Проект участка механического цеха по изготовлению детали "Втулка" N=120шт/г

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Нижегородский

государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Балахнинский филиал

Специальность 15.02.08 Технология машиностроения

Дипломный проект

Проект участка механического цеха по изготовлению детали "Втулка" N=120шт/г

Белявский Г.А. студент группы 7114П1ТМО

Руководитель Мальцева Т.В.

Нормконтроль Куликова И.Г.

Консультант Лебедева И.Е.

Введение

Технология машиностроения - это наука, изучающая и устанавливающая закономерности протекания процессов обработки и параметры, воздействие на которые наиболее эффективно сказывается на интенсификации процессов и повышение их точности.

Предметом изучения в технологии машиностроения является изготовление изделий заданного качества при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Основные задачи технологии машиностроения :

-Совершенствование технологического процесса и методов обработки;

-Изыскание и изучение новых методов обработки;

-Развитие комплексной автоматизации и механизации;

-Широкое применение компьютерной техники.

В данном дипломном проекте анализирую назначение детали «Втулка». Проверяю деталь на технологичность. Определяю тип производства-мелкосерийный, так как m=0,24кг, N=120шт , такт выпуска 2024 мин. Деталь работает на изгиб и кручение и имеет малый перепад диаметров, поэтому выбираю заготовку прокат.

Проектирую маршрут обработки с использованием универсальных станков. Рассчитываю межоперационные припуски и допуски на наружную поверхность ? 24-0,52 мм. Назначаю режимы резания на токарную и фрезерную операцию. На эти же операции рассчитываю нормы времени. Все остальные операции рассчитываю по быстрым формулам.

В конструкторской части проектирую приспособление для фрезерной операции. Рассчитываю режущий инструмент для фрезерной операции-дисковая полукруглая фреза. Провожу описание измерительного инструмента- штангенциркуль для контроля лысок размером 22±0,28.

В экономической части рассчитываю трудоемкость годовой производственной программы, потребное количество оборудования и его загрузку, определяю численность рабочих, рассчитываю фонд з/п и себестоимость детали

В организационной части разрабатываю планировку оборудования и рабочих мест на участке, транспортировку заготовок и деталей, описываю мероприятия по технике безопасности.

1. Технологическая часть

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь «Втулка» предназначена для соединения с другими деталями при помощи резьбы М24х1,5

Деталь изготовлена из углеродистой качественной конструкционной стали 20 ГОСТ 1050-88,с содержанием углерода 0,2%

Химический состав материала Сталь 20 ГОСТ 1050-88 свожу в таблицу 1.

Таблица 1 - Химический состав

марка	С	Mn	Si	Cr	Ni
Сталь 20	0,17-0,24	0,35-0,65	0,17-0,37	До 0,25	До 0,25

Содержание углерода 0,20% ведет к повышению прочности,

Cr (хром)- придаёт окаленостойкость, жаропрочность

Mn (магний)- 0,35-0,65%

Si (кремний) - повышает износостойкость, упругость, прочность, коррозийную стойкость

Ni (никель)- увеличивает пластичность и вязкость, снижает температуру хладноломкости.

Механические свойства стали 20 ГОСТ 1050-88 свожу в таблицу 2

Таблица 2 - Механические свойства стали 20 ГОСТ 1050-88

HВ	Дb Н/мм2	Д %	Ш %
101-143	431	22	50

Рисую график обрабатываемости стали.

Рисунок 1- График обрабатываемости стали

Обрабатываемость материала свожу в таблицу 3

Таблица 3 - Обрабатываемость материала

Обрабатываемость стали	Кv	Возможность получения требуемой шероховатости поверхности
Высокая Хорошая Удовлетворительная Пониженная Трудная	2,1-1,5 1,4-1,0 1,0-0,8 0,8-0,5 Менее 0,5	Очень трудно Без особых затруднений Легко или без особых затруднений Легко Легко

Вывод: Обрабатываемость стали высокая, получение требуемой шероховатости поверхности очень трудно, из-за содержания в стали свободного феррита.

1.2 Анализ детали на технологичность

Технологичность - это совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт и техническое обслуживание по наиболее эффективной технологии. Элементы технологичности и не технологичности свожу в таблицу 4



Таблица 4 - Технологичность поверхностей

Наименование поверхности	Колич. поверхностей	Унифицированные поверхности	Параметр шероховатости	Квалитет точности	Технологична Не технологична
ТП 1	1	1	6.3	12	Технологична
КП 2	1	1	1,6	9	Технологична
НЦП 3	1	-	6,3	12	Не технологична
Фаска 4	1	1	6.3	12	Не технологична
НРП 5 М24Х1,5	1	1	6.3	12	Не технологична
канавка 6	1	-	6.3	12	Не технологична
НЦП 7	1	-	6,3	12	Не технологична
ТП 8	1	-	6.3	12	Не технологична
ТП 9	1	-	6.3	12	Не технологична
НЦП 10	1	-	6.3	12	Не технологична
Канавка 11	1	-	6.3	12	Не технологична
НРП 12	1	1	6.3	12	Технологична
Фаска 13	1	1	6,3	12	Технологична
НЦП 14	1	-	6.3	12	Не технологична
КП 15	1	1	1,6	9	Технологична
ТП 16	1	1	6,3	12	Технологична
Лыска 17,18	2	2	6,3	12	Технологична
Поверхн. 19	4	4	6,3	12	Технологична
Итого	22	14

