Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В условиях рынка продукция выпускаемая предприятием должна быть конкурентно-способной и экономически выгодной. Для этого необходимо повышение экономической эффективности всех составляющих производственного процесса.

Рязанский завод ОАО «Теплоприбор» один из старейших заводов города и является крупнейшим производителем приборов и их комплектующих. Предприятие поставляет продукцию по территории всей России.

Следует отметить что оборудование и технологические процессы применяемые заводом устаревают.

В курсовом проекте разработан новый технологический процесс изготовления детали «Корпус РИЮУ.732216.010-34», который выпускает Рязанский завод ОАО «Теплоприбор». В ходе работы был произведён анализ базового техпроцесса, выявлены его недостатки и предложен новый технологический процесс обработки на современном фрезерном обрабатывающем 5-ти координатном центре HA-5AX7AB/B.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ДЕТАЛИ

Обрабатываемая деталь РИЮУ.732216.010 - «Корпус датчика» устанавливаемый на водных суднах для отслеживания уровня воды. Корпус предназначен для крепления к нему основных элементов электротехники. Имеет отверстия для удобной подводки проводов. Деталь изготавливают на Рязанском заводе ОАО «Теплоприбор» с годовым объёмом выпуска 50 штук.

Конструкция детали "Корпус" состоит из следующих конструктивных элементов:

-стандартные ступени;

-отверстия;

-резьбы;

-пазы.

Размеры и поверхности детали имеют оптимальную степень точности, в соответствии с дальнейшим его применением, в узле машин или агрегата - по квалитету Н8 и общей шероховатости Ra 6,3 мкм, а особо точных Ra 0,63 мкм.

Деталь "Корпус" изготовлена из поковки Сталь 08Х18Н10Т. Сталь 08Х18Н10Т коррозионно-стойкая жаропрочная, одна из самых распространенных марок нержавеющих высоколегированных сталей. Широко применяется для производства стальных фланцев 08Х18Н10Т, в арматуростроении, для производства теплообменного оборудования.



Рисунок 1.1 - 3D модель детали Корпус

2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Проведя технологический анализ детали «Корпус» выяснилось ,что конструкцию детали можно отнести к ограниченно технологичной исходя из следующих критериев:

- сложная конфигурация детали (обработка ведётся со всех шести сторон, а так же под углом);

- очень высокие требования по геометрическому расположения к поверхностям которые обрабатываются под углом 90 градусов;

- деталь обладает повышенными точностями (например, резьбы с 7 квалитетом точности);

- высокие требования к поверхностям с шероховатостью Rav0,63;

- для резьбы диаметром 24 мм канавка по ширине слишком мала;

- достаточно много труднодоступных поверхностей;

- к отверстию диаметром 22 мм предъявляются высокие требования по у плоскостности торца 0,005 микрон и 0,04 , параллельность ?? 0,04.

Для решения этих трудностей целесообразным решением будет использование станка с ЧПУ.

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ

Деталь «Корпус РИЮУ.732216.010-34» изготавливают из материала: Сталь 08Х18Н10Т (ГОСТ5632-72) , примерная стоимость такого материала около 1600 рублей за 1 кг.

Получение заготовки происходит методом ковки титанового прутка.

Ковка как может проводиться в штампах, так и быть «свободной» ковкой.

В штампах тягучий, нагретый металл деформируется в каркасе стенок штампа.

Свободная ковка проходит без ограничения материала стенками. Последней стадией свободной ковки становится воздействие на металл кувалды или молотка. Свободная ковка выполняется как вручную, так и при помощи агрегатов.

При ковке особо важным фактором является температура, которая задается для каждого вида ковки и для каждого металла своя. Формовка требует индивидуальный метод термообработки.

После приобретения требуемой формы, поковка проходит дополнительную обработку в зависимости от предполагаемого использования конечного изделия.

Термическая обработка поковки может проходить как после механической обработки, так и в черновом виде. Обдирка и рассверловка поковки может не проводиться по желанию заказчика, в этом случае проводится только термическая обработка.

Применение поковки

Прежде всего поковки применяются в следующих областях промышленности:

-химической;

-энергетической;

-атомной;

-горнодобывающей;

-судостроительной;

-машиностроительной;

-автомобилестроительной.

Таблица3.1 - Химический состав в % материала Сталь 08Х18Н10Т.

Химический элемент	%
Кремний (Si), не более	0.8
Марганец (Mn), не более	2.0
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni)	9.0-11.0
Сера (S), не более	0.020
Титан (Ti)	0.4-0.7
Углерод (C), не более	0.08
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	17.0-19.0

Таблица 3.2 - Механические свойства сплава Сталь 08Х18Н10Т.

Температура испытания,°С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	196
Плотность стали, pn, кг/м3	7900
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ?°С)		16	18	19
Температура испытания,°С	20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	20-1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)	16.1		17.4		18.2		19.1

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА, РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ПАРТИИ ЗАПУСКА

Заданный масштаб выпуска и трудоёмкость обработки определяют принадлежность производства к одному из трёх типов: массовому, серийному, единичному. Тип производства определяют по базовому техпроцессу путём расчета коэффициента серийности, определяющего серийность производства:

Кз = t / tшт.к.ср (4.1)

где

t - такт выпуска изделия

tшт.к.ср - среднее штучно-калькуляционное время одной операции технологического процесса.

Величина такта подсчитывается по формуле:

t = Fд ? 60 / M (4.2)

где

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Fд = 4000 ч. для станков с ЧПУ

М - годовой объём выпуска деталей, штук.

М = 50 штук

t = 4000 ? 60/ 50= 4800 мин/шт

Среднее штучно-калькуляционное время рассчитывают по следующей формуле:

tшт.к.ср = ? tшт.к.i / (n0 ? kнв), мин (4.3)

где: tшт.к.i - штучно-калькуляционное время каждой из операций механообработки техпроцесса в мин.

kнв - коэффициент переработки норм, в котором выполняется данная операция.

n0 - число операций тех. процесса.

