Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Технологический процесс механической обработки детали

Технологический процесс механической обработки детали

Назначение и конструкция детали. Определение типа производства и расчет количества деталей в партии. Выбор метода получения заготовки. Расчет оптимальных режимов резания на основе математической модели. Станочное установочно-зажимное приспособление.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.09.2013
Размер файла 598,6 K
рефераты на заказ со скидкой

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.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

заготовка производство резание станочный

Введение

1. Общая часть

1.1 Назначение и конструкция детали

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Конструкторский контроль чертежа

1.4 Определение типа производства и расчет количества деталей в партии

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки

2.2 Графструктура вариантов технологического процесса

2.3 Расчет трудоёмкости и себестоимости вариантов технологических процессов

2.4 Расчет и выбор оптимальных режимов резания

2.5 Расчет нормирования операций

2.6 Расчёт припусков на обработку поверхностей

2.7 Расчёт оптимальных режимов резания на основе математической модели

2.8 Заключение технологической части

3. Технологические расчеты участка и цеха

3.1 Расчет количества основного производственного оборудования

3.2 Расчет количества работающих

3.3 Планировка расположения оборудования на участке

3.4 Определение размера площади цеха

3.5 Проектирование вспомогательных отделений механического цеха

3.6 Проектирование складских помещений

4. Конструкторская часть

4.1 Проектирование режущего инструмента

4.2 Станочное установочно-зажимное приспособление

4.3 Контрольное приспособление

5. Специальная часть

5.1 Автоматизированное рабочее место

5.2 Гибочный штамп

6. Экономическая часть

6.1 Обоснование производственной программы, типа производства и метода организации производственного процесса

6.2 Определение стоимости основных производственных фондов участка

6.3 Расчет стоимости материалов

6.4 Расчет по труду и заработной плате

6.5 Определение затрат на производство и себестоимость детали

7. Патентное исследование

7.1 Задача патентных исследований

7.2 Патентная документация отобранная для последующего анали за

8. Патентный поиск

8.1 Задача патентного поиска

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Приборостроение является одной из важнейших отраслей промышленности нашей страны.

Эффективность данного производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков, аппаратов и материалов. Вновь разрабатываемые технологии должны учитывать последние достижения науки и техники.

Поэтому в высших учебных заведениях как итог обучения предусмотрен дипломный проект. При выполнении дипломного проекта и учитываются все те факторы и новшества, разработанные за последнее время.

1. Общая часть

1.1 Назначение и конструкция детали

“Корпус КШ - 50 - 00 - 01” применяют при сборке крана высокого давления. Предназначен для перекрывания подачи газа в различных приборах, выпускаемых предприятием.

Главная особенность крана, то, что он должен выдерживать высокие давления газа.

Применяют эти краны в газовых котлах, счётчиках и для соединения различных приборов с газопроводом.

Объем работы - 131 страницы, имеется иллюстрации и таблицы.

Графическая часть содержит 7 листов формата А1 и 3 листа формата А2, в качестве приложений приведены спецификации на разработанные мной приспособления и инструменты.

Ключевые слова: технологический процесс, режимы резания, металлорежущие станки, техническое нормирование.

Объектом разработки является технологический процесс механической обработки детали «Корпус Кш - 50 - 00 - 01» на приборостроительном предприятии.

Целью проекта является устранение слабых сторон заводского технологического процесса, а также снижения трудоемкости и себестоимости технологического процесса механической обработки путем перевода технологического процесса с устаревших моделей оборудования на более современные.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь «Корпус КШ - 50 - 00 - 01» изготовляется на энгельском приборостроительном предприятии «Сигнал».

Заготовка детали - отливка цилиндрической формы, поэтому получение наружного контура детали не вызывает значительных трудностей, но получение внутренней полости вызывает некоторую сложность из - за большого количества ступенек и наличия внутренних фасок.

При получении заготовки литьем возможна почти любая конфигурация детали, тем не менее, деталь полученная литьем не отвечает техническим требованиям на герметичность, т.к. возможно образование внутренних полостей вследствие попадания пузырька воздуха в жидкий металл.

С точки зрения механической обработки имеются некоторые недостатки. На детали имеются мелкие фаски, и многоступенчатые отверстия.

Можно изменить заводской тех. процесс заменив две сверлильные, фрезерную и расточную операции обработкой на многоцелевом станке.

Остальные поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

1.3 Конструкторский контроль чертежа

Деталь «Корпус КШ - 50 - 00 - 01» изготовлена из материала АК 12 04 ГОСТ 1583 - 93, заготовка получена литьём.

Материал детали, работающей при данных условиях, подобран правильно, т.к. позволяет работать с агрессивными средами и получить экономически выгодную заготовку т.е. обеспечивает требуемую безопасность работы узла и технико-экономические требования. Следовательно, замена материала нецелесообразна.

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, то есть все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие её конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, массе детали и т.д.

Анализируя данные заводского тех. процесса и изучив чертеж детали, предлагаю не изменять отклонения размеров и шероховатости указанные на чертеже.

В основном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки. Имеет хорошие базовые поверхности и довольно проста в обработке.

1.4 Определение типа производства и расчет количества деталей в партии

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о. который показывает отношение всех различных технологических операций выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест.

Согласно ГОСТ 14.004-74 принимаются следующие Кз.о.:

- для массового: К =1

- для крупносерийного: 1<=К <=10

в единичном К не регламентируется

Кзо = Фд · 60·з / Q · Тшт.к. (2.1)

Где Фд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час Фд = 4029

з - коэффициент загрузки оборудования

Q - годовая программа выпуска продукции

Q = 10000 шт.

