Введение
Уровень сельскохозяйственного машиностроения является определяющимфактором всего хозяйственного комплекса страны. Важнейшими условиями ускоренияразвития хозяйственного комплекса являются рост производительности труда,повышение эффективности производства и улучшение качества продукции.
Применение более прогрессивных методов изготовления машин имеет при этомпервостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность иэкономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции,но и от технологии ее изготовления и ремонта.
Инженер-технолог стоит последним в цепи создания новой машины и от объемаего знаний и опыта во многом зависит ее качество и конкурентоспособность.
В условиях рыночной экономики основной задачей сельскохозяйственногомашиностроения является производство того, что продается, а не продажа того,что производится.
Курсовой проект по технологии сельскохозяйственного машиностроенияявляется важным этапом в подготовке инженеров-механиков и определяетспособность студентов самостоятельно решать различные технологические иконструкторские задачи, показывает в целом уровень профессиональной подготовкибудущих специалистов.
Следует отметить, что в курсовом проекте не допускается копированиясуществующего на базовом предприятии ТП, а рекомендуется на основе анализаразработать более совершенный ТП, использовать современноевысокопроизводительное оборудование, прогрессивные конструкции приспособлений ирежущих инструментов.
1. Назначение и конструкция детали
Деталь «вал ведущий» 7821–4202026 является составной частью коробкипередач автомобиля и служит для передачи крутящего момента.
В процессе эксплуатации деталь подвергается в основном динамическимнагрузкам, связанным с передачей крутящего момента.
Данная деталь относится к классу валов. Все поверхности детали имеютдоступ для обработки, имеется возможность многорезцовой производительнойобработки на автоматах и полуавтоматах. Заданная точность поверхностей деталисоответствует экономической точности оборудования. Материал детали, сталь 45,легко обрабатывается лезвийным и абразивным инструментом. При термическойобработке такой стали можно получить необходимую структуру и твёрдость. Валимеет небольшое количество ступеней с незначительным перепадом их диаметров,поэтому данная деталь изготавливается из штучных заготовок. Поверхности вала,имеющие разные параметры шероховатости и обработанные по разной степениточности, разделены канавками. Деталь имеет возрастающие диаметры ступеней.Чётко разграничиваются обработанные и необработанные поверхности.
Выбор габаритных размеров, конфигурации, параметров точности изготовленияотдельных поверхностей детали и материала детали диктуется габаритами изделия,в которое входит изготовляемая деталь, условиями работы детали в узле и её функциональнымназначением.
Деталь – вал ведущий – ступенчатая,состоит из 5-ти ступеней (рис. 1).
/>
Рисунок 1.1.
Поверхности 8 детали (рис. 1) предназначена для посадки с зазором нанеё колеса зубчатого, а поверхность 8 – для посадки с натягом колеса зубчатого.
Поверхности 6 и 10 являются шейками под подшипники. Поверхности 7 и 9предназначены для упора в них колец подшипников. Резьбовые поверхности 2 и 12служат для навинчивания на них гаек, которые регулируют натяг в подшипниках.Отверстия 3 и 13 необходимы для стопорения гаек.
Поверхности 1 и 14 имеет второстепенноезначение для служебного назначения детали.
Деталь изготавливается из стали 45 ГОСТ1050–88. Химический состав стали 45 приведен в таблице 1.1., механическиесвойства стали приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.1.С Si Mn S P Ni Cr Массовая доля элементов, % 0,42–0,50 0,17–0,37 0,50–0,80 0,04 0,035 0,25 0,25
Таблица 1.2.
ут,
МПа
ув,
МПа
д5,
%
ш,
%
бН,
Дж/см2 НВ (не более) горечекатанной отожжённой 360 690 16 40 50 241 197
Сталь 45 ГОСТ 1050–88 – среднеуглеродистаякачественная сталь, имеющая хорошие механические свойства для обрабатываниярезаньем, хорошо закаливается. Сталь 45 применяют для изготовлениявал-шестерен, коленчатых и распределительных валов, шестерен, шпинделей,цилиндров, кулачков и других нормализованных, улучшаемых и подвергаемыхтермообработке детали, от которых требуется повышенная прочность. В данномслучае применение данного материала целесообразно.
2. Анализ технологичности конструкциидетали
Целью анализа конструкции детали натехнологичность является выявление недостатков конструкции по сведениям,содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшениетехнологичности рассматриваемой конструкции.
Анализ технологичности проводится, как правило,в два этапа: качественный и количественный.2.1 Качественный анализ технологичности детали
Конфигурация детали достаточнотехнологична для обработки резанием на токарном станке, все поверхностилегкодоступны для инструмента. Диаметральные размеры вала убывают от середины кконцам. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки(жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 6…9-гоквалитетов отношение его длины l к диаметру d свыше 10…12).
Определим жёсткость детали:
/>
На чертеже указаны все необходимыеразмеры, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допуски соосностии радиального биения поверхностей, допуски торцевого биения.
Технологической базой при точении являетсячерновая поверхность заготовки, после переустановки детали – уже обработаннаяповерхность вала. На шлифовальных операциях технологической базой является осьдетали (центровые отверстия).
2.2 Количественный анализ технологичности детали
Количественная оценка технологичности выполняетсясогласно ГОСТ14 201–73 и содержит следующие показатели:
Коэффициент точности обработки Ктчопределяется по формуле:
/>
где Тср – средний квалитет точности обработки.
/>
где Ti – квалитет точности обработки;
ni – число размеров соответствующегоквалитета точности.
/>
/>
Коэффициент шероховатости поверхности Кшопределяется по формуле:
/>
где Raср – средняяшероховатость поверхностей изделия.
/>
где Rai – шероховатость поверхности;
ni – число поверхностей соответствующей шероховатости.
/>
/>
Уровень технологичности конструкциипо использованию материала:
/>
где Кб.и.м, Ки.м – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты использованияматериала.
Коэффициент использования материала Ким:
/>
где q – массадетали, кг;
Q – масса заготовки, кг.
/>
/>
/>
Уровень технологичности конструкциипо трудоемкости изготовления:
/>
где Ти, Тб.и –соответственно достигнутая и базовая трудоемкость изготовления изделия, мин.
/>
Уровень технологичности конструкциипо технологической себестоимости:
/>
где Ст, Сб.т –соответственно достигнутая и базовая технологическая себестоимость изделия, руб.
/>
На основании качественного иколичественного анализа делаем вывод, что деталь является достаточнотехнологичной.
3. Определениетипа производства
Тип производства по ГОСТ 3.1108–74характеризуется коэффициентом закрепления операций КЗ.О. (Кз.о. £ 1 – массовое; 140 – единичное(индивидуальное)производство), который показываетотношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащихвыполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест.
Так как КЗ.О отражаетпериодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а такжеснабжение рабочего места всеми необходимыми вещественными элементамипроизводства, то КЗ.О. оценивается применительно к явочному числурабочих подразделения из расчета на смену:
/>
где УО – количество операций,выполняемых на рабочем месте;
УР – явочное число рабочихподразделения, выполняющих различные операции.
Исходя из приведенной формулы дляопределения КЗ.0. необходимо установить соотношение междутрудоемкостью выполнения операций и производительностью рабочих мест,предназначенных для проведения данного технологического процесса при условиизагрузки этого оборудования в соответствии с нормативными коэффициентами.
