Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали

Деталь - плунжер КЗК-12-1790613 входит в состав рабочего механизма КЗК-12-1790600. Предназначено для реверса привода наклонной камеры зерноуборочного комбайна КЗС-1218.

Плунжер установлен в корпусе механизма и выполняет поступательное движение в двух направлениях. Рабочая часть плунжера, выполняющая ход как в одну, так и другую сторону имеет при этом гарантируемый зазор. Это необходимо для того чтоб:

- Смягчить реверс привода наклонной камеры зерноуборочного комбайна КЗС-1218 т.к. передача рабочей жидкости осуществляется не в полном объеме.

- Осуществлялась непрерывная подача масла при остановки камеры в среднем положении.

На плунжер установлены стопорные кольца, которые предназначены для ограничения хода. Кольца выполняют функцию предохранителя предназначенного для защиты плунжера от вылета при высоких давлениях и или резких подачах рабочей жидкости.

Уплотнение осуществляется кольцами круглого сечения из фторопласта, предназначенного для предотвращения утечек масла. Медные или резинометаллические шайбы (РМШ) осуществляют защитную функцию. Они предназначены для защиты детали от абразивных частиц и агрессивных сред.

На детали производится установка грязесъёмника (грязесъёмник закупается и производится в Германии) предназначенного для снятия и отражения, попадающих на деталь грязесмесий.

Хвостовая часть плунжера находится в не корпуса, вследствие чего она имела прямой контакт с агрессивными средами, что приводила к быстрому изнашиванию вследствие коррозионных процессов. Данная проблема была решена при помощи гальваники, т.е. слабокоррозиостойкий участок плунжера хромируется.

Испытание изделия на наружную герметичность проводится давлением 16 МПа - 20 МПа max.

Материалом детали - плунжер КЗК-12-1790613 является сталь марки 40Х ГОСТ 4543-71. Химический состав стали 40Х приведен в таблице 1.1.1.

Химический состав стали марки 40Х ГОСТ 4543-71(в процентах)

Таблица 1.1.1

Массовая доля элементов
Углерод, С	Кремний, Si	Марганец Мn	Хром, Cr	Сера, S	Фосфор, P	Никель, Ni	Медь, Cu
				Не более
0.36-0.44	0.17-0.37	0.5-0.8	0.8-1.1	0.035	0.035	0.3	0.3

Механические свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71 представлены в таблице 1.1.2.

плунжер конструкция резание производство

Механические свойства стали марки 40Х ГОСТ 4543-71.

Таблица 1.1.2

Предел текучести т, МПа	Предел прочности в, МПа	Относительное удлинение д, %	Относительное сужение Ш %	Ударная вязкость KCU, кг?м/см2	HRC не более
130ч140	150ч160	7	25	3	40ч50

Таким образом, исходя из служебного назначения, конфигурации плунжера КЗК-12-1790613 и условий работы детали в узле использование материала марки 40Х ГОСТ 4543-71 вполне оправдано. Анализ свойств материала, а также анализ условий ее работы позволяет сделать вывод о том, что сталь марки 40Х ГОСТ 4543-71 удовлетворяет условиям работы плунжера КЗК-12-1790613.

1.2 Определение типа производства

Исходные данные:

— объем выпуска N, шт./год - 4000

— режим работы предприятия - односменный

-- действительный годовой фонд работы оборудования Фд, ч - 2300

-- станкоемкость изготовления единицы продукции Тшт-к, мин- 17,3218

Т.к. в полученном тех. процессе на Р.У.П. Гомельский завод «Гидропривод» отсутствует станкоемкость изготовления единицы продукции. Следовательно, нам необходимо её вычислить по формуле указанной ниже. Выдвинем предположение, что данное производство относится к среднесерийному типу, тогда:

- коэффициент приведен в Таблице 1.2.1.

- основное время.

Тип производства определим, используя методику, изложенную в литературе, а также ГОСТ 3.1121-84 - Общие требования к комплектности оформления комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы (операции).

