Обоснование технических требований, предъявляемых к детали

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Обоснование технических требований, предъявляемых к детали

1.2 Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали

1.3 Выбор типа и организационной формы производства

1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок

1.5 Обоснование и выбор технологических баз

1.6 Обоснование и выбор последовательности операций обработки детали

1.6.1 Анализ действующего процесса

1.6.2 Обоснование и выбор последовательности операций проектируемого процесса

1.7 Обоснование и выбор оборудования, инструмента, приспособления, средств контроля и автоматизации

1.8 Расчет технологической себестоимости на одну из операции

1.9 Расчет режимов резания, нормирование

2. Конструкторская часть

2.1 Описание установочно-зажимного приспособления

2.2 Описание средств контроля

3. Технико-экономическая часть

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет технико-экономической эффективности процесса

3.3 Выходные данные технико-экономической эффективности технологического процесса

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Предохранительный клапан -- трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением, путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкций защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Тарелка пружины служит для опоры пружины. Т.П. не несет большой нагрузки, поэтому для материала не требуется большой прочности и рекомендуется для ее изготовления использовать прокат из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст 3 ГОСТ 380-94.

Существуют и другие виды предохранительной арматуры, но клапаны используются наиболее широко вследствие простоты своей конструкции, лёгкости настройки, разнообразия видов, размеров и конструктивных исполнений.

Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла.

Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

клапан себестоимость автоматизация



1. Технологическая часть

1.1 Обоснование технических требований, предъявляемых к детали

Таблица 1 Химический состав, в % (ГОСТ 380-94)

Ст3	С	Mn	Si, не более	P	C	Cr	Ni	Cu
ГОСТ 380-94	0,14-0,22	0,40-0,65	0,15-0,30	0,04	0,05	0,3	0,3	0,3

Таблица 2 Механические свойства (ГОСТ 380-94)

Ст3 прокат горячекатанная	Нормализованная	Сталь	Нагартованная
	ут	ув	д5	ш		ув МПа	д5	ш	НВ не более
	МПа	%			%
	не менее			не менее
ГОСТ 380-94	245	370-480	26	-		-	25	-

Исходя из описания детали ее целесообразно изготавливать именно из этого материала.

1.2 Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали

Оценка технологичности проводится согласно ГОСТ 380-94 по качественным показателям:

1. Деталь должна изготавливаться из стандартных заготовок.

2. Конструкция детали должна обеспечивать доступность обработки ее поверхности.

3. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов; размеры детали должны быть унифицированы.

4. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки.

Таблица 3 Анализ технологичности конструкции детали по геометрической форме и конфигурации поверхностей

№	Требования технологичности	Эскиз (мм)	Характеристика технологичности
	1	2	3
1	Деталь должна изготавливаться из стандартных заготовок		Деталь изготавливается из стандартного проката. Круг 28 - А - II ГОСТ2590-88 Ст3сп 2 ГОСТ535-88
2	Конструкция детали должна обеспечивать доступность обработки ее поверхности		Деталь редставляет собой теловращения. Поверхности которой доступны на токарном станке.
3	Конструкция детали возможность должна обеспечивать групповых или стандартных технологических процессов; размеры детали должны быть унифицированы		Стандартных конструктивных элементов нет. для данной детали применимы групповые тех. процессы обработки втулок.
4	Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки		Материал Ст3 удовлетворяет существующие технологии изготовления и хранение транспортировки.

Вывод: Деталь технологична.

1.3 Выбор типа и организационной формы производства

Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции. В машиностроении тип производства определяет содержание, количество и последовательность выполнения операций технологического процесса обработки детали или сборки, используемое оборудование, оснастку, режущий и вспомогательный инструмент, средства контроля и автоматизации, а так же форму организации этих процессов.

Тип производства определяется в следующей последовательности:

1. Программа запуска заготовок:

Пз= П + (П*Бз/100) + (П*Бн/100) + (П*БЧ/100), где,

П - заданная программа выпуска деталей - шт.;

Бз- брак заготовительных цехов, % (1-3%);

Бн- брак на наладку оборудования, % (0,5-1%);

бч- запасные части, % (10-20%);

Пз= 4100+(4100*2%)+(4100*0,5%)+(4100*15%/100)= 4208,65

2. Такт выпуска деталей

Твып = 60*Fд*m/Пз, где

Fд- действительный годовой фонд времени за одну смену, час.;

m - число рабочих смен, шт. - рабочих места;

Твып = 60*1980*1/4208,65=28,22

3. Коэффициент закрепления операций

Kз = Non/Np, где

Non - число всех технологических операций, выполняемых в определенный промежуток времени, шт.;

Np - число рабочих мест, шт.;

В нашем случае Non=15 шт., а Np =3 места.