Тшт.к. - среднее штучно-калькуляционное время операции

Тшт.к. = 2,89 мин.

Кз.о. = (4029·60·з) / (10000 · 2,89) = 6,28- производство крупносерийное

Расчет кол-ва партии деталей производится по ф - ле (2.2)

n = N·а/254 (2.2)

где:

N - годовая программа

а - периодичность запуска в днях

254 - количество рабочих дней в году

n = (10000 · 6) / 254 = 236,5 шт.

Принимаем n = 237 шт.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки

заготовка резание станочный

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Выбор типа заготовки, в дипломном проекте, производится с целью снижения затрат состоящих из стоимости получения самой заготовки и стоимости механической обработки.

Выбор способа получения заготовки.

Заготовка - отливка, получена литьем в отформованную песчано-глинистую смесь, с применением стержней. Материал отливки алюминиевый сплав АК 12 04 ГОСТ 1583-93.

Расчет себестоимости получения заготовки

литьем в песчано-глинистую смесь.

Стоимость заготовки полученной литьем определяется по ф-ле:

(2.1)

где:

С - базовая стоимость 1 т. заготовок,

- коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

Q - масса заготовки кг.

q - масса готовой детали кг.

S - цена 1 т. отходов.

руб.

Заготовка полученная центробежным литьем.

Стоимость заготовки получаемой литьем определяется по ф - ле (2.1)

руб.

Сравнивая полученные результаты, видим, что заготовка, полученная центробежным литьем в 3,18 раза дешевле, чем заготовка, полученная литьем в песчано-глинистую смесь.

2.2 Графструктура вариантов технологического процесса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.3 Расчет трудоёмкости и себестоимости вариантов технологических процессов

Стоимость механической обработки рассматриваемых операций подсчитывается по формуле (6.1):

С0= (Сп.з.·Тшт.к) ./ (60·1,3) (6.1)

Где :

Сп.з. - годовые приведенные затраты (руб./час) определяется по ф - ле (6.2);

Тшт.к. - штучно-калькуляционное время операции (мин).

Сп.з.=Сз.+ Сч.з.+Ен.· (Кст.+Кзд.) (6.2)

Где:

Сз. - основная и дополнительная зарплата (руб.) определяется по ф - ле (6.3);

Сч.з. - годовые затраты на эксплуатацию рабочего места (руб.) определяется по ф - ле (6.4);

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

Кст., Кзд. - удельные часовые капитальные вложения в станок и здание (руб./час) определяется по ф - ле (6.5), (6.6).

Сз.=Е·Стф.· К (6.3)

Где:

Е - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, начисления на социальное страхование Е=1.53;

Стф. - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда (руб./час);

К - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика:

К=1 - если наладка производится самим рабочим;

К=1,1-1,5 - если наладка производится специальным тех. персоналом.

Сч.з.=Сч.·Км. (6.4)

Где:

Сч. - часовые затраты на базовом станке;

Км. - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты связанные с работой данного станка больше, чем аналогичные расходы у базового станка.

Часовые затраты на базовом станке примем 36,3 коп/ч.

Токарный

Км=0,9

Сч.з.=32,7 коп/ч

Многоцелевой

Км=1,1

Сч.з.=39,9 коп/ч

Сверлильный

Км=1,4

Сч.з.=50,8 коп/ч

Фрезерный

Км=1,1

Сч.з.=39,9 коп/ч

Кст.=Ц/Fд.·m (6.5)

Где:

Ц - балансовая стоимость станка (руб.);

Fд. - действительный годовой фонд времени станка (час);

m - коэффициент загрузки станка.

Кзд.=F · 78.4/Fд · m (6.6)

Где:

F - производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов (мІ) определяется по ф - ле (6.7)

F=f · Kf (6.7)

Где:

f - площадь станка в плане (мІ);

Kf - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов и т.д.

Модель станка

Цена (Ц,руб)

Кf

Площадь (f,м2)

Пр. площадь (F, м2)

Токарный

42800

3

3,505*1,700

17,9

Многоцелевой

170000

2

4,220*2,750

26,5

Сверлильный

11360

3,5

2,665*1,030

9,6

Фрезерный

52800

2

2,985*4,015

24

Рассчитаем значения Кс, Кз, Сп.з., Ен(Кс+Кз) для каждого станка и сведём данные в таблицу.

Модель станка

Кс, коп/час

Кз, коп/час

Ен(Кс+Кз), коп/час

Сп.з., коп/час

Токарный

1426

46,8

294,6

420

Многоцелевой

5666

69,3

1147

1279,6

Сверлильный

378

25

80,6

224,1

Фрезерный

1760

62,7

364,5

497,1

1 вариант:

Сп.з.=1780,2 коп/час; Тш.к.=13,54 мин; С0=64,97 коп/час

2 вариант:

Сп.з.=2558 коп/час; Тш.к.=11,56 мин; С0=101,61 коп/час

Выбираем второй вариант как наиболее оптимальный.

2.4 Расчет и выбор оптимальных режимов резания

Расчет режимов резания одновременно ведется с заполнением операционных или маршрутных карт технологического процесса. Совмещение этих работ исключает необходимость дублирования одних и тех же сведений в различных документах, т.к. в операционных картах должны быть записаны данные по оборудованию, способу обработки, характеристики обрабатываемой детали и другие, которые используются для расчетов режимов резания и не должны вторично записываться как исходные данные для выполнения расчета.