Располагая штучно-калькуляционнымвременем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков:
/>
где N – годоваяпрограмма;
Тш-к – штучно-калькуляционноевремя, мин;
Fд –действительный годовой фонд времени, ч;
зз.н. – нормативный коэффициентзагрузки оборудования.
Принимаем коэффициент загрузкиоборудования зз.н.=0,8.
Устанавливаем число рабочих мест Р,округляя до ближайшего большего целого полученное значение mр.
По каждой операции вычисляем значениефактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле:
/>
Определяем количество операций,выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:
/>
Результаты расчетов сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1.№ опер.
Наименование
операций
Тшт
mр Р
зз.ф. О 010 Пило-отрезная 2,718 0,01687 1 0,01687 47,43 015 Горизонтально-расточная 5,472 0,03395 1 0,03395 23,56 020 Токарно-винторезная 10,008 0,06210 1 0,06210 12,88 025 Токарно-винторезная 15,048 0,09337 1 0,09337 8,57 045 Токарно-винторезная 3,444 0,02137 1 0,02137 37,44 050 Токарно-винторезная 15,264 0,09471 1 0,09471 8,45 055 Токарно-винторезная 14,664 0,09099 1 0,09099 8,79 060 Шлицефрезерная 130,89 0,81217 1 0,81217 0,99 065 Шлицефрезерная 90,156 0,55942 1 0,55942 1,43 080 Вертикально-сверлильная 4,248 0,02636 1 0,02636 30,35 095 Токарно-винторезная 3,444 0,02137 1 0,02137 37,44 100 Круглошлифовальная 16,71 0,10369 1 0,10369 7,72 105 Шлицешлифовальная 299,334 1,85737 2 0,92869 0,86 110 Шлицешлифовальная 299,334 1,85737 2 0,92869 0,86 УР= 16 УО= 226,76
Определяем коэффициент закрепленияопераций:
/>
Так как 10
Для серийного производства рассчитываетсяразмер партии деталей по формуле:
/>
где а –количество дней запаса деталей на складе;
Ф – количество рабочих дней в году.
Принимаем а=5 дней; Ф=257 дней.
/>
4. Анализбазового технологического процесса
Предметом анализа является технологическийпроцесс изготовления вала ведущего 7821–4202026. Производство среднесерийное.Годовой объем выпуска – 1200 шт. Базовый технологический представлен в таблице4.1.
Таблица 4.1.№ опер.
Наименование операции/
Краткое содержание операции Оборудование /> /> 005 Перемещение
010 Пилоотрезная 8Г662
Отрезка заготовки из прутка
015 Горизонтально-расточная 2206ВМФ4
Фрезеровка торцов в размер, центровка торцов.
020 Токарно-винторезная 1М63
Точение черновое: поверхностей />, М42Ч2–6g;
торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g
025 Токарно-винторезная 1М63
Точение черновое: поверхностей />, М42Ч2–6g;
торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g
030 Маркирование Верстак
035 Отжиг
040 Маркирование Верстак
045 Токарно-винторезная 16К20
Притирка центровых отверстий
050 Токарно-винторезная 16К20
Точение окончательное: поверхностей />, Ш80 (±0,01),
М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g;
фаски, канавки
055 Токарно-винторезная 16К20
Точение окончательное: поверхностей />, Ш60 (±0,01),
М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g;
фаски, канавки
060 Шлицефрезерная 5350А
Фрезеровка шлицев D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч/>
065 Шлицефрезерная 5350А
Фрезеровка шлицев D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч/>
070 Слесарная Верстак
075 Разметка Разм.плита
080 Вертикально-сверлильная 2Н135
Сверловка: 4 отверстий Ш6+0,3, зенковка фасок.
085 Слесарная Верстак
090 Закалка ТВЧ
095 Токарно-винторезная 16К20
Притирка центровых отверстий
100 Круглошлифовальная 3М152В
Предварительная и окончательная шлифовка поверхностей: />, Ш80 (±0,01), Ш60 (±0,01),
105 Шлицешлифовальная 3451А
Шлифовка боковых поверхностей шлиц
D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч/>
110 Шлицешлифовальная 3451А
Шлифовка боковых поверхностей шлиц
D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч/>
115 Слесарная Верстак
120 Промывка Ванна
125 Контроль приёмочный Стол ОТК
130 Маркирование Верстак
135 Консервация
Анализ проводится с точки зренияобеспечения заданного качества изделия и производительности обработки. Онбазируется на оценке количественных и качественных показателей, как отдельныхтехнологических операций, так и процесса в целом. Анализ технологическогопроцесса приведен с использованием таблиц.
Технологические возможности ихарактеристики применяемого оборудования даны в таблицах 4.2. и 4.3.
Таблица 4.2.№ операции Модель станка Предельные или наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм Квалитет точности Шероховатость обрабатываемой поверхности, Ra, мкм
Диаметр (ширина)
d (b)
Длина
L
Высота
h 010 8Г662 110 – – 12–14 12,5 015 2206ВМФ4 630 800 630 6–10 1,6 020 1М63 340 1400 – 9–11 1,6 025 1М63 340 1400 – 9–11 1,6 045 16К20 220 1400 – 9–11 1,6 050 16К20 220 1400 – 9–11 1,6 055 16К20 220 1400 – 9–11 1,6 060 5350А 150 1000 – 8–10 3,2 065 5350А 150 1000 – 8–10 3,2 080 2Н135 400 500 – 9–11 1,6 095 16К20 220 1400 – 9–11 1,6 100 3М152В 250 500 – 6–9 0,25 105 3451А 125 1400 – 6–9 0,63 110 3451А 125 1400 – 6–9 0,63
Таблица 4.3.№ операции Модель станка Цена станка, млн. руб. Категория ремонтной сложности
Количество станков на
операции
Трудоемкость, Тшт., мин Коэффициент загрузки станка 010 8Г662 5,365 7 1 2,718 0,01687 015 2206ВМФ4 145,684 35 1 5,472 0,03395 020 1М63 16,037 19 1 10,008 0,06210 025 1М63 16,037 19 1 15,048 0,09337 045 16К20 15,8 19 1 3,444 0,02137 050 16К20 15,8 19 1 15,264 0,09471 055 16К20 15,8 19 1 14,664 0,09099 060 5350А 16,211 15 1 130,89 0,81217 065 5350А 16,211 15 1 90,156 0,55942 080 2Н135 4,669 13 1 4,248 0,02636 095 16К20 15,8 19 1 3,444 0,02137 100 3М152В 33,64 30 1 16,71 0,10369 105 3451А 33,684 25 2 299,334 0,92869 110 3451А 33,684 25 2 299,334 0,92869
Анализ, приведенных в таблицах 4.2. и 4.3.сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритнымразмерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатостиповерхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали.
Для анализа схем базирования заготовок при обработке и возникающих прибазировании погрешностей составим таблицу 4.4. Деталь изображена на рис. 4.1.
/>
Рисунок 4.1.