Согласно ГОСТ3.1121-84 тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о , который определяется по формуле

,

Oi - число различных операций за один месяц по участку, закреплённых за рабочим местом, шт.;

Pi - число рабочих мест (число единиц технологического оборудования), на которых выполняются различные операции, шт.;

N - число операций в технологическом процессе, шт.

Число операций Oi, шт., закреплённых за одним рабочим местом, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену

kз.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования; можно принять для условий крупносерийного ; среднесерийного и мелкосерийного производства соответственно kз.н =0,75; 0,8; 0,9. Так как на данном этапе тип производства ещё не известен, то принимаем усреднённое значение kз.н =0,75;

kз.фi - фактический коэффициент загрузки оборудования kз.фi вычисляется по формуле

,

где Срi и Спрi - соответственно расчётное и принятое число рабочих мест (число единиц, технологического оборудования), шт.; причём Спрi=Рi.

Расчётное число станков Срi, шт., необходимых для выполнения i-ой операции определяется по формуле

,

Nм - месячный объём выпуска продукции при работе в одну смену, шт

Фм - месячныё действительный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч

КВ - коэффициент выполнения норм: КВ=1.0…1.3; принимаем КВ=1.15.

Полученное значение числа станков округляем до ближайшего, большего числа, получая при этом расчётное принятое число станков для данной операции.

Используя вышеприведённую методику, определим количество технологического оборудования, число рабочих мест, число операций закреплённых за одним рабочим место и тип производства. Данные по расчёту сведены в таблице 1.3.1.

Ведомость расчета типа производства (базовый вариант)

Таблица 1.3.1.

Коэффициент закрепления операций Кз.о

,

что согласно ГОСТ 3.1121-84 соответствует мелкосерийному типу производства (20<Кз.о<40)

Принимаем групповую схему организации производства. При групповой форме организации производства запуск изделий в производство производится партиями с определённой периодичностью, что является признаком серийного производства. Метод групповой технологии представляет собой способ унификации технологии производства, при котором для групп однородных по конструкции и технологическим признакам деталей устанавливаются однотипные, прогрессивные методы обработки с использованием быстро переналаживаемых оборудования и оснастки. Групповая технология является важнейшим звеном в общей цепи подготовки современного машиностроительного производства: конструирование - технология - организация - экономика и создаёт необходимые условия для организации группового производства.

Средний коэффициент загрузки оборудования:

Обобщение практических материалов показывает, что в серийном производстве целесообразно создание групповой поточной линии . За участком закрепляют несколько типов деталей, обрабатываемых на одинаковом оборудовании. Это делается для того, чтобы обеспечить средний коэффициент загрузки Км.срi.

где m- число наименований деталей, закрепленных за участком.

При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью. Количество деталей в партии для одновременного запуска n, шт., определяется упрощенным способом.

где a - периодичность запуска, дни; a=3; 6; 12; 24 дня; принимаем a=12 дней;

F - число рабочих дней в году, дни; по данным графика календаря, Р.У.П. Гомельский завод «Гидропривод». F=255 дней.

Размер партии должен быть скорректирован с учётом удобства планирования и организации производства. Корректировка партии состоит в определении расчётного числа смен С, шт., на обработку всей партии деталей на рабочих местах

где ТШТ-Кср - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин

Фс - действительный фонд времени работы оборудования в одну смену, мин

Fс - число часов в одну смену, час; Fс=8 часов.

Расчётное число смен округляем до принятого целого числа (Спр=1) и определяем число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования в течение целого числа смен



принимаем nпр=239 шт.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности конструкции детали проводится по двум направлениям:

-качественный анализ технологичности конструкции детали;

-количественный анализ технологичности конструкции детали;

Качественная оценка технологичности конструкции детали характеризует технологичность обобщённо на основании опыта исполнителя и характеризуется показателями «хорошо - плохо», «допустимо - недопустимо» и зависит от квалификации и опыта исполнителя.

Количественная оценка технологичности детали оценивается числовыми показателями и не зависит от исполнителя.

1.3.1 Качественный анализ технологичности конструкции детали

Деталь - плунжер КЗК-12-1790613 изготавливается из стали марки 40Х ГОСТ 4543-71, Заготовка получается методом проката, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает больших трудностей при получении заготовки. Подробно о качестве материала и его механических свойствах см. раздел 1.1.

