (см. табл. 9)
Lд – длина детали, мм.
/>
Принимаемдлину заготовки равной 83 мм
По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009–55 допускаемые отклонения длясортового проката – ±0,3 мм

/>
Рисунок 5 – Эскиз заготовки
2.5 Расчетрежимов резания [3]
Расчетырежима резания можно определить двумя способами:
– расчетно-аналитическим;
– табличным.
Операция 045 Токарная
Исходныеданные:
Материалдетали – Сталь 40Х ГОСТ 4543–71;.
Масса детали– 0,13 кг;
Мощностьстанка – 10 кВт;
Частотавращения – 12,5 – 1600 об/мин;
Продольныеподачи – 0,05–2,8 мм/об;
Поперечныеподачи – 0,025–1,4 мм/об;
Режущийинструмент – сверло специальное, зенкер специальный, зенковка специальная,развертка специальная
Определяемрежимы резания расчетно-аналитическим методом
Таблица 10 – Исходные данные на 045операцию
Наименование операций,
Содержание переходов Модель станка Инструмент
045 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить
Токарно – винторезный станок
250ИТВ Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–80 2 Центровать отверстие Æ2 мм Сверло специальное 3 Сверлить отверстие Æ2 мм предварительно Сверло специальное 4 Зенкеровать отверстие Æ2 мм окончательно Зенкер специальный, Калибр специальный 5 Зенковать конус, выдерживая размеры 110°, 29,72±0,24 мм Зенковка специальная, Калибр специальный 6 Развернуть отверстие Æ2,362 мм, выдерживая размер 0,8 min Развертка специальная, Калибр специальный
1 Глубинарезания при сверлении:
/>, (47)
где D – диаметр сверла, мм
Глубинарезания при зенкерование, развертывание:
/> (48)
/>;
/>;
/>;
/>
2 Подача:
/>
/>
/>
/>
3 Скоростьрезания при сверлении:
/> (49)
Скоростьрезания при зенкерование, развертывание:
/> (50)
Cv1=7;
q1=0,4;
y1=0,7;
m1=0,2;
T1=15 мин;
Kv=5,7
/>
Cv= 16,3;
q=0,3;
х=0,2;
y= 0,5;
m=0,3;
T1= 30 мин;
Kv= 5,7
/>
/>
Cv= 10,5;
q=0,3;
х=0,2;
y= 0,65;
m=0,4;
T1= 25 мин;
Kv= 5,7
/>
4 Крутящиймомент при сверлении:
/>, (51)
Крутящиймомент при зенкерование, развертывание:
/>, (52)
Cм= 0,0345;
q=2;
y= 0,8;
Kр= 0,75
/>,
Cм= 0,09;
q=1;
х=0,9;
y= 0,8;
Kр= 0,75
/>,
/>,
/>
5 Осевая силапри сверлении:
/>, (53)
Осевая силапри зенкерование, развертывание:
/>, (54)
CР= 68;
q=1;
y= 0,7;
Kр= 0,75

/>,
CР= 67;
х=1,2;
y= 0,65;
Kр= 0,75
/>,
/>,
/>
6 Мощностьрезания:
/> (55)
где n – частота вращенияинструмента или заготовки, об/мин:
/>, (56)
/>,
/>,
/>,
/>
/>
/>
/>
/>
Обработкавозможна, т. к. мощность резания (расчетная) меньше мощности станка: 10 кВт > 0,3 кВт.
Определяемрежимы резания табличным методом:
Операция 055 Сверлильная
Исходныеданные:
Мощностьстанка – 4,5 кВт;
Частотавращения шпинделя – 31,5 – 1400 об/мин;
Максимальнаяосевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка – 1500 кгс = 15000 Н;
Подача – 0,1–1,6 мм/об;
Режущийинструмент – сверло ГОСТ 8522–79
Таблица 11 – Исходныеданные на 055 операцию
Наименование операций,
Содержание переходов Модель станка Инструмент
055 Сверлильная 4120 1 Установить деталь, закрепить
Вертикально – сверлильный станок
2Н118 Специальное приспособление 2 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный 3 Переустановить деталь 4 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный

1 Глубинарезания:
/> (57)
где D – диаметр сверла
/>;
/>
2 Подача наоборот инструмента:
/>;
/>
3 Длинарабочего хода:
/>, (58)
где Lрез – длина резания, мм;
Lдоп – дополнительная длинахода, мм;
у – подвод,врезание и перебег инструмента
/>,
/>
4 Стойкостьинструмента:
/> (59)
где Тм– стойкость инструмента машинного времени, мин;
λ-коэффициентвремени резания
/> (60)
/>;
/> /> /> />
Тм=Тр,т. к. λ ‹ 0,7, значит:
Тм1 =30 мин.;
Тм2 =30 мин
/>
/>
5 Скоростьрезания:
/>; (61)
/>;
/>
6 Частотавращения шпинделя:
/>; (62)
/>;
/>