Таблица 4.4.№ операции Выдерживаемые размеры Номера поверхностей – баз Погрешность установки Номинал Допуск Установочная Направляющая Двойная направляющая Опорная Двойная опорная 010 314 2,2 – – 3, 4 – – 0,5 015 309 1,3 – – 3, 4 – – 0,25 020 Ш63 0,74 – – 1, 6 2 – – 75,5 0,74 Ш45 0,62 40 0,39 025 Ш63 0,74 – – 1, 6 5 – – 169,5 1,0 Ш45 0,62 27,5 0,52 045 – – – – 3, 4 – – – 050 Ш80,7 0,22 – – 1, 6 2 – – Ш60,7 0,19 62,5 0,74 Ш41,8 0,29 40 0,39 5 0,3 Ш59,5 0,74 4,5 0,5 Ш39 0,39 М42Ч2 6g 37 0,6 055 Ш60,7 0,19 – – 1, 6 5 – – 143,5 1,0 Ш41,8 0,29 29 0,33 4,5 0,5 Ш39 0,39 5 0,3 Ш59,5 0,74 М42Ч2 6g 29 0,6 060 Ш50,5 0,74 – – 1, 6 5 – – 9,6 0,4 065 Ш67,5 0,74 – – 1, 6 2 – – 12,6 0,4 080 Ш6 0,3 – – 3, 4 1 – 0,18 095 – – – – 3, 4 – – – 100 Ш60 0,019 – – 1, 6 2 – – Ш60 0,02 – – 1, 6 5 – – Ш80 0,02 105 9 0,06 – – 1, 6 5 – – 110 12 0,06 – – 1, 6 2 – –
Для оценки установочно-зажимных приспособлений, режущего ивспомогательного инструмента, средств технического контроля составляем таблицы4.5., 4.6. и 4.7.
Таблица 4.5.№ операции Название приспособления Вид приспособления Привод приспособления Количество приспособлений на станке Время на установку и снятие заготовки 010 Установочное СНП ручной 1 0,1 015 Фрезерное УНП пневмо 1 0,078 020, 025 Патрон поводковый СНП ручной 1 0,15 Центр передний УБН - 1 Центр задний УБН пневмо 1 045, 050 Патрон поводковый СНП ручной 1 0,13 Центр передний УБН - 1 Центр задний УБН пневмо 1 Хомутик СНП ручной 1 055 Патрон поводковый СНП ручной 1 0,15 Центр передний УБН - 1 Центр задний УБН пневмо 1 060, 065 Центр верхний УБН пневмо 1 0,13 Центр нижний УБН - 1 Поводок УНП ручной 1 Хомутик СНП ручной 1 080 Тиски 7201–0019 УБП пневмо 1 0,11 095 Патрон поводковый СНП ручной 1 0,15 Центр передний УБН - 1 Центр задний УБН пневмо 1 100 Планшайба поводковая СНП ручной 1 0,13 Центр передний УБН ручной 1 Центр задний УБН ручной 1 Хомутик СНП ручной 1 105, 110 Планшайба поводковая СНП ручной 1 0,13 Центр передний УБН ручной 1 Центр задний УБН ручной 1 Хомутик СНП ручной 1
В рассматриваемом технологическом процессе применяется как специализированнаятак и универсальная вспомогательная оснастка. Время, необходимое на сменуодного режущего инструмента во вспомогательном, сравнительно невелико. Затратывремени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить болеестойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Креплениеинструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательнаяоснастка соответствует данному типу производства.
Приспособления, применяемые на участке, специальные с пневматическимизажимами и ручные, соответствуют современным требованиям: позволяют добиться нужныхпараметров по качеству и точности, предъявляемых к детали, обеспечивают точноебазирование и надежное закрепление, а также повышают производительность труда.
Таблица 4.6.№ операции Наименование инструмента Вид инструмента Материал режущей части инструмента Стойкость Метод настройки на размер. СОЖ Режимы резания V
м/ мин S
мм/ об
t
мм 010 Пила Станд. Р6М5 200 Станд. 5% эмульсия 21 10,9 85 015 Фреза торцовая Станд. Р6М5 180 Станд. 74,58 240 2,5 Сверло центров. Станд. Р6М5 30 Станд. 20 0,18 3,15 020 Резец Станд. Т5К10 40 По копиру 106,8 0,28 11 025 Резец Станд. Т5К10 40 По копиру 106,8 0,28 11 045 Центр Станд. Т15К6 60 Станд. – – – 050 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 198 0,35 2,15 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 148 0,15 5,0 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 156 0,13 4,0 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 31,2 2,0 2,0 055 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 198 0,35 2,15 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 148 0,15 5,0 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 156 0,13 4,0 Резец Станд. Т15К6 40 По копиру 31,2 2,0 2,0 060 Фреза червячная Спец. Р6М5К5 60 Спец. Масло 10,5 2,25 8,6 065 Фреза червячная Спец. Р6М5К5 60 Спец. Масло 15 2,0 11,7 080 Сверло Станд. Р6М5 30 Станд. 5% эмульсия 26,5 0,15 3,0 Зенковка Станд. Р6М5 30 Станд. 9,5 0,08 0,5 095 Центр Станд. Т15К6 60 Станд. – – – 100 Круг шлифовальный Станд. 15А40-Н СТ16К 35 м/с А1кл. 15 Станд. АВК-1 0,35 0,46 25 105 Спец. круг Спец. – 15 Спец. – – – 110 Спец. круг Спец. – 15 Спец. – – –
Как видно из таблицы 4.6., в технологическом процессе применяется восновном стандартный покупной инструмент, что ускоряет технологическуюподготовку производства и уменьшает затраты на него, а также твердосплавныережущие материалы и абразивные круги. Режимы резания достаточно высокие, обработкаведется с применением СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями резанияи сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента.
Таблица 4.7.№ операции Наименование инструмента Вид инструмента Точность измерения мм. Допуск на измеряемый размер. мм Время на измерение мин. 010 Штангенциркуль ШЦ – III – 500 – 0,1 Станд. 0,1 2,2 0,2 015 Штангенциркуль ШЦ – I – 315 – 0,1 – 1 Станд. 0,1 1,3 0,2 020 Штангенглубиномер ШГ-160 Станд. 0,1 0,74 0,16 Штангенциркуль ШЦ – II – 160 – 0,1 – 1 Станд. 0,1 0,62 0,12 025 Штангенглубиномер ШГ-160 Станд. 0,1 0,74 0,16 Штангенциркуль ШЦ – II – 160 – 0,1 – 1 Станд. 0,1 0,62 0,12 045 – – – – – 050 Микрометр МК100–2 Станд. 0,01 0,22 0,22 Микрометр МК75–2 Станд. 0,01 0,19 0,22 Микрометр МК50–2 Станд. 0,01 0,29 0,22 Штангенглубиномер ШГ-160 Станд. 0,1 0,39 0,16 Кольцо 8211–0141–6g Спец. – – 0,24 055 Микрометр МК75–2 Станд. 0,01 0,19 0,22 Штангенглубиномер ШГ-160 Станд. 0,1 1,0 0,16 Микрометр МК50–2 Станд. 0,01 0,29 0,22 Кольцо 8211–0141–6g Спец. – – 0,24 060 Кольцо 8312–0317 Спец. – – 0,14 065 Кольцо 8312–0321 Спец. – – 0,14 080 Нутромер 6–10 Станд. 0,1 0,3 0,17 095 – – – – – 100 Скоба 8113–0144 Спец. – – 0,11 Скоба 8113–0153 Спец. – – 0,09 105 Кольцо 8312–0317 Спец. – – 0,27 110 Кольцо 8312–0321 Спец. – – 0,23
В технологическом процессе применяются быстродействующие измерительныеинструменты (универсальные и специальные). Точность измерения достаточновысокая (погрешность измерения не превышает 30% допуска на размер).Оснащенность измерительными средствами операций обработки хорошая.Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операцийизмерительными инструментами не требуется.