С точки зрения механической обработки особых трудностей деталь не представляет. Деталь - плунжер КЗК-12-1790613 достаточно технологична, довольно проста по конструкции, допускает применение высокопроизводительного технологического оборудования и высокотехнических режимов обработки с применением стандартного и унифицированного инструмента.

Конструктивная форма детали, и простановка размеров дают возможность совмещения конструкторских, технологических и измерительных баз при выполнении механических и контрольных операций. Требования к точности и шероховатости соответствуют служебному назначению детали и не представляют технологических трудностей.

Технологичность заготовки характеризуется возможностью её получения наиболее рациональным для производственных условий способом и имеет коэффициент использования материала равный 0,71.

Окончательное решение о рациональности способа получения заготовки можно принять лишь после расчёта себестоимости детали по сравниваемым вариантам.

1.3.2 Количественная оценка технологичности конструкции детали

Количественная оценка технологичности конструкции детали в соответствии с ГОСТ 14.203-73 может быть выполнена при внесении изменений в конструкцию детали. Так как в данном проекте заданием оговорена конструкция конкретной детали - плунжер КЗК-12-1790613, не предполагающей изменений в конструкцию детали, то в качестве количественных показателей технологичности конструкции детали могут по методике В. Г. Кононенко рассматриваться следующие:

Коэффициент унификации конструктивных элементов Ку.э

где Qу.э; Qэ - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт;

Всего деталь содержит 19 конструктивных элементов: наружных цилиндрических поверхностей - 8 ( 6 - унифицированы), (2 - не унифицированы); внутренних цилиндрических поверхностей - 1 (унифицирована); фасок - 3 (все унифицированы); резьбовых поверхностей - 1 (унифицирована); радиусных поверхностей - 1 (унифицирована); плоских внешних поверхностей - 2 (унифицированы); поверхностей в виде канавок - 3 (все унифицированы).

Коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей Кп.ст

где ; - соответственно число поверхностей детали обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке, шт.

Коэффициент точности Кт.ч в соответствии с ГОСТ 18831-73

где Тср - средний квалитет точности обработки

Тi - i-ый квалитет точности; (см. таблицу 1.3.2.1.);

ni - число размеров i-го квалитета точности.

Определение среднего квалитета точности

Таблица 1.3.2.1

Квалитет, Ti	Число размеров, ni	Произведение, Ti•ni
15	1	15
14	11	154
13	1	13
9	2	18
Итого	15	200

Коэффициент шероховатости поверхности Кш в соответствии с

ГОСТ 18831-73

где Шср - среднее значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей

Шi - i-е значение параметра шероховатости обрабатываемой поверхности (см. таблицу 1.3.2.2.);

ni - число поверхностей, имеющих Шi.

Определение среднего значения параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей

Таблица 1.3.2.2

Шероховатость, Шi	Число поверхностей, ni	Произведение, Шi•ni
10	5	50
5	1	5
2,5	7	17,5
0,32	1	0,32
Итого	14	72,82

Как показывают расчеты, коэффициент унификации конструктивных элементов высокий (89%), что в свою очередь подчеркивает высокий уровень унификации размеров детали, коэффициент применяемости стандартизованных поверхностей высокий (78,5%), что говорит о хорошем оснащении стандартным и унифицированным инструментом базового технологического процесса. Коэффициент точности приближается к единице (0,9249), что подчеркивает сравнительно высокую точность механической обработки, и коэффициент шероховатости также близок к единице (0,8), что в свою очередь говорит о сравнительно высоких требованиях к шероховатости обрабатываемых поверхностей, что снижает технологичность данной детали.

Чертеж детали - плунжер КЗК-12-1790613 в результате технического и технологического контроля и количественного анализа технологичности конструкции детали оставлен без изменений, следовательно, уровень технологичности конструкции детали по точности, шероховатости и унификации конструктивных элементов равен 1, т.е. Кут=1; Куш=1 и Куэ=1.

