Технологический процесс изготовления корпуса газового крана и средства его оснащения

Служебное назначение и технологическая характеристика изделия. Выбор заготовки и технологической оснастки. Расчет станочных приспособлений. Оценка эффективности технологического процесса изготовления корпуса газового крана. Себестоимость обработки детали.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.06.2017
Размер файла 1020,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Объектом разработки в дипломном проекте выступает деталь - корпус газового крана. К газовым кранам, используемым в бытовых газовых плитах, предъявляются высокие требования. В связи с этим появляется необходимость в создании и внедрении специальных технологий.

Сутью инженерной разработки является создание новой, более эффективной технологии, позволяющей обеспечить требования, предъявляемые к газовым кранам. Новая технология подразумевает переход от станков с ЧПУ к специальному полуавтоматическому оборудованию и специальным средствам технологического оснащения. Это позволяет повысить качество изделия, производительность, снизить затраты себестоимости изделия.

Целью дипломного проекта является разработка технологического процесса изготовления корпуса газового крана, а также обоснование преимуществ нового технологического процесса перед старым.

1. Общая часть

1.1 Служебное назначение и технологическая характеристика изделия

Корпус является базовой деталью газового крана. Газовый кран применяется в бытовых газовых плитах. Краном называют конструкцию арматуры с запорным или регулирующим органом в форме тела вращения, поворачивающимся вокруг оси, перпендикулярной оси потока среды. Запорный и регулирующий орган крана имеет форму конуса. По принципу действия кран является управляемым, поскольку рабочий цикл выполняется вращением рукоятки. По характеру выполняемых функций газовый кран горелки - это регулирующая арматура, так как регулирует параметры среды изменением ее расхода. Кран имеет штуцерный патрубок, что обуславливает его штуцерную конструкцию. По способу герметизации газовый кран горелки является сальниковым. Герметичность сопряжения подвижных элементов по отношению к внешней среде обеспечивается сальниковым устройством. К газовым кранам горелок предъявляются технические требования, предусмотренные ГОСТ P 50696-94 (11):

1.Конструкция газовых бытовых плит должна обеспечивать возможность снятия каждого крана в отдельности, без снятия коллектора.

2.Для кранов горелок следует применять смазочный материал, обеспечивающий нормальную работу крана не менее трех лет, и устойчивый к воздействию газовой среды, влаги и температур.

3.Краны горелок должны обеспечивать бесступенчатое регулирование расхода газа.

4.Краны горелок должны иметь ограничители хода в крайних положениях. Открытие крана не должно производится без предварительного выведения его из фиксированного положения.

Допускается открытие крана без предварительного выведения его из фиксированного положения, если имеется автоматика контроля пламени горелки.

5.Краны горелок стола плиты должны иметь положение “малое пламя”, тепловую мощность которого определяет разработчик или изготовитель. Значение тепловой мощности в положении “малое пламя” не должно превышать: - 1/2 MAX значения - для горелок повышенной тепловой мощности;

- 1/4 NOM значения - для горелок нормальной и повышенной тепловой мощности.

При выбранном значении тепловой мощности горелки в положении “малое пламя” должно быть обеспечено устойчивое горение.

6.Газовые коммуникации плиты должны обеспечивать герметичность. Утечка не должна превышать 100 см3/ч.

7.Съемные детали газопроводящих узлов, которые при техническом обслуживании могут быть демонтированы, должны оставаться герметичными после пятикратного монтажа и демонтажа.

8.Наработка плиты до отказа - не менее 11000 циклов для каждого крана. Критерий отказа - нарушение герметичности крана.

В целом корпус крана горелки является технологичной деталью так как:

- обеспечен свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет применять специальный комбинированный инструмент;

- конструкция обладает высокой жесткостью, что позволяет применение высокопроизводительных методов обработки;

- сохраняется постоянство баз;

- точность размеров, взаимное расположение поверхностей, требуемая шероховатость могут быть обеспечены традиционными способами обработки.

Недостатком детали являются ее малые габаритные размеры.

1.2 Анализ базового варианта технологического процесса

станочный себестоимость деталь заготовка

Обработка корпуса газового крана в базовом технологическом процессе производится на станках с ЧПУ, в отличие от нового технологического процесса, который предусматривает применение специального полуавтоматического оборудования. К недостаткам применения станков с ЧПУ относятся такие факторы, как высокая их стоимость, энергоемкость, большые габаритные размеры, что значительно снижает экономическую эффективность технологического процесса. Состав оборудования в базовом ТП меньше чем в новом но это компенсируется, так как базовая технология с применением станков с ЧПУ предполагает значительные расходы на капитальные вложения в оборудование, в средства программного обеспечения, в производственные площади, технологическую оснастку. Большую роль играет то, что станки с ЧПУ являются более энергоемкими, чем полуавтоматы нового техпроцесса. Все эти факторы также сказываются на эффективности ТП. В новом технологическом процессе применение специального оборудования и средств технологического оснащения позволяет сократить нормы времени, тем самым повысить производительность, не теряя качества продукции.

2. Проектирование технологического процесса

2.1. Определение типа производства

Исходные данные:

- годовая программа выпуска

N = 156000 шт;

- процент запасных частей ? = 5%;

- режим работы предприятия односменный;

Определяем годовую программу запуска:

N зап. = N (1+ ? /100), шт. (стр. 21[1]) (2.1)

где N - годовая программа выпуска;

? - процент запасных частей;

N зап.=156000 (1+5/100)=163800шт.

Определяем основное и штучно - калькуляционное время по операциям.