Элементом, в значительной мере поясняющим ряд исходных данных для расчета режимов резания, является операционный эскиз.

Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитываются по эмпирической формуле (6.1):

Где:

Cv - коэффициент;

Кv - поправочный коэффициент;

T - стойкость инструмента;

t - глубина резания;

S - подача;

m,x,y - показатели степени.

Kv=KmvKпvKиv (7.2)

Где:

Kmv - поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств алюминиевых сплавов на скорость резания.

Kпv - поправочный коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

Kиv - поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

Kmv=1.0

Kпv=0,9

Kиv=1.0

Kv=1,00,90,7=0,63

Скорость резания при сверлении рассчитываем по формуле (7.3):

Где:

D - диаметр сверла;

q - показатель степени;

Скорость резания при фрезеровании рассчитаем по формуле (7.4):

Где:

B - параметр срезаемого слоя;

D - диаметр фрезы;

q - показатель степени;

Sz - подача на зуб;

m,x,y,u,p - показатели степени.

Скорость резания при нарезании метрической резьбы рассчитаем по формуле (7.5)

Где:

D - номинальный диаметр резьбы;

q - показатель степени;

Скорость резания при отрезании, прорезании и подрезки торца рассчитываем по формуле (7.7):

Частота вращения рассчитаем по формуле (7.8):

n=1000V/D (7.8)

Скорость определим по формуле (6.9):

V=Dn/1000 (7.8)

Формулы для определения

основного времени обработки детали.

Токарные работы:

мин

L=l+l1+l2 [мм],

где

l - длина обрабатываемой поверхности

l1 - величина врезания инструмента

l2 - величина перебега инструмента

n - частота вращения шпинделя

s - подача на оборот шпинделя

i - число проходов инструмента.

Сверлильные работы:

мин

Фрезерные работы:

мин,

где sм - минутная подача[мм/мин]

Резьбонарезные работы:

мин,

где lвсп - длина вспомогательного хода метчика[мм]

р - шаг нарезаемой резьбы.

1 вариант.

Маршрутная карта.

Деталь: корпус КШ - 50 - 00 - 01

Заготовка: отливка

Материал заготовки: АК 12 04 ГОСТ 1583 - 93

Таблица 1

№

Операция

Модель станка

Разряд рабочего

То[мин]

Твсп[мин]

Тш.к. [мин]

005

Заготовительная

010

Токарная 1

3

1,18

0,4

1,90

015

Токарная 2

3

2,00

0,4

3,80

020

Сверлильная 1

3

1,2

0,4

1,86

025

Фрезерная

3

0,57

0,4

1,17

030

Сверлильная 2

3

0,19

0,4

1,74

035

Расточная

3

0,48

0,4

3,07

040

Слесарная

045

Мойка

050

Тех. контроль

055

060

2 вариант.

Маршрутная карта.

Деталь: корпус КШ - 50 - 00 - 01

Заготовка: отливка

Материал заготовки: АК 12 04 ГОСТ 1583 - 93

Таблица 2

№

Операция

Модель станка

Разряд рабочего

То[мин]

Твсп[мин]

Тш.к. [мин]

005

Заготовительная

010

Токарная 1

3

1,18

0,4

1,90

015

Токарная 2

3

2,00

0,4

3,80

020

Сверлильная

3

1,2

0,4

1,86

025

Многоцелевая

3

1,43

0,4

4,00

030

Слесарная

035

Мойка

040

Тех. контроль

045

050

055

060

Расчет режимов резания для второго варианта.

010 Токарная 1.

1. Установить и снять деталь.

2. Подрезать торец с Ш110 до Ш35

t=2мм, s=1мм/об, l=38мм

м/мин

об/мин

мин

3. Точить поверхность с Ш160 до Ш102

t=2мм, s=1мм/об, l=29мм

м/мин

об/мин

мин

4. Точить наружную поверхность

t=4мм, s=1мм/об, l=17мм

м/мин

об/мин

мин

5. Точить внутреннюю поверхность с Ш35 до Ш45

t=5мм, s=0,4мм/об, l=9мм

м/мин

об/мин

мин

6. Точить канавку

t=1мм, s=0,2мм/об, l=1мм, D=92мм

м/мин

об/мин

мин

7. Точить канавку

t=1мм, s=0,2мм/об, l=1мм, D=70мм

м/мин

об/мин

мин

015Токарная 2.