Таблица 4.1- Трудозатраты при обработке корпуса РИЮУ.732216.010-34

№ операции	Вид обработки	t шт.к., мин	Кнв	T шт.к.i, мин
2	транспортирование	3	1,2	2,5
4	фрезерная	22,5	1,3	17,3
6	фрезерная	22,5	1,3	17,3
8	фрезерная	19,9	1,3	15,3
10	слесарная	6,4	1,2	5,3
12	комлексная на ЧПУ	248,7	1,3	191,3
14	слесарная	16	1,2	13,3
16	промывка	6	1,2	5
18	комлексная на ЧПУ	361,5	1,3	278
20	слесарная	21,3	1,2	17,8
22	промывка	6	1,2	5
24	фрезерная	28,3	1,3	21,8
26	фрезерная	34	1,3	26,2
28	фрезерная	34	1,3	26,2
30	фрезерная	34	1,3	26,2
32	слесарная	8,9	1,2	7,4
34	фрезерная	22,2	1,3	17
36	сверлильная	10,8	1,3	8,3
38	промывка	6	1,2	5
40	резьбонарезание	15	1,3	12
42	слесарная	5	1,2	4
		t шт.к.ср.= 26,61	мин

Кз = 4800/ 26,61 = 177,7

Таким образом, получаем, что коэффициент закрепления равен Кз = 177,7- соответствует единичному типу производства.

В условиях серийного производства количество деталей в партии запуска можно определить по следующей формуле:

n = M ? a / F (4.4)

где а - продолжительность планового периода, дн. равно периодичности запуска - выпуска. Производится один запуск в месяц следовательно а=21.

F - число рабочих дней в году, F = 250 дн.

n= 50*21/250=4,2

Расчётное число смен, в течение которых производится обработка партии деталей на участке

С = tшт.к.ср ? n / (480 ? 0,8) (4.5)

Число смен, во время которых происходит обработка партии деталей

С= 26,61*4,2/(480*0,8)= 0,29

5. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

5.1 Анализ способа получения заготовки. Предложения по совершенствованию.

Для получения корпуса Корпус ВИАМ 735214.048 используют поштучные заготовки размером 30х160 х115, получаемые их прокатного листа.

Коэффициент весовой точности равен:

КВТ = МД / МЗ = 0,14 / 1,49= 0,1 (5.1)

Это говорит о том, 90% массы заготовки идёт в стружку.

Себестоимость заготовки составит:

СЗАГ=(1,49*180 - (1,49 - 0,14)*18) = 243,9 р. (по данным на 2010 год)

Более рационально можно считать получение детали из отливки. Это позволить уменьшить вес заготовки и время обработки детали.

5.2 Расчет припуска на отливку по ГОСТ 26645-85

Общим припуском на обработку называется слой материала, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.

Наименование: Корпус ВИАМ 735214.048

Материал: АЛ 8

Программа выпуска 240 шт.

5.2.1 Проектирование чертежа отливки

1) Определяем исходные данные для припуска.

1.1. Класс размерной точности отливки. 6-11. Принимаем 8-ой класс точности

1.2. Степень корабления.

6,5/124=0,052. 5-6 степень корабления. Принимаем 6-ую степень корабления.

1.3. Степень точности поверхности отливки. 8-15. Принимаем 11-ую степень точности.

1.4. Шероховатость поверхности отливки Ra 20.

1.5. Класс точности массы отливки. 4-11. Принимаем 7-ой класс точности.

1.6. Ряд припусков на обработку отливки. 4-7. Принимаем 5-ый ряд.

1.7. Допуски размеров отливки.

Таблица 5.1- Трудозатраты при обработке корпуса ВИАМ 735214.048

Размеры детали, мм	Допуск размеров детали, мм	Допуск размеров отливки, мм	Допуск формы отливки, мм	Общий допуск отливки	Вид обработки	Общий припуск
1	2	3	4	5	6	7
124	0,2	1,6	0,4	1,6	Получистовая	2,1
90	0,22	1,4	0,4	1,6	Получистовая	2,1
94,5	0,035	1,4	0,4	1,6	Тонкая	2,6
57,5	0,03	1,2	0,4	1,4	Тонкая	2,2
d49	0,025	1,2	0,4	1,4	Тонкая	2,3
9	0,015	0,8	0,4	0,9	Тонкая	1,8
7	0,015	0,8	0,4	0,9	Тонкая	1,8
24	0,21	1	0,4	1,1	Получистовая	1,6
d53,6	0,2	1,2	0,4	1,4	Получистовая	1,9

Размеры отливки:

124+2*2,1 = 128,2 > 128± 0,8

90+2*2,1 = 94,2 > 94± 0,7

94,5+2,1 + 2,6 = 94,2 > 94± 0,7

57,5+2,2+2,1 = 61,8 > 62± 0,6

d49 - 2*2,3 = d44,4 > d44± 0,6

d53,6 - 2*1,9 = d49,8 > d50± 0,6

24+2*1,6 = 27,2 > 27± 0,5

7+1,8 = 8,8 > 9± 0,4

9+1,8 = 10,8 > 11± 0,4

9+2*1,8 = 12,6 > 13± 0,4

? Формовочные уклоны 30'

? Литейные радиусы 3 мм.

СЗАГ =[ (С+КТ.О.)*МЗАГ*КТ*КС*КМ - (МЗАГ - МД)*SОТХ]*КФ,

где С - базовая стоимость 1 кг материала заготовки;

КТ.О - коэффициент доплат за термообработку и очистку заготовок

КТ - коэффициент, учитывающий точность характеристики заготовок

КС - коэффициент, учитывающий серийность выпуска заготовок

КМ - коэффициент, учитывающий материал заготовки

SОТХ. - стоимость отходов, SОТХ = С/10

КФ - коэффициент инфляции, КФ = 1, т.к. стоимость материала на 2010 г.