Операция 010. Специальная - токарная.

То=0,00021dl=0,00021·8,6·24=0,043мин. (2.2)

Т шт. к. = U·То=1,54·0,043=0,07мин.

Операция 015. Фрезерная.

То=0,006l=0,006·20=0,12мин. (2.3)

Т шт. к. =1,54·0,12=0,19мин.

Операция 025. Фрезерная.

То=0,00052dl=0,00052·8·40=0,17мин. (2.4)

Т шт. к. =1,540,17=0,26мин.

Операция 035. Фрезерная.

То=0,00021dl=0,00021·14·7=0,02мин. (2.5)

Т шт. к. =1,54·0,02=0,03мин.

Операция 045. Фрезерная.

То=0,00052dl=0,00052·5,3·17=0,05мин. (2.6)

Т шт. к. =1,54·0,05=0,08мин.

Операция 055. Фрезерная.

То=0,00021dl=0,00021·8·32,6=0,055мин. (2.7)

Т шт. к. =1,54·0,055=0,085мин.

Операция 065. Фрезерная.

То=0,007dl=0,007·20=0,14мин. (2.8)

Т шт. к. =1,54·0,14=0,22мин.

Операция 085. Сверлильная.

Сверление отверстий o2,5:

То=0,00052dl=0,00052·2,5·3,5·2=0,009мин. (2.9)

Зенкование фасок:

То=0,00021dl=0,00021·3,5·0,5·2=0,00074мин. (2.10)

? То=0,009+0,00074=0,01 мин.

Т шт. к. =1,72·0,01=0,02мин.

Операция 095. Специальная токарная.

То=0,00017dl=0,00017·14·12,5=0,03мин. (2.11)

Тшт.к.=1,84·0,03=0,02мин.

Операция 105. Токарная.

То=0,00018dl=0,00018·11,5·1,75=0,004мин. (2.12)

Тшт.к. =2,14·0,004=0,009мин.

Операция 115. Резьбонарезная.

То=0,0004dli=0,0004·3·3,5·2=0,009мин. (2.13)

Тшт.к. =2,5·0,009=0,02мин.

Операция 125. Резьбонарезная.

То=0,00128dlp.x./p, (2.14)

где p - шаг резьбы, мм;

p=0,5 мм;

То=0,00128·14·8,5/0,5=0,3 мин.

Тшт.к. =2,5·0,03=0,75мин. (2.15)

Операция 140. Токарная.

То=0,00018dl=0,00018·13·15,5=0,04мин. (2.16)

Тшт.к. =3,25·0,04=0,13мин.

Определяем количество станков:

(2.17)

где. ?зн - нормативный коэффициент загрузки, ?зн=0,8;

Fg - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч,

Fg=2015ч. ;

mp010= 163800·0,07/(60·2015·0,8)=0,1 p=1;

mp015=163800·0,19/96720=0,3 p=1;

mp025=163800·0,26/96720=0,4 p=1;

mp035=163800·0,03/96720=0,05 p=1;

mp045=163800·0,08/96720=0,13 p=1;

mp055=163800·0,085/96720=0,14 p=1;

mp065=163800·0,22/96720=0,37 p=1;

mp085=163800·0,02/96720=0,03 p=1;

mp095=163800·0,055/96720=0,1 p=1;

mp105=163800·0,009/96720=0,02 p=1;

mp115=163800·0,02/96720=0,03 p=1;

mp125=163800·0,75/96720=1,2 p=2;

mp140=163800·0,13/96720=0,2 p=2;

Определяем фактический коэффициент загрузки станков:

(2.18)

? з.ф.010=0,1/1=0,1;

? з.ф.015=0,3/1=0,3;

? з.ф.025=0,4/1=0,4;

? з.ф.035=0,05/1=0,05;

? з.ф.045=0,13/1=0,13;

? з.ф.055=0,14/1=0,14;

? з.ф.065=0,37/1=0,37;

? з.ф.085=0,03/1=0,03;

? з.ф.095=0,1/1=0,1;

? з.ф.105=0,02/1=0,02;

? з.ф.115=0,03/1=0,03;

? з.ф.125=1,2/2=0,6;

? з.ф.140=0,2/2=0,2;

Определяем количество операций выполняемых в год на одном рабочем месте:

(2.19)

O 010=0,8/0,1=8;

O 015=0,8/0,3=3;

O 025=0,8/0,4=2;

O 035=0,8/0,05=16;

O 045=0,8/0,13=7;

O 055=0,8/0,14=6;

O 065=0,8/0,37=3;

O 085=0,8/0,03=3;

O 095=0,8/0,1=8;

O 105=0,8/0,02=40;

O 115=0,8/0,03=3;

O 125=0,8/0,6=2;

O 140=0,8/0,2=4;

Определяем коэффициент закрепления операций:

K30=?O/?p=8+3+2+16+7+6+3+3+8+40+3+2+4/14=7,5 (2.20)

Полученное значение K30 соответствует крупносерийному типу производства (K30=1?10).

2.2 Выбор заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а так же экономичностью изготовления. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Корпус является базовой деталью газового крана 4-х конфорочной газовой плиты. К данной детали предъявляются повышенные требования. По своей конструкции деталь имеет сложную пространственную геометрическую форму и относится к третьей группе корпусных деталей. Изготавливается деталь из латуни ЛЦ 40 ГОСТ17711-80. Метод получения заготовок - литье под давлением. При таком методе металл заливают в постоянную стальную форму под давлением поршня или сжатого воздуха. Заготовка получается чистой и точной с минимальными припусками на механическую обработку. Данный метод подходит при крупносерийном производстве. Заготовка получается с отверстиями. Параметр шероховатости Ra=6,3мкм.