Кз= 15/3=5

4. Коэффициент серийности

Ксер =Твып/Тшт.ср. где

Тшт.ср. - среднее штучное время обработки детали, мин.;

В нашем случае Тшт.ср. =7,2 мин.

Ксер =28,22 /7,2= 3,92

Кз= 5, а Ксер=3,92 мин., тип производства - крупносерийное.

В крупносерийном серийном производстве рассчитывается размер партии деталей:

n = Пз*А/Ф, где

А - число дней работы на запасе деталей со склада, шт.;

Ф - число рабочих дней в году;

В нашем случае Ф =248дней, а А= 5 дней.

n= 4208,65*5/248= 84 шт.

Для расчетов принимаем размер партии 84 шт.

Вывод: Деталь изготавливают партиями.



1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. На выбор формы, размеров и способа получения заготовки большое значение оказывает конструкция, и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

При выборе вида заготовки необходимо учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. В рассматриваемом случае обоснование и выбор способа получения заготовки в значительной мере определяет металлоемкость, размеры припусков и качество детали, а также характер и экономичность технологического процесса обработки детали в целом.

Сравниваются следующие методы получения заготовок: пруток горячекатаный (базовый процесс) и пруток калиброванный (проектируемый процесс).

Показатели предварительной оценки:

1. Коэффициент использования металла

Ки.м.=Gд/Gз, где

Gд,Gз - соответственно масса детали и масса заготовки;

В данном случае :

Gд=0,03кг

Gз (б)=0,07кг

Gз (н)=0,05кг

Ки.м.(б)=0,03/0,07=0,42

Ки.м.(н)= 0,03/0,05=0,6

2. Трудоемкость

где - трудоемкость нового процесса, мин.

- трудоемкость базового процесса, мин.

==5,74 мин.

3. Снижение материалоемкости

ДG=(Gб-Gн)* П, где

П - годовая программа выпуска деталей, 4100шт.

ДG=(0,07-0,05)*4100= 82кг

4. Себестоимость изготовления детали

С=Мо+Зо., где

Мо - стоимость основных материалов;

Зо - заработная плата основных производственных рабочих;

, где

Мо(б)=0,07*28,39 руб.*1,05-0,04*2,839=1,97

Мо(н)=0,05*35руб.*1,05-0,02*3,5=1,78

- стоимость единицы массы заготовки, руб./кг.

- коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы (1,05-1,1)

- масса отходов на одну деталь, кг.

- стоимость отходов, руб./кг;

В нашем случае

(б)=28,39 руб./кг. (н) калиброванная =35 руб./кг.

= 1,05

(б)= 0,04кг.

(н)=0,02кг.

Мо(б)=1,3925

Мо(н)=1,3945

, где

Зо(н)=0,15*1,2*1,25*=86,53

Зо(б)=0,15*1,2*1,25*=108,54

Кв.н. - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения плана. (0,15-1,2)

Кпр. - коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты (1,2 - 1,5)

1,25 - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и отчисления на социальное страхование.

tшт.i - штучное время на выполнение i-ой операции, мин.

Cti - часовая тарифная ставка рабочего на выполнение i-ой операции

В нашем случае: Кв.н. =1,1, Кпр. =1,3

tшт.б =7,2мин., tшт.н =5,74 мин

C(б) = Мо(б)+ Зо(б)=1,97+108,54= 110,51

C(н) = Мо(н)+ Зо(н)= 1,78+86,53= 88,31

После подсчета всех четырех показателей получаем:

ДС =(Сб-Сн)* П

ДС= (110,51-88,31)*4100= 91020руб.

Вывод: Проведенные выше вычисления свидетельствуют о том, что более целесообразно будет применение калиброванного прутка.

1.5 Обоснование и выбор технологических баз

Особое внимание, при разработке технологических операций, необходимо уделить выбору баз для обеспечения точности обработки детали и выполнения технических требований чертежа. В процессе выбора баз необходимо принимать поверхности, от которых дан размер на чертеже, определяющий положение обрабатываемой поверхности.

Базирующие поверхности (база) - это поверхности, определяющие положение деталей при обработке. Базы подразделяются на установочные и измерительные.

Основная установочная база - поверхность детали, которая служит только для ее установки при обработке.

Измерительная база - поверхность, от которой производится отсчет размеров при измерении.

В токарной операции основной установочной базой является наружная поверхность, а вспомогательной установочной базой - центовое гнездо.

В свою очередь во фрезерной операции установочной базой является наружная поверхность, которой деталь крепится к станку, а измерительной базой - торец.

Выбор технологических баз определяет:

Простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.

Удобство установления детали на станок и снятия с него;

Достаточную протяженность для обеспечения устойчивого положения детали;

Наименьшие деформации под действием сил резания, зажима и собственного и собственного веса;

Наименьшее время установки и обработки детали;

Принцип постоянства баз.

1.6 Обоснование и выбор последовательности операций обработки детали

Основным элементом любой стадии технологического процесса является технологическая операция. Она представляет собой операцию, законченную работником или бригадой на одном рабочем месте при постоянном наборе предметов и средств труда.

1.6.1 Анализ действующего процесса

Обоснование и выбор последовательности операций проектируемого процесса.

Каждый разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить быструю подготовку производства по выпуску определенного изделия с самыми минимальными трудовыми и материальными затратами. В содержании каждой технологической операции указываются все элементы операции, выполняемые в технологической последовательности.

Технологический процесс изготовления детали предусматривает несколько стадий. Если рассматривать данный процесс в укрупненном виде, то необходимо выделить черновую обработку и окончательную (абразивными инструментами). Каждая из этих стадий разбивается на необходимое количество технологических операций.

К окончательным технологическим операциям следует отнести упаковочную операцию и др.

Наглядно последовательность всех операций и их содержание для базового и проектируемого процессов демонстрируют операционные карты таблиц 4 и 5.

Таблица 4 Операционная карта универсальный токарный станок

№ операции	БАЗОВЫЙ ПРОЦЕСС
	Наименование операции	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Средства измерения
005	Заготовительная	Bomar серии Ergonomic 275.230DG	Тиски станочные мод.7201-0009-02	Пила ленточная	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Отрезать заготовку Ш 28 на длину 14				Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
010	Токарная	Универсальный токарный станок мод. Opti D180x300Vario	Патрон 3-х кулочковый для токарных станков		Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Подрезать торец			Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8ГОСТ18880-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Точить Ш 18 на длину 8 мм			Резцы проходные прямые 16х10х100 с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18878-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Подрезать уступ			Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8ГОСТ18880-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	сверлить сквозное отверстие Ш 10			Сверло конический хвостовиком 10.0х87х168 ВК8 нап.по мет	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Переставить заготовку
	Подрезать торец точить размер 4			Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8ГОСТ18880-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Точить Ш 26 на длину 4			Резцы проходные прямые 16х10х100 с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18878-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
015	Слесарная		Тески слесарные	Напильник
	Снять заусенцы
	Острые кромки притупить

Таблица 5 Операционная карта станок автомат

№ операции	ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ПРОЦЕСС
	Наименование операции	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Средства измерения
005	Заготовительная	Bomar серии Ergonomic 275.230DG	Тиски станочные мод.7201-0009-02	Пила ленточная	Линейка ГОСТ 427-75
	Отрезать калиброванный пруток L=1200 мм				Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
010	Токарная	Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА-155Ф30	Патрон 3-х кулочковый для токарных станков		Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Подрезать торец			Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8гост18880-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Точить Ш 18 и длину 8			Резцы проходные прямые 16х10х100 с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18878-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Подрезать уступ			Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8гост18880-73	Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Сверлить отверстие Ш 10
	Отрезать деталь размер 12		Резцы токарные отрезные с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18884-73		Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
015	Слесарная		Тески слесарные	Напильник
	Снять заусенцы
	Острые кромки притупить

1.7 Обоснование и выбор оборудования, инструмента, приспособлений, средств контроля и автоматизации

Ленточнопильный станок отличается прочной конструкцией пильной рамы, оборудован редуктором, твердосплавными направляющими ленточной пилы. Это ленточнопильный станок универсального применения для любого предприятия, с возможностью резки под углом в диапазоне поворота пильной рамы от -45° до +60°. Пильная рама опускается к заготовке под собственным весом, с гидравлической регулировкой скорости подачи. Узел поворота пильной рамы установлен на конические подшипники. Ленточнопильный станок рассчитан на ленточное полотно шириной 27 мм, которое очищается от стружки щеткой, работающей синхронно с движением пилы. Ленточнопильный станок оборудуется регулируемым ограничителем длины с возможностью отвода при освобождении заготовки.



Рис. 1 Станок Bomar серии Ergonomic 275.230DG

Таблица 6 Технические характеристики Bomar серии Ergonomic 275.230DG

Максимальный размер заготовки при резке под углом 90, мм	275Ч230
Размер ленточного полотна, мм	2720Ч0,9Ч27
Скорость движения ленточного полотна, м/мин	40/80
Угол поворота пильной рамы,град	45-0-45-60
Мин.диаметр заготовки,мм	5
Мин.остаток заготовки,мм	20
Мощность, кВт	2,7
Габаритные размеры, мм	640х1400Ч1270
Мощность двигателя, кВт	1,1/1,5
Масса, кг	310

Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА-155Ф30

Предназначен для токарной обработки деталей типа тел вращения различного профиля из калиброванного прутка диаметром до 16 мм в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Рис. 2 Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА-155Ф30

Наибольший эффект при использовании автомата достигается при изготовлении деталей с отношением длины обработки к диаметру более 10.

На автомате можно производить:

- обточку ступенчатых цилиндрических, конических, а также криволинейных поверхностей;

- прорезку канавок на наружных и внутренних поверхностях;

- центровку, сверление и развёртывание отверстий;

- нарезание резьбы резцом, метчиком и плашкой;

- подрезку торца;

- отрезку детали.

Класс точности станка «В» по ГОСТ 8-82. Точность обработанных на автомате деталей соответствует ГОСТ 8831-79 «Станки токарно-продольные.

Автоматы. Нормы точности» и характеризуется следующими величинами:

- постоянство диаметров в поперечном сечении - 5 мкм,

- постоянство диаметров в продольном сечении - 6 мкм,

- отклонение от профиля при обработке конусных поверхностей - 6 мкм,

- постоянство диаметров в партии деталей - 8 мкм,

- постоянство длин в партии деталей - 0,02 мм.

Детали, обработанные на станке, соответствуют 2-му классу точности.

Таблица 7 Техническая характеристика станка "Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА-155Ф30"

Диаметр обрабатываемого прутка, мм:
- наибольший	16
- наименьший (рекомендуемый)	4 (6)
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм	160
Частота вращения главного шпинделя, об/мин	80-8000
Регулирование частоты вращения главного шпинделя	бесступенчатое
Подача шпиндельной бабки, мм/мин	1-6000
Ускоренное перемещение шпиндельной бабки, м/мин	4,0
Подача инструментов суппортной стойка, мм/мин	0,5-3000
Ускоренное перемещение инструментов суппортной стойки, м/мин	3,0
Перемещение шпинделей трехшпиндельного устройства при выдвижении в рабочую зону, мм	80
Наибольший диаметр сверления, мм	12
Наименьший диаметр сверления, мм	1,5
Наибольший диаметр нарезаемой резьбы, мм
- плашкой	М8
- метчиком	М8
- резцом суппорта	М16
Наименьший диаметр нарезаемой резьбы, мм
- плашкой и метчиком / резцом	М3 / М5
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	5,5
Дискретность задания на перемещение, мм:
- шпиндельной бабки (координата Z)	0,001
- инструментов суппортной стойки (координата X)	0,0005
Габарит автомата с приставным оборудованием, мм	5600х900х1720
Масса автомата с приставным оборудованием, кг	2270

Opti D180x300Vario

Особенности:

Правое/левое вращение шпинделя,подшипники высокой грузоподъемности,кнопка аварийной остановки

Продольная, поперечная и верхняя каретки суппорта,высокая точность обработки,защитный экран зоны резания

Автоматическая продольная подача,металлокерамические подшипники ходового винта,трапецеидальная резьба ходового винта

Призматические направляющие станины из серого чугуна, индуктивно закаленные и отшлифованные,нарезание метрических и дюймовых резьб

Сменные шестерни обеспечивают большой диапазон нарезаемых резьб,возможность поперечного смещения задней бабки для точения длинных конусов,поворот верхней каретки суппорта для точения коротких конусов .

Таблица 8 Технические характеристики универсального токарного станка Opti D180x300Vario

Наименование	Значение
Поставщик	Optimum Maschinen
Фирма-производитель	Германия
Страна-производитель	КНР
Тип привода	Электрический
Исполнение	настольный
Максимальный диаметр заготовки, мм	180
Максимальная длина заготовки, мм	300
Скорость вращения, об/мин	150 - 2500
Количество скоростей	2
Перемещение пиноли, мм	65
Конец шпинделя	МК-3
Радиальное биение, мм	0,009
Высота центров, мм	90
Ширина станины, мм	100
Внутренний конус пиноли в задней бабке, мм	МК-2
Диаметр отверстия шпинделя, мм	16
Ход верхней каретки суппорта, мм	55
Ход поперечной каретки суппорта, мм	75
Пределы шага нарезаемых метрических резьб, мм	0,5-3
Пределы шага нарезаемых дюймовых резьб, ниток на дюйм	44-10
Высота державки резца, мм	8
Продольная подача, мм/об	0,1-0,2
Длина, мм	830
Ширина, мм	396
Высота, мм	355
Вес, кг	45
Электропитание, В/Гц	220/50
Потребляемая мощность, кВт	0,6

Резцы токарные отрезные с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18884-73

Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8ГОСТ18880-73

Резцы подрезные -- предназначены для подрезания уступов под прямым и острым углом к основному направлению обтачивания.

Резец подрезной отогнутый - вид токарного инструмента, который предназначен для обработки плоскостей заготовки, которые расположены перпендикулярно оси вращения. Речь идет о торцевании заготовки, обработки ступеней и уступов, проведении других токарных операций.

Непосредственный процесс резания металла заготовки осуществляется пластиной из быстрорежущей стали (Р6М5 или Р18) или твердого сплава (ВК8, Т5К10). Режущая пластина при этом каким-либо образом крепится в державке, определяющей прочность всего изделия. Использование только пластины из дорогостоящего материала позволяет снизить цену на резец подрезной отогнутый ВК8, Т5К10 без потери прочности, долговечности и значительного уменьшения режимов резания.

Нужно понимать, что пластина и ее крепление к державке - наиболее слабое место всего инструмента. Именно по этим причинам обязательно нужно соблюдать рекомендации по режимам резания и правильно определять размеры державки, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя. Кроме этого нужно учитывать тип обрабатываемого материала (чугун, сталь, цветной металла, нержавейка и так далее).

При соблюдении всех правил и правильном подборе инструмента в зависимости от обрабатываемого материала есть возможность гарантировать длительный рабочий ресурс инструмента, что позволит снизить расходы предприятия на закупку металлорежущего инструмента.

Выбор металлорежущего станка для изготовления предложенной детали осуществляется с учетом следующих факторов:

По возможности используются стандартные инструменты, но вместе с тем, лучше применять специальный, комбинированный фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей, сокращая тем самым основное время.

Выбор приспособлений для ленточнопильного станка тиски станочные пневматические с гидравлическим усилением предназначены для закрепления деталей при механической обработке металлов резанием на фрезерных, строгальных, сверлильных и других станках. Класс точности тисков Н и П по ГОСТ 16518 (DIN 6370). Корпусные детали тисков изготавливаются из чугуна. Установка тисков на столе станка осуществляется с помощью шпонок, крепление с помощью N пазов b1.

Зажим заготовки производится посредством пакета тарельчатых пружин, которые предварительно сжаты силовым механизмом. Силовой механизм представляет собой встроенный пневмогидроусилитель. Зажим заготовки тарельчатыми пружинами обеспечивает безопасность закрепления деталей при полном падении давления воздуха в сети. Номинальное давление воздуха 0,6 МПа.

Приспособления представляют дополнительное оборудование, с помощью которого обрабатываемые заготовки или инструмент устанавливаются и закрепляются в соответствии с требованиями технологического процесса. Приспособления для токарных станков могут сделать токарную обработку более производительной, удобной, повысить точность обработки. Также за счет приспособлений для станков возможно увеличение срока службы инструментов и отдельных механических узлов оборудования.



Рис. 3 Приспособления для токарных станков

Специальные приспособления могут значительно расширить возможности универсальных токарных станков до простых фрезерных операций или операций сверления.

Все приспособления для токарных станков в целях унификации могут быть классифицированы по следующим основным признакам: конструкция; размеры оборудования: размеры заготовок; достижимая точность обработки с использованием приспособления.

По конструктивному признаку (в зависимости от способа установки и закрепления заготовок) токарные приспособления подразделяют на следующие группы: кулачковые, поводковые, цанговые и мембранные патроны; токарные центры; токарные оправки, базируемые в конус шпинделя; люнеты; планшайбы.

Кулачковые патроны бывают двух, трех и четырехкулачковые.

Двухкулачковые самоцентрирующие патроны применяются для закрепления небольших заготовок, при установке которых не требуется точного центрирования. В двухкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют различные отливки и поковки, причем кулачки таких патронов часто предназначены для закрепления заготовки только одного типа размера.

Наиболее широко применяется трехкулачковый самоцентрирующий патрон. Используют при обработке заготовок круглой и шестигранной формы или круглых прутков большого диаметра. Расположение зажимных поверхностей уступом по трем различным радиусам увеличивает диапазон зажимаемых заготовок и облегчает переналадку патрона с одного размера на другой. Преимуществом универсальных трехкулачковых спиральных патронов является простота конструкции и достаточное усилие зажима, а недостатком - сильный износ спирали и преждевременная потеря точности патрона. Самоцентрирующие трехкулачковые патроны изготавливают трех типов (1, 2 и 3), в двух исполнениях каждый; патроны исполнения 1- с цельными кулачками, исполнение 2- со сборными кулачками.

Заготовки произвольной формы устанавливают в четырехкулачковом патроне с индивидуальным приводом кулачков, что дает возможность их сцентрировать. Четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачка крепят непосредственно фланцевые концы шпинделя или через переходной фланец. В четырехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют прутки квадратного сечения, а в патронах с индивидуальной регулировкой кулачков - заготовки прямоугольной или несимметричной формы.

Кулачковые патроны выполняются с ручным и механизированным приводом зажимных механизмов. Автоматизированный двухкулачковый патрон крепится на шпинделе с помощью планшайбы, к которой четырьмя винтами прикреплен корпус патрона. Ползуны, связанные с кулачками патрона, перемещаются в пазах корпуса.

Патрон работает от пневмо цилиндра, закрепленного на заднем конце шпинделя. Заготовка зажимается в тот момент, когда ползун, перемещаясь влево, поворачивает рычаги вокруг осей, сдвигая кулачки к центру. Для снятия обработанной детали ползун перемещается вправо. Сменные кулачки предварительно регулируют на заданный размер заготовки вручную винтом. На патрон в зависимости от размеров и формы заготовок устанавливают сменные кулачки на выступы оснований и прикрепляют винтами. Упоры устанавливают по размеру заготовки и фиксируют винтами, передвигающимися в Т-образных пазах корпуса, и гайками. Стержень с помощью шпонок обеспечивает одновременное перемещение кулачков при наладке патрона.

Применение автоматизированного патрона сокращает время на зажим заготовки и открепление обработанной детали по сравнению с ручным механизмом на 70...80 %; в значительной мере облегчает труд рабочего. Патрон состоит из корпуса, основных и накладных кулачков, сменной вставки с плавающим центром и эксцентриков, в кольцевые пазы которых входят штифты. Быстрый зажим и разжим накладных кулачков при их переналадке осуществляется тягами через эксцентрики.

1.8 Расчет технологической себестоимости на одну из операций

Разработка карты технологического маршрута обработки является основой курсового проекта. От правильности и полноты разработки маршрутного технологического процесса во многом зависят организация производства и дальнейшие технико-экономические расчеты.

В технологической части курсового проекта необходимо дать анализ и обоснование разрабатываемого технологического процесса. Прежде всего, необходимо выделить все операции, в которых применяется прогрессивное станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент. Характер технологического процесса определяется среднесерийным типом производства и условиями проектирования, указанными в задании. Разработка технологического процесса основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

Карту технологического маршрута обработки предохранительного клапана можно увидеть в таблице 9.

Карта технологического маршрута обработки детали Таблица 9

№ операции

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование, инвентарный номер)

Приспособление и вспомогательный инструмент (код, наименование)

Режущий инструмент (код, наименовние)

Измерительный инструмент (код, наименование)

t, мм

Разряд рабочего

Режимы обработки детали

Т

i

S, мм/об

n, об/мин

V, м/мин

Тосн мин

Твсп мин

Тшт. мин (б)

Тшт. мин (н)

005

Заготовительная

Bomar серии Ergonomic 275.230DG

Тиски станочные мод.7201-0009-02

Пила ленточная

Линейка ГОСТ 427-75

Отрезать калиброванный пруток L=1200 мм

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

010

Токарная

Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА-155Ф30

Патрон 3-х кулочковый для токарных станков

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

Подрезать торец

Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8гост18880-73

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

Точить Ш 18 и длину 8

Резцы проходные прямые 16х10х100 с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18878-73

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

1/4

4

0,3

3250

184

0,5

0,6

Подрезать уступ

Резец подрезной отогнутый 16х10х100 ВК8гост18880-73

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

Сверлить отверстие Ш 10

Отрезать деталь размер 12

Резцы токарные отрезные с пластинами из твердого сплава (Т15К6, Т5К10, ВК8) ГОСТ 18884-73

Штангенциркуль ГОСТ ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

015

Слесарная

Тески слесарные

Напильник

Снять заусенцы

Острые кромки притупить

7,2

5,8

Расчет технологической себестоимости на одну из операций.

Технологическая себестоимость детали представляет собой ту часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса.

Таблица 10 Таблица исходных данных для базового процесса

Данные
Модель станка	Автомат продольного точения с ЧПУ модели ЛА- 155Ф30
tшт.к., мин	7,3
Разряд станочника	4
Число станков, обслуживающих в смену станочником	1
Fд	1980
Оптовая цена станка, руб.	195000
Размеры станка в плане, мм.	5600х900х1720
Площадь станка в плане, кв. м	5,04
Nэ, кВт	5,5
Категория ремонтной сложности: Км Кэ	1

Таблица 11 Таблица исходных данных для проектируемого процесса

Данные
Модель станка	Bomar серии Ergonomic 275.230DG
tшт.к., мин	5,8
Разряд станочника	4
Число станков, обслуживающих в смену станочником	1
Fд	1980
Оптовая цена станка, руб.	73570
Размеры станка в плане, мм.	64х1400х 1270
Площадь станка в плане, кв. м	8,96
Nэ, кВт	2,7
Категория ремонтной сложности: Км Кз	1

Расчет технологической себестоимости производится по следующей формуле:

Соп=Зо+Зв.р.+Ао+Ат.о.+Ро+И+Пэ+Пп+Ппр, где

Зо.Зв.р-заработная плата станочника и наладчика;

ао - амортизационные отчисления на оборудование;

Ат.о. - амортизационные отчисления на технологическое оснащение;

Ро - затраты на ремонт и обслуживание оборудования;

И - затраты на инструмент;

Пэ - затраты на силовую электроэнергию;

Пп - затраты на амортизацию и содержание производственных площадей;

Ппр - затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ (для станков с ЧПУ).

1. Заработная плата станочника (основных производственных рабочих), руб.

Зо=(Но.ч.*tшт.к*Км)/60, где

Но.ч. - норматив среднечасовой заработной платы станочника соответствующего разряда, руб./час;

Км - коэффициент, учитывающий оплату основного рабочего при многостаночном обслуживании.

В нашем случае Но.ч. (б) = 67руб/час., а Но.ч.(н) = 67руб/час. Км(б)=1, Км(н)=1., tшт.б =7,3мин., tшт.н =5,8мин

Зо(б)=(67*7,3*1)/60=8,15руб.

Зо(н)=(67*5,8*1)/60=6,48руб.

2. Заработная плата наладчика, руб.:

Зв.р.=(Нн,г, * tшт.к *m)/(60 * Ко.н * Fд), где

Нн.г, - норматив годовой заработной платы наладчика соответствующего разряда ( 300 руб.);

m - число смен работы станка ( 2 );

Ко.н, - число станков, обслуживаемых наладчиком в смену (7-10) ;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час (1980 ).

(для универсальных станков наладчики не требуются).

Зв.р.(б)=(300*7,3*2)/(60*7*1980)=4380/831600=0,0052

Зв.р.(н)=(300*5,8*2)/60*7*1980)=3780/831600=0,0045

3. Амортизационные отчисления от стоимости оборудования:

Ао=(Ф * На* tшт.к)/(100 * 60* Fд), где

Ф - стоимость оборудования, руб. (определяется как произведение оптовой цены станка Ц на коэффициент 1,122, учитывающий затраты на транспортирование и монтаж станка;

На - общая норма амортизационных отчислений, %;

Ао(б)= (195000*1,122 *6,1*7,3)/(100*60*1980)= 0,82руб.

Ао(н) = (73570*1,122*6,1*5,8)/(100*60*1980)=0,24руб.

4. Затраты на ремонт и обслуживание оборудования

Ро=[(Нм*Км+Нэ*Кэ)*tшт.к.]/(60*Fд*Кт), где

Нм, Нэ - нормативы годовых затрат на ремонт соответственно механической и электрической частей оборудования, руб./год; Нм= 25,1., Нэ=6,5

Км, Кэ- категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей оборудования; Км (б)=11, Км (н)=14, Кэ(б)=8,5, Кэ(н)=26

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности оборудования;

Ро (б)=[ (25,1*11+6,5*8,5)*7,3]/(60*1980*1)= 0,020руб.

Ро (н)=[ (25,1*14+6,5*26)*5,8] /(60*1980*1)= 0,025руб.

5. Затраты на силовую энергию

Пэ =(Nэ*зз.о.*tшт.к*Цэ)/60, где

Nэ - установленная мощность электродвигателей станка, кВт; Nэ(б)= 5,5кВт, Nэ(н)=2,7кВт

зз.о - общий коэффициент загрузки двигателя; зз.о(б)=0,7 ., зз.о(н)=0,9

Цэ - цена одного киловатт-часа. Цэ=4,5руб.

Пэ(б)=(5,5*0,7*7,3*4,5)/60=2,10руб.

Пэ(н)=(2,7*0,9*5,8* 4,5)/60=1,05руб.

6. Затраты на амортизацию производственных площадей:

Пп= (Нп*Пс*Кc.ц* tшт.к)/(60*Fд), где

Нп - норматив издержек, приходящихся на м2 производственной площади,

руб/м2 .,Нп= 60руб/ м2

Пс - площадь, занимаемая станком; Пс(б)=5,04м2, Пс(н)=8,96м2

Кс.ц - коэффициент, учитывающий площадь для систем управления станков. Кс.ц.=1,8

Пп(б)=(60*5,04*1,8*7,3) /( 60*1980)=3973/18800= 0,21руб.

Пп(н)=(60* 8,96*1,8*5,8)/(60*1980) =5612/18800=0,30руб.

7. Затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ:

Ппр=( *Кв)/(П*Тд), где

- стоимость программы, руб.;

Кв - коэффициент, учитывающий потребность восстановления программы-носителя;

Тд - срок выпуска данной детали, год,

ПпР=(450*1)/(4100*1)=0,11руб.

Таблица 12 Сводная таблица выходных данных технологической себестоимости для базового и проектируемого процессов

Элементы (руб.)	Базовый технологический процесс	Проектируемый технологический процесс
Зо	8,15	6,48
Зв.р.	0,0052	0,0045
Ао	0,82	0,24
Ро	0,020	0,025
Пэ	2,10	1,05
Пп	0,21	0,30
Ппр	0,11	0,11
Со.п.	11,41	8,21

*Ат.о и И для обоих случаев одинаковы, в базовом и проектируемом технологических процессах они не оказывают никакого влияния поэтому на себестоимости операций.

Вывод: результаты расчетов показывают экономическую целесообразность обработки детали предложенным новым методом.

1.10. Расчет режимов резания, нормирование.

Операция: токарная.