СЗАГ = (200+8)*0,46*1,165*1,25*1,15 - (0,46-0,14)*20 = 154 р.

6. АНАЛИЗ ДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ПРЕДПРИЯТИИ БАЗОВОГО ТЕХПРОЦЕССА

Для получения готовой детали нужно провести необходимые операции, которые представлены ниже:

010 Отрезная ИОТ № 17

1. Установить пруток до упора, закрепить;

2. Резать пруток на заготовки L=195+-2;

010 Обезжиривание ИОТ №39

020 Слесарная ИОТ №60

1. Разбить поступившую партию заготовок на группы по количеству заготовок в одной садке и клеймить каждую заготовку в группе на торце номер садки и годом изготовления.

030 Нагрев ИОТ №68

1. Разогреть печь до 980 градусов;

2. Посадить заготовку в печь;

3. Поднять температуру печи до 980+-10 градусов и выдержать заготовки при этой температуре 30-40 минут;

040 Контрольная ИОТ №82

050 Ковка (выполняют 2 человека) ИОТ №69

060Контрольная ИОТ №82

070 Отжиг ИОТ №68

080 Отрезная (для образцов контроля сварки) ИОТ №17

090 Фрезерная ИОТ №66

1 . Установить, закрепить, снять;

2 . Фрезеровать выдерживая р-р 50-0,3;

100 Слесарная ИОТ №60

110 Фрезерная ИОТ№66

1. Установить, закрепить, снять;

2. Фрезеровать выдерживая р-р 130+-0,5 и угол 90 град;

120 Слесарная ИОТ №60

130 Фрезерная ИОТ№66

1. Установить, закрепить, снять;

2. Фрезеровать выдерживая р-р 206-0,6 и угол 90град;

140 Слесарная ИОТ №60

150 Фрезерная ИОТ№66

1. Установить, закрепить, снять;

2. Фрезеровать выдерживая размеры 38+-0,5; 112-0,46 и угол 90 град, с двух сторон;

160 Слесарная ИОТ №60

170 Фрезерная ИОТ№66

1. Установить, закрепить, снять;

2. Фрезеровать выдерживая размеры:40+-0,5;112-0,46 и угол 90 град;

180 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Установить, закрепить, снять;

2. Сверлить 2отв. Д10 на длину 81 с учётом конуса сверла, выдерживая L=84+-0,23;

190 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Установить, закрепить, снять;

2. Сверлить 2отв.Д20 на длину 81 с учётом конуса сверла, выдерживая L=84+-0,23;

200 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Расточить 2отв. До Д32H8(+0,039),выдерживая L=84+-0,23;0,04 мм;

210 Контрольная ИОТ №82

220 Токарная ИОТ №1

1. Подрезать торец в размер 128-0,53;

2. Точить до Д38,8(-0,29) под резьбу М39*2-8g на L=16+-0,12;

3. Точить канавку Д36,выдерживая размер 3 под выход резца;

4. Точить фаску 1,5*45град;

230 Токарная ИОТ №1

1. Сверлить отв.Д10 на L=44,5 с учётом конуса сверла;

240 Токарная ИОТ №1

1. Расточить до Д22Н14 на l=44,5(+0,34),выдерживая //0,04;

2. Расточить до Д27Н14 на l=5+-0,12;

3. Расточить до Д27Н14 на l=5+-0,12,выдерживая р-р 26,5;

250 Токарная ИОТ №1

1. Точить R0,7 на Д22Н14;

260 Токарная ИОТ №1

1. Точить 120град на глубину 0,3 мм;

270 Токарная ИОТ №1

1. Расточить канавку на глубину 4мм,выдерживая:Д35,5Н11(+0,16);Д31h11(-0,16);

280 Токарная ИОТ №1

1. Нарезать резьбу М39*2-8g на l=13+-0,3мм;

290 Токарная ИОТ №1

1. Нарезать резьбу М24*1-7Н на l=21,5+-0,3 мм;

300 Контрольная ИОТ №82

310 Фрезерная ИОТ№66

1. Фрезеровать с 2-х сторон в р-р 10+-0,1 выдерживая р-р 45+-0,17;

320 Слесарная ИОТ №60

320 Фрезерная ИОТ№66

1. Развернуть головку шпинделя под 45 град;

2. Фрезеровать скос под угол 45 град, выдерживая р-р 73,4;

3. Переустановить деталь;

4. Фрезеровать скос под угол 45 град, выдерживая р-р 73,4;

330 Слесарная ИОТ №60

340 Фрезерная ИОТ№66

1. Фрезеровать скос под 45град,выдерживая р-р 45+-0,17;

2. Переустановить деталь;

3. Фрезеровать скос под 45град,выдерживая р-р 45+-0,17;

350 Слесарная ИОТ №60

360 Контрольная ИОТ №82

370 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Сверлить отв.Д10 на длину 136 с учётом конуса сверла, выдерживая р-р 23+-0,14;

380 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Сверлить отв.Д20 на длину 136 с учётом конуса сверла;

390 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Расточить отв. До Д32Н8 на L=136;

400 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Расточить до Д34(-0,34) выдерживая 6+-0,08;

2. Расточить фаску 5*45 град;

410 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Сверлить отв. Д10 на длину 70 с учётом конуса сверла, выдерживая р-р 23,5+-0,14;

420 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Сверлить отв. Д20 на длину 70 с учётом конуса сверла;

430 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Расточить отв. До Д32Н8 на L=70;

440 Координатно-расточная ИОТ№63

1. Расточить отв. До Д36Н14 выдерживая L=4+-0,08;