Для литья под давлением используется специальная машина, в которой пресс - форма нагревается до температуры 200?250?С, заливка металла осуществляется под давлением 11?12 МПа. Полученную отливку испытывают на герметичность водой при давлении 0,3…0,4 МПа, и только после этого производят механическую обработку с последующей ультразвуковой промывкой.

2.3 Установление структуры технологического процесса

Рисунок 2.1 Эскиз обрабатываемой поверхности

Таблица 2.1. - Маршрутное описание базового технологического процесса

№ операции

Наименование и содержание операции.

Технологические базы.

Оборудование.

005

Заготовительная.

Получить заготовку отливкой.

010

Фрезерная.

Фрезеровать поверхности 1,2.

Универсальный фрезерный станок мод.676.

015

Контрольная.

020

Фрезерная.

1)фрезеровать торец 3;

2)сверлить отверстия 4,5,6;

3)фрезеровать канавку 20;

4) сверлить отверстия

13,14;

5)переустановить приспособление;

6) сверлить отверстие 8;

7)зенкеровать отверстия 1,4,5.

Поверхности 23,24.

Вертикально - фрезерный станок с ЧПУ “Fehllman”

025

Слесарная.

Снять заусенцы.

030

Контрольная.

035

Фрезерная.

Фрезеровать поверхности 9,10,11,12,16,17,18,19,

23,26.

Поверхности 23,24.

Вертикально - фрезерный станок с ЧПУ

ГФ2171

040

Слесарная.Снять заусенцы.

045

Контрольная.

050

Сверлильная.

Зенковать отверстия 4,8, поверхность 14.

Поверхности 23,24.

Вертикально - сверлильный станок 2Н135.

055

Контрольная.

060

Резьбонарезная.

Нарезать резьбу 15.

Поверхности 23,24.

Специальный резьбонарезной станок РН - 220.

065

Контрольная.

070

Резьбонарезная.

Нарезать резьбу 21.

Поверхности 22,24.

Специальный резьбонарезной станок РН - 220.

075

Слесарная.Снять заусенцы.

080

Контрольная.

085

Токарная.

Точить поверхность 2.

Станок специальный расточной КК4263.

090

Слесарная.

Снять заусенцы.

095

Контрольная.

100

Проверка на герметичность.

105

Промывка.

Установка ультразвуковой промывки “KERRY”

Таблица 2.2 - Маршрутное описание нового технологического процесса

№ операции

Наименование и содержание операции.

Технологические базы.

Оборудование.

005

Заготовительная.

Получить заготовку отливкой.

010

Специальная - токарная. Зенкеровать отверстия 1,2.

Поверхности 23,24.

Токарный специальный ПА 1046 У

015

Фрезерная.

Фрезеровать торец 3.

Поверхности 23,24.

Гор./фрезерный специальный ПА МФ - 1.

020

Контрольная.

025

Фрезерная.

Сверлить отверстия 4,5,6.

Поверхности 23,24.

МФ - 1.

030

Контрольная.

035

Фрезерная.

Зенкеровать отверстия 1,7.

Поверхности 23,24.

МФ - 1.

040

Контрольная.

045

Фрезерная.

Сверлить отверстие 8.

Поверхности 23,24,3.

МФ - 1.

050

Контрольная.

055

Фрезерная.

Зенкеровать отверстия 1,5,4.

Поверхности 23,24.

МФ - 1.

060

Контрольная.

065

Фрезерная.

Фрезеровать поверхности 9,10,11,12.

Поверхности 23,24.

МФ - 1.

070

Контрольная.

075

Слесарная.

Снять заусенцы.

080

Контрольная.

085

Сверлильная.

Сверлить и зенковать отверстия 13,14.

Поверхности 24,25.

Вертикально - сверлильный станок 2Н135

090

Контрольная.

095

Специальная - токарная. Точить поверхности 16,17,18,19,23,26.

Поверхности 22,24.

Токарный специальный ПА 1046 У

100

Контрольная.

105

Токарная.

Точить поверхность 20.

Поверхности 22,24.

Настольный токарный станок MN80A

110

Контрольная.

115

Резьбонарезная.

Нарезать резьбу 15.

Поверхность 25.

Специальный резьбонарезной станок РН - 220.

120

Контрольная.

125

Резьбонарезная.

Нарезать резьбу 21.

Поверхности 22,24.

РН - 220.

130

Слесарная.

Снять заусенцы.

135

Контрольная.

140

Токарная.

Расточить поверхность 2.

Поверхности 22,24.

Расточной станок КК4263.

145

Слесарная.

Снять заусенцы.

150

Контрольная.

155

Проверка на герметичность.

160

Промывка.

Установка ультразвуковой промывки “KERRY”

2.4 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.3 - Выбор оборудования и технологической оснастки.

№ опер.

Наименование операции.

Оборудование.

Режущий инструмент.

Приспособления.

Контрольно - измерительная оснастка.

Код и наименование.

1

2

3

4

005

Заготовительная

______

______

______

______

010

Специальная токарная.

Токарный специальный

ПА 1046 У.

Зенкер конический

Приспособле- ние для закрепления детали на станке 1046У

015

Фрезерная

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Фреза O22

2223-1030

ГОСТ16225-81

Приспособле- ние 2-х местное,

подставка

Штанген-

циркуль ШЦ-II-160-0,05

ГОСТ166-89; образец шероховатости

ПХ8442-4008.