1. Установить и снять деталь

2. Подрезать торец с Ш110 до Ш35

t=2мм, s=1мм/об, l=38мм

м/мин

об/мин

мин

3. Точить поверхность с Ш160 до Ш102

t=2мм, s=1мм/об, l=29мм

м/мин

об/мин

мин

4. Точить наружную поверхность

t=4мм, s=1мм/об, l=17мм

м/мин

об/мин

мин

5. Точить канавку

t=1мм, s=0,2мм/об, l=1мм, D=92мм

м/мин

об/мин

мин

6. Расточить поверхность с Ш35 до Ш77

t=5мм, s=1мм/об, l=15мм

м/мин

об/мин

мин

7. Расточить поверхность с Ш35 до Ш76

t=5мм, s=1мм/об, l=55мм

м/мин

об/мин

мин

8. Расточить поверхность с Ш35 до Ш65

t=5мм, s=1мм/об, l=7мм

м/мин

об/мин

мин

9. Точить канавку Ш62

t=3мм, s=0,35мм/об, l=3мм

м/мин

об/мин

мин

10. Точить канавку Ш80,5

t=1,75мм, s=0,2мм/об, l=3мм

м/мин

об/мин

мин

11. Точить фаску 1,5*45? Ш83,5

t=1,5мм, s=0,35мм/об, l=1,5мм

м/мин

об/мин

мин

12. Точить фаску 1,5*45? Ш67

t=1мм, s=0,35мм/об, l=1мм

м/мин

об/мин

мин

13. Нарезать резьбу М80*1,5

t=0,75мм, s=12мм/об, l=12мм

м/мин

об/мин

мин

020 Сверлильная

1. Установить и снять деталь

2. Сверлить 8 отверстий Ш18

t=9мм, s=0,35мм/об, l=16мм

м/мин

об/мин

мин

025 Многоцелевая

1. Установить и снять деталь

2. Фрезеровать поверхность

t=4мм, sz=1мм/об, l=60мм, z=15, Т=180мин, D=48мм

м/мин

об/мин

мин

3. Сверлить отверстие Ш16

t=8мм, s=0,35мм/об, l=40мм, Т=60мин

м/мин

об/мин

мин

4. Сверлить отверстие Ш20

t=10мм, s=0,35мм/об, l=33мм, Т=60мин

м/мин

об/мин

мин

5. Точить фаску 1,5*45? Ш23

t=1,5мм, s=0,35мм/об, l=1,5мм

м/мин

об/мин

мин

6. Нарезать резьбу М22*1,5

t=1,5мм, s=1,5мм/об, l=25мм

м/мин

об/мин

мин

7. Сверлить отверстие Ш4,2

t=2,1мм, s=0,35мм/об, l=12мм, Т=60мин

м/мин

об/мин

мин

8. Нарезать резьбу М5

t=0,75мм, s=0,75мм/об, l=10мм

м/мин

об/мин

мин

2.5 Расчет нормирования операций

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

В серийном производстве определяются нормы штучно-калькуляционного времени Тшт.к. Определяется по ф - ле (8.1)

Тш.к. = То+Твсп+Тотд+Тобсл+Тп.з./n (6.2).

Где:

То - основное время.(найдены выше)

Твсп - вспомогательное время. (Твсп.=0,4мин)

Твсп = Туст.+Тв.оп.+Тиз.

Туст - время на установку и снятие детали;

Тв.оп - вспомогательное время, связанное с операцией;

Тиз - время на контрольные измерения.

Тобсл - время на обслуживание оборудования. Тобсл=4% от Топ [мин], где Топ-оперативное время (Топ= То+ Твсп)

Тотд - время на отдых и естественные надобности. Тотд=8% (Топ) [мин]

Тп.з. - подготовительно - заключительное время, затрачиваемое на подготовку исполнителя и средств технологического оснащения. Это время устанавливается на партию деталей.

По выше приведенным формулам подсчитаем Тш.к. для каждой операции обоих вариантов.

1 вариант:

Токарная 1:

То+Твсп=1,18+0,4=1,58мин

Тобсл=0,04*1,58=0,06мин

Тотд=0,08*1,58=0,13мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=1,58+0,06+0,13+19/237=1,9мин.

Токарная 2:

То+Твсп =2,0+0,4=2,4мин

Тобсл=0,04*2,4=0,1мин

Тотд=0,08*2,4=1,19мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=2,4+0,1+1,19+19/237=3,8мин.

Сверлильная 1:

То+Твсп =0,36+0,4=0,76мин

Тобсл=0,04*0,76=0,03мин

Тотд=0,08*0,76=0,06мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=0,76+0,03+0,06+19/237=0,93мин.

Сверлильная 2:

То+Твсп =0,19+0,4=0,59мин

Тобсл=0,04*0,59=0,02мин

Тотд=0,08*0,59=0,05мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=0,59+0,02+0,05+19/237=3,8мин.

Расточная:

То+Твсп =0,48+0,4=0,88мин

Тобсл=0,04*0,88=0,04мин

Тотд=0,08*0,88=0,07мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=0,88+0,04+0,07+19/237=1,07мин.

2 вариант:

Токарная 1:

То+Твсп=1,18+0,4=1,58мин

Тобсл=0,04*1,58=0,06мин

Тотд=0,08*1,58=0,13мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=1,58+0,06+0,13+19/237=1,9мин.

Токарная 2:

То+Твсп =2,0+0,4=2,4мин

Тобсл=0,04*2,4=0,1мин

Тотд=0,08*2,4=1,19мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=2,4+0,1+1,19+19/237=3,8мин.

Сверлильная:

То+Твсп =0,36+0,4=0,76мин

Тобсл=0,04*0,76=0,03мин

Тотд=0,08*0,76=0,06мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=0,76+0,03+0,06+19/237=0,93мин.

Многоцелевая:

То+Твсп =2,63+0,4=3,03мин

Тобсл=0,04*3,03=0,12мин

Тотд=0,08*3,03=0,24мин

Тп.з.=19мин

Тш.к.=3,03+0,12+0,24+19/237=4,00мин.

2.6 Расчет припусков на обработку поверхностей

Наружная поверхность Ш160--0,4мм.

Результаты расчетов занесены в таб. 3

Таблица 3

Технологические переходы обработки пов-ти

Элементы припуска, мкм

Расчетный Припуск, мкм

Расчетный размер, мм

Допуск, мкм

Пред. размер, мм

Пред. знач. припусков, мкм

Rz

Т

с

D min

D max

Zпр min

Z прmax

Отливка

200

300

305

0

0

160,12

320

160,08

160,12

0

0

Точение

50

50

15,25

400

2*603

160

250

159,075

160,0

100,5

120,0

Итого

Заготовка - отливка

Суммарное значение простых отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

,

где d и l - диаметр и длина обрабатываемой поверхности (d=160мм, l=17мм), Дк - удельная кривизна заготовки, Дк=0,7мкм на 1 мм длины.