5. Выборзаготовки
деталь производство вал ведущий
Метод выполнения заготовки для деталей приборов определяется назначениеми конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом исерийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку –значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждойповерхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать всевышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует точнаявзаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономическогокомплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.
По базовому техпроцессу заготовку получают их круглого горячекатаногопроката диаметром 85 мм. Рассмотрим метод получения заготовки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).
5.1 Стоимость заготовки из сортовогопроката:
/>
где М – затраты на материал заготовки,руб.;
УСо.з. – себестоимость операцииплавки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.
/>
где Сп.з. – приведенные затратына рабочем месте, руб./ч;
Тшт(ш-к) – штучное илиштучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правка,калибровка, резка и др.).
По [5] принимаем Сп.з.=0,121 руб./ч(резка на отрезных станках, работающих дисковыми пилами). Для отрезной операцииТшт(ш-к)=2,718 мин.
/>
Затраты на материал определяются по массепроката, необходимого для изготовления детали, и массе сдаваемой стружки:
/>
где Q – массазаготовки, кг; Q=13,98 кг;
S – цена 1 кг материала заготовки, руб.;
q – масса готовой детали, кг; q=7,2 кг;
Sотх – цена1 т отходов, руб.
По [5] принимаем: S= 0,185 руб.; Sотх= 28,1 руб.
/>
Коэффициент использования материала поформуле (2.5):
/>
Найдем стоимость заготовки из прокатастального горячекатаного круглого:
/>
5.2 Стоимость заготовки, полученной штамповкойна ГКМ определяется по формуле:
/>
где Si – базовая стоимость одной тоннызаготовок, руб.;
kт – коэффициент, зависящий от точности штамповки;
kс – коэффициент, зависящий от группы сложностиштамповки;
kв – коэффициент, зависящий от массы штамповки;
kм – коэффициент, зависящий от марки материалаштамповки;
kп – коэффициент, зависящий от объема производствазаготовок.
По [5] принимаем: Si=373 руб.; kт=1; kс=0,75; kв=0,87; kм=1; kп=1.
/>
Коэффициент использования материала поформуле (2.5):
/>
5.3 Определяем годовой экономический эффект от внедрения нового методаполучения заготовки – штамповки на ГКМ:
/>
где /> –стоимость заготовки по базовому варианту;
/> –стоимость заготовки по принятому варианту.
/>
6. Выборбаз и способов базирования
Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимныеэлементы и устройства приспособления должны обеспечивать определенное положениезаготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления инеизменность базирования в течение всего процесса обработки при даннойустановке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз, и их относительноерасположение должны быть такими, чтобы можно было использовать наиболее простуюи надежную конструкцию приспособления, удобства установки; закрепления,открепления и снятия заготовки, возможность приложения в нужных местах силзажима и подвода режущих инструментов.
Для горизонтально расточной операции базой является наружная поверхность(заготовка – штамповка на ГКМ). Для всех остальных операций базами являютсяцентровые отверстия и торцы, полученные на горизонтально расточной операции.
На всех операций обработка ведётся в центрах, поэтому погрешностибазирования для этих операций равны нулю.
7. Проектированиемаршрутного технологического процесса
Проанализировав базовый вариант технологического процесса и предлагаемуюконструкцию заготовки, я предлагаю внести в действующий варианттехнологического процесса следующие изменения:
– заменить заготовку, полученную из проката круглого сечения, назаготовку, получаемую на ГКМ, применение которой позволит уменьшить объём,массу и стоимость заготовки, приблизить её по форме, размерам к готовой детали(экономическое обоснование см. раздел 5;
– ввести в техпроцесс многоцелевой станок серии INTEGREX100-IV S фирмы MAZAK покомпоновке представляющий собой токарный станок инверторного типа и имеющий,кроме револьверной головки, фрезерный шпиндель, позволяющий нарезать на станкезубчатые колёса, шлицы прямобочного и эвольвентного профиля.
Проектируемый техпроцесс обработки приведён в таблице 7.1.
Таблица 7.1.№ опер.
Наименование операции/
Краткое содержание операции Оборудование /> /> 005 Горизонтально-расточная 2206ВМФ4
Фрезеровка торцов в размер, центровка торцов.
010 Маркирование Верстак
015 Отжиг
020 Маркирование Верстак
025 Многоцелевая с ЧПУ INTEGREX 100-IV S
Точение черновое: поверхностей />, М42Ч2–6g;
торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g.
Точение окончательное: поверхностей />, Ш80 (±0,01),
М42Ч2–6g; торцов: Ш80 (±0,01)//>, />/ М42Ч2–6g;
фаски, канавки
Фрезеровка шлицев D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч/>
Фрезеровка шлицев D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч/>
Сверловка: 4 отверстий Ш6+0,3, зенковка фасок
030 Слесарная Верстак
035 Закалка ТВЧ
040 Токарно-винторезная 16К20
Притирка центровых отверстий
045 Круглошлифовальная 3М152В
Предварительная и окончательная шлифовка поверхностей: />, Ш80 (±0,01), Ш60 (±0,01),
050 Шлицешлифовальная 3451А
Шлифовка боковых поверхностей шлиц
D-10Ч50,5-0,74Ч60±0,01Ч/>
055 Шлицешлифовальная 3451А
Шлифовка боковых поверхностей шлиц
D-10Ч67,5-0,74Ч80±0,01Ч/>
115 Слесарная Верстак
120 Промывка Ванна
125 Контроль приёмочный Стол ОТК
130 Маркирование Верстак
135 Консервация
Для обработки самой точной поверхности детали проектируется необходимое(достаточное) количество операций (переходов) по коэффициенту уточнения. Самаяточная поверхность диаметром />.
Необходимое общее уточнение рассчитывается по формуле:
/>
где Тзаг – допуск на изготовление заготовки, мм;
Тдет – допуск на изготовление детали, мм.
Принимаем Тзаг=3,6 мм, Тдет= 0,019 мм.
/>
С другой стороны уточнение определяется как произведение уточнений,полученных при обработке поверхности на всех операциях (переходах) принятогоТП:
/>
где еi – величина уточнения, полученного на i – ой операции(переходе);
n – количество принятых в ТП операций (переходов) для обработкиповерхности.
Промежуточные значения рассчитываются по формуле:
/>
где Тn, Тn-1 – допускиразмеров, полученные при обработке детали соответствующих операциях.
Точность обработки поверхности по принятомумаршруту будет обеспечена, если соблюдается условие:
/>
Для обработки поверхности диаметром /> принимаем следующий маршрут:
– черновое точение;
– чистовое точение;
– шлифование предварительное;
– шлифование чистовое.
По [7] принимаем допуски на межоперационные размеры:
– Т1 = 0,30 мм (квалитет точности IT12);
– Т2 = 0,19 мм (квалитет точности IT11);
– Т3 = 0,046 мм (квалитет точности IT8);
– Т4 = 0,019 мм (квалитет точности IТ6).
Рассчитываем промежуточное значение уточнений по формуле (7.3):
/>
Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки по формуле(7.2):
/>
Полученное значение епр показывает, что при принятом маршрутеточность обработки поверхности диаметром /> обеспечивается, так каквыполняется условие по формуле (7.4), т.е. 189,474
8. Расчет иназначение припусков на обработку
Расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическимметодом и по таблицам в соответствии с источником [5].