020

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

025

Фрезерная

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Сверло комбинированное

Приспособление 2-х местное;

подставка.

Пробки

8133-0183,

8133-0247

ГОСТ16779-79

030

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

035

Фрезерная

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Зенкер

Приспособле- ние 2-х местное;

подставка.

Индикатор

U4-0,2МН кл.0

ГОСТ577-68;

Пробки

8133-0257,

8133-0261

ГОСТ16780-71

040

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

045

Фрезерная.

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Сверло комбинированное

Приспособление 2-х местное, подставка

Пробка Пх8133-4677

050

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

055

Фрезерная.

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Зенкер

Приспособление 2-х местное,

подставка

Пробки

8133-0257,

8133-0247

ГОСТ16780-71;

штангенциркуль

ШЦ-II-160-0,05

ГОСТ166-89.

060

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

065

Фрезерная.

Специальный ПА МФ-1 (горизонтально-

фрезерный)

Набор фрез

Приспособление 2-х местное, подставка.

штангенциркуль

ШЦ-II-160-0,05

ГОСТ166-89.

Шаблон №3 РШ №3

ТУ2-034-228-87.

070

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

075

Слесарная.

Рабочее место слесаря.

Надфиль, напильник, зенковка.

______

______

080

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

085

Сверлильная.

Станок вертикально-сверлильный 2H135.

Сверло 2300-0181

ГОСТ10902-77

зенковка

2353-0109

ГОСТ14953-80

Патрон20В22

ГОСТ8522-79;

кондуктор.

______

090

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

095

Специальная токарная.

Токарный специальный

ПА 1046 У.

Головка многорезцовая (специальная).

П/б для установки детали на станке 1046У.

штангенциркуль

ШЦ-II-160-0,05

ГОСТ166-89.

100

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

105

Токарная.

Настольный токарный станок MN80A.

Резец канавочный

2140-4008.

Цанга зажимная

7122-5026.

Пробка

8133-0257Н11,

ГОСТ16780-71;

Меритель на размер А

ВТИС 8151-4230;

Меритель на размер B

ВТИС 8119-4114.

110

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

115

Резьбо-нарезная.

Специальный резьбо- нарезной станок РН-220.

Метчик 2620-1061

ГОСТ3266-81

Патрон

6163-0001

ГОСТ8522-79;

Подставка цеховая.

Пробки Пх8133-44325;

8221-3019H11

ГОСТ17758-72.

120

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

125

Резьбо-нарезная.

Специальный резьбо- нарезной станок РН-220.

Плашка

2650-4033.

Плашкодержатель

6913-4003;

Оправка 7112-4069;

приспособление специальное.

Кольцо резьбовое

М14х1,5ПР;НЕ

ГОСТ17763-72.

130

Слесарная.

Рабочее место слесаря.

Шабер

2850-0031

МН477-60;

надфиль

2827-0114

ГОСТ1513-77

______

______

135

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

140

Токарная-расточная

Станок специальный расточной КК4260;

КК4263.

Резец проходной;

резец расточной.

П/б для установки;

п/б для установки

штуцера.

Калибр для контроля конуса и р-р O13+0,11;

Калибр для контроля конуса и р-ра

O13-0,11;

Профилометр мод.296; калибр для выставки резца на корпус;

штангель-глубинометр

ШГ-160-0,1

ГОСТ162-90;

140

оправка для выставки резца на штуцер

7820-6035;

пластина для установки штуцера

6101-4005;

п/б для замера

7820-6114.

145

Слесарная.

Рабочее место слесаря.

Шабер

2850-0031

МН477-60;

зенковка

3334-4097;

зенковка 2353-0004

ГОСТ14953-80

150

Контрольная.

Стол контролера ОТК

______

______

______

155

Проверка на герметичность.

______

______

П/б для проверки на газонепроницаемость.

______

160

Промывка.

Установка ультразвуковой промывки “KERRY”

______

______

______

2.5 Расчеты при разработке технологического процесса

2.5.1 Расчет припусков и межоперационных размеров

Отливка 2-го класса точности.

Маршрут обработки: зенкерование однократное O18+0,11; Ra=3,2мкм

Определяем значения

Rz и h,

где Rz - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе.

Для заготовки:

Rz =50мкм, h=100мкм

Для однократного зенкерования:

Rz =30мкм, T=40мкм

Определяем значения пространственных отклонений для заготовки данного типа:

(2.21)

(2.22)

Погрешность после зенкерования

Погрешность установки на опорные призмы с поджатием опорной планки:

(2.23)

где - погрешность базирования;

- погрешность закрепления заготовки;

(2.24)

Определяем минимальное значение межоперационного припуска под зенкерованием:

(2.25)

Полученные размеры сводим в таблицу 2.4.

Определяем расчетный размер dp.