мкм

,

где у1 и у2 - допуски на d и l заготовки (400мкм)

мкм

таким образом

мкм

остаточное пр - ое отклонение после точения

мкм

Погрешность установки при обтачивании:

,

где еу - погрешность базирования (в трёхкулачковом патроне еу=0), ез - погрешность закрепления заготовки (ез=400мкм)

Произведем расчёт минимальных межоперационных припусков:

,[мкм].

мкм

dр=160 + 0,12=160,12мм.

Рассчитаем предельные размеры (dmax и dmin)

dmax= dр=160,12мм

dmin= dр - 0,032=160,12 - 0,032=160,080мм

Предельные значения припусков равны:

= dзmin - dТmin=160,08 - 159,075=1,005мм=100,5мкм

= dзmax - dТmax=160,12 - 160=0,12мм=120,0мкм

Расчет припусков на обработку поверхности торца Ш102-0,25мм.

Результаты расчетов занесены в таб. 4

Таблица 4

Технологические переходы обработки пов-ти

Элементы припуска, мкм

Расчетный Припуск, мкм

Расчетный размер, мм

Допуск, мкм

Пред. размер, мм

Пред. знач. припусков, мкм

Rz

Т

с

D min

D max

Zпр min

Z прmax

Отливка

200

300

305

0

0

102,11

320

102,078

102,11

0

0

Точение

50

50

0

400

2*544

102

250

101,975

102

103

120,0

Итого

Заготовка - отливка

Rz и T - величины табличные

Суммарное значение простых отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

,

где d и l - диаметр и длина обрабатываемой поверхности (d=102мм, l=33,5мм), Дк - удельная кривизна заготовки, Дк=0,7мкм на 1 мм длины детали.

мкм

Смещение находится по формуле:

,

где у1 и у2 - допуски на d и l заготовки (250мкм)

мкм

таким образом

мкм

остаточное пр - ое отклонение после точения

мкм

Погрешность установки при обтачивании:

,

где еу - погрешность базирования (в трёхкулачковом патроне еу=0), ез - погрешность закрепления заготовки (ез=400мкм)

е=qз=400мкм

Произведем расчёт минимальных межоперационных припусков:

,[мкм].

мкм

Таким образом

dр=102 + 0,11=102,11мм.

Рассчитаем предельные размеры (dmax и dmin)

dmax= dр=102,11мм

dmin= dр - 0,032=102,11 - 0,032=102,078мм

Предельные значения припусков равны:

= dзmin - dТmin=102,078 - 101,975=0,103мм=103мкм

= dзmax - dТmax=102,11 - 102,0=0,110мм=110мкм

2.7 Расчет оптимальных режимов резания на основе математической модели

Исходные данные

D = 5,0 мм; Т = 20 мм; в = 40

Материал сверла - Р6М5

Расчет подачи и числа оборотов шпинделя.

Ограничение 1 по стойкости инструмента.

Ограничение 2 по прочности механизма подачи.

Ограничение 3 по мощности гл. привода

Ограничение 4 по прочности сверла

Ограничение по min; max S

Ограничение 6 по min и max n

Ограничение 7 по устойчивости инструмента

; ;

1) х1+0,5х23,57 1) х1+0,5х2+х3=3,57

2) 0,8х22,41 2) 0,8х2+х4=2,41

3) х1+0,8х27,22 3) х1+0,8х2+х5=7,22

4) х21,75 4) х2+х6=1,75

5) х22,39 5) х2+х7=2,29

6) х21,25 6) х2-х8=1,25

7) х11,3 7) х1-х9=1,3

8) х23,3 8) х1+х10=3,3

9) 0,8х20,84 9) 0,8х2-х11=3,4

Чтобы рассчитать наиболее выгодные режимы обработки, необходимо иметь целевую функцию или критерий оптимальности.

Целевую функцию берем в виде:

L/n·s=min > lg L - lg n - lg s=min

> -lg n - lg (100·s) > min,

-x1-x2>min.

Таблица 5

i

х1

х2

х3

х4

х5

х6

х7

х8

х9

х10

х11

В

1

1

0,5

1

0

0

0

0

0

0

0

0

3,57

2

0

0,8

0

1

0

0

0

0

0

0

0

2,41

3

1

0,8

0

0

1

0

0

0

0

0

0

7,22

4

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1,75

5

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

2,39

6

0

1

0

0

0

0

0

-1

0

0

0

1,25

7

1

0

0

0

0

0

0

0

-1

0

0

1,3

8

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

3,3

9

0

0,8

0

0

0

0

0

0

0

0

-1

0,84

10

-1

-1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

min

Рассчитаем оптимальные режимы резания

2,65 = lg n

n = 446 об/мин

S - подача

2,07 = lg (100S)

100S = 117,5 мм/об

S = 1,17 мм/об

lgn=2,37 n=234,42=234 об/мин.

lg(100s)=2,39s=2,45мм/об.

рис 1.

2.8 Заключение технологической части

В данной работе был составлен новый технологический процесс, который базируется на новом, современном оборудовании (преимущественно на многоцелевых станках и станках с ЧПУ). При расчете оптимального варианта технологического процесса многоцелевые станки показали более высокую производительность и экономичность.