450 Контрольная ИОТ №82

460 Сверлильная ИОТ №63

1. Сверлить 2 отв. Д1,6 под резьбу на глубину 14 с учётом сверла;

2. Сверлить2 отв. Д2,5 под резьбу на глубину 12 с учётом сверла;

470 Сверлильная ИОТ №63

1. Зенкеровать 4 отв. С целью снятия заусенцев на входе сверла;

480 Сверлильная ИОТ №63

1. Сверлить отв. Д4,27(+0,18) под резьбу на глубину 12,с учётом конуса сверла;

2. Зенкеровать с целью снятия заусенцев в отв. Д 4,27(+0,18);

490 Резьбонарезная ИОТ № 54

1. Нарезать резьбу М2-7Н в 2 отв. На глубину 12 мм;

2. Нарезать резьбу М3-7Н в 2ота. На глубину 10 мм;

500 Резьбонарезная ИОТ № 54

1. Нарезать резьбу М5-7Н в отв. На глубину 10 мм;

510 Обдувка ИОТ №6

1. Продуть отверстия от стружки и пыли;

520 Контрольная ИОТ №82

530 Маркировочная ИОТ №556

540 Разметочная ИОТ №60

550Гравироваляная ИОТ №66

560 Добавочная ИОТ №60

570 Протирочная ИОТ №60

580 Контрольная ИОТ №82

Базовый техпроцесс имеет ряд недостатков:

1. Обработка ведется на нескольких станках, что ведет к увеличению стоимости конечной детали, так как она в себя включает оплату каждого рабочего;

2. Увеличивается время изготовления детали, так как нужно учитывать его не только на обработку, но и на установку и снятие со станка, а также на транспортирование заготовки от одного рабочего места к другому;

3. Увеличиваются расход электроэнергии и затраты на ремонт станков, что также повышает стоимость детали и делает её менее конкурентоспособной;

4. Контроль осуществляется почти после каждой операции, что увеличивает время обработки;

5. Снижается точность обработки в связи с большим количеством переустановов;

Все эти недостатки повышают стоимость детали, делают ее менее конкурентоспособной.

деталь корпус заготовка технологичность

7. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕХПРОЦЕССА МЕХАНООБРАБОТКИ

7.1 Общие положения

Проанализировав базовый технологический процесс получения корпуса, были выявлены его недостатки, можно предложить следующие пути совершенствования ТП:

1. Применение современного оборудования, в частности фрезерного 5-ти координатного обрабатывающего центра HA-5AX7AB/B, что позволит объединить операции базового ТП, а также повысить производительность и точность обработки;

2.Применение современных режущих инструментов в частности фирмы Sandvik Coromant существенно расширит режимы обработки, позволит исключить операцию “Шлифование”, так как инструмент позволяет достичь заданной шероховатости;

3. Полировка после азотирования позволит достичь лучшей поверхности, а следовательно и улучшить внешний вид готовой детали;

4.Применение заготовки максимально приближенной к готовой детали;

5.Применение специального приспособления, позволит вести обработку с 4-х сторон.

7.2 Порядок и последовательность выполнения ТП

5 Комплексная на ЧПУ (деталь закрепляется в специальное приспособление на основе УСПО-16)

10 Контроль

15 Комплексная на ЧПУ (деталь закрепляется в специальное приспособление на основе УСПО-16)

20 Маркировочная на ЧПУ

25 Гравировальная на ЧПУ

30Контрольная

Таблица 7.2.1 - Перечень переходов нового ТП

№ операции	№ перехода	Содержание опер.	Модель станка
5	1	Установить заготовку в приспособление
	2	Фрезеровать переднею поверхность с 2-х сторон на длину L=213 мм, выдерживая р-р 50 мм	HA-5AX7AB/B - 5-координатный обрабатывающий фрезерный центр
		Фрезеровать дно на дину L=206(-0,6) мм, выдерживая высоту 130+-0,5мми угол 90 град
	3	Фрезеровать поверхность с двух сторон в р-р 10+-0,1 выдерживая р-р 45+-0,17 мм
		Фрезеровать скос с 2-х сторон под 45 град, выдерживая р-р 45+-0,17 мм
	4	Сверлить 2отв. на длину 81 мм , Д 20 мм
		Сверлить отв. на длину 136 мм , Д 20 мм
	5	Развернуть 2 отв. до Д 32Н8(+0,039) на длину 81 мм
		Развернуть отв. до Д 32Н8 на длину 136 мм
	6	Расточить отв. до Д 34(-0,34) выдерживая р-р L=6+-0,08
		Расточить фаску 5*45град в отв. Д 34(-0,34)
10		Переустановка детали, контроль
15	1	Установить деталь в приспособление
	2	Фрезеровать выдерживая р-р : 40+-0,5; 112-0,46 и угол 90 град
		Фрезеровать скос с 2-х сторон под угол 45 град выдерживая р-р 73,4 мм
	3	Подрезать торец в р-р 128-0,53 мм
		Точить с 2-х сторон в р-р Д38,8(-0,29 )мм под резьбу М39*2-8g
	4	Фрезеровать канавку с 2-х сторон Д36 мм выдерживая р-р 3мм под выход резца
	5	Точить фаску с 2-х сторон 1*45 град
	6	Сверлить отв. Д 20 мм
	7	Развернуть 2 отв. Д22Н14 мм на длину 44,5(+0,34) мм, выдерживая // 0,04 и плоскостность 0,005 мкм
	8	Расточить 2 отв. до Д 27Н14 мм на длину 5+-0,12 мм , выдерживая р-р 26,5 мм
		Точить R 0,7 мм в 2-х отверстиях на Д 22Н14 мм
		Точить 120 град на глубину 0,3 мм (в 2-х отверстиях)
		Расточить канавки на глубину 4 мм ,выдерживая р-р Д 35,5Н11(+0,16) мм ; Д 31h11(-0,16) мм
	9	Нарезать 2 резьбы М39*2-8g на L=13+-0,3 мм
	10	Нарезать 2 резьбы М24*1-8Н на L=21,5+-0,3 мм
	11	Сверлить 2 отв. Д 20 мм на длину 70 мм
	12	Расточить 2 отв. До Д30 мм на длину 70мм
	13	Развернуть 2 отв. до Д 32Н8 мм на длину 70 мм
	14	Расточить 2 отв. до Д 36Н14 мм на длину L=4+-0,08 мм
	15	Сверлить 2 отв. Д 1,6 мм под резьбу на глубину 14 мм с учётом конуса сверла
	16	Сверлить 2 отв. Д 2,5 мм под резьбу на глубину 14 мм с учётом конуса сверла
	17	Сверлить отв. Д 4,27(+0,18) мм под резьбу на L=12 мм с учётом конуса сверла
	18	Нарезать резьбу М2-7Н в 2 отв. на глубину L=12 мм
	19	Нарезать резьбу М3-7Н в 2 отв. на глубину L=10 мм
	20	Нарезать резьбу М5-7Н в 2 отв. на глубину L=10 мм
20		Маркировочная на ЧПУ
25		Гравировальная на ЧПУ
30		Контроль