Остальные уровни технологичности конструкции детали по использованию материала, по трудоемкости изготовления и по технологической себестоимости будут определены после выполнения соответствующих разделов расчетно-пояснительной записки.

1.4 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

Выбор метода получения заготовки определяется:

- технологической характеристикой материала детали;

- конструктивными формами и размерами заготовки;

- требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев;

- величиной объема выпуска и времени, на которое рассчитано выполнение этого задания.

На выбор метода получения заготовки оказывают также большое влияние время подготовки технологической оснастки, наличие соответствующего технологического оборудования и желаемая степень автоматизации процесса. Причем, выбранный метод должен обеспечить наименьшую себестоимость изготовления детали, так как с повышением точности заготовки объем механической обработки снижается. Однако при малом объеме выпуска все методы могут оказаться не рентабельными из-за того, что расходы на оснастку для заготовительных процессов экономически не окупаются.

В базовом технологическом процессе заготовкой для получения плунжера служит прокат, круг диаметром 24 ГОСТ 7417-75/ 40Х ГОСТ 1051-73. Вес заготовки в базовом технологическом процессе не указан. Следовательно необходимо определить вес заготовки исходя из размеров указанных в базовом технологическом процессе детали, а вес готовой детали - 0,24 кг получен из рабочего чертежа детали. коэффициент использования материала k и :

.

Определим вес заготовки mз исходя из чертежа:

- диаметр детали d=24мм

- длинна детали l=100мм

- Объем заготовки после отреза см3

- плотность материала г/см3

Определим объем заготовки после отреза

Произведем определение стоимости технологического процесса при базовом получении заготовки. Исходные данные для расчета стоимости заготовок сведем в таблицу 1.4.1.

Данные для расчета

Таблица 1.4.1

Наименование показателей	Первый вариант (базовый)
Вид заготовки	Прокат
Масса заготовки mз ,кг.	0,35
Цена основного материала Sб за 1 кг, руб.	1670000
Стоимость отходов Sб отх. за 1 кг, руб.	167000



- вес готовой детали, кг.

Так как заготовка не имеет формы вала, отсутствуют большие перепады диаметра заготовки, нет больших, сложных по конструкции ступеней, следовательно, заготовка однозначно должна получатся при помощи проката. В базовом технологическом процессе именно эта заготовка и используется, следовательно, усовершенствовать технологический процесс на данном уровне не представляется возможным.

1.5 Анализ базового и технико-экономическое обоснование предлагаемого варианта технологического процесса обработки детали.

Базовой технологический процесс обработки детали плунжер КЗК-12-1790613 характеризуется постоянством оборудования и постепенной, последовательной обработки поверхностей на токарно-винторезном станке моделью 16К20(102).

При использовании токарно-винторезного станка редко используется специализированный и специальный инструмент, приспособления, измерительный инструмент в виде предельных калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей.

На токарно-винторезной операции 015 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие переходы;

· Подрезка торца.

· Центровка торца.

· Точение поверхности.

· Отрезка детали.

На токарно-винторезной операции 020 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие операции:

· Подрезка торца.

· Точение поверхности, с образованием фаски.

· Точение фаски.

· Центровка торца.

На токарно-винторезной операции 025 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие переходы:

· Точение поверхности, с образованием фаски.

· Точение фаски.

· Сверление отверстия.

· Зенкерования фаски.

На токарно-винторезной операции 030 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие переходы:

· Точение канавки.

· Точение двух канавок.

На токарно-винторезной операции 035 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие переходы:

· Нарезание резьбы.

На горизонтально-фрезерной операции 040 применяют горизонтально-фрезерный станок, модель 6М82(600), на котором выполняют следующие операции:

· Фрезерование двух лысак.

На токарно-винторезной операции 090 применяют токарно-винторезный станок, модель 16К20(102), на котором выполняют следующие операции:

· Калибровка резьбы.

На безцентрошлифовачной операции 120 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифовка поверхности.

На безцентрошлифовачной операции 125 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифование поверхности.

На безцентрошлифовачной операции 170 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифование поверхности.

Проанализировав базовый технологический процесс механической обработки детали в условиях мелкосерийного производства можно выполнить следующий вывод. Что используемые станки полностью соответствуют данному типу производства. Поэтому производить замену оборудования на более производительные станки не целесообразно. Но можно сократить время изготовления за счет объединения операций 015, 020, 025, 030, 035 выполняемых на токарно-винторезных станках 16К20(102).

В проектируемом варианте технологического процесса предлагаю выполнить операции по механической обработке в следующем порядке.

На токарно-винторезной операции 010 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие операции;

· Подрезка торца.

· Выполнение центровочного отверстия.

· Точение поверхности по наружному диаметру.

· Точение поверхности с образование фаски.

· Точение фаски.

· Отрезка детали.

На токарно-винторезной операции 015 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие операции;

· Подрезка торца.

· Точение поверхности с образованием фаски.

· Точение фаски.

· Сверление отверстия.

· Зенкерование фаски.

· Нарезание резьбы.

На токарно-винторезной операции 020 применяют токарно-винторезный станок, модели 16К20(102), на котором выполняют следующие операции;

· Точение канавки.

· Точение двух канавок.

На горизонтально-фрезерной операции 040 применяют горизонтально-фрезерный станок, модель 6М82(600), на котором выполняют следующие операции:

· Фрезерование двух лысак.

На токарно-винторезной операции 090 применяют токарно-винторезный станок, модель 16К20(102), на котором выполняют следующие операции:

· Калибровка резьбы.

На безцентрошлифовачной операции 120 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифовка поверхности.

На безцентрошлифовачной операции 125 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифование поверхности.

На безцентрошлифовачной операции 170 применяют бесцентровошлифовачный станок, модель 3М184(312), на котором выполняют следующие операции:

· Шлифование поверхности.

Предложенный технологический процесс дает возможность задействовать меньшее количество оборудования, что приводит к уменьшению затрат на электроэнергию, уменьшение производственных площадей, уменьшение копиталовлажения в технологическую базу. Предложенный технологический процесс позволяет сократить время на обработку детали, что повлечет за собой уменьшение сибистоймости детали.

Экономическое обоснование предлагаемого варианта технологического процесса.

Прежде чем принять решение о методах и последовательности обработки отдельных поверхностей деталей и составления технологического маршрута изготовления всей детали, необходимо провести расчеты экономической эффективности по изменяемым операциям технологического процесса. Критерием оптимальности является минимум приведенных затрат на единицу продукции.

Данные для проведения экономического обоснования предполагаемого варианта технологического процесса сведём в таблицу 1.6.1 (участвуют только изменяемы операции).

Таблица 1.5.1

Наименование операции.	Модель станка.	Площадь занимаемая станком, м2.	Стоимость станка, руб.	Категория ремонтной сложности станка.	Мощность станка, кВт.
Базовый технологический процесс.
015 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
020 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
025 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
030 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
035 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
Проектируемый технологический процесс.
010 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
015 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11
020 токарно-винторезная	16К20(102)	3,1	50800000	20	11

При выборе варианта технологического маршрута приведенные затраты могут быть определены в виде удельных величин на один час работы оборудования.

В качестве себестоимости рассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющееся по вариантам статьи затрат.

Часовые приведенные затраты Сп.з. руб., можно определить по формуле:

где: Сз - основная и дополнительная зарплата с начислениями, руб/ч.

Сч.з. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб/ч.

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; Ен=0,15.

Кс, Кз - удельные часовые капитальные вложения, руб/ч.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями Сз руб., рассчитывается по формуле:

где: е - коэффициент учитывающий дополнительную зарплату; е=1,53.

Ст.ф. - часовая тарифная ставка станочника-сдельника соответствующего разряда, руб/ч.

К - коэффициент учитывающий зарплату наладчика; К=1.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места Сч.з., руб., определяются по формуле:

где: Сч.з.б - практические часовые затраты на базовом рабочем месте, руб/ч; Сч.з.б=4800 руб/ч.

Км - коэффициент показывающий во сколько раз затраты связанные с работай данного станка больше, чем аналогичные расходы у базового станка; Км=1,3.

Капитальные вложения в станок Кс, руб/ч.; определяется по формуле:

где: Ц - балансовая стоимость станка, руб.; Ц=50800000 руб.