С применением нового оборудования связано снижение трудоемкости изготовления детали, повышение производительности труда, снижение количества занятых производственных рабочих, снижение времени переналадки. Многоцелевые станки обеспечивают взаимозаменяемость деталей в серийном и мелкосерийном производстве, полную ликвидацию разметочных и слесарно-притирочных работ, концентрацию переходов обработки на одном станке, что приводит к сокращению времени на установку и снятие детали, уменьшению брака по вине рабочего. Повышение производительности за счет оптимизации технических параметров, автоматизации всех перемещений позволяют сократить количество всех станков.

Применение новых станков и технологий позволяет решить ряд социально-экономических задач: улучшение условий труда, уменьшение доли тяжелого, малоквалифицированного ручного труда, уменьшение состава работников механообрабатывающих цехов, повышения культурного уровня работающих.

3. Технологические расчеты участка и цеха

3.1 Расчет количества основного производственного оборудования

На основании данных о трудоемкости годовой программы выпуска деталей по участку составляется таблица для расчета количества станков каждого типоразмера.

Расчетное количество станков данного типа определятся по формуле:

где Ср - расчетное количество станков данного типоразмера;

Тшт-к - трудоемкость годового количества всех деталей на станках данного типоразмера в станко-часах.

Фд.об - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе в часах.

Принятое число станков каждого типоразмера получаем округлением расчетного числа до ближайшего большего целого.

Станок 1В340Ф30:

Станок 16Б05П:

Станок 2Н125:

Станок 2204ВМФ4:

Станок 6Т83Г-1:

Станок 5К63:

Расстановку оборудования по участку будем выполнять с учетом последовательности обработки деталей, чтобы в процессе обработки они двигались по участку в одном направлении.

Для определения степени загруженности по времени станков данного типоразмера пользуются коэффициентом загрузки оборудования, который определяется отношением расчетного числа станков к принятому:

Станок 1В340Ф30:

Станок 16Б05П:

Станок 2Н125:

Станок 2204ВМФ4:

Станок 6Т83Г-1:

Станок 5К63:

Средний коэффициент загрузки оборудования по участку, отделению или цеху:

Рассчитанное значение среднего коэффициента загрузки станков по участку находится в пределах нормы для серийного производства. Построенный на основании расчета график загрузки оборудования приведен на рис 2.

Рис. 2. Диаграмма загрузки оборудования по участку, отделению или цеху

N

Марка станка

Количество

1

1В340Ф30

7

2

16Б05П

4

3

2Н125

3

4

2204ВМФ4

10

5

6Т83Г-1

2

6

5К63

3

3.2 Расчет количества работающих

К производственным рабочим механических цехов относятся станочники, операторы и наладчики автоматических линий, разметчики, слесари по промежуточным слесарно-сборочным работам, мойщики деталей. Так как в задании производственная программа участка выполняется на универсальных станках, то для проектируемого участка определяем только количество станочников по группам станков (профессиям - токарей, сверловщиков и т.д.). Число станочников можно определить по числу станков Сп цеха или участка:

Для универсальных станков (токарных, фрезерных, шлифовальных, сверлильных и др.) коэффициент многостаночного обслуживания Км = 1. Кз, Ки - коэффициенты загрузки и использования оборудования; для единичного, мелкосерийного и среднесерийного производства принимаются = 0,85 (коэффициент загрузки оборудования для проектируемого участка Кз = 0,87 примем на основании расчетов).

Количество токарей (1В340Ф30 и 16Б05П):

Количество сверловщиков (2Н125):

Количество фрезеровщиков (2204ВМФ4 и 6Т83Г-1):

Количество резьборезчиков (5К63):

Общее количество станочников на участке - 48 чел. Общее количество производственных рабочих в цехе (5 участков) - 240 чел. Прочий цеховой персонал (в соответствии с нормами для серийного производства):

вспомогательные рабочие (18 - 20% производственных) - 48 чел.

ИТР (9,5 - 11% вспом. + произв. рабочих) - 29 чел.

Служащие (1,4 - 2% вспом. + произв. рабочих) - 5 чел.

Работники ОТК (4 - 6% вспом. + произв. рабочих) - 15 чел.

Количество младшего обслуживающего персонала (уборщиков стружки, помещений и т.д.) уточняется после разработки компоновки цеха. Схема управления цехом - рис. 3.

Штатное расписание

ИТР - 29 чел.

Служащие - 5 чел.

МОП - 9 чел.

ОТК - 15 чел.

Вспом. рабочие - 48 чел.

Основные произв. рабочие - 240 чел.

Рис. 3. Схема управления механическим цехом

3.3 Планировка расположения оборудования на участке

Основным принципом при составлении плана расположения оборудования на участке и в цехе является обеспечение прямоточности движения деталей в процессе их обработки в соответствии с технологическим процессом. Для цехов серийного производства применяется расположение станков по порядку технологических операций. Станки располагаются в соответствии с технологическими операциями для обработки одноименных или нескольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций. В мелкосерийном и среднесерийном производстве каждая группа станков выполняет обработку нескольких деталей, имеющих аналогичный порядок операций, т.к. загрузить полностью все станки одной деталью не всегда возможно.

При разработке планировки обязательно должны быть учтены нормативы для расстояний станков между собой, между станками и элементами зданий, предусмотрены проезды и проходы для обеспечения транспортировки деталей по участку и соблюдены нормы техники безопасности при расположении рабочих мест у станков. Пример организации рабочего места фрезеровщика приведен на рис. 4.

Рис. 4. Рабочее место фрезеровщика

3.4 Определение размера площади цеха

Общее количество оборудования в цехе (5 участков) - 29 5 = 145 шт.

Производственная площадь участка определяется на основании разработанного чертежа планировки расположения оборудования на участке и составляет

Sп уч = 648 м2.

