Содержание
/>
Введение1. Анализ конструкции детали1.1 Описание конструкции детали1.2 Материал детали и ее свойства1.3 Анализ технологичности детали2. Анализ и обоснование выбора варианта получения заготовки3. Разработка маршрутного описания технологического процесса3.1 Расчет размерных параметров4. Разработка операционного описания технологического процесса4.1 Выбор СТО4.2 Расчет режимов резания4.2.1 Расчет режимов резания на токарную операцию4.2.2 Расчет режимов резания на сверлильную операцию4.3 Нормирование технологических операций4.3.1 Нормирование токарной операции4.3.2 Нормирование сверлильной операции
5. Определение технологической себестоимости
Список литературы
Приложения
Введение
Современные машиныобеспечивают многократное повышение производительности труда человека. Внастоящее время машины- двигатели (турбины) и машины преобразователи энергии(электрические генераторы) строят мощностью до 120000 кВт.
Между тем сам человекможет длительно развивать мощность не более 0.1 кВт. Энергетическаяоснащённость труда человека непрерывно повышается.
Автомобили строятгрузоподъёмностью до 120т, подъёмные краны грузоподъёмностью до 650 т, локомотивыдля поездов массой 3500 т и более. Эксплуатационная скорость наземноготранспорта (автомобили поезда) достигает 150-300 км/ч, воздушного пассажирскогопревышает 1000 км/ч. Наибольшие достигнутые скорости в 2- 3 раза выше. Человекможет нормально нести не более 50 кг, передвигаясь со скоростью до 5 км/ч.
Развитие машиностроения исредств автоматизации обеспечивает возможность автоматической работы отдельныхмашин (В том числе по заданной программе и с самонастройкой ), групп машин,цехов и даже целых заводов с минимальным участием человека.
Машины настолько прочновошли в жизнь общества, что в настоящее время трудно найти такой предмет илипродукт потребления, который был бы изготовлен или доставлен к меступотребления без помощи машин. Без машин не возможно было бы современноеразвитие наук, медицины, искусства, требующих совершенных инструментов иматериалов, были бы невозможны быстрые темпы строительства, а также не могли быудовлетворяться потребности населения в предметах широкого потребления.
Ведущая рольмашиностроения среди других отраслей народного хозяйства определяется тем, чтоосновные производственные процессы во всех отраслях промышленности,строительства и сельского хозяйства выполняют машины. Технический уровень всехотраслей народного хозяйства в значительной степени определяется уровнеммашиностроения.
1. Анализконструкции детали
1.1Описание конструкции детали
Технологичностьконструкции детали анализируют с учетом условий её производства, рассматриваяособенности конструкции и требования качества как технологические задачи.
Деталь “Корпус” входит всостав топливной системы летательного аппарата.
Основными поверхностямиявляются посадочные отверстия в ушках корпуса для подшипников качения.
1.2Материал детали и его свойства
Сталь – 30ХГСЛ
1.3 Анализтехнологичности конструкции детали
Технологичностьконструкции изделия предусматривает сочетание всех его конструкторских качеств,обеспечивающих рабочие функции и позволяющих применять современныепрогрессивные способы изготовления, наиболее технически и экономическицелесообразные в данных условиях.
Отработка конструкцииизделия на технологичность направлена на улучшение качества, сокращение времениконструкторской и технологической подготовки производства; оптимизацияпроцессов изготовления, сборки и испытания; облегчения технологического обслуживания,повышение экономических показателей.
Оценка технологичностипроизводится с целью: установления соответствия показателей технологичностиконструкции изделия заданным параметрам; определения возможности достиженияоптимальных затрат труда, средств и материалов на изготовление, ремонт итехническое обслуживание при сохранении заданного качества изделия.
Результаты оценкитехнологичности изделия используется при принятии решения о целесообразностидальнейшего проектирования или постановки на серийное производство изделия,конструктивно-технологической доработки с целью достижения заданных показателейтехнологичности, разработка мероприятий по повышению показателей изделия при ихпроектировании, а также в процессе технического перевооружения производства.
2. Анализи обоснование выбора получения заготовки
Сталь является наиболеераспространенным материалом для изготовления штамповок благодаря хорошимтехнологическим свойствам и относительно низкой стоимости по сравнению сдругими сплавами.
Сталь часто используют образомдля деталей машин. Основными потребителями являются различные отраслимашиностроения (автомобильная, тракторная, транспортная и тд). Качество сталидля штамповок, оценивают по её механическим свойствам.
Главным при выборезаготовки является обеспечение заданного количества готовой детали при еёминимальной себестоимости. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются кформе и размерам готовой детали, тем дороже она в изготовлении, но тем проще идешевле её последующая механическая обработка и меньше расход материала.
Так как конструкциякорпуса имеет много фасонных поверхностей другими методами получения заготовкине так выгодны.
3.Разработка маршрутного описания технологического процесса
На первом этаперазработки выбираются технологические базы и способы базирования для всеготехнологического процесса. Затем вся механическая обработка распределяется пооперациям и, таким образом, выявляется последовательность выполнения операции иих число. Для каждой операции выбирается оборудование.
На первых операциях прибазировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы.Далее выполняются операции формообразования и операции местной обработки на ранееобработанных поверхностях. Затем выполняется отделочная обработка ответственныхповерхностей.
В процессе обработкипредусмотрен контроль с целью обеспечения заданных параметров качестваобрабатываемой детали, назначены средства контроля.
Включены в описание такжеслесарные, моечные и немеханические операции, которые в рамках данногокурсового проекта не отражены за исключением контрольной операции, на которойпроизводится окончательный контроль.
Структуратехнологического процесса определяется маршрутом обработки всех поверхностей. Врезультате получено маршрутное описание технологического процесса.
4.Разработка операционного описания технологического процесса
4.1 Выбороборудования
Выбор станков.
Выбор станков дляпроектируемого технологического процесса производился после того, как каждаяоперация предварительно разработана. Это значит, что были выбраны и определены:метод обработки поверхностей; точность и шероховатость поверхностей;припуски на обработку; режущий инструмент.
Выбор станков произведенв соответствии с исходными данными и документацией (чертеж детали) по источникув следующей последовательности:
1) выбрана группастанка, исходя из метода обработки, формы обрабатываемой поверхности, требуемойточности и шероховатости;
2) выбран тип станкав зависимости от расположения обрабатываемой поверхности;
3) выбрана модельстанка, учитывая габаритные размеры детали.
Выбрано:
— для токарной операции — 16М16, 16К20;
— для фрезерных операций– 6А56;
— для сверлильнойоперации – 2М112
— расточная операция –2А450
— шлифовальная операция –3М642
Выбор инструмента.
Для изготовления чашкидифференциала использованы резцы различной конфигурации, сверла, концевыефрезы.
Весь режущий имерительный инструмент выбран в соответствии со стандартами. В качествемерительного инструмента использованы: штангенциркуль, микрометр, калибр-скобы,пробки, шаблоны, штангенглубиномер.
4.2 Расчетрежимов резания
Расчет проведенодновременно с заполнением маршрутно-операционных карт. Совмещение этих работисключает повторение одних и тех же сведений в различных документах, т.к. вмаршрутных картах должны быть записаны данные по оборудованию, способуобработки, характеристики обрабатываемой детали и другие, которые используютсядля расчетов режимов резания.
Расчет выполнен в тойпоследовательности, которая позволила сократить время, необходимое для самогорасчета, и дала возможность легко проверить отдельные элементы произведенногорасчета. Методика, последовательность расчетов взята из источника [2].
4.2.1 Расчетрежимов резания на токарную операцию
Глубина резания />: при черновом точении иотсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИДпринимается равной припуску на обработку.
Подача />:
при черновом точении подачапринимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системыСПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. Выбираем подачу причерновом наружном точении по табл. 11, а при черновом расстачивании – по табл.12 [стр.266, 2].
Скорость резания />:
при наружном продольном ипоперечном точении рассчитывают по эмпирической формуле:
/>;
Коэффициент /> является произведениемкоэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки /> [табл. 1-2, стр. 261-262,2], состояния поверхности /> [табл.5, стр. 263, 2], материала инструмента /> [табл.6, стр.263, 2]:
/>,
где />
Kv= 0,5·0,8·1 = 0,4.
Число оборотов:
n= />.
Силу резания рассчитываемпо формуле:
Pz=10CptxsyvnKp
Постоянная Cp и показатели степени x, y, nдля конкретных условий обработки приведены в табл. 22[стр. 273, 1]:
Поправочный коэффициент /> представляет собой произведениеряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания. Численные значенияэтих коэффициентов приведены в табл. 9,10 и 23[стр.264-266, 2]:
Kp=KMpKφpKγpKλpKrp,
где KMp=/>=/>= 1,27
Kp=1,27·0,94·1,0·1,0·0,93= 1,11
Мощность резаниярассчитываем по формуле:
N=/>.
1 переход – подрезатьторец
Глубина резания: t = 3,83 мм.
Подача:
S = 0,8 мм/об
/>= 340,
x= 0,15,
y= 0,45,
m= 0,2.
Скорость резания:
/> = 54,51 м/мин
Число оборотов:
n= /> = 138,9 об/мин.
/>
Сила резания:
Cp=300,
x = 1,0,
y = 0,75,
n = -0,15.
Pz=10·300·3,831·0,80,75·54,95-0,15·1,11= 5915,2 Н.
Мощность резания:
N=/>= 5,3 кВт.
2 переход – точениеповерхности
Глубина резания: t = 0,8 мм.
Подача:
/>=0,8 мм/об.
/>= 340,
x= 0,15,
y= 0,45,
m= 0,2.
Скорость резания:
/> = 68,5 м/мин.
Число оборотов:
n= /> = 174,5 об/мин.
/>
Сила резания:
Cp=300,
x = 1,0,
y = 0,75,
n= -0,15.
Pz=10·300·0,81·0,80,75·54,95-0,15·1,11=1239,5 Н.
Мощность резания:
N=/>= 1,11 кВт.
3 переход – расстачиваниеотверстия
Глубина резания: t = 2 мм.
Подача:
/>=0,3 мм/об.
/>= 350,
x= 0,15,
y= 0,35,
m= 0,2.
Скорость резания:
/> = 84,85 м/мин.
Число оборотов:
n= /> = 329,54 об/мин.
/>
Сила резания:
Cp=300,
x = 1,0,
y = 0,75,
n = -0,15.
Pz=10·300·21·0,30,75·72,1-0,15·1,11=1421,1 Н.
Мощность резания:
N=/>= 1,67 кВт.
4.2.2 Расчетрежимов резания на сверлильную операцию
Глубина резания.
При сверлении глубинарезания />. />.
Подача. При сверлении отверстийбез ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверлаподачу[табл.25, стр. 276, 2]. />.
Скорость резания.Скорость резания вычисляем по формуле:
/>.
Значения коэффициента /> и показателей степенивыбираем по табл. 28 [стр.278, 2], а значение периода стойкости Т – по табл. 30[стр. 279, 2]:
/>
Коэффициент /> является произведениемкоэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки /> [табл. 1-2, стр. 261-262,2], глубину сверления /> [табл. 31, стр.280, 2], материала инструмента /> [табл.6, стр.263, 2]:
/>,
где />
Kv= 0,5·1·1 = 0,5.
/>.
Крутящий момент и осевуюсилу рассчитывают по формулам:
/>; />.
Значения коэффициентов /> и />и показателей степенивыбираем по табл.32 [стр.281, 2]: для крутящего момента:
/>
для осевой силы:
/>
Коэффициент, учитывающийфактические условия обработки, зависит только от материала обрабатываемойзаготовки и определяется выражением:
/>,
где KMp=/>=/>= 1,27.
/>;
/>.
Мощность резания определяем поформуле:
/>,
где частота вращенияинструмента или заготовки:
/>.
/>.
/>
/>.
4.5 Нормированиетехнологических операций
4.3.1 Нормированиетокарной операции
Методика взята изисточника 5.
Штучное время обработкидетали
Tшт = tо + tв+ tобс+ tП, где
tо = /> — основное время на операцию, мин;
tоj– основное время на выполнение j-го перехода обработки элементарнойповерхности;
tоj=/> ,где
L – длина обрабатываемой поверхности,мм;
l– длина врезания и перебегаинструмента, мм;
i– число рабочих ходов;
n– частота вращения заготовки, об/мин;
s– подача на один оборот, мм/об
Вспомогательное время навыполнение операций на токарных станках с ЧПУ при одностаночном обслуживанииравно:
tв = tв.у+tм.в,
где tв.у – нормативное время на установку иснятие детали вручную (взять и установить деталь, выверить и закрепить;включить выключить станок; открепить, снять деталь и уложить в тару; очиститьприспособление от стружки, протереть базовые поверхности салфеткой):
– установка в патроне –0,60 мин [стр. 53, карта 3, 3];
tм.в – вспомогательное время, связанное соперацией, не вошедшее во время цикла автоматической работы станка по программеи предусматривающее выполнение следующей работы [стр. 79, карта 14, 3]:
— включить и выключитьлентопротяжный механизм – 0,04 мин;
— установить заданноевзаимное положение детали и инструмента по координатам X, Y, Z и в случае необходимости произвести поднастройку – 0,32 мин;
— открыть и закрытькрышку лентопротяжного механизма, перемотать, заправить ленту в считывающееустройство – 0,31 мин;
— проверить приход деталии инструмента в заданную точку после обработки – 0,15 мин;
— продвинуть перфоленту висходное положение – 0,19 мин;
— установить щиток отзабрызгивания эмульсией и снять – 0,03 мин.
tм.в = 0,04+0,32+0,31+0,15+0,19+0,03 =1,04 мин.
tв = tв.у+tм.в + t/> = 0,60+1,04 = 1,64 мин
to1 =/>= 0,2 мин
to2=/>=0,4 мин
to4=/>/>=6,14 мин.
to= 0,2+0,4+6,14=6,74 мин
tобс+tП= 0,08·tоп–
время на обслуживаниярабочего места, отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании, мин,назначается в процентах от оперативного времени tоп=tо+tв [стр. 90, карта 16, 3].