Определяем минимальное значение припусков:

Определяем максимальное значение припусков:

TDзаг.-TDдет.=500-110=390мкм;

следовательно расчет выполнен верно. На отверстия O6 и O8мм припуски назначаем табличным методом и записываем в таблицу 2.5

Для отверстия O6Н14:

припуск на рассверливание

допуск TD рассв.=200мкм;

припуск на зенкерование

допуск TD зенк.=360мкм;

Для отверстия O8Н14:

припуск на рассверливание

допуск TD рассв.=200мкм;

припуск на зенкерование

допуск TD зенк.=360мкм;

Для поверхности 7h14:

припуск на фрезерование

допуск TD фр.=400мкм;

Полученные значения сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.4. - Элементы расчетного припуска

Поверхность

Технологические переходы обработки

Припуск, мм

Допуск, мкм

Расчетный размер, мм

Номинальный размер, мм

O6Н14(+0,360)

Заготовка

360

4,36

4,40,18

Рассверливание

1,5

200

5,86

5,90,1

Зенкерование

0,5

360

6,360

6+0,36

O8Н14(+0,360)

Заготовка

1,5

360

6,360

6,40,18

Рассверливание

0,5

200

7,86

7,90,1

Зенкерование

360

8,36

8+0,36

Торец 7h14(-0,360)

Заготовка

400

7,14

7,20,2

Фрезерование однократное

0,5

360

6,64

7-0,36

Таблица 2.5 - Параметры расчетного припуска

Технологические переходы обработки отверстия O18

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2Zmin, мкм

Расчетный размер dp, мм

Допуск TD,мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мкм

Номинальный размер, мм

Rz

h

??

?

dmin

dmax

18+0,11 заготовка

50

100

1520

14,17

500

13,7

14,2

13,95+ 0,25

Зенкерование однократное

30

40

8

1001

3940

18,11

110

18,00

18,11

3910

4300

18+0,11

2.5.2 Расчет режимов резания и норм времени

Операция 010. Специальная токарная.

Зенкеровать отверстия 1,2.

1) Глубина резания t

. (2.26)

2) Подача.

для расчета принимаем

3) Скорость резания

(2.27)

где Kv - общий поправочный коэффициент, на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

где Kmv - коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств сплава,

Kmv=1,7

Kuv - коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

Kuv=1

Kiv - не учитывается;

Cv=18,8; g=0,2; x=0,1; y=0,4; m=0,125

Kv=1,7·1,0=1,7;

T - период стойкости зенкера,

T=35мин

4) Частота вращения шпинделя

(2.29)

Принимаем по паспорту станка:

5) Действительная скорость резания

6) Определяем основное время:

(2.30)

где

Вспомогательное время.

Тв=Туст+Тпер+Тизм, мин, (2.31)

Где: Туст=0,33мин

Тпер=0,03мин

Тизм=0,05мин

Тв=0,33+0,03+0,05=0,41мин.

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тобсл. и отд.

Подготовительное заключительное время:

Тп.з.=10мин.

Операция 015. Фрезерная.

1) Глубина резания t=0,5мм.

2) Подача

Принимаем: Sz=0,2мм/зуб

3) Скорость резания

(2.32)

где Cv=136;

g=0,25;

x=0,1;

y=0,2;

u=0,15;

p=0,1;

m=0,2

Т- период стойкости фрезы, мин,

T=100мин

Общий поправочный коэффициент:

Kv=Kmv·Kuv·Kiv (2.33)

Kv=1,7;

4) Частота вращения шпинделя:

Принимаем по паспорту станка:

5) Действительная скорость резания:

6) Минутная подача:

где Sz - подача на один зуб,

Sz=0,2мм/об;

z - число зубьев фрезы,

z=8;

n - действительная частота вращения фрезы, об/мин,

n=2000об/мин;

Фактическая подача на зуб:

(2.36)

7) Определяем нормы времени.

Основное время:

(2.37)

где ,

Вспомогательное время:

Операционное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,025+0,41+0,009=0,444мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 025. Фрезерная.

1) Глубина резания

2) Подача

принимаем S=0,15мм/зуб

3) Скорость резания

(2.38)

где Cv=23,4;

g=0,25;

x=0,1;

y=0,4;

m=0,125;

T - стойкость сверла, мин,

T =35мин

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

- основное время,

Где: L=l+y+,

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,18+0,44+0,012=1,25мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 035. Фрезерная.

1) Глубина резания:

2) Подача

принимаем S=1,0мм/об;

3) Скорость резания

(2.39)

Где: Cv=18,8;

g=0,2;

x=0,1;

y=0,4;

m=0,125;

T =30мин

Kv=1,7;

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

(2.40)

где

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,016+0,44+0,0092=0,46мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 045. Фрезерная.

1) Глубина резания:

2) Подача

принимаем S=0,1мм/зуб;

3) Скорость резания

где Cv=14,7;

g=0,25;

y=0,55;

m=0,125;

T =20мин

Kv=1,0;

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

(2.41)

где

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,09+0,41+0,01=0,51мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 055. Фрезерная.

1) Глубина резания:

2) Подача

принимаем S=0,7мм/зуб;

3) Скорость резания

(2.42)

где Cv=18,8;

g=0,2;

y=0,4;

x=0,1;

m=0,125;

T =30мин

Kv=1,7;

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

(2.43)

Где:

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,065+0,41+0,0094=0,48мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 065. Фрезерная.

1) Глубина резания:

(Oфр.=32мм;Z=8)

2) Подача

принимаем S=0,15мм/зуб;

3) Скорость резания

(2.44)

где Cv=158,5;

g=0,25;

y=0,2;

x=0,3;

u=0,1;

Kv=1,0;

p=0,1;

m=0,2;

T =120мин

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Минутная подача:

Где: Sz=0,15 мм/зуб;

Z=8;

n=750 мин-1;

Sm=900 мм/мин;

7) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

где

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,26+0,44+0,0092=0,48мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=10мин.

Операция 095. Специальная токарная.

1) Глубина резания:

2) Подача

принимаем S=0,05мм/об;

3) Скорость резания

(2.45)

где Cv=324;

x=0,4;

y=0,2;

m=0,28;

Kv=1,0;

T =100мин

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

где

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,12 +0,51+0,016=0,65мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=14мин.