7.3 Выбор оборудования, технические характеристики и основные нормы точности станков

Обработку проводим на скоростном прецизионном обрабатывающем 5-ти координатном фрезерном центре нового поколения HA-5AX7AB/B, который предназначен для комплексной обработки сложных корпусных и базовых деталей из черных, цветных металлов и сплавов (рис.7.3.1)

Таблица7.3.1 - Основные характеристики обрабатывающего центра HA-5AX7AB/B

Технические характеристики	Ед. изм	HA-5AX7АВ	НА-5АХ7В
Перемещение по оси Х	мм	600	800
Перемещение по оси Y	мм	400	550
Перемещение по оси Z	мм	400	600
Поворот оси С	_	360	360
Поворот оси В	_	110	110
Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола	мм	15-415	15-615
Диаметр стола	мм	520	520
Максимальная нагрузка на стол	кг	120	120
Тип шпинделя		IBAG	IBAG
Максимальная скорость шпинделя	Об./мин	36000	36 000
Рабочая скорость шпинделя	Об./мин	100 - 36000	100 - 36 000
Конус шпинделя		HSK E50	HSK E50
Мощность главного привода	кВт	20	20
Ускоренное перемещение по осям X/Y/Z	Мм/мин	20000	20000
Ускоренное перемещение по осям C и В	Об/мин	16/11	20/60
Тип привода осей В и С		Червячный	Прямой высокомоментный
Количество инструментов в инструментальном магазине		16	16
Требования к источникам питания	кВт	40	55
Давление воздуха	Кг/см2	6	6
Габаритные размеры станка	мм	2685х2900х3130	2685х2900х3130
Масса станка	кг	8000	9000

Производительность современных центров 5...7 раз превышает производительность обрабатывающих центров старого поколения. Станки оснащаются системой ЧПУ Fanuc и электроприводами другими комплектующими ведущих мировых производителей.

Рисунок 7.3.1 - Внешний вид станка HA-5AX7AB/B

7.4 Выбор крепежных приспособлений

Устройство приспособления

Универсально-сборные приспособления (УСП, УСПО) эффективны в условиях единичного, мелкосерийного и серийного неустановившегося производства. Эти приспособления собирают из заранее изготовленных взаимозаменяемых закаленных до высокой твердости элементов. Приспособление не требует предварительного проектирования, для его сборки достаточно предоставить схему базирования и закрепления заготовки с обозначением мест обработки.



Рисунок 1 - Соединение элементов УСПО-16

Разновидность универсально-сборных приспособлений УСПО-16 обладает по сравнению с УСП повышенной точностью и жесткостью. Если в УСП взаимное базирование элементов производится по сетке Т-образных пазов, то в УСПО-16 эту функцию выполняет сетка базирующих отверстий диаметром 12Н7 с шагом 400,01 мм и мерной глубиной 12+0,1 мм. Элементы снабжены также сеткой крепежных отверстий М16 и М20.

Применена оригинальная беззазорная конструкция соединения элементов между собой (рисунок 1). В двух смежных отверстиях диаметром 12Н7 каждого из элементов 1, 2 приспособления размещены двухсторонние конические пальцы, на каждой из сторон которых расположены две цанговые втулки 3 с наружным диаметром 12h6. На торцах втулок размещены эластичные полиуретановые шайбы 4 осевой компенсации чрезмерных усилий.

При стягивании элементов между собой винтами 5 между цангами и отверстиями возникает натяг, благодаря которому и обеспечивается повышенные показатели жесткости и точности приспособлений УСПО-16 по сравнению с традиционными УСП. Одновременно возникает гарантия идентичности нескольких одновременно работающих приспособлений, что особенно важно при многоместных накопителях столов-спутников в условиях гибких производственных систем.

Комплекты УСПМ подобны комплектам УСП, но одновременно являются механизированными за счет использования встроенных в базовые плиты гидравлических цилиндров. Диаметр поршня гидроцилиндра равен 60 мм, что при гидравлическом давлении в 15 МПа позволяет получить усилие на штоке в 42 кН. Гидравлический привод осуществляют от гидростанций или пневмогидроусилителей.

Приспособления, собранные из элементов УСПО-16, также могут быть оснащены гидравлическими зажимами, способными сохранять силу зажатия в отключенном от источника питания состоянии.

К универсальным приспособлениям относятся токарные патроны, тиски, некоторые виды кондукторов, делительные устройства, столы и др. Зажимающие элементы универсальных приспособлений подвергают наладке, регулировке, иногда в них встраивают специализированные устройства.