1. Расчет длины рабочего хода суппорта:

Lp.x. = Lpeз. + Lтреб. =8+3,5=11,5мм.

2. Расчет глубины резания:

t0 = (Дзаг. - Ддет.)/2 = (26-18)/2=4мм.

Назначается глубина резания t=1мм

Число ходов i=t0/t=4

3. Определение стойкости инструмента:

Тр = Тм*л, где

Тм - стойкость машинной работы станка, мин.( с одним инструментом в наладке = 50 мин.);

л - коэффициент времени резания

л = Lpeз/Lp.х.= 8/11,5= 0,7

Тр = 50*0,7=35мин.

4. Расчет скорости резания:

V= Vтабл.*К1*К2*К3, где

K1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала (1,15);

К2- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава (1,0);

К3 - коэффициент, зависящий от вида обработки (0,8);



V= 200*1,15*1,0*0,8=184м/мин.

Расчет частоты оборотов шпинделя:

n=(1000*V)/(р *d)= (1000* 184)/(3,14*18) =184000/56,52=3244,48об/мин.

Уточнение частоты оборотов шпинделя регулиовка частоты вращения шпинделя бесступенчатая, принемается частота вращения 3250 об/мин

Vд =(р*d*n)/1000= (3,14*18*3250)/1000=183690/1000= 184 м/мин.

5. Расчет основного времени

to = [Lp.x/(So*n)]*i = [11,5/(0,3*3250)]* 4= 0.047мин.

6. Расчет мощности резания

N рез.=9,8*P рез.*V/60=450*184/(60*1020)=1,35 кВт.

Вертикальная составляющая силы резания Pz (Н) - сила сопротивления резанию, действующая в вертикальном направлении касательно к поверхности резания. Для приближенных расчетов ее можно определить из формулы Р рез = KtS, кгс, где K - коэффициент резания, равный силе резания, приходящейся на 1 мм2 площади поперечного сечения срезаемой стружки, МПа (табл. 13);

t - глубина резания, мм; S - подача, мм/об.

Таблица 13 Среднее значение коэффициента резания К при точении

Р рез = K*t*S=1500*1*0,3=450 Н

7. Расчетно-необходимая мощность:

Nnp = Npeз/КПД = 1,35/0,96= 1,3кВт.

По паспорту станка мощность электродвигателя равна 5,5кВт.



Nэл.двиг?Nпр

зм = Nпр/Nэл.двиг =1,3/5,5= 0,24

Вывод: Режимы резания расчитаны правильно.

Нормирование (по всем операциям технологического процесса обработки детали):

Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Тшт для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Тшт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Тпз.

Величины и Тшк определяют по формулам:

Твсп=0,6

Тшт=7,2

Тшк = Тшт + Тпз/n, где

Тшк(б) = 7,2+5/84=7,3

Тшк(н)=5,74+5/84=5,8

То - основное технологическое время, мин;

Тв - вспомогательное время, мин

Тоб - время обслуживания рабочего места, мин;

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

Tо.т - время простоев по организационно техническим причинам.

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.

Рассчитаем нормирование технологического процесса обработки одной детали

Tшт(б)= 7,2мин.

Tшт(н)=5,74мин

Tшт.к(б) = Тшт.+(Tпз/n)= 7,2+(5/84)= 7,26 мин.

Tшт.к(н) =5,74+(5/84)=5,8



2. Конструкторская часть

2.1 Описание приспособлений

Процесс базирования и закрепления называют установкой. Для установки заготовок на металлорежущие станки используют станочные приспособления.

Для установки детали в токарном станке используют универсальный трех кулачковый патрон с винтовым зажимом.

Резец подрезной отогнутый - вид токарного инструмента, который предназначен для обработки плоскостей заготовки, которые расположены перпендикулярно оси вращения.

2.2 Описание средств контроля

Для измерения и контроля всех размеров обрабатываемой детали получаемых на разных этапах технологического процесса используются следующие средства:

1. Шкальные инструменты: - Линейка ГОСТ 427-75 - применяется для измерения длины заготовки

2.Штангенинструменты:

2.1. Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80 применяется для измерения диаметров гладких цилиндрических поверхностей

2.2. Штангенглубинометр ГОСТ 162-80 применяется для измерения глубины проточек



3. Технико-экономическая часть

3.1 Исходные данные

Наименование продукции:	Тарелка пружины
Производство:	Крупно серийное
Годовая программа выпуска:	4100 шт.
Масса готовой детали:	0,03

3.2 Расчет технико-экономической эффективности процесса

По приведенным выше исходным данным рассчитывается ряд технико-экономических показателей:

1. Трудоемкость процесса изготовления детали или сборки, мин. ;

Т(б)= 7,3 мин

Т(н)= 5,8мин,

2. Стоимость изготовления детали, руб.:

Си=?Тшт x Cт, где

Ст - среднечасовая тарифная ставка;

Си...