Выполняю качественный анализ детали

Коэффициент унификации Куэ определяю по формуле

Куэ = Qуэ/Qэ

где Qуэ = 16 число унифицированных поверхностей детали, шт

Qуэ =8 шт

Куэ = 14/22 = 0.63 > 0.6 --- технологична

Коэффициент использования материала Ким определяю по формуле

Ким = Gg/Gз (2)

где Gg - масса детали по чертежу, кг

Gз - масса заготовки, кг

Ким =0,24/0,64=0,375кг<0,6-не технологично.

Коэффициент точности обработки детали Ктч определяю по формуле

Ктч = 1-(1/Аср) (3)

где Аср - средний квалитет точности определяю по формуле

Аср = (1п+2п+3п+…)/Епj (4)

где Аср - средний квалитет точности

п - количество поверхностей

Аср = (20*12 +9*2)/22 = 11,7

Ктч = 1-(1/11,7) = 0,91 ? 0.8 - технологична

Коэффициент шероховатости детали

Кшер = 1/Бср(5)

где Бср - средняя шероховатость поверхности определяю по формуле

Бср = (0,01n+0,02n2+......)?ni (6)

п - количество поверхностей

Бср =(6.3*20+1,6*2)/ 22 = 5,87

Кшер =1/ 5,87 =0.17 < 0.32 - технологична

Вывод: Деталь технологична по коэффициенту шероховатости, точности и коэффициенту унификации, но не технологична по коэффициенту использования материала.

1.3 Определение типа производства

В зависимости от массы детали (0,24 кг) и годовой программы выпуска

(120 шт) определяем тип производства.

Определяем количество деталей в партии п, шт, по формуле

n =(N*t)/Ф (7)

где N - количество деталей по годовой программе, шт

N = 120 шт

t - необходимый запас деталей на складе, дней

t = 10-30 дней (для мелких заготовок)

Ф - число рабочих дней в году

Ф = 253 дня, при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8-часов

n = (120*10)/253 = 5 шт

Определяем такт выпуска Т, мин по формуле

Т = Fg*60/N (8)

где Fg - эффективный годовой фонд времени, ч

N - количество деталей по годовой программе, шт

N = 120 шт

Определяем эффективный годовой фонд времени Fg, ч по формуле

Fg = Ф*n*р (9

где Ф - количество рабочих дней в году

Ф = 253 дня

п - продолжительность рабочей смены, ч

п = 8 ч

р - количество смен

р = 2

Fg = 253*2*8 = 4048 ч

Т= (4048*60)/120 = 2024 мин

Вывод: В зависимости от такта выпуска и количества деталей в партии выбираю мелкосерийный тип производства, который характеризуется широкой номенклатурой изделий, выпускающимися мелкими партиями, применением универсальных станков и станков с элементной настройкой; стандартным режущим и измерительным инструментом.

1.4 Выбор заготовки

Так как деталь работает на изгиб и кручение и имеет малый перепад диаметров то, выбираю заготовку прокат стальной, горячекатанный, круглый.

+0,4

Сортамент по ГОСТ 13487-79 ?30-0,7

Кривизна профиля проката - 1 мкм на 1 мм длины. При подрезке на ножницах или обрубка на прессе получаются вмятины в перпендикулярном направлении по срезу. Она достигает 0,10 - 0.20 мм и скос по торцу до 3 градусов.

Величина торцевого среза, мм

х = Д заг * tq 3°

где Дзаг - выбранный диаметр заготовки, мм

х = 30 * 0,0524 = 1,6 мм

Величина среза на вмятину, мм

f = 0,2 * Дзаг

f = 0,2 * 30 = 0,6 мм

Суммарный срез по торцу, мм

с= х + f

с= 1,6 + 0,6 = 3,2 мм

Общая длина заготовки, мм

Lзаг = Lq + 2 * hm + Вр (13)

где Lq - длина детали, мм

hm - припуск на чистовую подрезку торца, мм

Вр - ширина отрезного резца (2-3 мм)

Lзаг = 102 + 2 * 2 + 3 =109 мм

Длина проката, мм

Lпр = Lзаг * n + 2 * c + Lзаж (14)

где n - число заготовок на 1 прокат (15-30)

Lзаж - длина зажима (10-15мм)

Lпр = 109 * 1 + 2 * 3,2 + 15 = 130,4 мм

Реальное количество заготовок, шт.

Кзаг.= (Lпр-Lотр-Lзаж.)/(Lзаг+Bр)=(130,4-3-10)/(109+3)=2шт (15)

Масса заготовки

mзаг.=0,109*5,92=0,64кг (16)

Вывод: Выбираю заготовку прокат стальной горячекатаный круглый

+0,4

ГОСТ13487-79 ? 30-0,7 ; площадь поперечного сечения 7,548мм ;

масса 1 м профиля 5,92кг.