Производственная площадь цеха:

м2

В соответствии с отраслевыми нормативами металлорежущее оборудование в цехе по типам распределяется следующим образом (табл. 6):

Таблица 6

Тип станка

% от общего кол-ва

Кол-во станков в цехе

Токарные и токарно-револьверные

28

41

Расточные

10

14

Сверлильные

15

22

Агрегатные

5

7

Зубообрабатывающие

8

12

Фрезерные

15

22

Шлифовальные

10

14

Резьбонарезные

2

3

Строгальные и долбежные

ИТОГО:

1

1

Отрезные

1

2

Специальные автоматы и п/автоматы

5

7

ИТОГО:

145

Удельная производственная площадь:

м2/станок

Рассчитанное значение площади находится в пределах норм для цехов со станками средних размеров.

3.5 Проектирование вспомогательных отделений механического цеха

Заточное отделение.

Заточное отделение организуется централизованным для всего цеха с целью улучшения качества заточки режущего инструмента. Основное оборудование - заточные и доводочные (для окончательной доводки твердосплавного режущего инструмента) станки.

Количество станков в отделении (5% от числа станков в цехе) - 8 шт.

Площадь отделения (из расчета Sуд = 10 м2 на станок) - 80 м2

Кол-во рабочих (из расчета 1,5 - 2 чел/станок для 2-х сменной работы) - 12 чел.

Ремонтная база цеха.

Предназначается для поведения межремонтного обслуживания производственного оборудования, а также для проведения ремонтных работ (мелкий и средний ремонт).

Количество станков в ремонтной базе (для цеха с 145 станками) - 4 шт.

Число рабочих станочников:

Количество слесарей (60% от числа станочников) - 4 чел.

Количество ИТР - (10% от числа рабочих) - 1 чел.

Площадь отделения (уд. общая площадь 31 м2/станок): 124 м2;

в т.ч. склад зап. частей - 16 м2.

Кладовые инструмента и оснастки.

Предназначены для хранения режущего, вспомогательного и измерительного инструмента, а также приспособлений для установки деталей на станке. Расчет выполняется на основании норм удельной площади на 1 производственный станок.

кладовая приспособлений(0,15 м2/станок) - 22 м2

инструментально-раздаточная кладовая (0,2 м2/станок) - 29 м2

Контрольное отделение.

В проектируемом цехе выполняется входной контроль поступающего в цех материала и заготовок (выполняется в заготовительном отделении и на складе заготовок), промежуточный (на рабочих местах после обработки партии деталей) летучий (периодические проверки на рабочих местах), окончательный (в контрольном отделении цеха, перед передачей деталей на сборку).

Площадь контрольного отделения:

м2

Отделение для приготовления и раздачи СОЖ.

Для проектируемого цеха предусмотрен централизованный групповой способ снабжения СОЖ. Площадь отделения:

SСОЖ = 60 м2

Площадь склада масел - 15 м2

Отделение для переработки стружки

Отделение предназначено для переработки стружки в брикеты. Стружку доставляют в отделение из сборных коробов, установленных на участках на электрокарах. Площадь отделения (в соответствии с нормативами) - 100 м2.

3.6 Проектирование складских помещений

Склад материалов и заготовок.

Предназначается для хранения запасов пруткового и другого материала и заготовок (отливок, поковок, штамповок и др.) Прутковый материал хранится горизонтально в штабелях стойках, клеточных и крючковых стеллажах или вертикально в пирамидальных стеллажах. Крупные и средние поковки и отливки хранятся на полу отдельными штуками или в штабелях; мелкие - на полочных складах с гнездами.

Расчетная формула для определения площади склада:

м2

где Q0 - общий черновой вес материалов или заготовок, подлежащих механической сборке в течение года, т.(приблизительно на 20% больше массы готовых деталей приведенных в задании с учетом количества участков на которых обрабатываются детали - 5 участков).

аср = 5 - среднее количество дней, на которое принимается запас материала;

Ф = 253 - количество рабочих дней в году;

gср = 2,5- среднедопустимая нагрузка на площадь цеха, т/м2;

Ки = 0,5 - коэффициент использования площади склада - отношение полезной площади склада к его общей площади, включая проходы, проезды.

Так как площадь склада получилась маленькой то примем наименьшую стандартную площадь равной 100 м2

В зависимости от результатов компоновки цеха площадь склада заготовок может быть принята больше, в пределах 10 - 15% площади станочного. Полученное расчетное значение укладывается в данный норматив.

Склад готовых деталей и межоперационный склад.

Площадь складов готовых деталей и межоперационного склада может быть принята на 10 (для межоперационного) и 20% меньше чем площадь склада заготовок.

Соответственно:

Склад готовых деталей - 80 м2

Промежуточный склад - 90 м2

Проектирование транспортной системы цеха.

В качестве внутрицехового транспорта для цеха использованы крановый (кран-балки с нижним управлением) и электротележки (грузоподъемность - 1,5 т). Кран-балки используются также в качестве технологических подъемников для установки крупногабаритных деталей на станки.

Количество электротележек определяется по формуле:

шт.

где Q = 1030,01 т - годовой грузооборот, т;

qэ = 1,5- грузоподъемность электротележки, т;

Тэ = общее время пробега (оборот) электротележки, мин;

К1 = 1,5- коэффициент неравномерности;

К2 = 0,8 - коэффициент использования грузоподъемности;

mФдо = 4029 час- действительный годовой фонд времени работы оборудования при соответствующем числе смен (m = 1 или 2)

4. Конструкторская часть

4.1 Проектирование режущего инструмента

В качестве проектируемого инструмента в дипломной работе примем расточной инструмент для одновременного получистового и чистового растачивания.