Fg - действительный годовой фонд времени работы станка, ч; Fg=2300.

?з - коэффициент загрузки станка в серийном производстве рекомендуется применять равным; ?з=0,8.

Капитальные вложения в здании Кз, руб/ч; определяется по формуле:

где: Цпц - стоимость одного квадратного метра производственной площади механического цеха, тыс?руб/м2; Цпц=85000 тыс?руб/м2.

F - производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов м2. Определяется следующим образом:

где: f - площадь станка в плане, м2.

Кj - коэффициент, учитывающий дополнительную производительную площадь проходов, проездов и др.;

Значение коэффициента Кj в зависимости от площади станка в плане принимаются: более 20 м2 - 1,5; свыше 10 до 20 м2 - 2; свыше 6 до 10 м2 - 2,5; свыше 4 до 6 м2 - 3; свыше 2 до 4 м2 - 3,5; менее 2 м2 - 2.

Минимальная производственная площадь на один станок равна в м2 (если F меньше 6 м2, его принимают равным 6).

Технологическая себестоимость операции механической обработки Со, руб/ч., определяется по формуле:

где: Тшт - штучное время на операцию, мин.;

Кв - коэффициент выполнения норм; Кв=1,3.

Приведенная годовая экономия Эг руб., (экономический эффект на программу) определяется по формуле:

где: Со' и Со” - технологическая себестоимость сравнительных операций, руб.

Расчёт экономической эффективности предлагаемого технологического процесса сведём в таблицу 1.6.2

Таблица 1.5.2

Из проведённых расчетов следует, что применение предлагаемого варианта обработки вала обеспечивает годовой экономический эффект на 1977962,4 рублей. Поэтому следует отдавать предпочтение этому варианту технологического процесса.

1.6 Расчет режимов резания

Расчёт режимов резания для точения поверхности ш22f9 по эмпирическим формулам:

Глубина резания:

Подача s=0,1 мм/об;

Скорость резания рассчитывается по формуле:

T - среднее значение стойкости Т=(30-60) мин; Т=45мин

Сv - коэффициент; Сv=420

x, y, m - показатели степеней; x=0.15, y=0.2, m=0.2.

Kv - коэффициент являющийся произведением др. коэффициентов:

КМv - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки; в свою же очередь КМv рассчитывается по формуле:

ув - фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал , для которого рассчитывается режим резания; ув=160МПа

Кг - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости; Кг=1

nv - показатель степени; nv=1

КПv - коэффициент учитывающий состояние поверхности; КПv=0,9

КИv - Коэффициент учитывающий материал инструмента; КИv=1,15 т.к. обрабатываемый материал сталь конструкционная, а резец Т15К6.

КТи - коэффициент изменения стойкости; КТи=1,7 т.к. число инструментов 3 умножение на 2 не требуется в связи с тем, что все инструменты загружены не равномерно.

КТс - коэффициент изменения периода стойкости; КТс=1 т.к число обслуживающих станков 1.

Кц, Кr - коэффициенты учитывающие влияние параметров резца на скорость резания Кц=1, Кr=1. Т.к мы используем резцы не из быстрорежущей стали.

Подставим полученные значения для определения скорости резания:

Частота вращения шпинделя рассчитываем по формуле:



Округлим полученную частоту вращения по паспорту станка и получаем принятое значение частоты вращения n=1600 мин-1.

Уточняем скорость резания:

Сила резания определяется по формуле:

Кр - поправочный коэффициент представляющий собой произведение ряда коэффициентов и вычисляемый по формуле:

КМр - коэффициент поправочный учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

n - показатель степени; n= - 0.15



коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания;

Т.к. главный угол в плане ц°=45°, передний угол г°=10°, угол наклона главного лезвия л°=15, радиус при вершине r=2 мм.

Ср - коэффициент; Ср=300

x, y, - показатели степени; x=1, y=0.75.

Определим мощность резания по формуле:

Время на обработку рассчитывается по формуле:

где: Lрх - длинна рабочего хода, Lрх=100мм.

y - длинна врезания, y =2мм.