1.5 Выбор баз и обоснование проектируемой технологии

Таблица 5 - Маршрут обработки детали

№ опер.	Установ	Содержание перехода	Оборудование	Приспособление	Режущий и измерительный инструмент
005	А	Заготовительная 1 Отрезать заготовку Lзаг=109мм	Ножовочный станок 8Б72	Полотно ножовочное	Пила отрезная ГОСТ 18210-72.
010	А	Токарная 1 Подрезать торец 2 Сверлить отверстие 8 на проход 3Рассверлить отв 8 до 14 4 Точить НЦП 24 на длину 34 за 2 прохода. 5 Точить НЦП 21,8 на длину 6 с образованием фаски 45. 6.Точить канавку 21,8 на длину 12. с образованием фаски 45. 7.Точить коническую поверхность , под 74. выдерживая размер15. 8.Нарезать резьбу М24Х1,5.	Токарно-винторезный станок 16К20.	3-хкулачковый патрон ГОСТ 2675-80.	Резец подрезной ВК6 ГОСТ 18878-73; Сверло Р6М5 ГОСТ 19544-74; Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18880-73; Резец фасочный ГОСТ 18875-73; Плашка резьбонакатная ГОСТ 2248-80; Сверло Р18 ГОСТ 28320-89; Резец канавочный Т14 К8 ОСТ 2И10-8-84; Штангенциркуль ГОСТ 166-89
	Б	1.Подрезать торец в размер 102. 2.Точить НЦП 24 в размер 65. контролируя размер 3 за 2 прохода. 3.Точить НЦП 21,8 на длину 6,с образованием фаски 45° 4.Точить канавку 21,8 выдерживая размер 12,с образованием фаски 45° 5.Точить коническую поверхность под 74выдерживая размер 15. 6.Нарезать резьбу М24Х1,5.	.
015	А	Шлифовальная 1)Шлифовать коническую поверхность я7430/ за 2 установа Ra 1,6.	Круглошлифовальный станок 3М194	Втулка ГОСТ 20305-80	Шлифовальный эльборовый круг ГОСТ 17123-85.
020	А	Фрезерная 1)Фрезеровать 4 поверхности R 4,0 выдерживая размер 34 ,45.	Консольно-вертикально фрезерный станок 6Р11	3х кул. патрон ГОСТ2675-80 ,оправка,	Фреза концевая?8,z=4 ГОСТ 9305-93; Фреза?6,z=4Р6М5 ГОСТ 17025-71;
	Б	2)Фрезеровать 2 лыски 17,18 в размер 220,28			Штангенциркуль ШЦЦ-1 ГОСТ 166-89; Угломер типа 2-2 ГОСТ 5378-88
025		.Слесарная 1)Зачистить заусенцы притупить острые кромки.			Напильник плоский ГОСТ 1465-80
030		Контрольная 1)Проверить размеры согласно чертежу.

1.6 Расчет межоперационных припусков и размеров

Межоперационные припуски на размеры внутренней поверхности рассчитываются в таблице 6

машиностроение механический цех

Таблица 6 - Расчет межоперационных припусков на размеры наружной поверхности

Графа 1 Заполняется пользуясь технологическим процессом обработки для каждой обрабатываемой поверхности по всем операциям и переходам

Графа 2 Наименьший припуск для черновой обработки Zчер. = 3 мм,

Графа 3 Заносятся размеры для конечного перехода

Dотд. = размер детали - допуск = 24 - 0,52= 23,48 мм

Dчер. = Dчис. + припуск на черновую = 23,48+3,0=26,48 мм

Dзаг = Dчер. + припуск на черновую = 26,48+3,0=29,48 мм

Графа 4 Допуск на окончательный размер должен быть равен допуску

На размер детали.

дзаг = 1000 мкм

дчер = 210 мкм

Графа 5 Наибольшие предельные размеры по

переходам определяются: графа 3 - графа 4 по строкам

Dнаим.заг. = 29,48 + 1,0 = 30,48 мм

Dнаим.чер1 = 26,48 + 0,21 = 26,69 мм

Dнаим.чер2 = 23,48 + 0,21 = 23,69 мм

Графа 6 Наименьшие предельные размеры равны значениям графы 3

Графа 7 Наибольший припуск

Zmax.черн1. = dнаиб.заг. - dнаиб.черн1 = 30,48 - 26,69 = 3790 мкм

Zmax.чер2 = dнаиб.черн1. - dнаиб. Черн2= 26,69 - 23,69 = 3000 мкм

Графа 8 Наименьший припуск

Zmin.чер1 = dнаим.заг. - dнаим. Чер1= 29,48 - 26,48 = 3000 мкм

Zmix.чер2 = dнаим.черн1. - dнаим. Чер2= 26,48 - 23,48 = 3000 мкм

Схему поля допуска поверхности показываю на рисунке 2

Рисунок 2-Схема поля допуска

1.7 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на токарную операцию 010 свожу в таблицу 8