Tшт = 6,74+1,64+0,08/>= 9,1 мин
Штучно-калькуляционноевремя
Tшт-к = Tшт+/>,где
Tп-з – подготовительно-заключительноевремя на партию;
Подготовительно-заключительноевремя выполнения токарной операции на станке с ЧПУ определяют по следующимкомплексам приемов [стр. 96, карта 21, 3]:
— на организационнуюподготовку (получить наряд, чертёж, технологическую документацию,программоноситель, инструмент, приспособление, ознакомиться с работой,инструктаж мастера) – 13 мин;
— на наладку станка,приспособлений, инструмента, программных устройств – 18 мин;
— на пробную обработкудетали – 9 мин [стр. 106, карта 29, 3].
Tп-з = 13 + 18 + 9 = 40 мин.
nз – размер партии деталей, запускаемыхв производство.
По табл.11 [стр.604, 1]:
nз = 120 шт.
Tшт-к=9,1+/>=9,43мин.
4.3.2Нормирование сверлильной операции
Методика взята изисточника 5.
Основное технологическоевремя определяется по формуле:
/>, мин,
где /> − длинаобрабатываемого отверстия в мм;
/> −длина врезания и перебега сверла в мм;
i– число рабочих ходов;
n– частота вращения заготовки, об/мин;
s– подача на один оборот, мм/об
to=/>=1,06 мин.
Норму вспомогательноговремени определяют по соответствующим нормативам. Нормативы составляют последующим комплексам приемов:
- на установку иснятие детали – 0,5 мин [стр.26, карта 2, 5];
tв = tв.у+tм.в— вспомогательное время на выполнение сверлильнойоперации, включающее время на установку и снятие заготовки, вспомогательноевремя, связанное с выполнением ходов и перемещений при обработке поверхности ивспомогательное время на измерения, мин ;
По карте 31 [стр.102, 5]выбираемtм.в.
tв =0,5+ 0,08 = 0,58 мин.
Определение нормы временина организационно-техническое обслуживание рабочего места производят посоответствующим нормативам [стр.223, карта 45, 5]:
tобс = 4,5%·tоп=0,045·(to+ tв)
Определение нормы времениперерывов на отдых и личные потребности производят по соответствующимнормативам [стр.226, карта 46, 5]:
tП= 3%·tоп = 0,03 ·tоп.
Норма штучного времени:
Tшт = tо+tв+tобс+ tП .
Tшт = 1,06+0,58+0,075/>= 1,283 мин
Штучно-калькуляционноевремя:
Tшт-к = Tшт+/>.
Нормаподготовительно-заключительного времени /> состоитиз следующих приемов [стр.106, карта 32, 5]:
— на наладку станка,инструмента и приспособлений – 11 мин;
— наполучение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончанияобработки – 7 мин.
Tп-з = 11 + 7 =18 мин.
Tшт-к=1,283+/>=1,433мин
5.Определение технологической себестоимости
Технологическаясебестоимость определена нормативным методом по методике 2,
Сущность этого методазаключается в определении основной части косвенных затрат (связанных ссодержанием и эксплуатацией оборудования) по удельным затратам, приходящимся на1 машино-час или на 1 станко-минуту работы соответствующего станка длявыполнения данной операции, с последующим суммированием затрат по операциям технологическогопроцесса. Расходы на основные материалы определяют прямым калькулированием.
Нормативную заработнуюплату основных рабочих (основную и дополнительную) с отчислениями на социальноестрахование определяют по табл.21, исходя из трудоемкости каждой операции итребуемого разряда рабочего.
Цена заготовки (оптовая):
Цопт = 18 руб./кг
Цзаг=Цопт·Мзаг= 18·19,5 = 351руб./кгПоказатель Технологический процесс Токарная операция 15 Сверление 45 Исходные данные Станкоемкость, станко-минуты 6,74 1,06 Трудоемкость, нормо-минуты 9,1 1,283 Сменность 2 2 Станок 16К30Ф3 2М55 Коэффициент машино-часа 1,3 1,4 Годовая программа (серийное производство), шт. 10000 10000 Стоимость заготовки, коп. 35100 Расчет себестоимости Заработная плата станочника с начислениями, коп./мин 73,2 × 9,1 = 666,12 73,2 × 1,283 = 93,92 Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, коп./мин 17,82 × 1,3 × 6,74 = 156,14 17,82 × 1,4 × 1,06 = 26,45
Итого:
себестоимость обработки
+стоимость заготовки 822,26 120,37 942,63 31500 Технологическая себестоимость детали, коп. (руб.) 36042,63(360,4263)
Списокиспользуемой литературы
1. Горбацевич А.Ф.,Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебноепособие для спец. вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – Минск: Высшая школа,1983.−256 с.