Расчет припусков и их определение по таблицам могут производится толькопосле выбора оптимального для данных условий технологического маршрута испособа получения заготовки.
Рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры дляповерхности под подшипник диаметром />.
Расчет припусков на обработку поверхности диаметром /> сводим в таблицу 8.1.,в которой последовательно записываем маршрут обработки поверхности и всезначения элементов припуска.
Таблица 8.1.
Технологические переходы обработки
/> Элементы припуска, мкм
Расчетный припуск 2Zmin, мкм
Расчетный размер dр, мм
Допуск
d, мкм Предельный размер, мм Предельные размеры припуска, мм
Rz Т
/>
dmax
dmin
2Zmax
2Zmin 1. Поковка 150 250 1987 – 65,674 3600 69,3 65,7 – – Точение: 2. предварительное 50 50 119 2·2387 60,9 300 61,2 60,9 8,1 4,8 3. чистовое 30 30 100 2·219 60,462 190 60,65 60,46 0,55 0,438 Шлифование: 4. предварительное 10 20 40 2·160 60,142 46 60,188 60,142 0,462 0,32 5. окончательное 3,2 15 – 2·70 60,002 19 60,021 60,002 0,167 0,14 Итого 9,279 5,698
Определяем элементы припуска по [5] по всем операциям и заносим их втаблицу 8.1.
Определяем суммарное значение пространственных отклонений при обработке вцентрах:
/>
где ссм – погрешность смещения, мкм;
скор – погрешность коробления, мкм;
сц – погрешность зацентровки заготовки, мкм.
/>
где Дк – удельная кривизна заготовки, мкм;
l – расстояние от обрабатываемого сечения доближайшей опоры, мм.
/>
где дз – допуск на заготовку, мм.
/>
По [5] принимаем Дк=0,6 мкм/мм.
/>
По [11] принимаем ссм= 0,8 мм =800 мкм.
/>
Остаточные пространственные отклонения:
/>
где kу – коэффициент уточнения формы.
По [5] принимаем для:
– точения предварительного kу=0,06; />
– точения чистового kу=0,05; />
– шлифования предварительного kу=0,02;/>
Рассчитываем минимальные значения припусков по формуле:
/>
Минимальные значения припусков:
– под точение предварительное
/>
– под точение чистовое
/>
– под шлифование предварительное
/>
– под шлифование окончательное
/>
Определяем расчётный размер:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Записываем наименьшие предельные размеры по всем технологическимпереходам, округляя их увеличением расчётного размера; округление производитьдо того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждогоперехода.
Определяем наибольшие предельные размеры:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Определяем предельные значения припусков:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Определяем общие припуска:
/>
/>
Определяем общий номинальный припуск:
/>
где HDз, HDд– нижние предельное отклонение размера заготовки и детали соответственно, мм.
/>
Определяем номинальный размер заготовки:
/>
/>
Проверяем правильность произведённых расчётов:
/>
/>
/>
Следовательно расчёты выполнены верно.
Строим схему расположения операционных припусков и допусков (рисунок 8.1.
Рассчитаем припуск торцы размера 309-1,3. Расчет ведемпосредством заполнения таблицы 8.2. Технологический маршрут обработки состоитиз однократного фрезерования штамповки.
Таблица 8.2.
Технологические переходы обработки/> поверхности
309-1,3
Элементы
припуска, мкм
2Zmin,
мкм
Расчетный размер lр,
мм Допуск d, мкм
Предельный
размер, мм Предельное значение припуска, мм
Rz T с е
l min
l max
/>
/> 1. Заготовка 150 250 250 – – 309,22 3600 309,3 312,9 – – 2. Фрезерование однократное 50 50 15 110 2·760 307,7 1300 307,7 309 1,6 3,9 Итого: 1,6 3,9
Суммарное значение пространственных отклонений поверхности (при установкена призму):
с = скор = 0,25 мм.
По формуле (8.4) и [5] для фрезерования: />
Погрешность установки равна погрешности закрепления при установке напризму (с пневматическим зажимом):
еу = ез = 110 мкм.
Рассчитываем минимальные значения припусков по формуле:
/>
Минимальные значения припусков:
– под фрезерование однократное:
/>
Определяем расчётный размер:
/>
/>
/>
Записываем наименьшие предельные размеры по всем технологическимпереходам, округляя их увеличением расчётного размера; округление производитьдо того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждогоперехода.
Определяем наибольшие предельные размеры:
/>
/>
/>
Определяем предельные значения припусков:
/>
/>
/>
/>
Определяем общие припуска:
/>
/>
Определяем общий номинальный припуск:
/>
где HDз, HDд– нижние предельное отклонение размера заготовки и детали соответственно, мм.
/>
Определяем номинальный размер заготовки:
/>
/>
/>
Рисунок 8.2.
Проверяем правильность произведённых расчётов:
/>
/>
/>
Следовательно, расчёты выполнены верно.
Строим схему расположения операционных припусков и допусков (рисунок 8.2.
Назначаем общие припуски и допуски на механическую обработку оставшихсяповерхностей детали опытно-статистическим методом по [11] и заносим их стаблицу 8.3.
Таблица 8.3.Размер Припуск Допуск табличный расчётный
/> – 2·3,45
+1,6
-0,9 Ш80±0,01 2·5,3 –
+1,8
-1,0
309-1,3 – 2·0,85
+2,4
-1,2
61-0,46 2·1,8 –
+1,6
-0,9
171-0,63 2,0 –
+2,1
-1,1
9. Расчетрежимов резания
Рассчитаем режимы резания на точение и шлифование поверхности диаметром />.
Рассчитываем режимы резания на точение чистовое. Расчёт произведём пометодике, изложенной в [8].
Выбор режущего инструмента.
Материал режущей части инструмента – твёрдый сплав Т15К6.
Геометрические параметры режущеё части инструмента: ц= 95°; ц1=40°;г= 12°; б= 6°.
Глубину резания берём из расчётов, изложенных в п. 8 данногокурсового проекта:
/>.
Принимаем подачу на оборот по [8]: Sо=0,51 мм/об.
Скорость резания при наружном продольном точении определяется поэмпирической формуле [8]:
/>
где Сv – табличный коэффициент;
Т – стойкость инструмента, мин;
Кv – корректирующий коэффициент наскорость резания.
Кv= КMV·КПv· КИv, (9.2)
где КMV, КПv, КИv –коэффициенты, зависящие от материала заготовки, состояния поверхности иматериала инструмента.
/>
где КГ – табличный коэффициент;
ув – предел выносливости стали 45, МПа; ув=690 МПа.
По [8] принимаем Сv=350; Т=60 мин;m=0,2; x=0,15; y=0,35; КПv=1,0;КИv=1,15; КГ=1,0; nv=1,0.
/>
Кv= 1,09 · 1,0 · 1,15=1,25.
/>
Определяем частоту вращения шпинделя:
/>
Определяем силу резания:
/>
По [8] принимаем Ср=300; n=-0,15; x=1,0; y=0,75; Кр=0,87.
/>
Определяем мощность резания:
/>
/>
Определяем основное время:
/>
/>
где Lрез – длина резания, принимаетсяравной длине обработанной поверхности в направлении подачи, мм; Lрез=142 мм;
y – длина подвода, врезания и перебега.
Для чистовой обработки длина подвода равна 2 мм. Длины врезания иперебега равны нулю, так как углом ц= 95°.
/>
/>
Рассчитываем режимы резания на шлифование чистовое поверхности диаметром />. Расчётпроизведём по методике, изложенной в [6].
Выбор шлифовального круга:
Выбор размеры шлифовального круга.
Размеры шлифовального круга (нового) принимаем по паспорту станка [9]:диаметр круга DK=600 мм; BK=63 мм.
Выбор характеристик шлифовального круга по [6]:
23А50НСМ27К1.
Расчёт режимов резания:
Определение частоты вращения круга:
/>
где V – скорость вращения круга, м/с;
DК – диаметр круга, мм.
По [6] принимаем V= 50 м/с.
/>
Определение частоты вращения изделия по [6]: nизд=200 об/мин.
Определение минутной поперечной подачи:
/>
где Sпоп. – нормативная минутнаяпоперечная подача, мм/мин;
К1, К2, К3, К4, К5– поправочные коэффициенты на поперечную подачу.
По [6] принимаем: Sпоп.= 0,48 мм/мин;К1= 1,1; К2= 1,3; К3= 1,0; К4= 1,0;К5= 1,0.
/>
Определение основного технологического времени:
/>
где z. – припуск на сторону подобработку, мм; z=0,15 мм.
/>
Режимы резания на обработку остальных поверхностей назначаем аналогичнопо источнику [3] и сводим их в таблицу 9.1.
Таблица 9.1.Номер операции Наименование операции, перехода Глубина резания t, мм Длина резания l, мм
Подача Sо, мм/об Скорость V, м/мин
Частота вращения n, мин-1
Минутная подача Sм, мм/мин
Основное время tо, мин расчетная принятая расчетная принятая расчетная принятая 005
Горизонтально-расточная 1. Фрезеровать торец 0,85 150 0,8 0,8 100,5 100,5 400 400 320 0,47 2. Центровать торец 3,15 10 0,2 0,2 28 28 1415 1415 283 0,02 3. Фрезеровать торец 0,85 150 0,8 0,8 100,5 100,5 400 400 320 0,47 4. Центровать торец 3,15 10 0,2 0,2 28 28 1415 1415 283 0,02 025
Многоцелевая с ЧПУ 1. Точение черновое:
Ш45-0,62 2,5 39 0,8 0,8 90 250 1769 1769 1415 0,23
Ш63-0,74 2,5 43 0,8 0,8 125 250 1264 1264 1011 0,25 2. Точение чистовое:
Ш41,8-0,29 0,5 39 0,51 0,51 270 270 2057 2057 1049 0,11
Ш60,7-0,19 0,5 43 0,51 0,51 270 270 1416 1416 722 0,12 фаска 2,3Ч45° 0,5 2,3 0,51 0,51 270,9 270,9 1421 1421 725 0,003
канавка 5+0,3 5 3,6 0,15 0,15 186,8 186,8 1000 1000 150 0,02 канавка 4,5 4,5 4,4 0,13 0,13 122,5 122,5 1000 1000 130 0,03 резьба М42Ч2 2 36 2 2 105,5 105,5 800 800 1600 0,03 025 3. Сверловка:
2 отв. Ш6+0,3 3 46,8 0,15 0,15 26,5 26,5 1400 1400 210 0,45 4. Зенковка: 2 фаски 1Ч45° 0,5 4 0,08 0,08 9,5 9,5 500 500 40 0,2 5. Точение черновое:
Ш45-0,62 2,5 32 0,8 0,8 250 250 1905 1905 972 0,23
Ш63-0,74 2,5 145 0,8 0,8 250 250 1312 1312 669 0,25
Ш85-0,87 2,5 70 0,8 0,8 250 250 937 937 750 0,22 6. Точение чистовое:
Ш41,8-0,29 0,5 32 0,51 0,51 270 270 2057 2057 1049 0,11
Ш60,7-0,19 0,5 145 0,51 0,51 270 270 1416 1416 722 0,12
Ш80,7-0,22 0,5 70 0,51 0,51 270 270 1066 1066 544 0,10 фаска 2,3Ч45° 0,5 2,3 0,51 0,51 270,9 270,9 1421 1421 725 0,003
канавка 5+0,3 5 3,6 0,15 0,15 186,8 186,8 1000 1000 150 0,02 канавка 4,5 4,5 4,4 0,13 0,13 122,5 122,5 1000 1000 130 0,03 резьба М42Ч2 2 29 2 2 105,5 105,5 800 800 1600 0,03
7. Фрезеровка шлиц 9,4+0,11 8,6 105 2,25 2,25 10,5 10,5 33,4 33,4 75,2 117
8. Фрезеровка шлиц 12,4+0,11 11,7 64 2 2 15 15 42,7 42,7 85,4 80,30 9. Сверловка:
2 отв. Ш6+0,3 3 46,8 0,15 0,15 26,5 26,5 1400 1400 210 0,45 10. Зенковка: 2 фаски 1Ч45° 0,5 4 0,08 0,08 9,5 9,5 500 500 40 0,2 040
Токарно-винтрорезная Притирка центровых отв. – 3 – – 3,8 3,8 200 200 – 1,0 045
Круглошлифовальная Шлифовать:
/> 0,15 0,15 0,67 0,67 50 м/с 50 м/с 200 200 – 0,22 Ш80±0,01 0,20 0,20 0,67 0,67 50 м/с 50 м/с 200 200 – 0,30
/> 0,15 142 0,003 0,003 50 м/с 50 м/с 200 200 7440 0,95 050
Шлицешлифовальная
Шлифовать шлицы /> 0,2 103 0,01 0,01 6 6 – – 200 284,1 055
Шлицешлифовальная
Шлифовать шлицы /> 0,2 64 0,01 0,01 6 6 – – 200 284,1
10. Расчетнорм времени
Технические нормы времени в условиях серийного производстваустанавливаются расчетно-аналитическим методом, изложенным в [5], суть которогосостоит в определении всех составляющих штучно-калькуляционного времени.
В серийном производстве норма штучно-калькуляционного времениопределяется по формуле:
/>
где Тп-з – подготовительно-заключительноевремя;
Тшт – норма штучного времени, мин;
n – размер партии деталей: n=24 из п. 3 курсового проекта.
Штучное время определяется по формуле:
Тшт = То + Тв + Тоб + Тот,(10.2)
где То – основное время, мин;
Тв – вспомогательное время, мин;
Тоб – время на обслуживание рабочего места, мин; складываетсяиз времени на организационное и времени на техническое обслуживание рабочегоместа;
Тот – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.
Нормативы вспомогательного времени используем с учётом коэффициента длясреднесерийного производства k=1,85 [5]:
/>
Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:
Тв = Тус + Тзо + Туп + Тиз,(10.4)
где Тус – время на установку и снятие детали, мин;
Тзо – время на закрепление и открепление детали, мин;
Туп – время на приемы управления, мин;
Тиз – время на измерение детали, мин.
Тогда время на обслуживание рабочего места определяется по формуле:
Тоб = Ттех + Торг, (10.5)
где Ттех – время на техническое обслуживание рабочего места,мин;
Торг – время на организационное обслуживание рабочего места,мин.
Время на обслуживание Тo6c и отдых Тoтд в серийномпроизводстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этихдвух составляющих в процентах от оперативного времени Тoп [5].