Таблица 7 - Назначение режимов резания на токарную операцию 010

Эскиз заготовки в наладки показываю на рисунке 3

Рисунок 3 - Эскиз заготовки в наладке

Исходные данные

Деталь - Втулка

Материал - сталь 20 ГОСТ 1050-88

Режущий инструмент - резец проходной ГОСТ 18878-73

Оборудование - токарно-винторезный станок 16К20

Определяем длину рабочего хода суппорта Lр.х, мм, по формуле

Lр.х = Lрез + y (17)

где Lрез - длина резания, мм

y - длина подвода, врезания и перебега инструмента, мм, находим по формуле

y=yпод + yврз + yп

где y=5мм

Lрез = 34 мм

Lр..х =34 + 5 = 39 мм

Определяем подачу на оборот шпинделя So, мм/обр

So = 0,6 об/мин

Принимаю по паспорту станка 16К20

So= 0,6 об/мин

Определяем стойкость инструмента, Тр, мин, по формуле

Тр = Тм * (18)

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, мин

К- коэффициент времени резания определяем по формуле

Тм = 50 мин

= 34 / 39 = 0,87 > 0,7 Тм Тр значит Тм = 50 мин

Определяем скорость резания V, м/мин, по формуле

V=Vтаб*K1*K2*K3 (19)

где Vтаб - табличная скорость

K1 - коэффициент зависящий от материала

K2 - от стойкости и марки твердого сплава

K3 - от вида обработки

Vтаб =42 м/мин

K1 = 1,55, К2 = 1,15, К3 = 1

V= 25 * 0,85 * 1,15 * 1 = 24,44 м/мин

Определяем число оборотов шпинделя n, об/мин, по формуле

n = (20)

где d - обрабатываемый диаметр, мм

n = (1000 * 24,44)/(3,14 * 24) = 324,3 об/мин

Предельное число оборотов по паспорту станка 16К20

nпасп- 315 об/мин

Определяем действительную скорость резания Vд, м/мин, по формуле

Vд= (21)

Vд= (3,14 * 24 * 315)/1000 = 23,7 м/мин

Определяем силу резания Р, кГ, по формуле

Р = Ртаб*K1*К2 (22)

где Ртаб - табличная сила

K1 - коэффициент зависящий от обрабатываемого материала

К2 - от скорости резания и переднего угла в плане

Ртаб = 200 кГ

К1 = 1,15

К2 = 1,0

РZ =200 * 1,15 * 1,0 = 230 кГс

Определяем мощность резания для инструмента Nрез, кВт, по формуле

Nрез = Р*Vд/6120 (23)

Nрез = (230 * 23,7)/6120 = 0,89 кВт

Определяем мощность шпинделя Nшп, кВт, по формуле

Nшп= 1,2*Nдв*з (24)

где Nдв - мощность двигателя станка, кВт

з - коэффициент полезного действия станка

Nдв = 10 кВт

з = 0,75

Nшп = 1,2 * 10* 0,75 = 9 кВт

Nрез<Nшп 0,89<9- Резание возможно

Определяем машинное время tМ, мин, по формуле

tМ = Lр.х/ So*n (25)

tм = 39 / (0,6*315) = 0,21 мин

Таблица 8. Назначение режимов резания на фрезерную операцию



Рисунок 4 - Эскиз заготовки в наладке

Исходные данные на фрезерную операцию 020

Операция - Фрезерная

Материал заготовки - Сталь 20 ГОСТ 1050-88

Режущий инструмент - Фреза концевая ?6 z=4 ГОСТ17025-71

Оборудование - Консольно-вертикально фрезерный станок 6Р11.

1)Длина рабочего хода суппорта, мм

L р.х. = Lрез+y ; (26)

где Lрез-длина резания ;

y-длина подвода, врезания и перебега инструмента.

L р.х.= 9,5+6=15,5мм

Lрез=9,5мм

2)Средняя ширина фрезерования

Bcр=(F/Lрез)=9,5/9,5=1мм (27)

3)Подача на зуб фрезы Sz=0,01

4)Стойкость инструмента

Тр=Тм* (28)

= (Lрез/Lр.х)=9,5/15,5=0,61<0,7,

тогда Тр=60*0,61=36,6 мин

5)Скорость резания

V=Vтабл*К1*К2*К3; (29)

К1-коэф.зависящий от материала;

К2-коэф. От стойкости и марки сплава;

К3-коэф.от вида обработки

V=34*1,0*0,9*1,1=33,66м/мин

6)Число оборотов шпинделя

n= (30)

n=(1000*33,66)/(3,14*6)=1786,6об/мин

где D-диаметр фрезы.

Принимаю по паспорту станка n=1600об/мин.

7)Действительная скорость резания

Vд= (31)

Vд=(1600*3,14*6)/1000=30,1м/мин

8)Минутная подача (для станков с прямолинейной подачей)

Sм=Sz*zu*n (32)

Sм=0,01*4*1600=64мм/мин

где Sz=0,01

Zu=4

9)Основное машинное время

Тм= (33)

Тм= =0,24мин

10)Уточнение подачи на зуб фрезы

Sz=Sм/(zu*n) (34)

Sz=64/(4*1600)=0,01мм/зуб

11)Мощность резания для инструмента, к Вт

Nрез= (35)

Nрез=(0,11*30,1*9,5*4*1,15*1,0)/1000=0,145к Вт

Ncт=1,2*Nдв* (36)

Ncт=1,2*7,5*0,8=7,2 к Вт

Nрез< Ncт

0,145<7,2 К Вт-резание возможно.