Обязательно нужно оценить, насколько велики деформации от сил закрепления. Для уменьшения деформаций должны быть использованы правильные схемы базирования и закрепления. Силы зажима в обязательном порядке должны быть направлены на опоры, сама величина сил не должна быть излишней и обуславливаться надежностью закрепления.

В качестве основного зажима заготовки используем клиновые зажимы.

Клиновые зажимы используют в качестве промежуточных звеньев в сложных зажимных системах в сочетании с другими элементарными зажимами. Положительными сторонами клиновых зажимов являются компактность, простота в изготовлении и обслуживании, самоторможение при малых углах клина, возможность увеличивать силу закрепления в сравнении с силой привода, изменение направления усилия. Последнее качество может решить проблемы уменьшения одного из размеров приспособления.

Торцовые (боковые) прижимы

Прижимы MYB 3031 и MYB 4041 позволяют быстро и надежно закрепить заготовку используя торцовый способ крепления. При этом способе прижимы не мешают производить обработку, поскольку находятся вне зоны резания.

MYB 3031 Вес: 2800 гр. Ширина: 54 мм.

MYB 4041 Вес: 2800 гр. Ширина: 54 мм.

Рисунок 7.4.1 - Торцовые ( боковые ) прижимы

Закрепление заготовки

Закрепление заготовки осуществляется за счёт двух клиновых прижимов. Для установки-снятия необходимо ослабить винт М16 на одном из прижимов, чтобы ослабить прижим и тогда заготовку с лёгкостью можно будет переустановить, а также снять.

7.5 Обоснование способа базирования

Нижняя плоскость заготовки является установочной базой с точками 1,2,3. На передней поверхности детали будет явная база с точками 4 и 5. После зажатия заготовки в клиновых зажимах лишаем заготовку шестой степени свободы , для этого мы воспользуемся специальным приспособлением на самом станке - чувствительными щупами. Эти датчики установят заготовку в оптимальное положение на столе станка, тем самым мы лишим заготовку всех 6-ти степеней свободы.

Рисунок 7.5.1 - Схема базирования детали «Корпус»

Расчет надежности закрепления

В расчетах сил закрепления водят коэффициент запаса. Он необходим для исключения риска смещения. На этот коэффициент умножают значение сил резания. Коэффициент запаса k учитывает неточность расчётов, непостоянство условий установки заготовки и обработки. Он равен произведению шести первичных коэффициентов запаса k1,k2…k6.

Находим значение коэффициента запаса k по формуле:

k=k1 k2 k3 k4 k5 k6 , (2)

где каждый из коэффициентов учитывает обстоятельства расчёта:

k1 - коэффициент неточности расчета -2;

k2 - коэффициент, учитывающий случайные неровности на поверхности заготовки, при черновой обработке 1,2;

k3 - коэффициент, учитывающий затупления и внезапное выкрашивание режущей кромки инструмента, при черновом фрезеровании 1;

k4 - коэффициент, учитывающий прерывистость резания 1,1;

k5 - коэффициент, учитывающий нестабильность усилия, при ручном зажиме 1,2;

k6 - коэффициент, учитывающийся при наличии моментов, стремящихся привернуть заготовку 1,5.

Отсюда получаем:

kPz=2 1,2 11,11,21,5=4,752.

Составляем систему уравнений. Она состоит из стольких уравнений, сколько неизвестных. Приравнивая моменты от действия силы Pz и сил трения, получим:

w1+w2+kPz-R1-R2=0

kPy-R2-R1=0

Pya-Fтр2(a-b)=0

Fтр2=R2f

R2=

w2= R2=кН

b=24.5мм a=64.5мм

Pz=кН

Py=0.7Pz=0.70.154=0.1078кН

0.10,0645- Fтр20,04=0

Fтр2=0,00645/0,04=0.16кН

R1=5.6160.415-1,075=1,25

kPz=0,825

w1= R2+R1- w2-kPz=0.43кН

Из двух полученных значений выбираем большее w2=107,5Н

Затяжку производим с помощью динамометрического ключа используя для закрепления усилие w2

Вычисление номинального диаметра винта с метрической резьбой (мм):

(1, страница 98).

мм.

у- допускаемое напряжение растяжения (сжатия), МПа; для винтов из стали 45 с учётом износа резьбы, принимаем у=90 (1, страница 98).

Так как в проектируемой оснастке диаметр винта равен М12 то это означает что усилие закрепление будет достаточным.

Вычисление момента М, развиваемого на рукоятке ключа, для получения заданной силы закрепления W.

Для винтов с плоским опорным торцом:

 (1, страница 99).

М=0,1*1,53*107,5+0,05*107,5*2,601=30,42 Н*мм

=1,7d =1.7*1.53=2.601 (1, страница 99).

Усилие Q на рукоятке ключа считаем по формуле

(1, страница 100).

Сила Q, прикладываемая к рукояти ключа составляет 0,2 H. Таким образом, видно, что закрепление заготовки не требует чрезмерных усилий.

L берём равным 150мм исходя из особенностей проектируемой оснастки.

7.6 Выбор материалов режущих инструментов

При составлении нового техпроцесса были применены инструменты для обработки титановых сплавов, что позволило интенсифицировать режимы обработки, тем самым, снизив себестоимость. Инструмент позволяет работать на высоких частотах и получать высокую шероховатость.