Оперативное время определяется по формуле:
Топ = То + Тв. (10.6)
Подготовительно-заключительное время состоит из следующих составляющих:
– время на наладку станка и установку приспособления;
– время перемещений и поворотов рабочих органов станков;
– время на получение инструментов и приспособлений до начала и сдачипосле окончания обработки и др.
Расчеты норм времени по всем операциям сводятся в таблицу 10.1. изаписываются в операционные карты.
Таблица 10.1.Номер операции Наименование операции
Основное время То
Вспомогательное время Тв
Оперативное время Топ Время обслуживания и на отдых
Штучное время Тшт
Подготовит.-закл. время Тп-з Величина партии n
Штучно-калькуляцион. время Тшт-к
Тус
Туп
Тиз 005 Горизонтально-расточная 0,98 0,08 0,15 0,23 1,83 0,15 1,98 16 24 2,64 025 Многоцелевая с ЧПУ 200,51 0,13 0,05 1,78 204,14 13,27 217,40 12 24 217,90 040 Токарно-винторезная 1,0 0,3 0,19 0,1 2,09 0,13 2,22 6 24 2,47 045 Круглошлифовальная 2,5 0,15 0,12 0,42 3,78 0,23 4,00 7 24 4,29 050 Шлицешлифовальная 284,1 0,15 0,18 0,27 285,21 34,23 319,44 20 24 320,27 055 Шлицешлифовальная 284,1 0,15 0,16 0,27 285,17 34,22 319,39 20 24 320,23
11. Расчетточности операции
Расчет точности выполняется на одну операцию разработанного ТП, накоторой обеспечиваются 6…10 квалитеты точности. Обработка поверхностей деталейпо 11…17 квалитетам не вызывает затруднений, поэтому нет необходимостипроводить расчеты на точность.
Величина суммарной погрешности обработки по диаметральным и продольнымразмерам в общем виде в серийном производстве определяется по формуле [12]:
/>
где ∆и – погрешность, обусловленная износом режущегоинструмента, мкм;
∆н – погрешность настройки станка, мкм;
∆сл – поле рассеяния погрешностей обработки,обусловленных действием случайных факторов, мкм;
еy – погрешность установки заготовки, мкм.
На операции будет обеспечиваться необходимаяточность обработки при выполнении следующего условия:
/>
Расчет точности следует проводить лишь тогда, когда обработкаосуществляется методом автоматического получения размеров. Поэтому ни одну изопераций проектируемого техпроцесса на точность не рассчитываем.
12. Расчет и проектирование станочного приспособления
12.1 Проектирование станочногоприспособления
Разработка конструкции станочного приспособления должна производиться сучетом обеспечения необходимой точности обработки детали, достижения наибольшейпроизводительности и экономичности. Для этого конструкция приспособления должнаобеспечивать:
1) требуемую точность установки и надежность крепленияобрабатываемой детали;
2) быстроту действия;
3) применение незначительных усилий для приведения в действиезажимов, удобство и безопасность работы;
4) невысокую стоимость изготовления приспособления и надежность егов эксплуатации.
12.2 Расчет производительностиприспособления
Расчет производительности приспособления производится для того, чтобыопределить, каким конструировать приспособление: одноместным (для обработкиодной детали) или многоместным (для обработки за одну установку одновременнонескольких деталей).
Определяем темп производства Т:
/>
где Nг – заданная годовая программа выпуска деталей(указывается в задании на проектирование), шт.; N=1200 шт.;
Fг – годовой фонд одного производственного рабочего; Fг=4029 ч.
/>
Полученная величина темпа производства сравнивается с величиной нормывыработки N:
/>
/>
Так как величина N=3,33 > Т=0,3, то приспособление проектируемымодноместным.
12.3 Описание устройства и работыприспособления
Заготовка в приспособлениеустанавливается на две призмы 10 и 13 и прижимается двумя прихватами 11. Зажимдетали осуществляется винтовым зажимом с применением динамометрического ключа.
Приспособление базируется на станкепри помощи цилиндрической поверхности диаметром 120f7 и крепитсяк столу станка двумя болтами.
Деталь на операции остаётсянеподвижной, а обработка с разных сторон происходит за счёт поворота столастанка с приспособлением.
12.4 Расчет сил резания, усилиязажима детали в приспособлении
Сила резания при фрезеровании можно определить по формуле [13]:
/>
где С – коэффициент (при фрезерованиистали С = 68);
t – глубина фрезерования, мм; t=0,85;
В-ширина фрезерования, мм; B=66,9;
z – число зубьев фрезы; z=12;
Sz – подача на один зубфрезы, мм/зуб; Sz = 0,067 мм/зуб;
D – диаметр фрезы, мм; D=100 мм.
/>
По [1] усилие зажима рассчитывается по формуле:
/>
где К – коэффициент запаса прочности;
f – коэффициент трения на рабочих поверхностяхзажимов; f=0,25;
Р1, Р2, Р3 – составляющие силы резания
б – угол призмы; б=90°.
Рассчитываем составляющие силы резания по [8]:
/>
/>
/>
Определяем коэффициент запаса прочности по формуле [1]:
/>
где К – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев; К=1,5;
К1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок;К1=1,2;
К2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания отпрогрессирующего затупления инструмента; К2=1,9;
К3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания припрерывистом резании; К3=1;
К4 – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима,развиваемой силовым приводом приспособления; К4=1,6;
К5 – коэффициент, учитываемый только при наличии моментов,стремящихся повернуть обрабатываемую деталь; К5=1.
/>
/>
12.5 Расчет приспособления наточность
Полная погрешность обработки зависит от суммы базирования, закрепления,наладки станка, точности инструмента, случайных отклонений, точности обработкидеталей приспособления и т.д. и определяется путем суммирования составляющих.
Погрешность обработки может быть определена по формуле:
/>
где d – допускна размер при выполнении операции; d=1,3 мм.
åDс – суммасистематических погрешностей, состоящая из погрешностей наладки,приспособления, инструмента и др.
Величину åDс следуетопределять с учетом взаимной компенсации ее отдельных составляющих.
Учитывая возможность компенсации составляющих åDс при проектировании, принимаем åDс= 0;
К – коэффициент, зависящий от закона рассеяния погрешностей, К=1;
я – погрешность базирования;
Dз –погрешность закрепления;
Dр –погрешность, вызываемая рассеянием размеров в результате действия случайныхфакторов (изменение структуры и механических свойств обрабатываемого металла,припуска и др.).
/>
где s – среднееквадратичное отклонение, приближённо принимаем s=р/6.
/>
По [5] принимаем: DЗ=135мкм=0,135 мм.
Погрешность базирования Dбрассчитывается по формуле [1]:
/>
где ДD – допуск на диаметральный размер, мм; ДD=2,5 мм.
г – угол призмы; б=90°.
/>
/>
13. Экономическое обоснование принятого варианта технологическогопроцесса
При оценке эффективности того или иного варианта ТП наиболее выгоднымпризнается тот, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат наединицу продукции будет минимальной.
Расчеты приведенных затрат и технологической себестоимости выполняютсядля всех изменяющихся операций ТП.
Приведенные затраты для двух сравниваемых вариантов ТП рассчитываются поформуле:
З = С + Ен·(Кс + Кзд), (13.1)
где С – технологическая себестоимость, руб.;
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективностикапитальных вложений (Ен = 0,1);
Кс, Кзд – удельные капитальные вложения в станок издание соответственно.