1.8 Расчет норм времени

Выполняю таблицу 9 определение штучного времени на токарную операцию 010.

Таблица 9 - Определение штучного времени на токарную операцию

№оп	Приемы	Осн. время Тм	Время Твсп инстр мин	Время Твсп контроля	Примечание
1	Взять деталь установить в 3-х кулачковый патрон		0,10
2	Включить станок кнопкой		0,02
3	Подвести инструмент к детали с помощью суппорта		0,04
4	Включить подачу кнопкой		0,02
5	Обработать поверхность детали	0,21
6	Выключить подачу кнопкой		0,02
7	Быстрый отвод инструмента или суппорта		0,04
8	Выключить станок кнопкой		0,02
9	Открепить и снять деталь		0,10
10	Контроль детали ШЦ1-ГОСТ			0,1
	Итого	0,21	0,36	0,1

Определяю оперативное время Топ, мин, по формуле

Топ=tм + tв (37)

где tм - основное время

tв - вспомогательное время

Топ=0,21 + 0,36 + 0,1 = 0,67 мин

Определяю время на организационно - техническое обслуживание Торг, мин, по формуле

Торг=(аорг*Топ)/100 (38)

где аорг =4% - время на организационно-техническое обслуживание в

процентах от основного

Торг=(4*0,67)/100=0,03 мин

Определяю время на отдых и личные надобности Тотл, мин, по формуле

Тотл=(аотл*Топ)/100 (39)

где аотл=4%- время на отдых и личные надобности в процентах от основного

Тотл=(4*0,67)/100 = 0,03 мин

Определяю штучное время Тшт, мин, по формуле

Тшт=Топ(1+(аорг+аотл/100)) (40)

Тшт=0,67* (1 + ((4+4)/100)) = 0,054 мин

Определяю подготовительно - заключительное время

Тпз.=16 мин. Определяю штучно калкуляционое время Тштк, мин, по формуле

Тштк = Тшт+(Тпз/n) (41)

где n - количество деталей в партии

Тштк=0,054+(16/5)=3,25 мин

Выполняю таблицу 10 определение штучного времени на фрезерную операцию 020.

Таблица 10 - Определение штучного времени на фрезерную операцию

№оп	Приемы	Основное время Тм мин	Время Твсп инстр мин	Время Твсп контроля мин	Примечание
1	Взять установить деталь на оправку		0,2
2	Включить станок кнопкой		0,03
3	Включить и выключить вращение фрезы рычагом		0,02
4	Подвести деталь к фрезе перемещением стола вручную		0,05
5	Включить подачу рычагом		0,02
6	Обработать поверхность детали	0,24	------
7	Выключить подачу рычагом		0,02
8	Быстрый отвод детали от фрезы		0,04
9	Выключить станок		0,2
10	Открепить и снять деталь		0,3
11	Контроль детали Штангенциркуль			0,08
	Итого	0,24	0,61	0,08

Определяю оперативное время Топ, мин, по формуле

Топ=tм + tв (42)

где tм - основное время

tв - вспомогательное время

Топ=(0,24+0,61+0,08)*2= 1,86 мин

Определяю время на организационно - техническое обслуживание

Торг, мин, по формуле

Торг=(аорг+Топ)/100 (43)

где аорг = 3,5% - время на организационно - техническое обслуживание в процентах от основного

Торг=(3,5*1,86)/100=0,07 мин

Определяю время на отдых и личные надобности Тотл, мин, по формуле

Тотл=(аотл+Топ)/100 (44)

где аотл=4% - время на отдых и личные надобности в процентах от основного

Тотл=(4*1,86)/100 = 0,07 мин

Определяю штучное время Тшт, мин, по формуле

Тшт=Топ(1+(аорг + аотл/100)) (45)

Тшт=1,86* (1 + (3,5+4/100)) = 2 мин

Определяю подготовительно - заключительное время

Тпз.=17 мин

Определяю штучно калкуляционое время Тштк, мин, по формуле

Тштк = Тшт+(Тпз/n) (46)

где n - количество деталей в партии

Тштк= 2 + (17/5)= 5,4 мин

Расчет норм времени на оставшиеся операции произвожу по быстрым формулам и заношу в таблицу 11

Таблица 11 - Расчет норм времени оставшихся операций

2. Конструкторская часть

2.1 Проектирование приспособления

В качестве приспособления выбираю приспособление для фрезерования пазов операции 020 Основные элементы приспособления и принцип его действия следующий.

Приспособление состоит из:1-поворотный стол;2-3 х кулачковый патрон; . 3-оправка; 4-прижим; 5,6-гайки; ,7,8-шайбы

Принцип работы: Деталь устанавливается на оправку и фиксируется шайбой-8 и гайкой-6,затем оправка с деталью зажимается 3-х кулачковым патроном-2, который установлен на поворотном столе-1 при помощи прижима-4,гайки-5 и шайбы-7. Вращательное движение планшайбы поворотного стола с ручным приводом получают через червячную передачу. Червячное колесо соединенное с планшайбой стола имеет 90 зубьев. При повороте рукоятки на 1 оборот червячное колесо вместе с планшайбой поворачивается на 1 зуб. Для того чтобы планшайба совершила 1 полный оборот, необходимо повернуть рукоятку 90 раз.



Рисунок 5 - Приспособление для фрезерования

Выбор схем базирования

Для выполнения операции 020- Фрезерование , выбираю не полную схему базирования, так как возможен поворот детали вокруг оси

Деталь лишаем четырех степеней свободы

Рисунок 6 Неполная схема базирования

В соответствии с выбранной схемой базирования выбираю технологические базы - двойную направляющую и опорные.

Двойная направляющая база лишает заготовку четырех степеней свободы- перемещения по двум осям и вращения вокруг этих осей. Точки 1,2,3,4 лишают заготовку перемещения вдоль осей Yи Z ,и вращения вокруг них

Расчет погрешности базирования

Деталь устанавливается в трехкулачковом патроне, поэтому погрешность базированивания Еб=0, так как ось детали совпадает с осью патрона и конструкторская база совпадает установочной базой.

Расчет усилия зажима.

W= (47)

где Wсум-суммарная сила зажима всеми кулачками.

z-количество кулачков. ,

W=

Wсум.=, (48)

Wcум=(2*8,28)/(0,1*0,015)=11040Н

где Мрез-момент силы резания,

f-коэффициент трения; f=0,1;

К-коэффициент запаса К=2;

R-радиус заготовки. R=15мм.

Мрез=, (49)

Мрез=

где D-диаметр фрезы,

x y u

Рz=, (50)

Ср=68,2

t=4

x=0,86;

Sz=0,01;

y=0,72;

В=8;

U=1;

Z=12;

D=63;

q=0,86;

n=315;

w=0;

К=0,94

0,3

Кмр= () =0,94

0,86 0,72 1 0,86 0

Рz=(10*68,2*4*0,01*8*12)/(63*315)*0,94=(10*68,2*3,3*0,036*8*12)/35,3*1*0,94=

=

2.2 Проектирование режущего инструмента

Рассчитываю концевую фрезу ГОСТ 17026-71 для фрезерной операции

020.

Материал инструмента сталь Р6М5 ГОСТ 4047-83

Назначаем глубины резания

t=3 мм-по чертежу

Назначаем подачу на зуб

Принимаю S=0,1 мм/зуб

Определяем скорости резания V,м/мин по формуле

1. V= , (50)

где Т-период стойкости инструмента

Т=120;

Сv-коэффициент

Сv=46,7

z-число зубьев фрезы

z=4

индексы

g=0,25

m=0,33

х=0,5

y=0,5

u=0,1

V= = 21 м/с

Кv= Кмv*Кnv*Кuv,

где Кмv-коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

Кпv- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,

Кuv-коэффициент учитывающий материал инструмента.

Кv=1*1*1=1

2.Определяем силу резания Рz, Н, по формуле

Рz=, где (51)

Ср-68,2;

t=1,5;

x=0,5;

S=0,1;

y=0,5;

В=45;

n=1,0;

z=4;

D=8;

q=0,45

n=1600;

m=0,33

Рz=

Кmp=

Кmp==1,2

2. Производим расчет оправки на изгиб по формуле

3.

Р yz= (52)

Рy= 0,3*Рz

Рy=0,3*492,5=147,75Н

Рyz=

4. Определяем крутящий момент на шпинделе Мсум, Нм , по формуле

Мкр= (53)

Мкр= Нм

5. Определяем окружной торцевой шаг по формуле

Sокр=() (54)

Sокр=(

6. Определяем осевой шаг фрезы по формуле

Sос=( (55)

Sос=(

7. Проверяем величины Z и Sос на условия равномерного фрезерования

C= (56)

C=-Условие равновесия обеспечено.

Вывод: Выбираю концевую фрезу ГОСТ 17026-71 d=8мм; z=4 Фреза цельная, материал фрезы-сталь Р6М5 ГОСТ 4047-83.

2.3 Проектирование измерительного инструмента

В качестве измерительного инструмента выбираю штангенциркуль ГОСТ 166-88 для контроля лысок R=4 мм в размер 22±0,28.

Штангенциркуль состоит : состоит из 1-штанга, 2-рамка, 3-губки для внутренних измерений,4-губки для наружных измерений,5-глубиномер,6-зажимный винт для фиксации рамки.

Принцип работы: На штанге-1,нанесена основная шкала-3. Нониус относится к дополнительной шкале, которая помогает следить за десятыми или сотыми долями миллиметров.



Рисунок 7- Штангенциркуль

3.Экономическая часть

3.1 Расчет трудоемкости годовой производственной программы

Трудоемкость-количество рабочего времени, необходимого для качественного изготовления единицы продукции.

Определение трудоемкости годовой программы Tr н-ч, по формуле

Тr= (Нвр*Nr)/60 (57)

где: Нвр- норма времени на единицу продукции, мин

Нвр= 30,42 мин

Nr- годовая программа выпуска, шт

Nr= 120 шт.

Тr= (30,42*120)/60 = 60,84 н-ч

Определяю удельный вес операционного времени Qi %, в суммарно-калькуляционном времени по формуле

Qi=Тшт*100/Нвр (58)

где: Тшт- штучно-калькуляционное время на на I операцию, мин

I-количество операция по технологическому процессу.

Тшт010= 18,85мин

Тшт015= 0,53мин

Тшт020= 11,04мин

Q010= (18,85*100)/30,42= 61,97%

Q015= (0,53*100)/30,42= 1,74%

Q020= (11,04*100)/30,42= 36,29%

Определяю трудоемкость годовой программы по видам работ Тi, н-ч по формуле

Ti=Tr*Qi/100 (59)

Ti010 = 60,84*61,97/100=37,7н-ч

Ti015 = 60,84*1,74/100=1,06 н-ч

Ti020 = 60,84*36,29/100=22,08 н-ч

Составляю сводную таблицу 12 распределение трудоемкости годовой программы

Таблица 12 - Распределение трудоемкости годовой программы

№ операции	Т шт, мин	Qi %	Тi, н-ч
1	2	3	4
010	18,85	61,97	37,7
015	0,53	1,74	1,06
020	11,04	36,29	22,08
Итого	30,42	100	60,84

3.2 Расчет потребного количества оборудования и его загрузки

Определяю расчетное количество оборудования на каждой операции Sрасч, по формуле

Sрасч = (Ti/Fд)* Kn (60)

где Кп - коэффициент выполнения норм

Fд - действительный фонд рабочего времени

Определяю эффективный фонд времени Fgo, ч, по формуле

Fgo = ((Дк - Дc -Дв-Дпр)*Fc -r*m) *Kио *S (61)

где Дк, - количество календарных дней в планируемом году

Дс - субботних дней

Дв - воскресных дней

Дпр - праздничных дней (12дней)

Fс - продолжительность рабочей смены (8ч)

r -количество сокращенных часов в предпраздничные дни (1ч)

m - предраздничные дни

Кио - коэффициент учитывающий плановый простой оборудования в ремонте (в серийном производстве 0,97)год,

S - коэффициент сменности, равный 1

Fgo = ((366-52-52-12)*8-1*7)*0,97*1= 1933,21ч - принимаем 1933ч

Sрасч010=(37,7/1933)*1,1=0,02

Sрасч015=(1,06/1933)*1,1=0,001

Sрасч020=(22,08/1933)*1,1=0,01

Полученные результаты потребного количества оборудования округляю до целого числа, в большую сторону

Это значение называют количеством оборудования

Sпр010=1ст

Sпр015=1ст

Sпр020=1ст

Определяю процент загрузки как отношение расчетного количества оборудования к принятому Пзагр % по формуле

Пзагр=(Sрасч/Sпр)*100 (62)

Пзагр010=(0,02/1)*100=2%

Пзагр015=(0,001/1)*100=0,1%

Пзагр020=(0,01/1)*100=1%

Расчет среднего количества оборудования по всем группам Пзагр ср. % производится по формуле

Пзагр ср.=(?Sрасч/?Sпрi)*100 (63)

Пзагр.ср.=(0,031/3)*100= 1,03%

Расчет потребного количества оборудования и загрузки свожу в

Таблица 13 - Расчет потребного количества оборудования и загрузки

№ опер	Ti, Н-ч	Fд,ч	Sрасч, ст	Sпр, ст	Пзагр,%
1	2	3	4	5	6
010	37,7	1933	0,02	1	2
015	1,06	1933	0,001	1	0,1
020	22,08	1933	0,01	1	1
Итого	60,84		0,031	3	1,03

На основе производственных расчетов строим график загрузки оборудования участка, который имеет вид столбиковой диаграммы, при этом ширина столбца должна соответствовать количеству станков данного типа

Высота столбца находится на уровне, соответствующем проценту загрузки станка данного типа. Средний процент загрузки оборудования проектируемого участка показывается горизонтальной линией.



Рисунок 8 - График загруженности оборудования

3.3 Определение численности работающих

Расчет численности ведется отдельно по категориям работающих:

а) рабочие (основные и вспомогательные)

б) инженерно-технические работники, счетно-контрольный и младший

обсуживающий персонал.

Определяю численность производственных рабочих по каждой операции технологического процесса Росн.чел. по формуле

Росн = (Ti/Fэ)*Кн (64)

где Fэ - эффективный фонд времени одного рабочего, ч

Кн - коэффициент выполнения норм

Ti - трудоемкость годовой программы по операции, н-ч

Fgр = ((Дк - Дc -Дв-Дпр)*Fc -r*m) *Kир (65)

где Дк, - количество календарных дней в планируемом году

Дс - субботних дней

Дв - воскресных дней

Дпр - праздничных дней (12дней)

Fс - продолжительность рабочей смены (8ч)

r -количество сокращенных часов в предпраздничные дни (1ч)

m - предраздничные дни

Кир - коэффициент учитывающий плановый простой оборудования в ремонте (в серийном производстве 0,87)год,

Кир = 100% -Сн / 100%

где Сн - 13% потери от номинального фонда времени из-за невыхода на работу; 9% - на отпуск, 2% - на болезни, 0,5% - на выполнение государственных и общественных обязанностей, 1%-на учебные отпуска, 0,5% - на перерывы для кормящих мам.