7.7 Выбор режущих инструментов

Таблица 7.7.1 - Перечень инструмента участвующего в обработке (новый ТП)

Группы	Наименование
Метчик	Метчик М5-7Н
	Метчик М2-7Н
	Метчик М3-7Н
Развёртка	SANDVIK COROMANT 830 , Д32 мм
Свёрла	Сверло спиральное ?20 SANDVIK COROMANT Coro Drill Delta -C2*3Dc
	Сверло спиральное ?1.6 мм SANDVIK COROMANT Coro Drill
	Сверло спиральное ?2.5мм SANDVIK COROMANT Coro Drill
	Сверло спиральное ?4.27мм SANDVIK COROMANT Coro Drill
Фрезы	Фрезы концевые SANDVIK COROMANT Coro Mill ?40, ?80
	Резьбонарезная фреза SANDVIK COROMANT Coro Mill 327
	Канавочная фреза SANDVIK COROMANT Coro Mill 327
Резец	Резец SANDVIK COROMANT Coro Bore 825

7.8 Расчет режимов резания

1.Фрезерование плоскости:

2. Фрезерование внутренних контуров:



3 Сверление отверстий:

7.8 Расчёт трудозатрат

Подготовительно - заключительное время Тпз расходуется на настройку оборудования для выполнения каждой операции обработки. Это время можно уменьшить путём использования групповых методов обработки.

Для станков с ЧПУ подготовительно - заключительное время суммируется из трёх составляющих: времени на обязательные приёмы, времени на дополнительные приёмы и времени пробной обработки заготовки.

Можно упростить назначение Тпз подсчитав значения подготовительно - заключительного времени по формулам, устанавливающим зависимость Тпз (мин) от числа инструментов К (шт) и продолжительности цикла обработки

tц (мин) = t0 + tв

В данном курсовом проекте мы используем обрабатывающий центр, для станков данного типа

Тпз = 36+К+ tц

В базовом тех процессе подготовительно - заключительное время

Тпз = 180 мин

В новом тех процессе подготовительно - заключительное время

Тпз =120,6 мин

Расчёт основного времени

Основное время - это время непосредственного резания, время, в течении которого происходит снятие стружки. Для всех видов обработки имеются расчётные формулы, суть которых сводится к делению пути L (мм) режущего инструмента относительно заготовки.

В базовом технологическом процессе основное время - 38 мин.

В новом технологическом процессе основное время - 15 мин.

Расчёт вспомогательного времени

Вспомогательное время подсчитывают как сумму трёх составляющих: установки заготовки - снятие готовой детали, время холостых перемещений рабочих органов, времени смены инструмента.

В базовом технологическом процессе вспомогательное время - 32,1 мин.

В новом технологическом процессе вспомогательное время - 9 мин.

Расчёт штучно - калькуляционного времени

Трудозатраты каждой операции характеризуются штучно - калькуляционным временем tшт к.

tшт к = tпз+ tшт

tшт к = Тпз/n + tшт

где Тпз -подготовительно - заключительное время на операцию

tпз -доля подготовительно - заключительного времени, приходящееся на одну деталь

tшт -штучное время

n -число деталей в партии

Трудоёмкость полной обработки детали равна сумме штучно -калькуляционных времён всех операций технологического процесса -это и есть трудоёмкость обработки детали. Подсчитанная таким образом трудоёмкость численно совпадает со станкоёмкостью. Если трудоёмкость выступает как мера оплаты труда, то она увеличивается за счёт умножения станкоёмкости на коэффициент переработки норм, который больше 1, и уменьшается за счёт умножения на коэффициент многостаночности, который меньше 1 (0,7 и 0,6 при обслуживании двух или трёх станков).

В базовом тех процессе штучно - калькуляционное время tшт к = 67мин.

В новом тех процессе штучно - калькуляционное время tшт к = 44,8 мин.

7.9 Краткое описание режущего инструмента

В графической части изображена развёртка для обработки отверстий точности Н6-Н9 . Развёртка позволяет работать на более высоких скоростях и улучшить качество обрабатываемой поверхности. Дополнительной корректировки и настройки пластин не требуются, благодаря конструкции развёртки они занимают строгое положение. А значит сокращается вспомогательное время, что в свою очередь приводит к повышению производительности обработки на фоне снижения затрат на инструмент.

Это позволяет не выводить инструмент в процессе обработки, увеличить скорость резания и уменьшить время обработки заготовки.

8. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВОПРОС

Рассмотрение станков и инструментальных систем.

Интерфейс шпинделя станка развивался с эволюцией станков. Можно видеть, что некоторые основные вехи, повлиявшие на изменения, это:

· ЧПУ, приведшее к автоматической смене инструмента и хранению инструмента - это привело к появлению конуса с большим углом, тяг и зажимных канавок

· Повышение оборотов шпинделя

· Многофункциональная обработка - точение, фрезерование и сверление с одним и тем же интерфейсом.

Первым и самым известным интерфейсом был конус Морзе, разработанный для сверления еще в 1868 г. После этого появился конус с большим углом 7/24, называемый также конусом ISO (1927 г.). Зажимные канавки и тяги были добавлены для смены инструмента в 60-е годы, но с 3 региональными вариациями:

MAS-BT -Азия;

ISO/DIN -Европа;

CAT-V -Америка;

Недостаток конуса с большим углом - слабая изгибная жесткость и способность выдерживать высокие обороты из-за низкого усилия зажима и отсутствия стыкового контакта с торцом шпинделя, что привело к новым разработкам:

· HSK (1992) - разработан в Германии комитетом DIN для высокоскоростных обрабатывающих центров. Его отличает фланцевый контакт и сегментный зажим с пустотелым конусом, исключающим необходимость использования тяги. Приводные шпонки имеют различную конфигурацию в зависимости от варианта и в некоторых случаях отсутствуют для высокоскоростных приложений.

· Big Plus - разработан в Японии компанией BIG Daishowa для обрабатывающих центров. Улучшенная точность обеспечивает контакт по конусу и торцу, но для зажима все еще используется тяга.

И HSK, и Big Plus сосредоточили разработку на вращающихся (обрабатывающий центр) применениях.