Расчет основной и дополнительной зарплаты выполняется, по формуле:
С3 = Сч×Кд×Зн×Ко.м, (13.2)
где Сч – часовая тарифная ставка рабочего (принимается поустановленным тарифным ставкам), руб./ч;
Кд – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату иначисления (Кд = 1,7);
3н – коэффициент, учитывающий оплату наладчика (Зн =1,0);
Ко.м – коэффициент, учитывающий оплату рабочего примногостаночном обслуживании (Ко.м = 1,0).
Расчет часовых затрат по эксплуатации рабочего места выполняется поформуле:
Сэксп = Сч.з×Км, (13.3)
где Сч.з – часовые затраты на базовом рабочем месте(принимаются по материалам производственной практики), руб./ч;
Км – коэффициент показывающий во сколько раз затраты,связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базовогостанка.
Удельные капитальные вложения в станок рассчитываются по формуле:
/>
где Цс – отпускная цена станка, р;
Км – коэффициент учитывающий затраты на транспортировку имонтаж; (Км = 1,1);
Сп – принятое число станков на операцию (Сп = 1,0);
N – годовой объем выпуска деталей; N=1200.
Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле:
/>
где Спл – стоимость 1м2 производственной площади(принимается по материалам производственной практики), руб./м2;
Пс – площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2;
Сп – принятое число станков на операцию (Сп = 1,0).
Площадь, занимаемая станком Пс.определяется по формуле:
/>, (13.6)
где f – площадь станка в плане (длина к ширине), м2;
Кс – коэффициент, учитывающий дополнительную производственнуюплощадь (Кс = 3,5 при f = 2…4м2; Кс = 3 при f= 4…6м2; Кc = 4 при f
Технологическая себестоимость рассчитывается для всех операций по формуле:
/>
Экономический эффект от внедрения принятого варианта ТП рассчитывается поформуле:
Э = (Збаз – Зпр)∙N, (13.8)
где Збаз – приведенные затраты по базовому варианту ТП;
3пр – приведенные затраты по проектируемому варианту.
Результаты расчетов приведенных затрат сводятся в таблицу 13.1.
Таблица 13.1.Операция Модель стака
Тшт, мин
Сз, р
Сэксп, р
Кс, р
Кзд, р С, р Базовый вариант 010 Пило-отрезная 8Г662 2,718 2604 2604 4918 1811 236 015 Горизонтально-расточная 2206ВМФ4 5,472 4948 4948 133544 8681 903 020 Токарно-винторезная 1М63 10,008 3021 3021 14701 3528 1008 025 Токарно-винторезная 1М63 15,048 3021 3021 14701 3528 1515 045 Токарно-винторезная 16К20 3,444 3021 3021 14483 2336 347 050 Токарно-винторезная 16К20 15,264 3516 3516 14483 2336 1789 055 Токарно-винторезная 16К20 14,664 3516 3516 14483 2336 1719 060 Шлицефрезерная 5350А 130,89 4089 4089 14860 2837 17840 065 Шлицефрезерная 5350А 90,156 4089 4089 14860 2837 12288 080 Вертикально-сверлильная 2Н135 4,248 4089 4089 4280 815 579 095 Токарно-винторезная 16К20 3,444 3021 3021 14483 2336 347 100 Круглошлифовальная 3М152В 16,71 3516 3516 30837 2915 1958 105 Шлицешлифовальная 3451А 299,334 3021 3021 30877 3084 30144 110 Шлицешлифовальная 3451А 299,334 3021 3021 30877 3084 30144 Итого: 48494 48494 352387 42461 100815 Проектируемый вариант 005 Горизонтально-расточная 2206ВМФ4 2,64 4948 4948 133544 8681 435 025 Многоцелевая с ЧПУ INTEGREX 100-IV S 217,90 4089 4089 183333 3652 29699 040 Токарно-винторезная 16К20 2,47 3516 3516 14483 2336 289 045 Круглошлифовальная 3М152В 4,29 3516 3516 30837 2915 503 105 Шлицешлифовальная 3451А 320,27 3021 3021 30877 3084 32252 110 Шлицешлифовальная 3451А 320,23 3021 3021 30877 3084 32248 Итого: 22111 22111 423951 23751 95427
Рассчитаем приведенные затраты для базового и принятого техпроцесса:
Збаз =100815+0,1·(352387+42461)=140300 руб.,
Зпр =95427+0,1·(423951+23751)=140197 руб.
Экономический эффект от внедрения принятого варианта ТП:
Э = (140300– 140197)·1200= 123600 руб.
Заключение
В результате выполнения данного курсового проекта был разработантехнологический процесс изготовления вала ведущего 7821–4202026.
По базовому варианту в качестве заготовкииспользуется горячекатаный прокат круглого сечения нормальной точности и длиной315 мм. По проектному варианту в качестве заготовки использована штамповкана ГКМ, что позволило уменьшить объём, массу и стоимость заготовки, приблизитьпо форме к готовой детали, а также избавить от заготовительных операций: 010 пило-отрезнойи 020, 025 токарно-винторезных.
В проектном варианте использован станок INTEGREX100-IV Sфирмы MAZAK на операции 025 многоцелевая С ЧПУ, что позволилозаменить следующие операции: 040, 045, 050 токарно-винторезные; 060, 065шлицефрезерные; 080 вертикально-сверлильную.
Результатом использования предлагаемыхрешений является существенное сокращение расхода материалов, снижениютрудоёмкости изготовления продукции, снижению численности производственногоперсонала и площади участка, что снижает величину затрат при изготовлениипродукции и способствуют повышению конкурентоспособности выпускаемых изделий.
Список использованных источников
деталь производство вал технологичность
1. Антонюк В.Е., Королёв В.А., Башеев С.М. Справочникконструктора по расчёту и проектированию станочных приспособлений. – Мн.:Беларусь, 1969.
2. Аршинов Н.А., Алексеев В.А. Резание металлов и режущийинструмент. – М.: Машиностроение, 1976.
3. Режимы резания металлов. Справочник. /Под редакцией Барановского Ю.В./– М: Машиностроение, 1972.
4. Гапонкин В.А., Лукашев Л.К., Суворова Т.Г. Обработкарезанием, металлорежущий инструмент и станки. – М.: Машиностроение, 1990.
5. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовоепроектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Выш. школа, 1983.
6. Справочник шлифовщика /Кожуро Л.М. и др./ – Мн.: Вышэйшая школа,1981.
7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 /Под редакцией А.Г. Косиловойи Р.К. Мещерякова./ – М.: Машиностроение, 1996.
8. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 /Под редакцией А.Г. Косиловойи Р.К. Мещерякова./ – М.: Машиностроение, 1996.
9. Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров порезанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов. – М.:Машиностроение, 1990.
10. Справочник инструментальщика. / Под редакцией Ординарцева А.А./-Л.:Машиностроение, 1990.
11. ГОСТ 7505–89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски икузнечные напуски».
12. Пашкевич М.Ф., Мрочек Ж.А., Кожуро Л.М., Пашкевич В.М. Технологическаяоснастка. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002. – 320 с.
13. Проектирование технологических процессов в сельскохозяйственноммашиностроении: методические указания по выполнению курсового проекта. – Минск,2007.