Д - длинна перебега, Д =2мм.

i - количество проходов, i=1.

Расчет режимов резания для чистового точения поверхности ш22f9 по нормативам:

Определяем длину рабочего хода Lрх в мм по формуле:

где: Lр - длинна резания, Lр=92мм.

y - длинна врезания, y =2мм.

Lg - дополнительная длинна хода, Lg==2мм.

Назначаем подачу суппорта на оборот шпинделя станка S0=0,4 мм/об.

Принимаем подачу (по паспорту токарно-винторезнога станка 16К20(102)) Sпр=0,4 мм/об.

Определяем стойкость инструмента по нормативам Тр, в минутах резания; Тр=50 мин.

Определяем скорость резания v, м/мин, по нормативам.

где: vm - табличное значение скорости резания с учетом примечания; vm=100 м/мин;

К1 - коэффициент зависящий от обрабатываемого материала; К1=0,75

К2 - коэффициент зависящий от стойкости и марки инструмента; К2=1,6

К3 - коэффициент зависящий от вида обработки; К3=1.

Определение числа оборотов шпинделя станка n, об/мин., по формуле:

Округлим полученную частоту вращения по паспорту станка и получаем принятое значение частоты вращения nкр=1600 мин-1.

Уточняем частоту резания по принятому числу оборотов шпинделя:

Проведём расчет основного машинного времени Т0, мин. по формуле

Определяем силу резания Рz, кг по нормативам:

где: Pzm - табличная сила резания; Pzm=1200 кг.

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; К1=0,75.

К1 - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла; К1=0,8.

Все расчеты занесены в сводную таблицу 1.6.1 режимов резания.

Таблица 1.6.1

номер операции и модель станка	Наимен. перехода	D, мм	t, мм	Lрез, мм	Lрх, мм	i	S0, мм/об	Sм, мм/об	n, мин	v, м/мин	Т0, мин
010 Токарно-винторезная 16К20(102)	Подрезать торец	24	0,7	17	20	1	0,4	-	800	62	0,4801
	Выполнить центровочное отверстие	6,7	3,35	8	10	1	0,4	-	630	13,4	0,3398
	Точить поверхность по наружному диаметру	24	1	96	100	1	0,4	-	1600	110,528	0,1625
	Точить поверхность с образованием фаски	22,6	1,3	6	10	1	0,4	-	800	50	0,212
	Точить фаску	20	3,35	3	5	1	0,4	-	630	13,4	0,105
	Отрезать деталь	24	4	17	21	1	0,4	-	400	30	0,9205
015 Токарно-винторезная 16К20(102)	Подрезать торец	22,6	0,5	15	20	1	0,4	-	800	55,7	0,4271
	Точить поверхность с образованием фаски	22,6	1,8	15	17	1	0,4	-	800	55,7	0,4289
	Точить фаску	19	2	5	7	1	0,4	-	800	47	0,1497
	Сверлить отверстие	10,2	5,1	42	50	1	0,4	-	400	13,4	2,245
	Зенкеровать фаску	10,2	1,6	5	9	1	0,4	-	400	13,4	0,2779
	Нарезать резьбу	12	-	68	70	1	0,4	-	125	4,6	0,6844
020 Токарно-винторезная 16К20(102)	Точить канавку	22,6	2,4	5	12	1	0,4	-	630	45	0,3421
	Точить две канавки	22,6	4,7	7	12	2	0,4	-	630	45	1,0695

Определяем мощность резания:

На остальные переходы и операции механической обработки режимы резания назначаем, исходя из производственного опыта.

Определим УТ0n, мин. каждой из проведенных операций:

010 -

015 -

020 -

1.7 Нормирование технологического процесса

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

В серийном, а так же в мелко серийном производствах, определяют нормы штучно-калькуляционного времени Тш-к.

где: Тп-з - подготовительно заключительное время, мин

n - количество деталей в настроечной партии; n=239 шт.

Тшт - штучное время.

В массовом производстве определяют норму штучного времени Тшт:

где: То - основное время, мин То=2,2199;

Тв - вспомогательное время, мин

где: Тус - время на установку и снятие детали, мин;

Тз.о. - время на закрепление и открепление детали, мин

Туп - время на приемы управления, мин Туп=0,376;

Тиз - время на измерение детали, мин Тиз=0,34;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин;

где: Тмех -время на техническое обслуживание рабочего места, мин Тмех=0,56;

Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин Торг=0,17;

Тот - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Основное время То , мин вычисляется на основе принятых режимов резаний.

Время на обслуживание рабочего места и отдых Тоб.от., мин;

где: Топ - оперативное время, мин;

Поб.от - затраты время в процентном выражении от оперативного времени, %.

Нормативы вспомогательного времени, принимаем основываясь на источники в литературе [1(приложение 5)].Значение Поп приведены основываясь на тот же самый источник.

Приведенные выше формулы для определения штучного и штучно-калькуляционного времени для всех операций, кроме шлифовальных можно представить в виде:

где: k - коэффициент; k=1.85

Для шлифовальных операций:

где: Тмех - время на техническое обслуживание рабочего места, для шлифовальных операций, определяется по формуле;

где: tn - время на одну правку шлифовального круга, мин;

Т - период стойкости при работе одним инструментом, мин.

Полученные данные при расчетах занесем в таблицу 1.7.1

Таблица 1.7.1

1.8 Выбор оборудования и расчёт его количества

В мелкосерийном производстве как и в крупносерийном пооперационное расчетное количество станков определяется по формуле:

где: УТшт-к - штучно-калькуляционное время операций, выполненных на станке данной модели, мин;

N - годовой объем выпуска деталей, шт;

Fg - действительный годовой фонд производительного времени работы оборудования, час (определяется индивидуально для каждой модели оборудования в зависимости от категории его ремонтной сложности)

Коэффициент загрузки оборудования рассчитывается по формуле:



где: Сn - принятое количество станков данной модели.

Произведём расчет количества оборудования в полученном технологическом процессе.

Для выполнения токарно-винторезной операции 010 требуется всего лишь один станок т.к.

Принимаем Сn=1;

Коэффициент загрузки станка

Расчет по другим операциям технологического процесса, проводится аналогично, полученные результаты сведем в таблицу 1.8.1

Численность производственных рабочих, для каждого рабочего места индивидуально определяется по формуле:

где: Fp - эффективный годовой фонд времени станочника, Fp=2300 ч.



Расчетная численность рабочих округляется в большую сторону до целого числа. Следовательно Pст принимаем равным одному; Рст=1чел.

Остальные расчеты проводим аналогично, результаты заносим в таблицу 1.8.1

Таблица 1.8.1

Средний коэффициент загрузки имеет вид:



Рисунок 1.8.1 - График загрузки оборудования

Определение коэффициента загрузки по основному времени:

Составим таблицу 1.8.2 предназначенную для основных параметров построения:

Таблица 1.8.2

Рисунок 1.8.2 - График загрузки оборудования по основному времени



Определение коэффициента загрузки оборудования по мощности.

Составим таблицу 1.8.3 предназначенную для основных параметров построения:

Таблица 1.8.3

Рисунок 1.8.3 - График загрузки оборудования по мощности.



Из графика загрузки оборудования видно, что коэффициент загрузки на операциях очень низкий. Это объясняется различной трудоемкостью операций. Поэтому для увеличения коэффициента загрузки будем производить дозагрузку станков деталями другой номенклатуры, что приемлемо для условий мелкосерийного производства.

Анализ графика использования оборудования по основному времени показал, что большое количество времени тратится на вспомогательные приемы (установку и снятие детали, на подналадку и смену инструмента и т.д.). Внедрение автоматических загрузочно-разгрузочных устройств и несколько других мероприятий существенно позволили бы сократить величину вспомогательного времени.

Из графика использования оборудования по мощности видно, что наименьше всего по мощности используются: токарно-винторезные станки 16К20(102). Увеличить использование станков по мощности, можно за счет увеличения подачи и частоты вращения детали и инструмента. Для этого необходимо увеличить жесткость станочного приспособления и применить более производительные режущие инструменты.

Размещено на Allbest.ru

...