Операция 105. Токарная.

1) Глубина резания:

2) Подача

принимаем S=0,05мм/об;

3) Скорость резания

(2.46)

где Cv=22,7;

m=0,3;

y=0,5;

Kv=1,0;

T =50мин

4) Частота вращения шпинделя:

5) Действительная скорость резания:

6) Определяем нормы времени:

Основные нормы:

где

Основное время обработки:

Вспомогательное время:

Оперативное время:

Время на обслуживание станка и отдых:

Тобсл. и отд.=

Штучное время:

Тшт=0,14 +0,41+0,011=0,56мин.

Подготовительное заключительное время:

Tп.з.=9мин.

3. Проектирование средств технологического оснащения

3.1 Описание и расчет станочных приспособлений

Приспособление - это технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции. Использование приспособлений способствует повышению точности обработки, производительности обработки, контроля деталей и сборки изделий, обеспечивает механизацию и автоматизацию технологических процессов, снижение квалификации работ, расширение технологических возможностей оборудования и повышение безопасности работ. Современное механосборочное производство располагает большим парком приспособлений, значительную часть которых составляют станочные приспособления.

При изготовлении корпуса газового крана применяются специальные приспособления многократного применения. Приспособления предназначены для установки объекта, в качестве которого выступает заготовка. Установка включает в себя базирование объекта и его закрепление. Поэтому основными частями приспособления являются корпус, базирующие (установочные) и зажимные элементы. Дополнительно приспособления осуществляют механический зажим объекта, увеличивают жесткость при установке базируемого объекта, изменяют положение детали вместе с приспособлением. При обработке корпуса газового крана наиболее часто используются подставка и 2-х местное приспособление. Рассмотрим их более подробно.

Подставка устанавливается на стол станка, базируется при помощи шпонок в Т-образных позах стола и закрепляется болтами. Приспособление снабжено быстродействующим эксцентриковым зажимным устройством, и направляющими для базирования 2-х местного приспособления. 2-х местное приспособление представляет собой специальное устройство, в котором закрепляются две детали.

Базирование деталей осуществляется плоскостью “ушек” корпуса (установочная база) и наружными цилиндрическими поверхностями (опорная база). Приспособление устанавливается на подставку по направляющим и закрепляется эксцентриковым зажимом. Закрепление деталей в 2-х местном приспособлении осуществляется при помощи винтового зажима и зажимной планки. Применение данного приспособления позволяет одновременно производить установку и обработку двух деталей, что сокращает затраты времени и увеличивает производительность.

Приспособление во время работы подвергается силовому и тепловому воздействию. На него действуют силы, обусловленные технологическим процессом, такие как, силы резания, запрессовки, зажима, инерции. Теплота, выделяемая вследствие технологического процесса, передается приспособлению, что ведет к возникновению в приспособлении упругих и тепловых перемещений.

Это в свою очередь приводит к износу элементов и потери точности. Наибольшему износу, как правило, подвергаются базирующие и направляющие элементы. Приспособления должны иметь необходимые точность, прочность, жесткость, износостойкость и теплостойкость.

Приспособление является одним из звеньев станок - приспособление - инструмент - деталь. От точности его изготовления и установки на станке, износостойкости установочных элементов и жесткости в значительной мере зависит точность обработки детали.

Требуемую точность приспособления можно определить решением различной цепи технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь, отражающей роль каждого звена в достижении точности выдерживаемых размеров на обрабатываемой детали. При этом выявляется роль приспособления в достижении заданной точности выполняемого размера.

3.2 Расчет подставки для закрепления 2-х местного приспособления

Приспособление для горизонтально-фрезерной операции

Расчет сил зажима.

В данном приспособлении применяется быстродействующее эксцентриковое зажимное устройство. Для определения основных размеров конструкции эксцентрика необходимо иметь:

1) допуск на базовую поверхность обрабатываемой детали;

2) угол поворота эксцентрика n от начального положения;

3) силу, приложенную на рукоятке Qрук.;

4) длину рукоятки Lрук.;

Допуск на базовую поверхность

Установим ход эксцентрика:

Принимаем эксцентриситет

Определяем диаметр круглого эксцентрика:

Определяем силу зажима эксцентриком:

Wэкс.= (3.1)

Где: Qрук - сила, приложенная на рукоятке, Н;

e - эксцентриситет, мм;

fm.n. - коэффициент трения на поверхности эксцентрика;

fm.o. - коэффициент трения на поверхности оси;

fm.o.=0,120,15;

Чо - радиус оси, мм;

Наиболее удобный для рабочего угол поворотаn=900…1200.

Wэкс.=

Длину рукоятки эксцентрика Lp определяем из условия:

Lp=2,5D=2,550=125мм. (3.2)

Самоторможение эксцентрикового зажима проверяем по условию:

(3.3)

Самоторможение удовлетворяет условию. Для эксцентрика выбираем материал сталь 40Х ГОСТ4543-71 с последующей цементацией на глубину h=0,8…1,2мм и закалкой 55…60HRCэ.

Расчет на прочность винта, закрепляющего эксцентрик.

Допускаемое напряжение для материала винта определяется, предполагая, что он будет изготовлен из стали 3. Для стали 3 предел текучести T=24кгс/мм2=2400 кгс/см2. Предполагая, что винт имеет размеры в пределах М10М16 []=0,4T

[]=0,4·2400=960 кгс/см2.

