Изготовление детали и участка механосборочного цеха

Система координат детали может изменяться и проходить через поверхности базирования детали на станке и через поверхности (отверстия), относительно которых заданы размеры.

Понятие "нулевая" точка суппорта - это в большинстве случаев положение суппорта, при котором происходит замена инструмента (смена инструментальных блоков, поворот резцедержателя или револьверной головки на другую позицию). Однако на практике производить отсчет перемещений от "нулевой" точки суппорта нерационально, поэтому обычно используют понятие "ноль" эталона, инструмента или резцедержателя. "Ноль" эталона - сечение точно обработанных взаимно перпендикулярных поверхностей призмы, установленной в блоке. "Ноль" инструмента - центр радиуса округления вершины резца; для сверл, зенкеров и разверток - это крайняя точка, лежащая на оси инструмента.

Рисунок 1.9 - Операционный эскиз на токарную операцию с ЧПУ

Переход 1 - Центрование отверстия 3

Глубина резания t=D/2=5/2=2,5 мм Подача

где S0T - табличная подача ([12] карта 27 стр. 270);

КИ - учитывает материал инструмента;

КФ - учитывает форму обрабатываемой поверхности;

КМ - учитывает материал детали.

Скорость резания

где VT - табличная величина скорости [12 карта 27 стр 270];

КМ - учитывает обрабатываемость материала;

КИ - учитывает свойства инструментального материала;

КФ - учитывает влияние главного угла в плане

КТ - учитывает вид обработки

КЖ - учитывает жесткость системы

КП - учитывает состояние обрабатываемой поверхности

КО - учитывает влияние СОЖ ([12] табл. 43 стр. 247)

Частота вращения шпинделя

По станку назначаем п = 800 об/мин

Мощность резания, кВт

где NТАБЛ - табличное значение мощности резания [12 карта 42 стр. 286]

NР=0,l

Основное время, мин

Переход 2 - Сверление отверстия 3

Подача

S0=S0T*КИ*КФ*КМ=0,4*1*0,7*0,9=0,25 мм/мин

Скорость резания

V=31*0,72*1*0,87*1*0,9*1*1=17 м/мин

Частота вращения шпинделя

Принимаем частоту вращения по паспорту станка

n=225 об/мин

VД=3,14*23,5*225/1000=16,6 м/мин

Сила резания, Н

РХ=1130*1,63*1*1*0,9*0,87=1442

Основное машинное время

Переход 3 - Точение поверхностей 2, 4, 5, 8 по контуру

Глубина резания

t = 1 мм

Подача

Скорость резания

Частота вращения шпинделя

По станку назначаем n=175 об/мин

Сила резания

где СР - постоянный коэффициент

х=1, у=0,75, n=-0,15 - показатели степени

где КМ - учитывает обрабатываемый материал;

Кц - учитывает влияние главного угла в плане;

Kг - учитывает влияние переднего угла;

Кл - учитывает влияние угла наклона режущей кромки;

Кr - учитывает радиус резца.

Основное машинное время

Суммарное время на операцию ТО=0,14+0,72+1,02=1,88 мин

В серийном производстве нормой времени на операцию является штучно-калькуляционное время.

1.5.4 Техническое нормирование операций.

К.р. №2 Расчет штучно-калькуляционного времени на операцию.

Штучно-калькуляционное время на операцию определяется по формуле, мин:

где Тшт - штучное время, мин

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин

n - количество деталей в партии, n=100 шт.

Подготовительно-заключительное время в серийном производстве берется для партии запуска. Подготовительно-заключительное время включает в себя:

-время на перенастройку и переналадку оборудования для обработки партии деталей нового наименования

-время на наладку инструмента

-время на получение сменного задания

-время на получение инструментов, приспособлений

-время на установку приспособления, копира

-время на пробную обработку детали

-время на установку и перемотку перфоленты

где tо - суммарное время на операцию, мин;

tвсп - вспомогательное время, мин;

to6c -время на обслуживание рабочего места, мин

tвсп=tуст+tсн+tпереуст+tконтр+tсм_инст+tв_подв

где tуст - время на установку заготовки, мин;

tсн - время на снятие заготовки, мин;

tпереуст - время на переустановку детали или инструмента, мин;

tконтр - время на контрольные измерения, мин;

tсм_инст - время на смену инструмента, мин;

tв_подв - время на быстрые подводы инструмента в зону резания и быстрые отводы из этой зоны, мин.

Существует также понятие оперативное время. Оперативное время рассчитывается по формуле:

где аобс - процент от оперативного времени, затрачиваемый на организационное обслуживание рабочего места

аотд - процент от оперативного времени, затрачиваемый на отдых и естественные надобности

1.5.5 Операция зубофрезерная (035)

Основное суммарное время на операцию to = 2,2 мин Штучное время

где То - основное время;

ТВ - вспомогательное;

ТПР - прибавочное.

где ТУ - время на установку и закрепление детали ([2] табл. 5.5 стр. 199);

ТУ' - время на установку и закрепление следующей детали;

ТУПР - время на управление станком ([2] табл. 5.9 стр. 205);

ТКОНТР - время на контрольные измерения (ТКОНТР=0,05 мин; оно меньше То, значит его можно не учитывать)

Подготовительно-заключительное время ТП-З включает [8, стр.422, карта 56]

- время на наладку станка 16 мин;

- время на установку фрезы 7 мин;

- время на получение инструмента и приспособления 10 мин.

1.5.6 Техническое нормирование на круглошлифовальную операцию (030)

Основное суммарное время на операцию tО =0,32 мин

Подготовительно-заключительное время:

Получение исполнителем наряда, работы, инструмента, и приспособлений 7,0 мин

Время на крепление заготовки в центрах [8, стр.646, карта 20]

8,0 мин

Правка шлифовального круга - диаметр [8, стр.646, карта 20]

1,5 мин

Вспомогательное время:

Время на установку, снятие детали [8, стр.639, карта 15] tУСТ=tCH=0,26 мин Поставить и снять хомутик [8, стр.639, карта 14] составляет 0,18 мин.

Время, связанное с переходом при шлифовании наружных цилиндрических поверхностей [8, стр.641, карта 17] - 0,24 мин

Время на измерения (шаблон) [8] - 1,1 мин

Время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные

надобности

Пользуясь источником [8, стр.423, карта 57] время на обслуживание рабочего аобс=2% от оперативного времени.

Время на отдых и естественные надобности при выполнении работ с механической подачей составит аотд=4 % от оперативного времени. Тогда время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности будет равно согласно формуле (9.5)

Штучное время на операцию, мин:

Штучно-калькуляционное время на операцию, мин:

1.5.7 Техническое нормирование на операцию № 015

Основное время tО=1,88 мм

Подготовительно- заключительное время:

где Тп-з1 - затраты времени на:

- получение технологической документации 8 мин;

- инструктаж мастера 4 мин;

- установку рабочих органов станка 5 мин;

- установку перфоленты 3 мин;

Тогда Тп-з1=8+4+5+3=20 мин ([5] табл. 13 стр. 609)

Тп-з2 - затраты, учитывающие дополнительные работы 6 мин ([5] табл. 13 стр. 609)

Тп-з3=5 мин

Тп-з3=20+6+5=31 мин

Вспомогательное время:

Тв=Тву+Тмв мин (1.5.22)

Тву - время на установку и снятие заготовки

Тву=0,18·2=0,36 мин ([2] табл. 5.1 стр. 197)

Тмв - машинно-вспомогательное время

Тмв=Твкл+Тпов р г+Тподв/отв=0,01+2-0,04+6-0,025=0,24 мин (1.5.23)

Твкл - на включение станка;

Тпов р г - на поворот револьверной головки;

Тподв/отв - на быстрый подвод/отвод резца;

Тобс - время на обслуживание рабочего места;

Тп - время на личные потребности;

Тв=0,36+0,24=0,6 мин

Время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности

Пользуясь источником [8, стр.136, карта 49] время на обслуживание

рабочего места при работе фрезами из стали, для станка с высотой центров 150 мм аобс=4% от оперативного времени.

Время на отдых и естественные надобности при выполнении работ с механической подачей составит аотд=4 % от оперативного времени. Тогда время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности будет равно согласно формуле (9.5)

Штучное время на операцию, мин

Штучно-калькуляционное время на операцию, мин

2. Конструкторская часть

2.1 Конструирование рабочего приспособления

Схема для расчета погрешности базирования и силы зажима в рабочем приспособлении представлена на рис.2.1

Рисунок 2.1- Схема для расчета погрешности базирования и силы зажима в рабочем приспособлении

При установке детали на жесткий цилиндрический палец и плоскость (как в данном случае) погрешность установки рассчитывается по формуле 2.1.1

где еб - погрешность базирования

ез - погрешность закрепления; в данном случае ез=0

Тп -допуск на палец

То - допуск на базовое отверстие

Д - величина радиального гарантированного зазора для свободной установки детали. Т. к. посадка на палец выполнена в системе отверстия, то величина 2Д будет равна верхнему отклонению поля допуска на палец. Значит 2Д=0,007 мм

2.1.1 Расчет силы зажима в приспособлении

Данная схема установки не учитывает трение в точке приложения силы

зажима W. Исходная величина расчетов - суммарный момент резания (УМрез), действующий на заготовку в процессе обработки.

Условие статического равновесия

где

откуда

f- коэффициент трения покоя f=0,25 ([1] табл 4.18 стр 149)

Pz- сила резания при зубофрезеровании

Ср - постоянный коэффициент; х,у -показатели степени ([1] табл 4.15 стр

Действительная сила зажима

Где К - коэффициент запаса закрепления ([1] стр 139)

К0 - гарантированный коэффициент запаса закрепления

К1 - коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на

поверхности детали

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за

прогрессивного износа инструмента

КЗ - характеризует зажимное приспособление с точки зрения постоянства

развивающих сил

К4 - учитывает механизацию зажимных приспособлений

К5 - характеризует удобство размещения рукоятки для ручных зажимов

Кб - характеризует постоянство положения заготовки.

2.1.2 Расчет приспособления на прочность

Целью данного расчета является определение слабого звена в рабочем приспособлении для фрезерования шпоночного паза и проверка принятого размера звена допустимо возможному размеру, предусматривающему благоприятное (безотказное) функционирование всего механизма в целом при усилиях, возникающих в процессе резания.

Проанализировав выбранный вариант исполнения рабочего приспособления, можно прийти к выводу, что слабым звеном в данной конструкции является элемент 1 (см. Рис. 2.2).

Слабое звено 1 работает на сжатие. Согласно выше проведенным расчетам, на него действует сила W=1370 H, создаваемая поршнем 2 гидроцилиндра 3 (см. рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Рабочее приспособление для зубофрезерования

Допустимый диаметр слабого звена d' определяется по следующей зависимости:

где С - коэффициент (для цилиндрических сопряжений С=1,4)

W - сила зажима (W=1370 H)

[ур] - допускаемое напряжение при сжатии (для стали 40Х при

пульсирующей нагрузке [ур]=100 МПа)

Допустимо возможный диаметр сечения слабого звена будет равен:

Выбранное значение диаметра слабого звена равняется d = 10 мм и, в свою очередь, отвечает требованиям, предъявляемым со стороны теории сопротивления материалов нагрузкам, возникающим при сжатии.

2.2 Контрольное приспособление

На листе 6 графического материала представлено приспособление для контроля биения профиля зубьев колеса (Шестерни привода) по делительному диаметру. К контрольному столу крепится оправка 9 с надетой на нее втулкой 4. На втулке 4 крепится контролируемая деталь по посадке с зазором для возможности свободного проворота. Базой в данном случае является посадочное отверстие детали. На столе также закрепляется стоика 12, по которой может перемещаться индикатородержатель 6 при ослаблении соответствующею винта. Таким образом ножка индикатора подводится к поверхности, которую необходимо проконтролировать, и выставляется на 0. Затем деталь проворачивается на 180° вручную; при этом ножка индикатора находится в постоянном соприкосновении с контролируемой поверхностью детали. Показания индикатора фиксируются через определенный интервал. Величиной биения будет разница между максимальным и минимальным показаниями индикатора.

3. Проектирование технологической линии обработки детали

Расчет количества технологического оборудования

Таблица 3.13 - Сводная таблица норм времени

N опер.	Наименование операции	Модель станка	t0,мин	мин
005	Заготовительная (штамповка)	КГШП	-	-
010	ТО (нормализация)	Печь	-	-
015	Токарная с ЧПУ	АТПр2М12С	1,88	3
020	Токарная с ЧПУ	АТПр2М12С	1,3	1,75
025	Токарно-винторезная	16К20	0,25	0,54
030	Шлифовальная	ЗМ151	0,32	2,42
035	Зубофрезерная	5Е32	2,2	3,03
040	Зубофрезерная	Р251	2,2	3,03
045	Слесарная	Верстак слесарный	-	-
050	Моечная	Моечная машина	-	-
055	Горизонтально-фрезерная	6Р83	0,4	0,73
060	Моечная	Моечная машина	-	-
065	Контрольная	Стол контрольный	-	-
070	Меднение	Ванна	-	-
075	Нитроцементация	Печь	-	-
080	Токарная	АТПр2М12СН	3,5	4,7
085	Долбежная	7Д430	2,3	3,97
090	Круглошлифовальная	ЗМ151|	0,29	0,61
095	Внутришлифовальная	ЗК227А	1,52	3,25
100	Моечная	Моечная машина	-	-
105	Зубошлифовальная	5851	4,25	8,5
110	Моечная	Моечная машина	-	-
115	Контрольная	Стол контрольный	-	-
120	Стабилизирующий отпуск	Печь	-	-
125	Слесарная	Верстак слесарный	-	-
130	Магнитный контроль	УМДЭ-1000
135	Контрольная	Стол контрольный	-	-

Определение количества станков, шт.

где N = 5000 шт. - годовая программа выпуска

Фэф - эффективный годовой фонд работы оборудования при 40-часовой

рабочей неделе Фэф=4015 часов (2 смены):

Коэффициент загрузки станков на участке:

Средний коэффициент загрузки оборудования

В табл. 3.14 представлены результаты расчетов количества станков, коэффициенты их загрузки, а также расчеты необходимой численности основных рабочих мест.



Годовая программа выпуска N = 5000 шт.	Номер операции	Модель станка	turr-к	С'р	Ср	К3	Р'	Р
	015	АТПр 2М12С	3	0,062	1	0,062	0,11	1
	020	АТПр 2М12С	1,75	0,036	1	0,036	0,06	1
	025	16К20	0,54	0,011	1	0,011	0,02	1
	030	3М151	2,42	0,050	1	0,050	0,09	1
	035	5Е32	3,03	0,062	1	0,062	0,11	1
	040	Р251	3,03	0,062	1	0,062	0,11	1
	055	6Р12	0,73	0,015	1	0,015	0,02	1
	080	АТПр 2М12СН	4,7	0,097	1	0,097	0,17	1
	085	7Д430	3,97	0,082	1	0,082	0,14	1
	090	3М151	0,61	0,012	1	0,012	0,02	1
	095	3К227А	3,25	0,067	1	0,067	0,12	1
	105	5851	4,25	0,088	1	0,088	0,15	1

Расчет необходимой численности основных рабочих мест

где N = 5000 шт. - годовая программа выпуска

Ф - эффективный годовой фонд рабочего Ф = 1860 часов

Квн - коэффициент выполнения нормы, Квн = 1,2

Рассчитываем размеры участка

Так как станки на участке среднего размера то расстояние между ними принимаем 900 мм. Количество станков 12, то длина участка может быть определена следующим образом:

Так как длина участка не превышает 72000 мм, то станки располагаем в один ряд.

Сетку колонн на участке принимаю 12x24м

Заключение

В курсовом проекте разработан технологический процесс механической обработки детали "Шестерня привода" в условиях серийного производства при заданной программе выпуска N=5000 шт. При этом были произведены выбор заготовки и ее экономическое обоснование; разработан МОП для основных поверхностей детали; выбрано оборудование с учетом типа производства и размеров детали.

В курсовом проекте подробно разработаны четыре операции (назначены режимы резания, произведено нормирование). Спроектировано рабочее приспособление для сверления сквозных отверстий. В результате проектирования участка механической обработки определены:

- количество оборудования;

- численность рабочих;

- выполнена планировка и определены общие и удельные площади участка.

В соответствии с технологическим процессом заполнены карты заготовки; маршрутная и операционная карты (на 4 операции), карты эскизов и контрольная карта.

Перечень ссылок

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т1, Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова, 4-е изд., перер. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 656 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т2, Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова, 4-е изд., перер. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с.

3. Методичні вказівки до практичних занять з технології машинобудування (розділ - проектування технологічних npoцeciв) / Укл. В.Д. Хорошков, О.В. Алексеенко- Запоріжжя. ЗДТУ, 1999 р. -76 с.

4. Додатки з технології машинобудування / Укл. В.Д. Хорошков. Д.В.Павленко - Запоріжжя, ЗДТУ, 2000 р. -80 с.

5. Руденко П.О., Плескач В.М., Харламов Ю.О. Технологічні методи виробництва заготовок деталей машин: Підручник, за ред. Доц. В.М. Плескача.-Дніпропетровськ: Наука i Освіта, 1999.-254 с, iл. 128

6. Допуски и посадки. Справочник. В 2-ч. / В.Д. Мягков, М.А.Палей, А.Б. Романов / - Л.: Машиностроение, 1983. 4.1. - 543 с.

7. Допуски и посадки. Справочник. В 2-ч. / В.Д. Мягков, М.А.Палей, А.Б. Романов / - Л.: Машиностроение, 1983. 4.2. - 448 с.

8. Е.И. Стружестрах. Справочник нормировщика-машиностроителя. В 4-х томах. - М., Т.2. 1961. - 890 с.

9. Методичні вказівки до дипломного проектування з технології авіадвигунобудування і машинобудування для студентів спеціальностей "Технології машинобудування " та "Двигуни та енергетичні установки літальних апаратів" ycix форм навчання. /Склали: Яценко В.К., Ципак B.I. та інші - Запоріжжя, ЗДТУ, 2000. -245 с.

10. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение, 1972.

11. Горбацевич А.Ф., Ширц В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 1983

12. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В.Барановского. М.: Машиностроение, 197, Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В.Барановского. М.: Машиностроение, 1972

13. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни "Технологія машинобудування "(розділ - проектування зубообробних процесів) Укл. В.Д. Хорошков - Запоріжжя, ЗДТУ, 2003

14. Методичні вказівки до практичних занять з дисцрпліни "Технологія машинобудування" розділ - розрахунок режимів різання i нормування для операцій виконаних на верстатах- автоматах і напівавтоматах) / Укл. О.В. Алексеенко - Запоріжжя, ЗДТУ, 2003

Страницы: 1, 2, 3, 4