Резец является наиболее распространенным инструментом в металлообрабатывающей промышленности. Он применяется при работе на токарных, револьверных карусельных, расточных, строгальных, долбежных станках и автоматах, а также на станках с ЧПУ и многоцелевых.

Расточные операции занимают одно из важных мест в современном машиностроении, так как от точности отверстий и правильности их расположений зависит надежность работы целых механизмов.

Растачивание отверстий является более сложной операцией по сравнению с наружной обработкой. Здесь, в противоположность наружной обработке, большое влияние на размеры резца оказывают диаметр и длина растачиваемого отверстия. Затруднен подвод СОЖ в зону резания, отвод стружки и ее дробление. В результате инструмент работает в тяжелых условиях с пониженной стойкостью и малыми режимами резания.

Расточной инструмент, проектируемый в дипломной работе представляет собой стержневой резец закрепляемого в спец державке-борштанге.

Стержневые резцы применяются для растачивания отверстий как при вращающейся заготовке, так и при неподвижной. С соответствующей их постановкой в борштанге. Державка выполняется различной формы: круглой, квадратной и реже граненой.

Державка круглого сечения обладает тем преимуществом, что она путем соответствующего поворота в резцедержателе или в борштанге позволяет регулировать установку резца по высоте и придавать режущей кромке требуемые углы резания в зависимости от конкретных условий обработки, не прибегая к заточке. Для сквозных отверстий главным образом применяются резцы с главным углом в плане ц=60°.

Закрепление резцов в борштангах производится различными способами. Для расточки сквозных отверстий вполне допустимо закрепление резцов при помощи винтов.

Поперечное сечение державки резца может быть выбрано в зависимости от вертикальной составляющей Pz силы резания и расстояния l точки приложения ее до опоры и рассчитывается по формуле:

Pz=p·f (3.1)

Где:

р-удельная сила резания в кГ/мм2

f- площадь поперечного сечения резца в мм2

Изгибающий момент определим из формулы:

M=Pz·l=W·уи, (3.2)

Где:

W-момент сопротивления в мм3

уи - допускаемое напряжение на изгиб, принимаемое 20-25 кГ/мм2

Расчетная формула для державки круглого сечения:

(3.3)

В основу этого расчета положен плоский изгиб, при котором учитывается только одна составляющая силы резания Pz.

Тогда:

Следовательно

d=19,34 мм

Что удовлетворяет конструктивным особенностям проектируемого инструмента.

4.2 Станочное установочно-зажимное приспособление

Спец. приспособления предназначены для налаженных операций, закрепленных за станками. Приспособления разрабатывают согласно тех. процессу на конкретные операции, и поэтому они рассчитаны на установку и закрепление однотипных заготовок. Такие приспособления обеспечивают высокую точность установки и быстрое закрепление. Для удешевления изготовления спец. приспособлений в их составе предусмотрено широкое использование стандартных узлов и деталей.

Срок службы спец. приспособлений при постоянной загрузке 3-5 лет. После выполнения заданной программы приспособления снимают с производства за ненадобностью, т.к. они необратимы.

В дипломном проекте разработано спец. приспособление с двумя позициями для обработки и механизированным приводом.

Внедрение позволит двух позиций для обработки позволит оператору обслуживать несколько станков.

Механизированные приводы приспособлений - устройства служащие для приведения в действие рабочих органов (силовых) приспособлений, без приложения физической силы оператора. Роль оператора сводится к общему управлению приспособлением. Механизированный привод позволяет автоматизировать процесс обрабатываемых заготовок, чаще всего используют сжатый воздух или масло (находящееся под давлением).

Механизированный привод допускает блокированное управление несколькими зажимающими устройствами, обеспечивая надежное закрепление заготовок и тем самым сокращает затраты времени на установку и снятие деталей.

Продолжительность процесса закрепления 0,5-1,2 сек.

Пневматические приводы.

Непременным условием применения пневматического привода является обеспеченность механических цехов сжатым воздухом с давлением у рабочего места не ниже 0,4мПа, поступающий в пневматический привод приспособления воздух, должен быть очищен от посторонних примесей и осушен.

Механизированный привод позволит значительно сократить вспомогательное время на установку и снятие детали.

Силовой расчет установочно-зажимного приспособления.

На заготовку при обработке в приспособлении действуют силы обработки, объемные силы, силы зажима и реакций элементов приспособлении.

Поэтому первым этапом расчета необходимо дать схему установки детали со всеми приложенными к ней силами, стремящимися нарушить положение детали в приспособлении (силы резания, силы зажима), и силы, стремящиеся сохранить это положение (силы трения, реакции опор). По расчетной схеме необходимо установить направление возможного перемещения или поворота заготовки под действием сил и моментов, определить величину проекций всех сил на направление перемещения и составить уравнение сил и моментов.

Сила зажима (Q)

Q=(W+N1)*K, (1)

где К=2 - коэффициент запаса.

Из рисунка 1 видно

(2)

где f=0,18 - коэффициент трения

Из рисунка 2 видно

(3)

где l=65мм, l1=10мм

По закону действия и противодействия принимаем N=W, подставим в уравнение 2 и получим:

Из уравнения 3

Подставим N1 и W в формулу 1, получим

Из расчётов режимов резания возьмём значение Р=843,8Н и Мкр=7,6Нм, тогда:

кН

Расчётная схема зажимного приспособления

Страница:


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.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены