Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Важное значение при обработке деталей резанием имеет используемое оборудование. Для повышения экономического роста необходимо применение современного точного высоконадежного оборудования, в том числе станков с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов. Заготовки также должны быть экономичные, с малыми припусками и хорошими физико-механическими характеристиками. Оснастка в основном должна применяться быстродействующая с пневмо- и гидроприводами, а также универсально-сборные приспособления.

В разработанном дипломном проекте применяется современное оборудование, высокопроизводительный режущий инструмент. Режущий и контрольно-измерительный инструмент, в основном, применяется стандартный, как более дешёвый и специальный для точных работ.

Для разработки технологического процесса обработки детали «Обойма» в проекте предлагается внедрение станков с ЧПУ, которые дают возможность ввести автоматизацию в производства в условиях серийного производства. Это позволяет снизить себестоимость продукции, повысить производительность труда, сократить численность рабочих, применять при обработке сложных деталей рабочих невысокой квалификации. При этом повышается точность, качество продукции, облегчается труд рабочих. Производство становится мобильным, т.е. гибким, легко переналаживаемым.

Это позволило разработать технологический процесс, обеспечивающий при достаточно высокой производительности технологические требования, предъявляемые к детали, высокую эффективность производства, снизить себестоимость изготовления детали. При разработке дипломного проекта выдержаны требования ЕСКД и ЕСТД. Предложенные в данном проекте решения позволяют снизить себестоимость, а, следовательно, повысить экономичность обработки.



1. Общая часть

1.1 Описание конструкции узла (сборочной единицы), к которой входит обрабатываемая деталь

Обойма устанавливается с натягом поверхностью ?110 в корпус коробки агрегатов (ВКА) и вместе с подшипником размещенным на поверхности ?75 служит опорой для цилиндрической шестерни ВКА. Крепится к корпусу ВКА с помощью шести отверстий через шпилечное соединение гайками. Шесть пазов шириной 10,5 мм выполнены с целью улучшения циркуляции масла на подшипник. На поверхности ?75 выполнена канавка шириной 1,9 мм с целью фиксации подшипника в осевом направлении. С целью повышения износостойкости рабочая поверхность под подшипник ионоазотируется. Остальная поверхность обоймы покрыта Хим.Фос.Окс. для повышения коррозионостойкости детали.

Деталь работает в масляной, воздушной среде при t не выше 140 С.

1.2 Назначение обрабатываемой детали

Анализ технологичности детали.

Технологичность конструкции является существенной характеристикой изделия и определяет возможность рационального изготовления и эксплуатации детали при определенном организационно-техническом уровне производства. Обеспечение требований технологичности является необходимым условием повышения производительности труда, рационального использования народно-хозяйственных ресурсов, повышения темпов ускорения научно-технического прогресса.

деталь режущий заготовка технологичность



1.3 Качественная оценка технологичности

1. Технологичность по материалу детали. Деталь изготовлена из конструкционной стали 16Х3НВФМБ-Ш. Применение данной марки стали обусловлено условиями работы детали, а именно при значительных контактных нагрузках относительного скольжения, сопровождающихся ударами и повышением температуры .

Химический состав стали приведен в таблице 1.1. Наличие Ni указывает на необходимость соответствующей термической обработки перед обработкой резанием. Содержание в стали Mn до 0,5% ведет к повышению прочности стали и снижению ее пластичности, вследствие чего обработка улучшается. Содержание в стали Si до 0,37% снижает ее обрабатываемость и уменьшает возможность получения требуемой шероховатости.

Механические свойства стали приведены в таблице 1.1. Отличительная особенность этой стали - это весьма высокие механические характеристики в больших сечениях, которые достигаются соответствующей термической и химико-термической обработкой.

Так как деталь обрабатывается резанием, то применительно к задаче обеспечения технологичности интерес представляет определение относительного уровня скоростей резания, при котором целесообразно производить обработку данного материала, а также возможности получения требуемой шероховатости обработанных поверхностей.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 16Х3НВФМБ-Ш

Химический состав, %, по ГОСТ 4543-71	Т-ра критических точек, С
С	Si	Mn	Cr	Ni	S	P	Cu	Ас	Ас3	Аr1	Ar3
0,13-0,19	0,17-0,37	0,50-0,90	2,65-3,25	0,4 - 0,8	,025	,025	0,30	805	870	640	---



Механические свойства при 20С

Режим термообработки	Сечение, мм			,%	%		Твердость HRC	Твердость HB
операция	t,C	охл. среда		не менее
отпуск	630-650	воздух		не определяются	-	269
закалка1 закалка2 отпуск	860 780 180	воздух масло воздух	15	110	130	9	45	8
цемент-я нормал-я отпуск закалка отпуск	920-950 900-920 630-660 780-820 150-200	-------- воздух воздух масло воздух	до 150	85	110	9	35	8	Пов. 56-63	Сердцевины 321-420
цемент-я закалка отпуск	900-920 780-810 180-200	воздух масло воздух	до 50	107	125	12	45	12	Пов. 56-63	Сердц. 360

- Предел текучести,

- Предел прочности ,

- Относительное удлинение , [ % ]

- Относительное сужение , [ % ]

-Ударная вязкость,[]

HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]

HRC - Твердость по Роквеллу, [МПа]

а) Определяется коэффициент точности

(2)

где А- средний квалитет точности размеров,

Аср.= = (3)

где n - количество размеров соответствующего квалитета точности, определяется по табл. 1.2[с. 15]

по формуле (3) =

по формуле (2) =0,92

0,92>0,8-деталь по этому параметру технологична

Таблица 1.2 - Квалитеты точности размеров детали

Размер	Количество элементов	Квалитет точности	Размер	Количество элементов	Квалитет точности
116	1	14	0,4x45°	6	14
113	1	14	30°	1	14
110	1	7	R16	10	14
104	1	14	R8	6	14
83	1	14	R5	12	14
81	1	14	R4	4	14
78	1	14	R2,5	1	14
76	1	14	R0,6	1	14
75,2	1	14	R0,2	4	14
75G5	1	5	20,5	1	14
9	6	4	15H11	1	11
4	6	14	14,5	1	14
0,6x45°	1	14	8,6	1	14
1x45°	1	14	8	4	14

б) Определяется коэффициент шероховатости

(4)



где средний класс шероховатости обрабатываемых поверхностей

(5)

где -количество размеров соответствующего класса шероховатости, которая определяется по табл. 1.3 [с. 16] к рис. 1.1 [с. 17]

по формуле (5)

по формуле (4)

0,16 < 0,2< 0,32 -деталь по данному параметру технологична

Таблица 1.3 - Шероховатость поверхностей детали

№ поверхности	Количество элементов	Класс шероховатости	№ поверхности	Количество элементов	Класс шероховатости
1	1	5	8	1	5
2	1	5	9	1	5
3	1	5	10	1	5
4	1	5	11	1	7
5	1	5	12	1	5
6	1	5	13	1	5
7	1	5	14	6	5
15	1	5	25	1	5
16	6	5	26	1	5
17	6	4	27	1	5
18	1	6	28	1	5
19	1	5	29	1	5
20	6	4	30	1	5
21	10	5	31	1	5
22	1	5	32	1	5
23	1	5	33	1	5
24	1	5

Номера поверхностей указаны на рис.1.1

Рис.1.1 - Обрабатываемые поверхности



2. Технологическая часть

2.1 Анализ технологического процесса обрабатываемой детали на базовом предприятии

На базовом предприятии ведется обработка на станках: токарно-винторезных, вертикально-сверлильном, фрезерном с ЧПУ, шлифовальном. Так же имеются дополнительные операции - слесарная очистка от заусенцев.

На токарно-винторезных станках обрабатываются как наружные, так и внутренние поверхности, т.е. идет точение и расточка отверстий.

На вертикально - сверлильном обрабатываются отверстия.

На фрезерном с ЧПУ обрабатывается поверхность детали и пазы.

2.2 Анализ предлагаемого варианта технологического процесса в зависимости от типа производства

В данном дипломном проекте технологический процесс разработан для условий серийного производства.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном типе производстве. Изготовление детали «Корпус» осуществляется партиями, которые регулярно повторяются через определённый промежуток времени.

При серийном производстве используются универсальные, специальные и специализированные станки, оснащённые как специальными, так и универсальными и универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоёмкость и себестоимость изготовления изделий. В данном технологическом процессе применяется специальное и специализированное оборудование с закреплением за станком нескольких операций. Оборудование располагается по ходу технологического процесса, обслуживается рабочими средней квалификации. Применяются специальные, универсальные, механизированные приспособления для установки и крепления детали. Применяют специальный и стандартный режущий и мерительный инструмент. Режущий инструмент выбирают в соответствии с требуемым обеспечением технологических параметров, высокой стойкости, что позволяет повысить качество изделия и производительность обработки. В зависимости от качества обрабатываемой поверхности, свойств обрабатываемого материала, требуемой точности обработки в данном дипломном проекте применяется стандартный и специальный режущий инструмент. Правильный выбор, режущего инструмента имеет большое значение для производительности и снижения себестоимости обработки. Применение специального мерительного инструмента обеспечивает точность измерения, сокращается время контрольной операции.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям: металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкретные производственные условия.

При обработке детали «Обойма» необходимо учитывать большое количество канавок, фасок, радиусов и т.д., которые получают точением на токарных операциях, поэтому ведущими операциями будут токарные операции для получения всех основных поверхностей.

2.3 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки, сравнение с методом получения заготовки на базовом предприятии

Выбор заготовки осуществляется с учетом конструкции детали, типом производства и технологией получения заготовки. От выбора исходной заготовки зависит рациональность построения технологического процесса изготовления детали.

При выборе стремятся максимально приблизить конфигурацию заготовки по форме, размерам и качеству к параметрам готовой детали. Правильный выбор заготовки позволит снизить объем механической обработки, вследствие чего снизится расход материала, затраты производителя на закупку материала, соответственно, себестоимость готовой детали. Согласно техническим требованиям конструкторского чертежа, конструктором на базовом предприятии директивно определена заготовка - штамповка.

В спроектированном дипломном проекте, в качестве исходной заготовки для детали типа «Обойма» - штамповка - получена путем ковкой металла ГКМ (горизонтально-ковачной машине). Область применения данного метода - серийное и массовое производство.

Штамповка на прессах в 2..3 раза производительнее по сравнению со штамповкой на молотах. Припуски и допуски уменьшаются на 20-30%, расход металла снижается на 10-15%.

Проектирование заготовки по рекомендации ГОСТ 7505-89

· Ориентировочная масса (табл. 6.3 стр. 168)

Определяется расчетная масса поковки, исходя из её номинальных размеров по формуле:

(6)

где - масса детали, кг

- расчетный коэффициент, установленный в соответствии с характеристиками детали.

=1,5

по формуле (6)

· Класс точности штамповки (табл. 6.1, стр. 167)

В зависимости от оборудования (ГКМ) и способа штампа класс точности Т4.

· Группа материала М3

· Степень сложности (табл.6.2 стр.168)

Степени сложности поковки соответствует следующие численные значения отношений поковок:

(7)

С1 - вторая степень сложности, так как 0,63<1,6

· Конфигурация поверхности разъема штампа П - плоская (стр.168)

· Исходный индекс (стр.171 табл.6.4) в зависимости от массы, марки стали, степени точности и класса точности поковки - 10

· Основные припуски на механическую обработку (стр.184, табл8.2)

Наименование р-ра	Величина р-ра	Шероховатость п-ти	припуск
Диаметр	81	6.3	1,3
	132	1.6	1.5
	110	0,8	1.5
Длина	3,2	6.3	1.1
	8	1,8	1.2
	9,3	6,3	1.1

Дополнительные припуски :

-смещение по поверхности штампа 0,3 мм

-отклонение от плоскостности 0,3 мм

При получении поковки на КГШП штамповочный уклон:

- наружных поверхностей - 5?,

- внутренних - 7?.

Расчет размеров поковки:

dзаг=dзаг±2*z(осн.+доп.) (8)

-Диаметры:

По формуле 8 81+(1,3+0,3)*2= 84,2

По формуле 8 132+(1,5+0,3)*2=135,6

По формуле 8 110+(1,5+0,3)*2=113,6

Lзаг=lдет+2*zосн (9)

-Длины:

По формуле 9 3,2+(1,1*2)=5,4

По формуле 9 8+(1,2*2)=10.4

По формуле 9 9,3+(1,1*2)=11,5

Допускаемы отклонения размеров,мм:

поверхность ?

поверхность ?

поверхность ?

поверхность

поверхность

поверхность

2.3.1 Определение коэффициента использования материала

Коэффициент использования материала является основным показателем характеризующим экономичность выбранного метода получения заготовки. Это отношение массы детали к норме расхода материала.

где: Мдет - масса детали;

Мзаг - масса заготовки;

Мотх - масса отходов;

Изделие будет считаться технологичным при выполнении следующих условий:

; Mотх 10% от Мзаг - для штамповочных изделий;

; Mотх 15-40% от Мзаг - для кованых изделий;

; Mотх 15-20% от Мзаг - для литых изделий;

; Mотх 15% от Мзаг - для изделий из проката.



Вывод: КИМ = 0,6. Согласно справочнику, КИМ должен быть > 0,55 т. е. деталь технологична по данному параметру. Выбранный метод получения заготовки является экономически целесообразным, штамповка рациональный способ получения заготовки.

2.3.2 Выбор технологических баз

Выбор технологических баз - это важный этап разработки любого технологического процесса. Исходными данными в этом случае являются чертежи и технические условия на изготовление детали и заготовки. Следует четко представлять общий план обработки заготовки. Для закрепления заготовок чаще применяют пневматические, гидравлические и прочие высокопроизводительные зажимные устройства, обеспечивающие надежное закрепление заготовок с постоянными силами. Технологические базы назначают на стадии проработки вариантов выполнения технологической операции, т. е. на этапе предварительного рассмотрения и сравнения между собой возможных способов обработки поверхностей заготовки, а так же ориентировочного выбора оборудования и оснастки, необходимых для реализации этих способов.

При разработке технологических операций необходимо особое внимание уделить выбору баз для обеспечения точности обработки деталей, выполнение технических требований чертежа и совмещение конструкторских и технологических баз.

Технологические базы должны обеспечить отсутствие недопустимых деформаций, а также простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.

При обработке данной детали установочной базой являются наружные цилиндрические.

2.3.3 Расчет операционных припусков, операционных размеров с допусками

Таблица 2.1 - Припуски на механическую обработку поверхностей

Поверхность длиной l=3.2
Переход	Операционный припуск(на сторону), мм	Операционный размер, мм	Допуск
Токарная черновая(торец)	0,6	4,2	-0,21
Токарная чистовая(торец)	0,5	3,2	-0,21
Поверхность длиной l=9,3
Токарная черновая(|торец)	0.6	10,3	-0.3
Тонкое точение	0.5	9,3	-0.3
Поверхность длиной l=8
Токарная черновая(|торец)	0.6	9,2	-0.21
Токарная черновая(||торец)	0.6	8	-0.21
Поверхность ?132
Токарная черновая	0,7	?134,2	-0.3
Токарная чистовая	0,6	?133	-0.21
Тонкое точение	0,5	?132	-0.1
Поверхность ?110
Токарная черновая	0,7	?112,2	-0.3
Токарная чистовая	0,6	?111	-0.21
Тонкое точение	0,5	?110	-0.1
Поверхность ?81
Токарная черновая	0,7	?84,2	-0.3
Токарная чистовая	0,6	?81.6	-0.21
Тонкое точение	0,3	?81	-0.1

2.4 Маршрутное описание технологического процесса

2.4.1 Описание всех технологических операций в последовательности их выполнения

Получаем заготовку штамповкой.

Вначале проводятся токарные операции, при которых создаются базы и новые поверхности для дальнейшей обработки детали, после производиться сверление отверстий, фрезерование по контуру детали, ,фрезерование пазов, точение канавки.

Вместо слесарных операций применяется обработка электро фортуной, предназначенная для удаления заусенцев, притупления острых кромок. Перед контролем деталь подвергается мойке на моечной машине: ММ Т-402

В качестве СОЖ применяется смазка технологическая «Росойл-МР-4» Представляет собой минеральное масло, легированное функциональными присадками. Предназначена для обработки резанием коррозионностойких, жаропрочных, жаростойких сталей и сплавов, а также алюминиевых и титановых сплавов на операциях протягивания. развертывания, точения, сверления, фрезерования, резьбонарезания и шевингования

2.4.2 Выбор оборудования, технологической оснастки, приспособлений для установки закрепления детали

Важное значение при обработке деталей резанием имеет используемое оборудование.

При выборе оборудования необходимо учитывать следующее:

1. Рабочая зона станка должна соответствовать габаритам обрабатываемой детали;

2. Мощность, жесткость и кинематические возможности станка должны позволять вести обработку на оптимальных режимах резания.

Так как производство серийное, то оборудование используется: специальные и специализированные станки. Для повышения экономического роста применяется современное точное высоконадежное оборудование, в том числе станки с ЧПУ.

В дипломном проекте применяется:

На токарных и фрезерных операциях с ЧПУ обработка детали ведется на токарном станке 16Б16Т1 и фрезерно-вертикальном 6Н13Ф3-1 с системой УЧПУ «Fanuck». Использование этих станков на данных операциях обосновано тем, что обработка детали требует высокую точность и жесткость обработки, а так же для сокращения вспомогательного и основного времени обработки детали. На токарных операциях применяют универсальный токарно-винторезный станок 16Б16КП, обеспечивающий необходимую точность при обработке.

2.4.3 Выбор режущего инструмента

Режущий инструмент в основном применяется стандартный, как наиболее дешевый. Его выбирают в соответствии с требуемым обеспечением технологических параметров, высокой стойкости, что позволяет повысить качество изделия и производительность обработки. В зависимости от качества обрабатываемой поверхности, свойств обрабатываемого материала, требуемой точности обработки в данном дипломном проекте применяется, стандартный и специальный режущий инструмент. Правильный выбор, режущего инструмента имеет большое значение для производительности и снижение себестоимости обработки.

Для снятия припусков применяем инструмент с СМП с покрытиями, повышающими стойкость.

На токарных операциях выбираются резцы, оснащенные СМП из твердого сплава ВК8, т.к. он обладает большими эксплуатационными свойствами и сопротивлением ударам, что может позволить увеличить скорость резания, и в итоге сократить основное технологическое время.

Виды резцов:

В данном технологическом процессе, были выбраны резцы: подрезной отогнутый, подрезной торцовый, расточной для сквозных отверстий, проходной упорный, канавочные, специальные.

2.4.4 Выбор мерительного инструмента

Важное место среди технического оснащения занимает контрольно-измерительный инструмент. При выборе средств контроля рекомендуется максимально использовать стандартные средства технического контроля: скобы; пробки; резьбовые калибры и т.д. В дипломном проекте применяются:

-штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 для черновых операций, т.к. этот инструмент меньшей стоимости и обеспечивает необходимую проверяемость на черновых операциях;

-калибр-скобы по ГОСТ 18365-93, обеспечивающие более точную проверку, при проверке размера после чистовых операций, т.к. допуск на размер имеет сотые доли размера;

-калибр-пробки по ГОСТ 14821-69, обеспечивают точность размеров, экономически выгоден и удобен.

Также применяются шаблоны фасочные, радиусные, канавочные. Выбранные методы контроля способствуют повышению производительности труда контролёра и рабочего, создают условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения её себестоимости.



3. Проектирование технологической оснастки

3.1 Конструирование и расчет приспособления

Выполнение расчета режимов резания

Материал детали -16Х3НВФМБ-Ш

Режущий инструмент - фреза концевая D = 16 мм.

Материал режущей части ВК8; Z = 4.

Группа обрабатываемости: X.

Типовая схема закрепления фрезы: А.

Шифр типовой схемы: IV.

Назначение режимов резания:

а) Глубина резания: t = 1 мм.

б) Ширина резания: B = 6.5 мм.

Определение подачи Sz, мм/зуб:

Szт = 0.15 мм/об;

Kszc = 1.0;

Kszи = 1.0;

Кszr = 1.3;

Ksrф = 1.

Ksz = Kszc * Kszи * Кszr * Ksrф = 1 * 1 * 1 * 1.3 = 1.3;

Sz = Szт*Кsz = 0.15*1.3 = 0.19 мм/зуб.

Определение Sмин. мм/мин:

Sмин. = Sz*z*nф? =0.19 * 5 * 1600 = 1520;

Корректируем по паспорту станка Sмин.дейст. = 1250 мм/мин.

Табличное значение подачи и поправочные коэффициенты на подачу приняты согласно данным справочника [1].

Стойкость фрезы [1]:

Т = 60 мин.

Рачет оптимальной скорости резания Vопт,м/мин:

Кмv = 1.0;

Kпv = 0.8;

Kиv = 1.0.

Cv = 46.7;

q = 0.45;

m = 0.33;

х = 0.5;

у = 0.5;

u = 0.1;

p = 0.1;

Кv = Кмv * Kпv * Kиv = 1 * 0.8 * 1 = 0.8

Vопт = (Cv * D * Kv) / (T * t * Sz * B * Z ) = (46.7 * 200.4 * 0.8) / (600.33 * 10.5 * 0.190.5 * 50.1 * 50.1) = 54,4 мм/мин

Значения коэффициентов и показателей степеней приняты согласно данным справочника [2].

Расчет частоты вращения фрезы:

n = 1000 * Vопт / * D = 1000*54,4 /3.14 * 16 = 866.24 мин-1 ;

Принимаем nд = 800 мин-1 .

Действительная скорость резания:

Vд = ? * D * nд / 1000 = 3.14 * 16 * 800 / 1000 = 50.2 м/мин.



Расчет действительной стойкости инструмента:

Тд = Т * (Vопт / Vд) = 60 * (54,4 / 50.2)1/0.33 = 65.01 мин.

Расчет сил резания:

Kмр = (750/ ?в ) = (750/882) = 0.85

n = 0.3/0.3 = 1;

Cp =12.5;

х = 0.85;

у = 0.75;

u = 1;

q = 0.73;

w = -0.13.

Pz = (10Cp * Sz * t * B * Z * Kмр) / (D *n ) = (10*12.5*0.190.75 *10.85 *51 *5*0.85) / (200.73 *1-0.13 ) = 83.5 Н;

Pz = 83.5 H - тангенциальная сила резания, действующая в вертикальной плоскости направления главного движения.

Px = 0.5*Pz 0.5*83.5 = 41.7 Н.

Px = 50 H - осевая сила, сила подачи, действующая в горизонтальной плоскости направлении противоположном подачи

Крутящий момент, Нм:

Мкр. = Pz * D / 2 * 1000 = 83.5 * 16/ 2 * 1000 = 0.8 Hм

Мощность резания:



Ne = Pz * V / 1020 * 60 = 83.5 * 39.56 / 1020 * 60 = 0.53 кВт.

Мощность двигателя по паспорту станка 6 кВт, следовательно, обработка осуществима.

3.1.2 Силовой расчет

Рис.3 Силы резания

lрез = 45 мм;

D = 90 мм;

d = 60 мм;

Dтр1 = 2(D13 -d13 )/(3(D12 -d12 )) = 76 мм;

D1 = 90 мм;

d1 = 60 мм;

Dтр2 = 2(D23 -d23 )/(3(D22 -d22 )) = 76 мм;

Lтр1 = Dтр/2 = 38 мм;

Lтр2 = Dтр1/2 = 38 мм;

f1 = 0,16;

f2 = 0,16;

K = 2,5.

Условия не подвижности заготовки в процессе обработки:

Мтр = Мрез*К

- условие статического равновесия

Где Мтр - момент трения;

Мрез - момент резания;

К - коэффициент надёжности закрепления заготовки.

Мтр = Мтр1 + Мтр2;

Мтр1 =Q*lтр1*f1;

Мтр1 =R*lтр2*f2=(Q-Px)*lтр1*f1;

Мтр = Q*lтр1*f1 + (Q-Px)*lтр1*f1= 2Q*lтр1*f1 -Px*lтр1*f1;

Мрез = Pz*lрез;

2Q*lтр1*f1 -Px*lтр1*f1 = K*Pz*lрез;

Q = (K*Рz*lрез+Px*lтр1*f1)/(2*lтр1f1) = 950.16 Н

К- коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку;

К = К0*К1*К2*К3*К4*К5*К6 = 1.5*1*1*1*1*1*1 =1.5, принимаем 2.5.

К0 = 1.5;

К1 = 1 - учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок;

К2 = 1 - учитывает увеличение сил резания вследствии затупления режущего инструмента;

К3 =1 - учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании;

К4 = 1 - характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ;

К5 = 1 - характеризует эргономику немеханизированного ЗМ;

К6 = 1 - учитывают только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью.

f = 0,16 - коэффициент трения.

3.1.3 Расчет силового привода

Поршневой пневмопривод двустороннего действия

Дано:

p = 0,4 МПа

n = 0,85

Dц = 59.6 мм

Dц = 63 мм - не удовлетворяет условию, принимаем Dц = 80 мм

dшт = 22 мм

Ри = 950.16 H

q=200 H

Решение:

Dц=1,13*vQ/p*n = 1.13*v950.16/0.4*0.85 = 59.6 мм;

Ри = ((П/4)(Dц2 -dшт2 )*рn) - q = ((3.14/4)(802 - 222 )*0.4*0.85) - 200= 1378.9 Н

Ри>Q

Ри = 1378.9 Н > Q = 950.16 Н

Условие выполняется

3.1.4 Расчет фрезерного приспособления на точность

Рассчитать на точность выполнения условия размера 113 мм относительно оси базовой поверхности 132-0,87 мм. Проверка допуска на симметричность

Т = 0,5 мм

Погрешность выполнения размера ?

? = 1.2 v ?о2 + ?б2 + ?з2 + ?пр2

? = 1.2 v ?о2 + ?б2 + ?з2 + ?изн2 + ?изг2 + ?уст2

?о - погрешность обработки - погрешности технологической системы СПИД, принимаем

?о = 0.02 мм

?б - погрешность базирования равна максимальному зазору Smax .

Smax - наибольшему зазору между диаметрами заготовки O78h8(-0.046) и базовой поверхности приспособления O78G6(+0,029/+0,01).

?б = Smax = ES - ei = 0,029 - (-0,046) = 0,075 мм.

?з - погрешность закрепления

?з = 0

?изн - погрешность износа приспособления

?изн =0.015 мм;

?изг - погрешность изготовления приспособления

?изг = 0,03*97/100 = 0,0291 мм

?наст.фр. = 0,04 мм

? = 1.2 v 0,022 + 0,0752 + 02 + 0,0152 + 0,02912 + 0,042 = 0,112 мм

? ? Т - условие обеспечения допуска выполняется

3.2 Конструирование и расчет режущего инструмента

Для операции 035 сконструирована концевая фреза. Материал режущей части -твердый сплав марки ВК8.

Предварительно задаемся длиной L фрезы (для заданной ширины фрезерования В) и соответственно её диаметром D, числом зубьев z и углом.

W=35;

L=140 мм;

D=16;

z'=4;

В=6.5

l=38

2. Определение подачи на зуб

Sz = Szтабл. х KSz , мм/зуб,

где Szтабл. = 0,25 мм/зуб - табличное значение подачи

KSz - поправочный коэффициент на подачу при фрезеровании

KSz = KSzП х KSzФ х KSzR ,

где KSzП = 1 - поправочный коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности

KSzФ = 1 - поправочный коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой заготовки

KSzR = 1,3 - поправочный коэффициент, учитывающий ширину фрезерования

KSz = 1 х 1 х 1,3 = 1,3

Sz = 0.325 мм/зуб

3. Диаметр отверстия под оправку.

d=

4.Главная составляющая силы резания при t=h=4 мм определяется по справочнику [3]

Pz=

Ср=68.2

x=0.75

y=0.6

u=1.0

q=0.86



Pz=Н

5. Равнодействующая сила Р=1,411*Рz=1,411*1522.2=2147.8 Н*м

6. Расстояние м/у опорами фрезерной оправки принимаем в зависимости от длины посадочного участка центровой фрезерной оправки l=400 мм

7. Суммарный момент действующий на оправку:

Мсум=

Мсум=

Допустимое напряжение на изгиб материала оправки принимаем Gи.д=250Мпа (25 гкс/мм^2)

d=мм

8. Принимает ближайший диаметр отверстия фрезы по ГОСТ 9472-90: d=9 мм

9. Устанавливаем окончательно наружный диаметр фрезы: D=2.5*d=2,5*9=22.5 мм.

10. Определяем число зубьев фрезы

z=m*=3.3; принимаем четное значение z=4

11. Определяем шаг зубьев фрезы:

окружной торцовый шаг

мм;

осевой шаг при w=35, ctg35=1.43

мм

12. Проверяем полученные величины z и Soc на условие равномерного фрезерования:

8. Определяем геометрические параметры рабочей части фрезы.

Главный задний угол =12

Передний угол =10

10. Выбираем материал фрезы: корпуса--сталь 40Х; ножей--быстрорежущая сталь Р12Ф4К5 ;. Назначаем твердость деталей фрезы после термической обработки: корпуса 32--41,5 НRCэ; режущей части ножей 63--66 НRСэ,

11. Допуски на основные элементы фрезы и другие технические требования принимаем по ГОСТ 1671--77*, предельные отклонения рифлений--по ГОСТ 2568--71*

12. Выполняем рабочий чертеж фрезы с указание технических требований.

По ГОСТ25557-82 принимается конус Морзе №3 с лапкой со следующими данными:

D = 23.825 мм

D1 = 24.1 мм

d = 18.5 мм

d1 = 19 мм

a = 5 мм

c = 20 мм

b = 7.9 мм

R = 7.0 мм

l 1 = 94 мм

М-М12

е-24 мм

f-33.5 мм



4. Планово-организационная часть

4.1 Планировка участка или рабочего места

Серийным называют производство, при котором изготовление деталей ведется партиями и сериями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени.

В таком производстве используют высокопроизводительное оборудование, где наряду с универсальным применяют специализированное и даже специальное оборудование.

При этом широко используют переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий и измерительный инструмент, увеличивающие производительность.

Оборудование, предназначенное для обработки заготовок, выпускаемых в большом количестве, располагают по ходу технологического процесса; часть оборудования располагают по типам станков.

Цикл изготовления продукции при серийном производстве по сравнению с единичным производством короче, а себестоимость выпускаемой продукции ниже.

Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа, имеющие значительное распространение. Такой продукцией являются металлорежущие станки, стационарные двигатели внутреннего сгорания, гидротурбины небольших электростанций, насосы.

В серийном производстве цех разбивается на участки. Взаимное расположение участков и линий определяют исходя из общей компоновки цеха и характера технологического процесса.

Металлорежущие станки располагают по ходу технологического процесса. Предусмотрены кратчайшие пути движения каждой детали, не допущены обратные, кольцевые перемещения, создающие встречные потоки.

При вычерчивании габаритов станков приняты контуры по крайним выступающим частям, причём в габариты входят крайние положения движущихся частей.

Около станка предусмотрено место для столика, где раскладывают режущий инструмент, чертежи, инструкции, технологические карты.

Контрольное отделение располагается в конце механического цеха по пути движения детали в сборочный цех.

Отделение для переработки стружки - стружка собирается в металлические короба или бункеры. Затем по подземному транспортеру переносится в общий стружкосборник.

Расстояние между станками минимальное, так как чем меньше расстояние между станками, тем меньше затраты труда на транспортировку заготовок от станка к станку, создаются лучшие условия для многостаночной работы и обеспечивается лучшее использование производственной площади.

Для обеспечения безопасности рабочих следует устанавливать станки, находящиеся у границы поперечного проезда, так, чтобы к проезду были обращены их тыльные или торцовые стороны. В тех случаях, когда этого не удается сделать, рабочие места отгораживают от проезда металлическими барьерами.

Рациональная организация инструментального хозяйства способствует повышению производительности труда рабочих, улучшению качества продукции и снижению ее себестоимости.

Основными задачами организации инструментального хозяйства являются: бесперебойное обеспечение высококачественным инструментом всех цехов и рабочих мест; правильная эксплуатация инструмента и сокращение его расхода; уменьшение затрат на изготовление, приобретение, хранение, ремонт и восстановление инструмента; поддержание минимально необходимых запасов инструмента.

Для решения этих задач необходима классификация инструмента, правильное планирование его изготовления и приобретения, надлежащая организация его хранения и ремонта.

Полученный со склада инструмент должен быть подготовлен к работе; у сборного инструмента должны быть проверены исполнительные рабочие размеры и при необходимости произведены его регулировка и настройка; у инструментов как резцы сверла правильно проверены размеры и технические условия, исполнительные рабочие размеры при помощи шаблонов и чертежей и при необходимости довести размеры до нужного числа.

Сборочные работы выполняют в сборочных цехах и отделениях завода. Место и организация выполнения сборочных работ определяют характер выпускаемых изделий, технологический процесс, объем производства.

Основой для проектирования технологического процесса сборки являются: сборочный чертеж, общих видов сборочных единиц и изделий; технические условия на приемку и испытание сборочных единиц и изделий; производственная программа; спецификация поступающих на сборку сборочных единиц и деталей.

4.2 Организация транспортного хозяйства на участке

Внутри завода производится транспортировка сырья, материалов и других грузов с общезаводских складов в цехи, заготовок, деталей и сборочных единиц - между цехами, готовой продукции и отходов - из цехов в соответствующие склады.

Внутри цехов заготовки, детали и сборочные единицы в процессе изготовления и сборки транспортируются между кладовыми и участками с одного участка на другой, а на участках - между рабочими местами.

В соответствии с этим различают внешнюю и внутризаводскую транспортировку грузов; последняя подразделяется на межцеховую и внутрицеховую транспортировки.

Транспортное хозяйство завода состоит из транспортных средств и устройств общезаводского назначения (депо, гаражи, ремонтные мастерские, рельсовые и безрельсовые пути).

От работы транспорта зависит ритмичная работа рабочих мест, участков, цехов и равномерный выпуск заводом готовой продукции. Время, затрачиваемое на внутрицеховые и межцеховые перевозки, непосредственно влияет на длительность производственного цикла. Затраты на содержание транспортного хозяйства и транспортировку грузов составляют на некоторых заводах до 25-30% суммы всех косвенных расходов в себестоимости продукции. Поэтому основной задачей транспортного хозяйства завода является бесперебойная транспортировка грузов при минимальной себестоимости транспортных операций. Это достигается путем правильной организации транспортного хозяйства и четкого планирования работы транспорта, обоснованного выбора транспортных средств, повышения уровня механизации погрузочно - разгрузочных работ, внедрения хозяйственного расчета.

Для удаления стружки из рабочей зоны многие современные станки имеют специальные устройства шнекового типа, которые перемещают стружку в короб или в люк, расположенные с тыльной стороны станка. Дальнейшая транспортировка коробов со стружкой от станков к общецеховым местам сбора производится с помощью электротележек.

4.3 Организация инструментального хозяйства на участке

К инструментальному хозяйству машиностроительного завода относятся: 1) инструментальные цехи; 2) центральный инструментальный склад; 3) база восстановления инструмента; 4)цеховые инструментально - раздаточные кладовые; 5) заточные отделения в цехах; 6) ремонтные отделения в цехах.

Работа инструментального хозяйства влияет на ритмичное выполнение планов, на рост производительности труда и на качество продукции.

Так как тип производства серийный, поэтому используется стандартная, специальная оснастка. Организация инструментального хозяйства включает в себя расчёт потребного количества режущего инструмента и приспособлений, определение порядка выдачи, хранения, заточки и ремонта инструмента и приспособлений.

Инструментальным хозяйством руководит бюро инструментального хозяйства - БИХ, которое в свою очередь подчиняется главному технологу завода.

Группа технического надзора следит за правильной эксплуатацией оснастки на рабочих местах, выявляет её повреждения, предупреждает преждевременную поломку. Восстановление режущего инструмента, отработанной оснастки её восстановление и использование в работе обеспечивается в общезаводском отделе.

Основными задачами организации инструментального хозяйства являются: бесперебойное обеспечение высококачественным инструментом всех цехов и рабочих мест; правильная эксплуатация инструмента и сокращение его расхода; уменьшение затрат на изготовление, приобретение, хранение, ремонт и восстановление инструмента; поддержание минимально необходимых запасов инструмента.

Для решения этих задач необходима классификация инструмента, правильное планирование его изготовления и приобретения, надлежащая организация его хранения и ремонта.

Под классификацией понимается распределение всего применяемого на заводе инструмента на определенные группы по наиболее характерным признакам. Возможны следующие принципы распределения инструмента: 1) по виду обработки или по виду выполняемых технологических операций - на литейный, кузнечный, станочный, сборочный;

2) по виду оборудования, на котором инструмент применяется, например, на токарный, сверлильный, фрезерной; 3) по конструкции -на группы, устанавливаемые в зависимости по другим признакам.

Для определения потребности в инструменте, на какой -либо период времени необходимо установить номенклатуру потребляемого инструмента, расход инструмента по каждому типоразмеру и запасы или оборотный фонд инструмента по заводу в целом.

Номенклатура универсального инструмента в серийном и массовом производствах устанавливается по картам применяемости инструмента, а единичном и мелкосерийном производствах - по картам типового оснащения инструментом рабочих мест. Номенклатура специального инструмента устанавливается по картам технологических процессов.

Основными функциями центрального инструментального склада является приемка, хранение, учет и выдача инструмента цехам.

Приемка инструмента - изготовленный инструментальными цехами или закупленный на стороне инструмент. Инструмент, поступающий со стороны, принимается по сопроводительным документам; при приемке количество его проверяется работниками центрального инструментального склада, а качество - контрольным пунктом ОТК в центральном инструментальном складе. Инструмент, поступающий в центральный инструментальный склад из инструментальных цехов, принимается по накладным и качественной приемке в центральном инструментальном складе не подвергается.

Хранение инструмента в центральном инструментальном складе подразделяется на отделения, в каждом из которых хранится инструмент определенного класса в стеллажах и шкафах соответствующей конструкции.

Учет инструмента на каждый типоразмер инструмента, хранимого в центральном инструментальном складе, заводится учетная карта. Учет прихода ведется на основании документов, поступающих вместе с партией инструмента, а учет расхода - по документам выдачи инструмента цехам.

Выдача инструмента цехам производится в пределах установленного для каждого цеха лимита. Инструмент должен выдаваться в том количестве, в котором изношенный или поломанный инструмент был сдан цехом на базу восстановления или в утиль в соответствии с актами убыли.

Для бесперебойного обеспечения цехов инструментов необходимо поддерживать его запасы на определенном уровне, не допуская ниже минимального допустимого. Инструментальный цех должен изготовлять специальный инструмент для основных цехов и вспомогательных цехов и служб завода, производить ремонт и заточку инструмента, как для себя, так и для других цехов завода.

4.4 Организация ремонта оборудования на участке

В функции ремонтной службы входят паспортизация оборудования, его аттестация, техническая и материальная подготовка ремонтных работ, планирование, организация и выполнение работ по обслуживанию, ремонту и модернизации оборудования.

В основе организации ремонта оборудования на участке лежит планово-предупредительный ремонт (ППР). Он включает в себя совокупность организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых по заранее составленному плану, с целью предупреждения неожиданного выхода оборудования из строя, поддержания его в постоянной эксплуатационной готовности. Система ППР включает в себя малый, средний, капитальный ремонты и осмотр, которые возлагаются на ремонтно-механический цех завода. Межремонтное обслуживание выполняют во время перерывов в работе оборудования, без остановки технологического процесса. Капитальный ремонт выполняется на специальных ремонтных заводах, т.к. участок цеха не располагает собственными ресурсами для ремонта оборудования, а привлекает общецеховые и общезаводские службы завода.

Основные работы по поддержанию оборудования в эксплуатационной готовности подразделяются на техническое обслуживание и ремонтные работы.

Техническое обслуживание включает в себя комплекс операций по поддержанию работоспособности оборудования при использовании его по назначению, хранению и транспортировке. В процессе технического обслуживания по заранее разработанному графику выполняются осмотры оборудования, смена и пополнение масел, проверка геометрической и технологической точности, промывка механизмов станков, очистка от пыли.

Плановое обслуживание выполняется во время работы оборудования или во время установленных перерывов без нарушения производственного процесса. Осмотры проводят слесари - ремонтники и электрики с привлечением рабочих, работающих на этом оборудовании. Проверку точности выполняет персонал отдела технического контроля и гл. механика.

Неплановое техническое обслуживание, включающее в себя замену отказавших деталей, восстановление их работоспособности, должно по возможности выполняться без перерывов в работе обслуживаемого оборудования или в обеденные перерывы.

Ремонтные работы подразделяются на три вида:

1. Текущий ремонт выполняется для обеспечения или восстановления работоспособности оборудования и состоит в замене и восстановлении изношенных деталей, регулировки механизмов. Он проводится без простоя оборудования.

2. Средний ремонт включает в себя частичный разбор агрегата, капитальный ремонт отдельных сборочных единиц, сборку, регулирование и испытание.

3. При капитальном ремонте производится полная разборка агрегата со снятием его с фундамента и заменой всех изношенных деталей и узлов с последующей сборкой и испытанием под нагрузкой.

Основными направлениями повышения эффективности ремонтной службы являются:

-совершенствование технологии и организация ремонтных работ за счет их механизации, применения типовых технических процессов, прогрессивных методов ремонта - узлового, последовательно - узлового и поточного;

-экономия вспомогательных материалов и запасных частей;

-совершенствование материально -технической базы ремонтной службы;

-улучшение контроля качества ремонтных работ.

Прогрессивным направлением организации ремонтного хозяйства является создание ремонтных баз на предприятиях- изготовителях оборудования, развитие фирменного ремонта станков с ЧПУ и автоматизированных комплексов, межзаводское кооперирование в области ремонта, модернизации оборудования, изготовление запасных частей.

4.5 Организация работы участка и рабочих мест

При проектировании дипломного проекта для среднесерийного производства при организации работы участка и рабочих местах, выдерживаются соответствующие требования:

1. Материал, заготовки, инструмент, приспособления подаются заблаговременно к рабочему месту, чтобы не было задержек во время работы.

2. Наладка станка выполняется до начала работы наладчиком или станочником.

3. В процессе работы доставка инструмента к рабочему месту, обмен, заточка инструмента выполняются подсобным рабочим.

4. Осмотр, проверка и ремонт оборудования проводится регулярно по графику.

5. Взаимное расположение всех элементов рабочего места должно обеспечивать безопасность работ.

6. При многостаночном обслуживании расположение станков должно быть таким, чтобы от одного станка к другому затрачивалось минимум времени.

7. Обеспечение санитарно-технических условий.

8. Инструктаж выполняется до начала работы. При необходимости во время работы по указанию руководящего персонала.

На рабочем месте должны находиться только те предметы, которые применяются в производственном процессе. Каждый предмет должен иметь постоянное место, а расположение его перед рабочим должно соответствовать последовательности выполнения трудовых движений. Движения рабочего должны быть максимально производительны и по возможности не утомительны. Все органы управления оборудованием, инструмент, заготовки следует располагать в зоне досягаемости рук рабочего.

Основными задачами организации обслуживания рабочих мест являются выявление непроизводственных затрат и потерь рабочего времени. Важно сократить затраты труда станочника на выполнение вспомогательных работ.

4.6 Организация охраны труда и безопасности на рабочем месте

Для создания оптимальных и безопасных условий труда необходимо соблюдать Систему стандартов безопасности труда (ССБТ), Санитарные нормы (СН), Гигиенические нормативы (ГН), Санитарные правила и нормы (СанПиН), Строительные нормы и правила (СНиП) и т.д.

Условия труда

Нормирование параметров микроклимата установлено:

ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны;

СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений;

ГН 2.2.5.689-98. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Гигиенические нормативы устанавливают:

- допустимую температуру воздуха +(18…25)?С, если нет выделения теплоты от оборудования и материалов;

- относительная влажность воздуха 40-60%;

- скорость воздуха 0,1-0,4 м/с;

- запыленность до 0,15 мг/м3.

Эти параметры обеспечиваются системой отопления, общей приточно-вытяжной вентиляцией.

Освещение рабочих мест установлено СНиП 23-05-95. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение.

- минимальная естественная освещенность КЕО 1,6%;

- минимальная искусственная освещенность при газоразрядных лампах 300 лк;

- предусматривается местное освещение.

Шум ГОСТ 121003 - 83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности, предусматривает:

- уровень шума при механической обработке 70 дБ;

- средств индивидуальной защиты органов слуха - 85 дБ.

Минимальная норма на одного работающего:

- по площади 4,5 м2;

- по объему 15 м3;

- по высоте помещений 3,2 м;

- минимальная ширина проезда для электротранспорта 4,5 м;

- расстояние между оборудованием, стройконструкциями, стенками, контейнерами и т.д. 0,8-1,2 м.

Электробезопасность

Это защита людей от поражения электрическим током, обеспечивается по ГОСТ 12.1.1.030-81. ССБТ. Защитные заземления. Зануления. Все электрическое оборудование должно быть заземлено (занулено).

- сопротивление заземления не более 4 Ом;

- местное освещение должно иметь напряжение 36-42 В.



4.7 Организация противопожарной защиты на участке

Противопожарная безопасность должна соответствовать СНиП 21-01-97.

Ответственность за противопожарную безопасность на участке и своевременное выполнение противопожарных мероприятий возлагается на руководителей цехов, отделов, мастерских, участков.

Руководитель участка обязан обеспечить своевременное выполнение правил и требований пожарной безопасности. При нарушении правил и требований пожарной безопасности руководитель участка имеет право налагать на нарушителей дисциплинарные и административные взыскания или при необходимости возбуждать дело о привлечении виновных к судебной ответственности.

В зависимости от степени пожарной опасности предприятия пожарная охрана может состоять из военизированных пожарных частей, профессиональных ведомственных пожарных частей и пожарно-сторожевых отделений.

На участках должны быть специальные стенды по противопожарной безопасности, которые предупреждают рабочих о способах появления огня на данном участке, а также о мерах защиты от огня при пожаре и тушении его при возгорании.

Меры защиты включают в себя пожарную сигнализацию, стационарные установки, первичные или передвижные средства тушения пожара.

Пожарная сигнализация - совокупность технических средств обнаружения пожар...