Задаваясь коэффициентом трения f=0,2, определяется расчетный размер из условий прочности на растяжение:

(3.4)

По ГОСТ9052-69 подбирается ближайший, больший стандартный внутренний диаметр резьбы винта М16. Принимается винт 7006-1271 ГОСТ9052-69.

3.3 Расчет 2-х местного приспособления

Расчет сил зажима.

В данном приспособлении в качестве зажимного устройства применяется винтовой зажим. Винтовой зажим является наиболее простым универсальным устройством для станочных приспособлений. Недостатками винтовых зажимов являются медленность действия, большие потери на трение и непостоянство зажимной силы.

Крутящий момент, приложенный к головке винта, определяется:

Мкр=QpLp=140·62=8680H, (3.5)

где Qp - сила, приложенная к рукоятке ключа, H,

Qp=140H;

Lp - длина рукоятки, мм;

Lp=62мм;

Сила зажима, создаваемая винтом:

(3.6)

где Чср - средний радиус резьбы, мм;

- угол подъема винта резьбы;

=2030? )для стандартных метрических резьб);

UT - угол трения в резьбовом соединении;

UT =6034?

Кф - коэффициент, зависящий от формы и размеров поверхности соприкосновения зажимного элемента с зажимной поверхностью;

Кф=0,6fTЧТ - для винта с плоским опорным торцом;

Кф=0,6

Расчет на прочность.

Расчет на прочность проводится для резьбового конца винта, вставленного в рукоятку. В данном случае стержень винта будет испытывать напряжение смятия. Допускаемое напряжение на срез стержня болта из стали3 определяется:

кгс/см2,

кгс/см2.

Напряжение на смятие определяется:

кгс/см2,

кгс/см2,

Резьбовой конец М6 проверяется на смятие по формуле:

кгс/см2, (3.7)

поэтому увеличиваем диаметр резьбы до М10, тогда:

кгс/см2.

Расчет на точность.

U=BN=0,0001·156000=0,015мм.

Замену установочных элементов рекомендуется производить 1раз в пол года работы приспособления, тогда U=0,0075мм.

(3.8)

где КT1=1,2;

КT2=0,6;

- допуск на закрепление 2-х местного приспособления, мм;

Т.о. 2-х местное приспособление будет установлено точно и надежно закреплено.

3.4 Расчет режущего инструмента

Для совмещения переходов при обработке ступенчатых отверстий применяются комбинированные инструменты - сверло и зенкер. Эти инструменты применяются на фрезерных полуавтоматах МФ-1, обеспечивают высокую производительность и простое обслуживание. Зубья у комбинированного сверла и комбинированного зенкера чередуются. У этих инструментов для каждой режущей кромки создается прямая или винтовая канавка и соответствующая ей ленточка. Такие инструменты допускают значительное число переточек, т.к. калибрующий участок каждой ступени проходит по всей длине рабочей части. Специфика инструмента определяет выбор конструктивных и геометрических параметров конструктивным способом (по справочнику). У рассматриваемых инструментов с чередующимися зубьями только калибрующая часть ступени наибольшего диаметра имеет цилиндрическую ленточку и обратную конусность. Ленточки калибрующих частей других ступеней не имеют обратной конусности и затачиваются по всей длине под вспомогательным задним углом равным 5-60.[8].

Конструктивные характеристики сверла комбинированного:

1) обрабатываемые размеры O6, O8, O9;

2) число ступеней 3;

3) длина рабочей части l=30мм;

4) угол при вершине 2?:

- ступень1 -130030;

- ступень2 -100010;

- ступень3 -90010;

5) угол наклона режущей кромки ?:

- ступень1 -650;

- ступень2 -500;

- ступень3 -450;

6) угол наклона винтовой канавки =40010;

7) угол наклона поперечной кромки ?=50010;

8) передний угол =12010;

9) ширина спиральной фаски f=0,5мм;

Зенкер комбинированный:

1) обрабатываемые размеры O14, O18;

2) длина рабочей части l=14мм;

3) число ступеней 2;

4) число зубьев 4;

5) угол в плане ?=500;

6) угол наклона винтовой канавки =150;

7) ширина задней поверхности зуба р=3мм;

8) глубина канавки h=2,5мм;

9) ширина ленточки зуба f=1,0мм.

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Санитарно - гигиенические требования к участку

В механических цехах производятся все виды обработки металлов резанием на металлообрабатывающих станках при широком использовании в процессе смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и ингибиторов коррозии. Основу СОЖ и имульсий составляют нефтяные масла (веретенное, машинное, соляровое, индустриальное). Добавками к ним служат сульфанаты, молибденаты, соединения хрома, нитраты, нитриты, моно - и триэтаноламин, серосодержащие минеральные и органические соединения, поверхностно - активные вещества, петроктум и многие другие.

Для предотвращения коррозии неметаллических изделий применяют ингибиторы атмосферной коррозии - химические соединения на основе циклических алеинов пиридина, гексаметиленамина, уротропина и нитрита натрия и многие другие химические вещества, добавляемые в состав СОЖ.

Наиболее выраженным неблагоприятным фактором при механической обработке металлов является выделение в воздух аэрозолей и загрязнение открытых поверхностей тела и одежды смазочно-охлаждающими жидкостями. Содержание углеводородов и аэрозолей масел в воздухе колеблется в значительных пределах. Концентрации углеводородов достигают 150-940мг/м3, аэрозоля масел 7-45мг/м3.

Возможно активное выделение в воздушную среду как в составе масляного аэрозоля, так и продуктов термодеструкции, масел, многочисленных примесей (сульфанаты, молибденаты, соединения хрома, триэтиламин и др.).

Из продуктов термодеструкции масел в воздушной среде определялись предельные и непредельные углеводороды, альдегиды и кислоты, высшие спирты. Основными факторами, определяющими концентрацию СОЖ в воздухе цехов, являются расход СОЖ, характер и режим обработки изделий, наличие и эффективность санитарно - технических устройств [10].

4.2 Профилактические мероприятия

Оздоровительные мероприятия на работах с применением СОЖ состоят в полном укрытии рабочей части оборудования и в обеспечении вытяжной вентиляции, что является радикальным средством защиты дыхательного аппарата и пищеварительного тракта от воздействия СОЖ. Частичное укрытие, экранизация и механическая очистка СОЖ в ряде случаев тоже эффективны, но не в такой степени, как полное укрытие. Помимо этого, широко применяется гигиеническая стандартизация СОЖ. Не допускается применение СОЖ, содержащих в своем составе более20% нафтеновых кислот; 0,3% кальцинированной среды ; 0,1-0,2% нитрита натрия и триэтиламина; 0,25% свободной щелочи. Не допускаются в производство жидкости с токсическими свойствами, ряд СОЖ снят с разработки.

Средства профилактики заболеваний от действия ингибиторов коррозии включают эффективную местную вытяжную вентиляцию от машин для изготовления ингибированной бумаги, от столов для упаковки изделий, от реактора для производства ингибиторов, а так же меры по пылеподавлению. Необходима гигиеническая стандартизация ингибиторов. Укрытия с выдержкой являются наиболее эффективным средством улавливания вредных выделений при различных процессах обработки металлов на специальном оборудовании.

В результате гигиенических требований промышленность производит станки с встроенными местными отсосами, что обеспечивает чистоту воздушной среды в производственных помещениях.

Разработаны так же мероприятия (экранирование) для защиты работающих от вредного воздействия электромагнитного поля, создаваемого при работе оборудования для механической обработки. [10].

4.3 Расчет механической вентиляции

Для обеспечения установленных санитарными нормами СН245-83 метеорологических условий и чистоты воздуха в производственных помещениях предусматривается, как правило, общеобменная механическая вентиляция, местная вытяжная вентиляция. Вентиляция - это организованный воздухообмен в помещениях.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция может быть естественной или механической. В зависимости от назначения вентиляция может быть приточной или вытяжной. По характеру охвата помещения различают обще обменную и местную вентиляцию. По времени действия - постоянно действующая и аварийная.

Механическая вентиляция более совершенна по сравнению с естественной, но требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат.

В системах механической вентиляции воздухообмен осуществляется вентиляторами (центробежными, осевыми) и в некоторых случаях эжекторами.

Устройство той или иной вентиляции должно быть основано расчетом. Необходимое количество вентилируемого воздуха определяется различными методами в зависимости от назначения помещения и вида вредных веществ.

При нормальном микроклимате, отсутствии вредных веществ в воздухе рабочей зоны или их содержании не превышающем ПДК, учитывается объем помещения, приходящийся на одного рабочего и количество “сменяемого” воздуха на одного рабочего , а так же число работающих n. Количество воздуха (м3/ч), необходимое для нормального воздухообмена L определяется из выражения:

(4.1)

Где: n=28чел;

т.к. Vуч/n,

Vуч=

При достаточно естественной вентиляции. Т.к. по заданию необходимо рассчитать общеобменную механическую вентиляцию, то учитывая микроклиматические условия помещения, расчет воздухообмена проводим по кратности:

(4.2)

где Vn - объем помещения, м3,

Vn=1555м3;

К - кратность воздухообмена, ч-1, при

Выбираем тип вентиляции - механическая общеобменная, вытяжная. Составляем расчетную схему сети воздуховодов, учитывая микроклимат, отсутствие вредных веществ в воздухе рабочей зоны и объем помещения.

Для обеспечения выброса данного объема воздуха при заданной скорости движения выбрасываемого воздуха производим расчет площади открытого сечения вытяжного устройства. Из этой формулы выразим F - площадь открытого сечения вытяжного устройства.

(4.3)

где скорость движения воздуха, м/с,

Задаем форму сечения воздуховодов в виде круглой трубы.

Схему воздуховода подразделяем на участки, имея в виду, что участок - это часть воздуховода, в котором объем и скорость проходящего воздуха постоянны. Для участка 3 воздуховода объем проходящего воздуха равен объему всего выбрасываемого воздуха, т.е.

,

а для участков 1,2:

поэтому сечения воздуховодов на участках 1,2 и 3 будут разными

(4.4)

Находим диаметр труб воздуховодов на участках, имея в виду, что трубы круглого сечения

(4.5)

где

находим длину стороны воздухозаборников, принимая их форму за квадрат

отсюда 1стор.=,

1стор.=

1стор.=

Проведем гидравлический расчет сети. На каждом участке воздуховода определяются потери напора воздуха Н (или потери на сопротивление)

Н=Нтр (4.6)

где Нтр - потери давления на трение, Па;

Hmci - потери давления в местных сопротивлениях i - го участка, Па;

R - сопротивление поточного метра воздуховода, Па/м;

l - длина участка воздуховода, м;

- коэффициент местного сопротивления фасонной части воздуховода;

- скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

- плотность воздуха, кг/м3,

n - число участков воздуховода,

Нтр=R·l;

Нтс=

Н=Нтр+Нтс; (4.7)

Для удобства расчетов и вычислений сопротивления всей сети воздуховода составим таблицу:

Таблица 4.1. - Расчет воздуховода

N уч-ка


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.