· Третье соединение, разработанное в тот же период, - это Coromant Capto (1990), в котором сосредоточены преимущества и HSK, и Big Plus, но также устранена надобность в приводных шпонках, вместо которых привод осуществляется через многогранник. Улучшенная радиальная точность и передача крутящего момента потребовались для обеспечения требований для 3 областей применения

· Интерфейс шпинделя станка - обрабатывающий центр, токарно-карусельный станок

· Модульное соединение - обрабатывающие центры

· Ручная система быстрой смены инструмента - токарный станок

Через несколько лет новое поколение многофункциональных станков потребовало интерфейса шпинделя для обеспечения статических (точение) и вращающихся (фрезерование/сверление) приложений, и сужающийся многогранник был естественным выбором.

Выбор интерфейса шпинделя - это ключевое решение, так как оно часто определяет ограничения по эффективности резания металла. Нет быстрого ответа на вопрос, какой интерфейс самый лучший - на самом деле это зависит от деталей, которые будут обрабатываться, и от операций, которые будут выполняться. Не следует полагать, что варианты стандартного шпинделя со станком обязательно представляют собой лучший выбор интерфейса.

Когда не производится обработка, для интерфейса шпинделя требуется быстрая заменяемость. Однако при обработке жизненно важно, чтобы стык между шпинделем и соединением был плотным, даже если усилия резания стремятся нарушить этот интерфейс.

Важно иметь интерфейс, который дает хорошую жесткость на изгиб и требуемые характеристики крутящего момента.

Жесткость на изгиб - требуется для обеспечения стабильного процесса резания при обработке инструментом с большим вылетом или при значительных нагрузках при резании.

Передача крутящего момента - это ключевой параметр для фрез большого диаметра и для токарных операций. Нагрузка, приложенная на расстоянии от осевой линии шпинделя (крутящий момент=сила x радиус), должна восприниматься большей контактной поверхностью.

Параметры соединения, характеризующие способность выдерживать высокие изгибающие силы или радиальные усилия резания, это:

· Контактный диаметр фланца - стыковой контакт фланца увеличивает базу основания, уменьшая передачу усилия резания

· Усилие зажима - чем больше усилие зажима при креплении соединения, тем больше усилие резания, при котором соединение «проворачивается».

· Площадь поперечного сечения - уменьшение диаметра инструмента по отношению к контактному диаметру фланца уменьшает жесткость инструмента

· Передача крутящего момента - наиболее очевидно при больших диаметрах инструментов и при точении, что неспособность противостоять крутящему моменту означает немедленную потерю высоты центров и точности.

10. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ ТЕХПРОЦЕССА

Расчёт сводится к сравнению приведённых затрат для этих двух вариантов обработки. Приведённые затраты складываются из себестоимости обработки и доли капитальных вложений, которые пришлось затратить на реализацию нового варианта обработки.

Статьи калькуляции себестоимости:

1. Расходы на основную заработную плату и отчисления на социальное обеспечение основных рабочих.

2. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, технологической оснастки и транспортных средств:

- затраты, на электроэнергию

- затраты, связанные с износом режущих инструментов

- затраты на содержание и ремонт станков

3. Амортизация оборудования

4. Амортизация зданий и сооружений

Себестоимость обработки равна сумме затрат по перечисленным статьям расходов.

Годовая экономия за счет снижения себестоимости обработки детали определяется:

Э = (С1 - С2)*М

где С1 и С2 - себестоимость обработки детали соответственно по базовому и новому варианту;

М - годовой объём выпуска

Годовой экономический эффект от внедрения нового тех. процесса равен разности приведённых затрат:

Ээф = З1 - З2

при этом

З1 = (С1 +Е*к1)*М

З1 = (С2 +Е*к2)*М

где к1 и к2 - удельные капитальные вложения на единицу продукции соответственно базового и нового вариантов обработки, в рублях

Е = 0,15 - нормативный коэффициент экономической эффективности

Численная значение нормативного коэффициента есть обратная величина допустимого срока окупаемости капитальных затрат при внедрении нового тех. процесса. При Е = 0,15, допустимый срок окупаемости составляет 6,7 года (1/0,15)

Экономический расчет технологического процесса выполняется по следующим формулам:

Экономический эффект

Эф = (С1 - С2)*М - Е*(к2 - к1)*М

Эф = Э - Е*(К2г - К1г)

где К1г = к1 *М - капитальные затраты соответственно базового и

К2г = к2 *М нового вариантов обработки, приходящиеся на годовой выпуск изделия, в рублях.

Экономический эффект меньше годовой экономии на разность нормативной доли капитальных затрат базового и нового тех. процесса, приходящиеся на год.

Срок окупаемости капитальных затрат на реализацию нового тех. процесса, лет.

Т = (К2г - К1г) / Э

Мероприятие считается экономически эффективным, если величина срока окупаемости равна или ниже 6,7 года. В новом тех.процессе срок окупаемости составляет 3,64 года.

Список литературы

1. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - 3-е изд. доп. и перераб. Минск: Вышэйшая школа, 1975. - 288 с., с ил.

2. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. - 303 с., с ил.

3. Иванюк А.В. Проектирование и производство заготовок в машиностроении. Конспект лекций. - Рязань: РИ МГОУ, 1998. - 33 с.

4. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений: Учебник для ВУЗов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 277с., с ил.

5. Марголит Р.Б. Проектирование технологической оснастки: Методич. указания по разработке курсового проекта - Рязань: РИ МГОУ, ЦНТИ, 2000. - 80 с.

6. Марголит Р.Б. Технология машиностроения: Методич. указания по выполнению курсовой работы - Рязань: РИ МГОУ, ЦНТИ, 2002. - 26 с.

7. Справочник технолога - машиностроителя, под. ред. к.т.н. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова, т.2, М.: Машиностроение, 1986. - 465с.

Размещено на Allbest.ru

...