7 Фактическаяскорость резания:
/>; (63)
/>;
/>
Таблица 12 – Режимырезания
Наименование операций,
Содержание переходов
Длина
рабочего хода, мм
Число рабочих
ходов Глубина резания, мм Подача мм/об, мм/мин
Скорость
резания, м/мин Частота вращения, об/мин Модель станка
Операция 005 Токарная с ЧПУ 4110 1.  Установить деталь, закрепить 2 Подрезать торец 21 1 1 0,15 56,5 500 1В340Ф30 3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размер 65,07 мм и фаску 30° 68,07 1 0,55 0,15 56,5 500 4 Точить поверхность Æ29,97 мм, выдерживая размер 56,87 мм 59,87 1 2,465 0,15 54,8 500 5 Точить поверхность Æ25,9 мм, выдерживая размер 16,5 мм с образованием фаски 0,88х45° 43,37 1 2,035 0,15 47 500 6 Точить канавку Æ21,4 мм, выдерживая размеры 4,5 мм и 8,17 мм 5,25 1 4,5 0,1 20,33 250 7 Точить поверхность Æ22,23 мм, выдерживая размеры 10,94 мм, Æ27,05 мм, 16,5 мм 36,43 1 1,835 0,1 20 250 8 Точить канавку Æ27,4 мм, выдерживая размеры 3,2 мм, R 0,2 6,75 1 3,2 0,1 27,4 250 9 Нарезать резьбу 17 9 1,06 2,117 17 180 10 Центровать торец Æ25,9 мм 7,5 2 1 0,05 12,56 1000 11 Сверлить отверстие Æ14 мм на глубину 40±0,3 мм 46 1 7,5 0,1 13,8 315 12 Снять фаску, выдерживая размеры 17,5 мм и 30° 4 1 1,7 0,1 27,5 500 13 Отрезать деталь, выдержав размер 82±0,2 мм 21 1 3 0,1 28,3 250
030 Токарная с ЧПУ 4110 127 2 5,5 0,15 199 500 1 Установить деталь, закрепить 2 Подрезать торец, выдерживая размер 81,36 мм 21 1 0,64 0,15 56,5 500 16А20ФЗС43 3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размеры 7,92 мм и 30° 11 1 0,55 0,15 56,5 500 4 Центровать торец Æ34,9 мм 5 Сверлить отверстие Æ16,6 мм, выдерживая размер 21,3 мм 28 1 8,25 0,15 16,3 315 6 Расточить отверстие Æ17,33 мм, выдерживая размер 21,3 мм 23,5 1 0,5 0,1 27 500 7 Расточить отверстие, выдерживая размеры Æ20,6 мм, 45°, 15°, 2,54 мм 8 2 1,635 0,1 32 500 8 Нарезать резьбу, выдерживая размер 21,3 мм 15 7 0,794 1,588 6,8 125
040 Токарная с ЧПУ 4110 1 Установить деталь, закрепить 2 Зенкеровать отверстие Æ9,5 мм, выдерживая размер 47,63±0,3 мм и отверстие Æ15,5 мм предварительно, выдерживая размер 44,45±0,24 мм
42
10 1
0,5
7,5
0,2
0,1 14,8 315 16А20ФЗС43 3 Точить канавку, выдерживая размеры 8,5 max, 45°, 44,45 мм, Æ17,5 ±0,35 мм 15,5 1 1,25 0,075 27,5 500 4 Расточить отверстие Æ15,5 мм окончательно 38 1 0,25 0,1 24,3 500 5 Точить канавку, выдерживая размеры 1,2 мм, Æ17 мм, 9,3±0,24 мм 2,75 1 1,2 0,075 26,7 500 6 Притупить острые кромки
045 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить 2 Центровать отверстие Æ2 мм 250ИТВ 3 Сверлить отверстие Æ1,7 мм предварительно 6 1 0,85 0,03 31,3 580 4 Зенкеровать отверстие Æ2 мм окончательно 6 1 0,15 0,05 27,9 444 5 Зенковать конус, выдерживая размеры 110°, 29,72±0,24 мм 2 1 7,4 0,05 23,7 448 6 Развернуть отверстие Æ2,362 мм, выдерживая размер 0,8 min 2 1 0,2 0,05 26 351
050 Сверлильная 4120 1 Установить деталь, закрепить 2 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход 30 1 4 0,05 12,56 500 2Н118 3 Переустановить деталь 4 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход 30 1 4 0,05 12,56 500
055 Сверлильная 4120 1 Установить деталь, закрепить 2 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' 17 3 1,25 0,05 7,85 1000 2Н118 3 Переустановить деталь 4 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30' 17 3 1,25 0,05 7,85 1000
083 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить 2 Притереть центр 250ИТВ
085 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить 2 Калибровать резьбу 16 2 - 2,117 7,5 80 250ИТВ 3 Зачистить канавку, выдерживая размеры R0,2, 57,15 мм, 17±0,24 мм, 3,2 мм, Æ27,18 мм 3,5 1 3,2 0,075 43 500 4 Притупить острую кромку R 0,1 max
090 Токарная 4110 1 Установить деталь, закрепить 2 Калибровать резьбу, выдерживая размер 14,3 min 17,3 2 - 1,588 4,8 80 250ИТВ 3 Зачистить отверстие Æ20,6 мм, выдерживая размеры 15°, 2,54 мм 5 1 - 0,1 32 500 4 Зачистить отверстие Æ2,362 мм 2 1 - 0,05 3,7 500 5 Зачистить отверстие Æ2 мм 6 1 - 0,05 6 1000
120 Шлифовальная 4130 1 Установить деталь, закрепить 2 Довести центр А11U-550F 3 Шлифовать поверхность Æ25,349 мм 35,5 1 0,5 1,5 35 450
125 Шлифовальная 4130 1 Шарошить круг в размер 5,66 мм 2 Установить деталь, закрепить 3 Шлифовать канавку, выдерживая размеры 54,2±0,24 мм, 5,66±0,11 мм, Æ20,9 мм, R 0,4 max 10 1 0,5 1,6 25 350 А11U-550F
130 Шлифовальная 4130 1 Установить деталь, закрепить 2 Шлифовать отверстие Æ15,95 мм 18 1 0,5 0,075 30 500 А11U-550F
* – номераповерхностей в соответствии с рисунком 1
2.6 Расчеттехнических норм времени [5]
Операция 055 Сверлильная
Основноемашинное временя обработки:
/>; (64)
/>;
/>
/>
Определяемвспомогательное время:
Время наснятие и установку детали весом до 3 кг в специальном приспособлении:
tуст = 0,307 мин;
Вспомогательноевремя связанное с переходом, на приемы, связанные с переходом не вошедшие вкомплекс определяется по карте и включает время на изменение частоты вращенияшпинделя, изменение величины и направления подачи, на смену резца:
tпер = 0,36 мин;
tуст = 0,17 мин;
Вспомогательноевремя на контрольные измерения:
tизм = 0,9 мин;
Время наобслуживание рабочего места:
аобс= 3,5%;
Времяперерывов на отдых и личные надобности: при весе детали до 5 кг и оперативномвремени свыше 1 мин:
аотл= 6%.;
Подготовительно– заключительное время на партию: на наладку станка, инструмента иприспособлений:
tпз= 9 мин;
Время наполучение инструмента и приспособлений:
tпз = 8 мин;
Определяемпоправочный коэффициент на вспомогательное время: при 2-х сменной работе натокарных станках КtВ=0,5.
Определяемвспомогательное время на обработку:
/> (65)
/>
Определяемштучное время по формуле:

/> (66)
/>
Определяемподготовительно-заключительное время по формуле:
/> (67)
/>
Определяемштучно-калькуляционное время по формуле:
/> (68)
/>
Оперативноевремя рассчитаем по формуле [1]:
/> (69)
/>
Таблица 13 – Нормывремени, минНаименование операции
ТО,
ТВСП
ТОП
ТШТ
ТШ.К 005 Токарная с ЧПУ 8,14 0,7 4,2 8,9 9 030 Токарная с ЧПУ 3,34 1,1 2,8 4,946 4,96 040 Токарная с ЧПУ 2,53 0,4 0,7 3,025 3,042 045 Токарная 0,64 2,538 1,04 3,432 3,455 050 Сверлильная 2,4 0,84 1,6 3,6 3,617 055 Сверлильная 0,68 0,7 1,38 1,5 1,52 083 Токарная 0,5 0,09 0,9 0,88 0,9 085 Токарная 0,28 1,072 7,4 1,557 1,573 090 Токарная 0,57 2,129 1,8 8 8,02 Продолжение таблицы 13 1 2 3 4 5 6 120 Шлифовальная 2,11 1,11 2,5 3,533 3,549 125 Шлифовальная 1,2 0,721 1,3 2,137 2,157 130 Шлифовальная 6,6 0,66 0,55 7 7,587
Вывод: вданном разделе определен способ получения заготовки (прокат шестигранногосечения) и его экономическое обоснование, разработаны операции технологическогопроцесса изготовления детали с указанием режимов резания и технических нормвремени, произведен расчет припусков межоперационных размеров, сконструированазаготовка.
 

3.Расчетно-конструкторская часть
 
3.1 Выбор,расчет и конструирование специального станочного приспособления
 
3.1.1Описание работы приспособления
Специальноесверлильное приспособление предназначено для устойчивого закрепления детали приобработке двух отверстий детали на вертикально – сверлильном станке.
Применениеданного приспособления обеспечит точную и быструю установку обрабатываемой деталив данном приспособление.
При установкеи снятие детали рабочему не требуется совершать трудоемких действий, что уменьшаетвремя на установку и снятие детали.
По числуустанавливаемых заготовок оно является одноместным.
/>
1 – плита, 2 – корпус,3 – эксцентрик, 4 – втулка, 5 – оправка, 6 – пята,
7 – винт,8-планка, 9 – калибр, 12 – болт, 13,14 – гайка, 15 – шайба,
16, 25 –рукоятка, 18,19,20 – штифты, 21 – втулка, 22 – винт, 24 – планка
Рисунок 6 –Эскиз сверлильного приспособления

Принципдействия и составные элементы специального сверлильного приспособления состоитв следующем:
1.Устанавливается обрабатываемая деталь на оправку (5) и с низу поджимается пятой(6). При установке детали на оправку производится сверление двух отверстийдиаметром 2,4 мм.
2. Оправкакрепится к корпусу (2), с помощью шайбы (15) и затягивается гайкой (14).
3. К корпусу(2) с помощью гайки (13) крепится эксцентрик (3) к которому с помощью штифта(19) устанавливается рукоятка (16), которая нужна для поворота приспособления.
4. Далее специальноеприспособление устанавливают на стол вертикально – сверлильного станка.
Использованиеприспособлений способствует повышению производительности и точности обработки,облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимойквалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций;расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасностиработы и снижению аварийности, за счет снижения трудоёмкости и себестоимостиобработки деталей.
3.1.2Расчет погрешности базирования
Погрешностьбазирования εб – это отклонение фактически достигнутогоположения заготовки при базировании от требуемого. Она определяется, какпредельное поле рассеяния расстояний между технологической и измерительнойбазами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно εбможно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния.Величина εб зависит от принятой схемы базирования и точности выполнениябаз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз).
Погрешностьбазирования εб может быть 0, если совмещены технологическая иизмерительная базы, к чему необходимо стремиться при проектировании станочногоприспособления. В данном случае конструкторский размер не соответствует технологическомуразмеру базы.
Таккак размер посадочной базы по кондуктору DК = ø25,92+0,027 а размер отверстия по которому устанавливается деталь DД = ø25,9-0,1, то погрешностьбазирования может достигать:
/>, (70)
гдеSmin – зазор минимальный,мм
/>,
/>
3.1.3Расчет сил зажима детали
Определениеусилий зажима, необходимых для надежного удержания обрабатываемых деталей,является основой для установления расчетно-конструктивных параметров силовыхцилиндров, приводов и зажимных устройств приспособлений.
Расчетнеобходимых зажимных сил выполняем в следующем порядке:
1. Выбираем оптимальную схему базирования и закрепления детали.

/>
Рисунок 7 – Схема базирования детали в станочномприспособлении и действия сил
2.На составленной схеме изображаются стрелками все приложенные к детали силы:стремящиеся сдвинуть или повернуть деталь в приспособлении (силы резания и ихмоменты) и удерживающие ее (зажимные силы, силы трения). В нашем случаиобъемные силы не учитываются.
3.Вводится коэффициент надежности закрепления k, учитывающий возможное увеличениесилы резания в процессе обработки. Величина коэффициента запаса (надежности) kустанавливается дифференцированно с учетом конкретных условий обработки изакрепления детали. Определяется он по формуле:
/>, (71)
гдеk0– гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления. Длявсех случаев рекомендуется принимать k0=1,5;
k1– коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностейна заготовках. При черновой обработке k1 = 1,2;
k2– коэффициент учитывающий увеличение силы резания от затупления режущегоинструмента, k2 = 1 – 1,8;
k3– коэффициент, учитывающий условия обработки при прерывистом резании, k3= 1,2;
k4– коэффициент, характеризующий погрешность зажимного устройства. Для ручныхзажимов k4 = 1;
k5– коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток в ручныхзажимных устройствах. При удобном их расположении k5 =1;
k6– коэффициент, учитывающий только наличие моментов, стремящихся повернутьзаготовку на опорах; при установке на плоские опоры k6 = 1,
/>
4.Устанавливаются усилия зажима. Величина зажимного усилия определяется на основерешения задачи статики на равновесие детали под действием всех приложенных кней сил и моментов.
Вобщем случае должно соблюдаться выражение:
/>, (72)
Силурезания находим по нормативам по режимам резания (см. 2.5)
Nрез= 0,051767 кВт;
Pz =126,73 Н;
Ро =117,083 Н
Условиепрочности болта:
/>,
[σp] = 315 МПа
Дляобеспечения надежного зажима должно выполняться условие:

/> (73)
/>
В нашемслучае условие выполняется.
3.1.4Прочностной расчет ответственных деталей приспособления
Длярасчета прочности наиболее ответственных и нагруженных деталей приспособлениявыбираем болт М10. Резьбовые соединения работают с предварительной затяжкой. Врезультате затяжки в поперечном сечении резьбового винта возникает продольнаясила и крутящий момент. Таким образом, стержень шпильки испытывает растяжение икручение, а резьба – срез и смятие.
Расчетвинта на растяжение ведется по следующей формуле:
/>, (74)
где/> — коэффициент затяжки;
K –коэффициент переменной нагрузки;
/> — допускаемая силазатяжки, Н;
[σ] –допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового винта, МПа;
/> — расчетный диаметррезьбового винта
Расчетныйдиаметр считается по следующей формуле:
/> (75)
гдеd – номинальный диаметр резьбового винта, мм;
Р –шаг резьбы, мм

/>
Поформуле (5) рассчитываем напряжение растяжения в данной резьбовой паре:
/>
Допускаемоенапряжение при растяжении для материала резьбового винта принимается равным 98МПа.
10МПа
Рассчитанноенапряжение при растяжении меньше допускаемого, значит, условие прочности прирастяжении соблюдается.
Расчетпрочности на кручение:
/>, (76)
где/> — полярный момент сопротивления
Полярныймомент сопротивления рассчитываем по формуле:
/>, (77)
d –номинальный диаметр резьбового винта, мм;
/> – допускаемое напряжениедля валов при кручении, МПа;
/> – максимальнодопустимый крутящий момент
Максимальнодопустимый крутящий момент рассчитываем по формуле:

/>, (78)
гдеG – модуль сдвига для стали, МПа;
/> — приведенный уголтрения, рад/мм;
/> — полярный моментинерции, для круга рассчитывается по формуле:
/>, (79)
Полярныймомент инерции:
/>
Максимальнодопустимый крутящий момент:
/>
Полярныймомент сопротивления:
/>
Напряжение,возникающее при кручении:
/>
Допускаемоенапряжение, при кручении вала из стали, принимают в пределах 90 МПа.

/>
227,1МПа≥75МПа
Условиепрочности при кручении выполняется.
Условиепрочности при срезе:
/>, (80)
где/> – площадь среза, для кругарассчитывается по формуле:
/>, (81)
где/> – сила резьбового зажима,Н;
/> – допускаемоенапряжение при срезе, МПа;
d –номинальный диаметр резьбового винта, мм
Площадьсреза:
/>
Силарезьбового зажима:
/>
Напряжение,возникающее при срезе:
/>
/> (82)

0,036МПа≤15МПа
Напряжение,возникающее при срезе, меньше допускаемого напряжения, значит, условиепрочности выполняется.
3.1.5Выбор и проектирование вспомогательного инструмента
Вспомогательныйинструмент, применяемый для изготовления детали «Стакан» стандартный и приведен в таблице 6.
3.1.6 Выбор и проектированиережущего инструмента
Рассчитываем разверткудля 045 токарной операции, для обработки сквозного отверстия диаметром 2 мм.
Определяемисполнительные диаметры рабочей части развертки для отверстия с Dо= 2D11. Поле допуска наобрабатываемое отверстие Dо по ГОСТ 25347–82 равно />мм.
/>,
/>
Максимальныйдиаметр развертки:
/>, (83)
где IT – допуск диаметраотверстия, мм
Минимальныйдиаметр развертки:
/> (84)
/> (85)
/>,
/>,
/>
Габаритныеразмеры развертки с цилиндрическим хвостовиком:
а) диаметррежущей части развертки, D= 3 мм;
б) длинарежущей части, l= 8 мм;
в) длина хвостовика,l1= 50 мм;
г) длинаразвертки, L=60 мм
Геометрическиеэлементы лезвия рабочей части развертки:
а) главныйугол в плане, φ= 45°;
б) переднийугол, γ= 5°;
в) заднийугол по главной режущей кромке (заборной части), α= 10°;
г) заднийугол по вспомогательной режущей кромке (периферии), α1= 10°;
д) заднийугол по спинке ножа αс= 15°;
е) шириналенточки, f=0,4 мм
Длиназаборной части развертки:
/>, (86)
где D – диаметр развертки, мм;
D2 – диаметр заборнойчасти, мм
/>, (87)
где h – припуск подразвертывание на сторону, мм
/>
/>
Число зубьевразвертки:

/> (88)
/>шт.
Выбираемугловой шаг зубьев развертки:
ω1=87°55';
ω2=92°05'
3.1.7Выбор и проектирование измерительного средства
Рассчитываемкалибр-скобу на 085 токарную операцию для контроля длины поверхности 17 мм,которая имеет проходную и непроходную стороны.
Определимразмеры калибра-скобы для длины поверхности равную 17 мм с полем допуска H8.
По СТ СЭВ 144–88находим предельные отклонения размера глубины:
Верхнее es = 0 мкм;
нижнее ei = -100 мкм;
допуск Td = 100 мкм
Определяемпредельные размеры глубины отверстия по формуле [7]:
/> (89)
/>
/> (90)
/>
По СТ СЭВ 157–75определяем допуск калибра: для 8 квалитета и размера от 10 до 18:
Н1= 24 мкм,
НS = 13 мкм,
НР= 24 мкм
Величины,определяющие расположение полей допусков калибров
Z1 = 36 мкм;
Y1 = 0.
По формуламСТ СЭВ 157–75 и 1920–79 определяем размеры калибров [7]
Проходнаясторона калибра определяется по формуле:
/> (91)
/>
Проходнаяизношенная сторона:
/> (92)
/>
Непроходнаясторона:
/> (93)
/>
Находимисполнительные размеры контрольных калибров [7]
Проходнойновой стороны:
/> (94)
/>
Непроходнойстороны:
/> (95)
/>

Износапроходной стороны:
/> (96)
/>
Вывод: вразделе описан принцип работы приспособления, приведен расчет погрешностибазирования, по которому определена возможность обработки детали на данномприспособлении; рассчитаны силы зажима детали, а также приведен расчетответственных деталей приспособления на прочность.

4.Мероприятия по охране труда (окружающей среды)
 
4.1Разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработкедетали
Общиетребования безопасности при работе на металлорежущих станках:
1 Ксамостоятельной работе допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие медицинскийосмотр, инструктажи, усвоившие правила охраны труда
2 Допуск ксамостоятельной работе производится после проверки знаний и прохождениястажировки в течение 10 рабочих смен под наблюдением опытного работника.
3 Передвигатьсяв цехе по предусмотренным проходам, не проходить между машинами, станками,сложенному материалу, деталям, заготовкам.
4 Бытьвнимательным к звуковой и световой сигнализации, сигналам кранов и движущегосятранспорта, предупредительным знакам и надписям.
5Пользоваться спецодеждой, обувью и защитными средствами.
6 Немедленноуведомлять мастера о случаях травматизма, неисправности оборудования,приспособлений и инструмента.
7 Уметьоказывать первую медицинскую помощь пострадавшим. Обращаться в здравпункт вслучае получения травмы, знать номера экстренных телефонов: здравпункта (23–03),пожарной части (25–01), соблюдать правила внутреннего распорядка, личнойгигиены.
8 Содержать впорядке и чистоте рабочее место, не допускать загромождения его деталями,отходами и мусором.
9Пользоваться деревянной напольной решеткой и содержать ее в чистоте.
10 Неприкасаться к токоведущим частям электрооборудования клеммам и электропроводам,к арматуре общего освещения.
11 Привести впорядок рабочую одежду: застегнуть или подвязать обшлага рукавов, надетьголовной убор; женщины должны убрать волосы под косынку.
12 Онеисправности станка немедленно заявить мастеру, до устранения неисправностей кработе не приступать.
13 Неотвлекаться во время работы.
14 Выполнятьтолько порученную работу, используя безопасные методы труда.
15 Работатьна станках, к работе на которых допущены.
16 Недопускать на рабочее место посторонних лиц.
17 Работатьисправным инструментом и приспособлениями, используя их по назначению.
18 Неопираться на станок во время работы и не позволять делать это другим.
19 Не работатьна неисправном и не имеющим необходимых ограждений станке. Не производитьремонт и переделку станка самостоятельно.
20 Неразрешать убирать у станка во время работы.
21Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а также сзабинтованными пальцами без резиновых напальчников.
22 Надежно ижестко закреплять обрабатываемую деталь.
23 Масса игабаритные размеры обрабатываемой детали должны соответствовать паспортнымданным станка.
24Устанавливать и снимать тяжелые детали и приспособления (массой более 15 кг) только с помощью подъемных механизмов.
25 Содержатьв чистоте рабочее место.
26 Незагромождать проходы при укладке деталей.
27 Применятьисправные гаечные ключи соответствующих размеров; не наращивать их трубой, др.рычагами; не пользоваться прокладками при несоответствии размеров.
28 При всякомперерыве в подаче электроэнергии немедленно выключить электрооборудованиестанка.
29 Если наметаллических частях станка обнаружено напряжение (ощущение тока), электродвигательработает на 2 фазы (гудит), заземляющий провод оборван, остановить станок инемедленно доложить мастеру о неисправности оборудования.
30Устанавливать и снимать режущий инструмент после полной остановки станка.
31 Неработать без кожуха, прикрывающего сменные шестерни.
32 Измерениеобрабатываемой детали производить после полной остановки станка.
33 Остерегатьсрыва ключа, правильно накладывать ключ на гайку и не поджимать гайку рывком.
34 Если приобработке металла образуется отлетающая стружка, то при отсутствии специальныхустройств на станке, надеть защитные очки или предохранительный щиток из прозрачногоматериала.
35 Во времяработы станка не брать и подавать через работающий станок какие-либо предметы,не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.
36 Не удалятьстружку от станка непосредственно руками инструментом, пользоваться для этогоспециальным крючком и щетками-сметками.
37 Следить засвоевременным удалением стружки с рабочего места и станка.
38Обязательно остановить станок и выключать электродвигатель при временномпрекращении работы, перерыве подачи электроэнергии, уборке, смазке, обнаружениинеисправностей.
39 Приобработке деталей применять режимы резания, указанные в операционной карте дляданной детали.
40 Не увеличиватьустановленные режимы резания без ведома мастера.
41 Прекратитьработу и покинуть рабочее место в случае возникновения аварийной ситуации.
Вывод: вданном разделе разработаны мероприятия по охране труда и технике безопасности,при обработке детали на металлорежущих станках.
 

5.Организационная часть
 
5.1Определение потребного количества оборудования [1]
Исходныеданные:
- годовойобъём выпуска деталей: 10000 шт.
- переченьопераций и норма штучно – калькуляционного времени, мин.
Наименование
операции. Разряд Норма
времени, мин.
005 Токарная
030 Токарная
040 Токарная
045 Токарная
050 Сверлильная
055 Сверлильная
083 Токарная
085 Токарная
090 Токарная
120 Шлифовальная
125 Шлифовальная
130 Шлифовальная
2
4
4
4
3
3
3
4
4
4
3
3
9
4,96
3,042
3,455
3,617
1,52
0,9
1,573
8,02
3,549
2,157
7,587
- эффективныйгодовой фонд времени работы одного станка, час.
Определениепотребного количества оборудования и его загрузка являются исходными даннымидля проектирования участка цеха машиностроительного завода. Для определенияколичества металлообрабатывающего оборудования данной модели и числа рабочихдля обработки предусмотренного количества деталей необходимо знать: годовойобъём выпуска изделий; вид технологического процесса с указанием перечняопераций и суммарные времени по каждому виду оборудования; эффективный годовойфонд производственного времени единицы оборудования.
Эффективныйгодовой фонд, время работы одного станка в часах при пятидневной рабочей неделес двумя выходными днями, может быть рассчитан по формуле:
/> (97)
где Твых =101– количество выходных дней;
Тпд =16 – количествопраздничных дней;
Тппд = 7 – количествопредпраздничных дней;
S = 2 – число смен работыоборудования;
Кр – коэффициент,учитывающий время пребывания станка в ремонте; для средних станков Кр =0,95…0,97
/>
В серийномпроизводстве расчётное количество оборудования (станков), шт. подсчитывают поформуле:
/> (98)
где tшт.к. – штучно – калькуляционноевремя по операциям, выполненным на данном этапе станков, отнесённое к однойдетали, мин.;
N – годовой объём выпускадеталей, шт.
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>
Расчётноеколичество Ср округляют до ближайшего большого целого числа – принятогоколичества станков Сп.
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>
Коэффициентзагрузки данного типа станков, в% вычисляется по формуле:
/>, (99)
где Ср – расчётноеколичество станков, шт.
Сп – принятоеколичество станков, шт.
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>
Заданиемпредусмотрена разработка технологии изготовления детали только одноготипоразмера, таким образом, чтобы загрузить оборудование целиком, годовой объёмвыпуска Nдолжен быть весьма большим. Практически количество оборудования, полученноерасчётным путём будет недостаточным для создания самостоятельного участка инормальной его загрузки.
/>
Рисунок 10 –График загрузки станков
Так какстанки 1В340Ф30, 16А20ФЗС43, 250ИТВ, 2Н118, 53А50, СОИ-10 являются недогруженными(Кз
5.1.1Расчёт стоимости оборудования
Расчёт стоимостиоборудования ведётся в табличной форме, который приведён в таблице 14.

Таблица 14 – Своднаяведомость оборудованияСтанки Модель Количество станков
Габаритные размеры
(длина и ширина) Мощность электродвигателей, квт. Цена станка
Общие затраты на
станок с монтажом, руб.
Общие затраты на все
станки с монтажом, руб. Одного
станка
Всех
станков 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Токарный станок с ЧПУ 1В340ФЗО 1
2531
×
1041 мм 9 9 1 500 000 1755000 1755000 Токарный станок с ЧПУ 16А20ФЗС43 1
3012
×
1241 мм 12 12 1 700 000 1955000 1955000 Токарно – винторезный станоу 250ИТВ 1
2541
×
1120 мм 10 10 2 000 000 2300000 2300000 Вертикально – сверлильный станок 2Н118 3
2573
×
1203 мм 4,5 13,5 200 000 230000 690000 Круглошлифовальный станок А11U-550F 1
4306
×
2415 мм 16 16 1 000 000 1150000 1150000 Внутришлифовальный станок СОИ-10 1
3981
×
2097 мм 15 15 1 200 000 1380000 1380000 Итого - 8 - 77,5 86,5 7 400 000 8770000 9460000
Примечание:Затраты на транспортировку и монтаж станков в среднем 15% от его стоимости.

5.2 Разработка планарасположения оборудования на участке
Участокмеханической обработки детали «Стакан» располагается в пролете шириной 12 ми шагом колонн 6 м. Так как производство среднесерийное, то планировкуучастка осуществляем по порядку технологических операций, т.е. станкирасполагаются в порядке последовательности операций технологического процессаизготовления детали.
В качестветранспортного средства для транспортирования заготовок между станкамииспользуется ручная тележка. Рабочие места станочников оснащеныинструментальным шкафом (тумбочкой станочника), в котором должен храниться инструментпостоянного пользования и средства по уходу за станком; стеллажом (приемныйстолик) для размещения на нем тары с заготовками и готовыми деталями.
Предусмотреныместо для мастера, место контролера, склад заготовок, инструментальный склад,место для сбора стружки, а также место для складирования готовых деталей.
Расчетпотребности в площадях
Удельнаяплощадь, приходящаяся на единицу оборудования, определяется по формуле:
/>, (100)
где S – площадь единицыоборудования, м;
Кдоп– коэффициент, учитывающий дополнительные площади.
Кдопберется из паспорта оборудования и устанавливается большим длякрупногабаритного оборудования и меньшим – для оборудования с меньшимиразмерами.
Общаяпроизводственная площадь участка:

/>, (101)
где S уд i – удельная площадьединицы оборудования i – го вида, м;
n – число видовоборудования, шт.;
С прин i – число станков i – го вида, шт.
По даннымпредприятия:
1 Вспомогательная площадь составляет 20% от основной площади.
2 Служебно-бытовая – 30% от основной площади.
3 Административно-хозяйственная площадь – 6% от суммы основной ивспомогательной площадей.
Таблица 15 – Расчет размера основных производственных площадейНаименование Габариты, м Общ. площадь, кв. м. Коэф. доп. Площадей С ПРИН Осн. площадь, кв. м. Токарн-винторезный 250ИТВ
2,541
×
1,120 2,85 5 1 14,25
Токарный с ЧПУ
6А20ФЗС43
3,012
×
1,241 3,74 5 1 18,7 Токарный с ЧПУ В340ФЗО
2,531
×
1,041 2,63 4 1 10,52
Вертикально-сверлильный
2Н118
2,573
×
1,203 3,09 5 1 15,45
Круглошлифо-вальный
А11U-550F
4,306
×
2,415 10,4 6 1 62,4
Внутришлифовальный
COU-10
3,981
×
2,097 8,35 6 1 50,1 Итого 31,06 190,12

Вывод: в организационнойчасти проекта определено потребное количество оборудования, необходимого дляизготовления детали; определен коэффициент загрузки для каждого станка, а такжесредний коэффициент загрузки оборудования; рассчитана стоимость основногооборудования; разработан план расположения оборудования на участке, произведенрасчет потребности в площадях.

6.Экономическая часть
 
6.1 Расчеттехнико-экономических показателей и плановой себестоимости механическойобработки детали
Расчетпланового баланса рабочего времени ведется в табличной форме. Плановый балансрабочего времени составляется для периодического производства при пятидневнойрабочей неделе продолжительностью смены восемь часов. Плановый баланс рабочеговремени одного рабочего показан в таблице 16. Показатели Периодическое произ-во при 5-ой и 40-часовой рабочей недели
1. Календарные дни
2. Нерабочие дни:
2.1. Выходные дни
2.2. Праздничные дни 3. Максимально возможный фонд рабочего времени, дни:
3.1. Обычные дни
3.2. Предпраздничные дни
4. Максимально возможный фонд рабочего времени, часы
5. Планируемые невыходы на работу, дни
5.1. Отпуска очередные и дополнительные
5.2. Выполнение госуд-х и общественных обязанностей
5.3. Болезни
5.4. С разрешения администрации
6. Средняя продолжительность рабочего дня
7. Планируемый эффективный фонд рабочего времени, дни
8. Эффективный фонд рабочего времени, часы
9. Коэффициент использования рабочего времени
365
116
100
16
249
244
5
1987
32
28
1
2
1
7,98
217
1731
0,87
Таблица 16 – Плановый баланс рабочего времени одного рабочего
Вывод: За год производственные рабочие должны отработать 1731 часи 217 дней.
Расчетстоимости площадей по видам приведен в таблице 17.
Таблица 17 – Расчетстоимости площадейВид площади Размер, кв. м. Стоимость 1 кв. м. Общ. стоимость, руб. основная 190,12 29000 5513480 вспомогательная 38 27000 1026000 Итого 228,12 6539480 Расчетпотребности в инструменте
Находимпотребное количество:
/>, (102)
где Н.р.– норма расхода требующегося инструмента;
ВПшт.– валовая продукция, шт.
Рассчитываемстоимость:
/>, (103)
где С – цена1 шт. инструмента, руб.
Таблица 18 – Расчетпотребности в инструментеИнструмент Норма расхода Цена 1 шт., руб. Потребное количество, шт. Суммарная стоимость, руб. Резцы на 2600 деталей 1 шт. 146 5 730 Сверла на 3200 деталей 1 шт. 120 4 480 Фрезы на 1600 деталей 1 шт. 569 7 3983 Щипцы на 1 печь 1 шт. 300 5 1500 Электроды 16 пачек на 1 станок 250 6 1500 Держатель на 1 станок 1 шт. 500 3 1500 Щлиф. круг на 1500 дет. 1 шт. 475 3 1425 Итого 33 11118 Расчетгодовых амортизационных отчислений
Амортизация – постепенное перенесениестоимости основных средств в виде амортизационных отчислений на производимуюпродукцию с целью накопления денежных средств для полного их восстановления.
Начисление амортизации на предприятии производится линейным методом.
Для расчёта годовых амортизационных отчислений, первоначальнонеобходимо определить норму амортизации:
/>, (104)
где Т – срок службы оборудования
Таблица 19 – Расчёт нормы амортизацииГруппы оборудования Срок службы Норма амортизации, % Токарно-винторезный 15 6,67 Вертикально – сверлильный 10 10 Круглошлифовальный 15 6,67 Внутришлифовальный 15 6,67
Расчет годовых амортизационных отчисленийпо оборудованию будем вести по формуле:
/>, (105)
где На– рассчитанная нами норма амортизации;
Цс– стоимостьгруппы оборудования;
Кс – количество станков вгруппе.

Таблица 20 – Расчётгодовых амортизационных отчислений по оборудованиюНаименование Стоимость единицы оборудования, руб. Амортизируемое кол-во оборудования Ст-ть оборудования по группам, руб. Нормы амортизации, % Сумма отчислений Токарно-винторезный 2000000 1 2300000 6,67 133400 Вертикально – сверлильный 1700000 1 1955000 10 170000 Круглошлифовальный 1500000 1 1755000 6,67 100050 Внутришлифовальный 200000 1 230000 6,67 13340 Итого 7 6280000 416790
Таблица 21 – Расчетсуммы амортизационных отчисленийНаименование группы Стоимость, руб. Нормы амортизации, % Сумма отчислений Оборудование 6280000 416790 Инструменты и приспособления 17762 100 17162 Итого: 433952
Вывод: Вданном пункте был произведен расчет основных и вспомогательных рабочих участкапо производству детали «Стакан».
Планированиечисленности и фонда заработной платы основных рабочих
Плановая трудоемкость определяется по формуле:
/>, (106)
где К/> – коэффициент выполнениянорм;
К/> — коэффициентмногостаночного обслуживания, Кмо=1

Плановая численностьосновных рабочих определяется как отношение плановой трудоемкости и фондарабочего времени ОПР:
/>, (107)
Таблица 22 – Расчетчисленности основных рабочихПрофессия Разряд ТЕн, н.ч План. численность расчет. принят Отрезчик 3 13,9 0,13 1 Токарь 2 10,225 0,178 1 Токарь 3 9,15 0,123 1 Токарь 2 5,47 0,62 1 Токарь 3 4,077 0,176 1 Сверлильщик 4 0,342 0,95 1 Шлифовщик 4 21,1 0,5 1 Итого: - 6,45 7
Тарифный ФЗПосновных рабочих – это произведение плановой трудоемкости на часовую тарифнуюставку:
/>, (108)
где ЧТС – часоваятарифная ставка
Основной фондзаработной платы определяется увеличением тарифного фонда заработной платы навеличину выплат районного коэффициента, доплат и премий.
/>, (109)
где Кр – районныйкоэффициент, для уральского региона – 1,15;

Премии – вразмере 20% за выполнение норм выработки, 20% за выполнение плана по сдачепродукции.
Дополнительныйфонд заработной платы зависит от целодневных и внутрисменных потерь.Коэффициент дополнительной заработной платы определяется как отношение планируемойсуммы целодневных невыходов к планируемому номинальному фонду времени и какотношение планируемой суммы внутрисменных потерь к продолжительности смены:
/>, (110)
/>
Полный ФЗПопределяется как сумма основного и дополнительного фондов заработной платы:
/>, (111)
Единыйсоциальный налог составляет 26% от полного ФЗП.
Таблица 23 – РасчетФЗП основных рабочихПрофессия Раз-ряд ТЕпл, н-ч ЧТС, руб. чис-ть ФЗП тариф., руб. ФЗП осн., руб. доп. з/п, руб. ФЗП полн., руб. ЕСН, руб. Отрезчик 2 13 20,5 1 266,5 367,7 294,21 661,98 172,11 Токарь 3 178 23,25 1 4138,5 5711,13 4568,9 10280,03 2672,8 Токарь 4 123 22,4 1 2755,5 3802,17 3041,74 6849,91 1778,42 Токарь 3 62 20,5 1 1230 1697,4 1357,9 3055,3 794,38 Токарь 5 427 26,4 1 11272,8 15556,46 12445,17 28001,03 7280,38 Сверлильщик 6 176 23,75 1 4180 5768,4 7614,7 10383,1 2699,6 Шлифовщик 4 95 23,4 1 2223 3062,74 2450,19 5512,93 1433,36 Итого - 1074 160,2 7 23310,8 35965 31772,8 54361,18 16831,1 Расчетрасценок по изделиям
Заработнуюплату производственных рабочих относят на себестоимость изделия прямым способомна основе установленных расценок. Дополнительную заработную платупроизводственных рабочих относят на себестоимость отдельных изделийпропорционально основной заработной плате в размерах, установленных при расчетефондов заработной платы.
Расценкарассчитывается по формуле:
/>, (112)
где Тi – трудоёмкость обработки i-той детали, мин;
ЧТС ср – средняячасовая тарифная ставка, руб./час;
Квн – коэффициентвыполнения норм рабочим.
Основнаязаработная плата будет рассчитываться по формуле:
/>, (113)
Дополнительнаязаработная плата будет определяться:
/>, (114)
Единыйсоциальный налог равен 26%:
/>, (115)

Таблица 24 – Расчётрасценок на единицу изделияПоказатели Стакан Трудоемкость нормативная, н-ч. 1074 Квн 1,2 ЧТСср 22,89 Расценка, руб. 2,93 ФЗП осн., руб. 29300 ФЗП доп., руб. 2344 ЕСН, руб. 125 Составление сметы затрат
Предприятияпотребляют большое количество материалов, топлива, энергии, которые имеют витоге большой удельный вес в себестоимости продукции. Используемые материалыподразделяются на основные и вспомогательные. К основным материалам относятсяте, из которых непосредственно изготавливается продукция. Стоимость основныхматериалов относится к прямым затратам на производство и отражается всоответствующих статьях плановых калькуляций.
Расчетпотребности в основных материалах представлен в таблице 25 Материал, массаизделия и масса заготовки взяты из маршрутных карт. Стоимость материалов и стоимостьотходов берется по данным базового года. Стоимость материалов на единицуизделия рассчитывается как разница между произведениями массы заготовки настоимость материала и массы отходов на стоимость отходов данного материала.Масса отходов от единицы изделия – это разница между массой заготовки и массойизделия. Стоимость материала на программу определяется умножением стоимостиматериала на единицу изделия на программу запуска соответствующего изделия.Коэффициент использования материала (КИМ) определяется отношением массы изделияк массе заготовки:

/>, (116)
где mзаг,mдет – масса заготовки и детали соответственно, кг;
Цм – цена за 1 кг материала, руб.
Цс – стоимость 1 кг возвратных отходов (стружки), руб.
Коэффициентиспользования материала:
/>, (117)
Таблица 25 – Расчетпотребности в основных материалахДеталь Материал Масса загот., кг Масса изд., кг Цена материала, руб./кг Цена стружки, руб./кг Ст-ть мат. на 1 изд., руб. Ст-ть мат. на прогр., руб. Ким /> /> /> Стакан Сталь 40Х 0,17 0,13 600 60 102 102000 0,15 />
Зная нормырасхода материалов, представим формулу расчета:
/>, (118)
где Fоб– годовой фонд времени работы оборудования, час.;
С прин– принятое количество станков.Таблица 26 – Расчетпотребности во вспомогательных материалахМатериал Норма расхода Стоимость материала, руб./кг. Количество станков Потреб-ность, кг Общая стоимость материала, руб. Масло ВМ-3 80 кг на 1 ст. 85 7 560 47600 Обтирочные материалы
57 (ток.),
43 (свер.)
84 (шлиф.) 12 3 (Токар.)
1 (Свер.)
2 (Шлиф)
129
57
168
1548
684
2016 Солидол 10,9 кг в год на 1 ст. 8 7 76,3 610,4 Смазочно-охлаждающая жидкость 93 кг в год на 1 ст 65 5 465 30225 Итого 82683,4  
Энергия,потребляемая каждым видом оборудования, рассчитывается по формуле:
/>, (119)
где Fд – действительныйфонд работы станка, Fд =3648 ч.;
Кв – среднийкоэффициент загрузки двигателя по времени;
Км – среднийкоэффициент загрузки двигателя по мощности;
Код – среднийкоэффициент одновременности работы всех электродвигателей;
Сi – количествостанков;
Кп – коэффициент,учитывающий потери электроэнергии в сети заводов, Кn = 1,05;
КПД – коэффициентполезного действия оборудования, КПД = 0,6;
Pi – установленнаямощность электродвигателя i – го вида оборудования, кВт;
Затраты насиловую энергию рассчитываются по формуле:
/>, (120)
где Ц сэ – цена1 кВт/ч энергии, руб. /кВт*ч
Таблица 27 – Затратына силовую энергиюТип оборудования Кол-во Мощность, кВт Коэфф. загрузки двигателя по мощности Коэфф. загрузки двигателя по времени Расход электро-энергии в год, кВт
Ст-сть
1 кВт силовой энергии, руб. Общая потреб-ть, руб. Токарно-винторезный 1 - 10 0,05 3192 1,58 5043,36 Вертикально – сверлильный 1 - 12 0,54 41368 65361,94 Круглошлифовальный 1 - 9 0,058 3332,45 5265,27 Внутришлифовальный 1 - 4,5 0,087 2499,33 3948,95 ИТОГО 4 - 50391,78 79619
Суммарнаястоимость использования сжатого воздуха, пара и воды рассчитывается по формуле:
/>, (121)
где Н.р – нормарасхода указанного вида энергии;
Об. – объемиспользования.
Зная нормурасхода воды на производственные и бытовые нужды, пара и сжатого воздуха,найдем их потребность и стоимость:
1 Сжатыйвоздух = 15 м3/час на ед. оборудования;
2 Пар = 520 кг в квартал;
3 Вода напроизв. нужды = 250 м3;∙
4 Вода набыт. нужды = 150 м3

Таблица 28 – Затратына сжатый воздух, пар, водуНаименование энергии Норма расхода Цена, руб. Объем (площадь, чел., н-ч.) Суммарная стоимость, руб.
1. Сжатый воздух, м3
15 м3/час на ед. оборудования 0,2
7 станков
3648 часов 76608 2. Пар, кг 520 кг/квартал 79,65 4 квартала 165672
3. Вода на произв. нужды, м3
250 м3 на 1 ед. оборудования 3,15 7 станков 5512,5
4. Вода на бытовые нужды, м3
54 м3 на 1 работающего в месяц 5,6 7 станков 2116,8 Итого: 249909,3
Годовойрасход энергии на освещение определяется по формуле:
/>, (122)
где П – метражтипа площади, м;
Рп– часовой расход электроэнергии на 1 м, кВт;
Код– коэффициент одновременного горения электроламп;
Fг– продолжительность горения электроламп в год при соответствующем числе рабочихсмен в сутки, ч.;
Кп– коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети заводов Кn = 1,05.
Стоимостьэнергии на освещение за год определяется по формуле:
/>, (123)
где Цэо– цена за 1 кВт∙ч, руб.
Рассчитаем стоимостьэнергии на освещение производственных помещений:

Таблица 29 – Затратына осветительную энергиюТип помещения Площадь, м Час. расход эл. энергии на 1 м, кВт Фонд времени единицы оборудования, час Год. потр-ть в эл. энергии, кВт Стоимость 1 кВт эл. энергии, руб. Итого, руб. Производственное 58,92 0,015 3648 10403,366 1,58 16437,74 Вспомогательное 11,78 0,012 1663,48 2628,3 Итого: 70,7 19086,03  
Рассчитаемзатраты на принадлежности для рабочих и материалы для цехового персонала:
/>, (124)
где Н.р– норма расхода материала;
Кпотр– количество потребителей;
См– цена единицы материала, руб.
Таблица 30 – Затратына принадлежности для рабочихНаименование материала Норма расхода Кол-во потребителей Годовой расход материалов Стоимость единицы материала, руб. Затраты на материалы, руб. Рукавицы рабочие 5 пар на 1-го рабочего в год 7 35 10 350 Спецодежда 1 шт. на 1-го рабочего в год 7 7 450 3150 Полотенце 10 шт. на 1-го рабочего в год 7 70 15 1050 Обувь 1 пара на 1-го рабочего в год 7 7 250 1750 Продолжение таблицы 30 1 2 3 4 5 6 Мыло 3 кг на 1-го рабочего в год 7 21 5 105 СИЗ 2 комплекта на 1-го рабочего в год 7 14 50 700 Итого - - - - 7105
Сведемполученные данные в таблицу
Таблица 31 – СводнаятаблицаЗатраты Стоимость, руб. Основные материалы 102000 Вспомогательные материалы 82683,4 Силовая энергия 79619 Сжатый воздух 76608 Пар на произв. Нужды 165672 Вода на произв. Нужды 5512,5 Вода на бытовые нужды 2116,8 Пар для отопления - Затраты на освещение 19086,03 Принадлежности для рабочих 7105 Итого 540403 Расходыпо управлению и обслуживанию производства
Составлениесметы расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
Для определениясебестоимости единицы продукции необходимо составить смету расходов, связанныхс работой оборудования, чтобы в дальнейшем распределить эти расходы междупродукцией цеха.
Сметарасходов на содержание и эксплуатацию оборудования составляется по статьям и элементамзатрат.
Таблица 32 – Смета расходов на содержаниеи эксплуатацию оборудованияСтатьи расхода Мат-лы Топл. и энерг. Аморт. Сумма Амортизация оборудования и транспортных средств 433952 433952 Текущий ремонт оборудования и транспортных средств 540403 540403 Возмещение износа инструмента и приспособлений 17762 17762 Итого 992117 Процент РСЭО 18,25%
Процент РСЭОнаходится по формуле:
/>, (125)
Смета затратна производство предполагает группировку затрат по экономическому содержанию. Всмету затрат включаются все расходы цеха, связанные с производством продукции.
Таблица 33 – Сметазатрат на производство№ Элементы затрат Сумма, руб. Всего На 1 продукции 1 Материалы 102000 10,2 2 Топливо, энергия 540403 54,0 3 Основная ЗП 35966 3,6 4 Дополнительная ЗП 28112,81 2,8 5 ЕСН 16831,09 1,7 6 Амортизация 433952 43,3 7 Прочие затраты 17854 1,79 Итого 1175119 117,5 Технико-экономическиепоказатели сводят в таблицу 35.Таблица34 – Технико-экономические показателиПоказатели Ед. изм. Величина Годовая товарная продукция Шт. 10000 Общая стоимость ОПФ руб. 6500436 в т.ч зданий руб. 202674 оборудования руб. 6280000 транспорт руб. инструменты руб. 17762 Общая площадь
м2 70,7 в т.ч. производственная
м2 58,92 Численность ППП чел. 7 Фонд оплаты труда руб. 65644,88 Средняя заработная плата руб. 9377,84 Выработка 1 производственного рабочего н.ч. 1428 Себестоимость 1 всего выпуска руб. 1175119 Себестоимость единицы продукции руб. 117,5 Фондоотдача руб. 0,00104 Фондоемкость руб. 959,2 Фондовооруженность руб./чел. 928633,7
Вывод: вданном разделе определены затраты на себестоимость изготовления детали, котораясоставляет 117,5 руб., определен фонд оплаты труда равный 65644,88 руб. и общаястоимость ОПФ 6500436 руб.

Списокиспользованной литературы
1. Дипломноепроектирование в машиностроительных техникумах/ Нефедов Н.А. – М.: Высшаяшкола, 1986.
2. Курсовоепроектирование по технологии машиностроения /Под ред. Горбацевича А.Ф. – Минск:Высшая школа, 1983.
3. Справочниктехнолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. / Под ред. Косиловой А.Г.и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение, 1985.
4. Курсовоепроектирование по предмету – Технология машиностроения/ Добрыднев И.С. – М.:Машиностроение, 1985.
5. Общемашиностроительныенормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места иподготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. –М.: Машиностроение, 1974.
6. Проектированиестаночных приспособлений / Белоусов А.П. – М.: Высшая 1980.
7. Сборник примеров изадач по курсу «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения»/Козловский С.К. и Ключников М.К.-М.: Машиностроение, 1983.
8. Техническая механика:Детали машин/ Фролов М.И.-М.: Высшая школа, 1990
9. Допуски и посадки.Справочник/ Под ред. Мягкова В.Д.-Л.: Машиностроение, 1982.
10. Экономика предприятия. /Сергеев И.В. – Москва,Финансы и статистика 1988 г.