Кир = 100% -13%/ 100% =0,87

Fgр = ((366-52-52-12)*8-1*7)*0,87 = 1733,98ч - принимаем 1734ч

Росн010=(37,7/1734)*1,1=0,02=1 чел

Росн015=(1,06/1734)*1,1=0,001=1 чел

Росн020=(22,08/1734)*1,1=0,01=1 чел

Расчет численности производственных рабочих свожу в таблицу 14

Таблица 14 - Расчет численности производственных рабочих

Количество вспомогательных рабочих, бригадиров, кладовщиков и д.р. составляет для серийного производства 20% от числа основных рабочих.

Количество инженерно-технических, счетно-контрольного и младшего обслуживающего персонала принимается в следующем отношении от общего числа основных и вспомогательных рабочих

ИТР=10%

СКП=2%

МОП=3%

Рвсп=Росн*20% чел (66)

Рвсп=3*0,2%=0,6=1чел

ИТР=(Рвсп+Росн)*10% чел (67)

СКП=(Рвсп+Росн)*2% чел (68)

МОП=(Рвсп+Росн)*3% чел (69)

ИТР=(1+3)*10%=0,4=1 чел

СКП=(1+3)*2%=0,08=1 чел

МОП=(1+3)*3%=0,12=1 чел

Численность списочного состава работающих на участке свожу в таблицу 15

Таблица 15 - Численность списочного работающих на участке

Наименование категории работающих	Количество работающих, чел.	Отношение к общему количеству работающих %
1	2	3
Основные рабочие	3	57,14%
Вспомогательные рабочие	1	14,29%
ИТР	1	14,29%
СКП	1	14,29%
МОП	1	14,29%
Итого	7	100%

3.4 Расчет фонда заработной платы и средней заработной платы работающих

Расчет ведется отдельно по категориям работающих с учетом того что

наиболее распространенными формами оплаты труда является для основных рабочих - сдельно-премиальная, а для вспомогательных рабочих - повременная-премиальная.

Полный фонд заработной платы каждой категории работающих Фп руб

рассчитываю по формуле:

Фп=Фт+Д+Фдоп (70)

где Фт- фонд тарифной з/п, руб.

Д-Доплаты к основной з/п, руб.

Фдоп - фонд дополнительной з/п, руб.

Фонд тарифной заработной платы основных рабочих Фт осн, руб.

определяется по формуле:

Фт осн= Тс*Тг (71)

где Тс - средняя тарифная ставка, руб.

Тг - трудоемкость годовой программы, н-ч

Определяю среднечасовую тарифную ставку основных рабочих Тс осн. руб, по формуле

Тс осн= Тсi*Тi/Тг (72)

где Тсi - соответствующая тарифная ставка соответствующего разряда, руб.

Тi - трудоемкость годовой программы данной классификационной сложности, н-ч

Для определения тарифной ставки уточняем разряды основных рабочих в таблице 16

Таблица 16 - Определение среднечасовой тарифной ставки

№ опер.	Число основных рабочих	Разряды	Тi ,н-ч	Тс. Руб.
1	2	3	4	5
010	1	4	37,7	62
015	1	3	1,06	54
020	1	4	22,08	62
Итого	3		60,84

Тср осн=(37,7*62+1,06*54+22,08*62,0)/60,84= 61,86 руб

Фт осн=60,84*61,86= 3763,56 руб

Определяю фонд тарифной заработной платы вспомогательных рабочих Фт всп, руб. по формуле:

Фт всп=Тс всп*F*Рвсп (73)

где Тс всп- тарифная ставка вспомогательных рабочих, руб.

F- полезный фонд времени, чел

Рвсп - число вспомогательных рабочих, чел.

Определяю среднечасовую тарифную ставку вспомогательных рабочих по формуле:

Тс всп=(Тсi*Pi)/Рвсп (74)

где Тсi-часовая тарифная ставка вспомогательных рабочих соответствующего разряда

Рi-количество рабочих по данному разряду

Рвсп-число вспомогательных рабочих

Для расчета среднечасовой тарифной ставки вспомогательных рабочих уточняются их разряды

1рабочий по 3 разряду

Тарифная ставка 54,0

Тс всп=(54*1)/1 = 54,0

Принимаем F=1734ч

Фт всп=54*1734*1 = 93636 руб.

Для расчета тарифного фонда заработной платы ИТР,СКП,МОП принимаем оклады

ИТР=12000р.

СКП=8000р.

МОП=6000р.

Определяю фонд тарифной заработной платы ИТР,СКП,МОП руб, по

формуле

Фт итр скп моп=(Оитр*Кт*Ритр)+(Оскп*Кт*Рскп)+(Омоп*Кт*Рмоп)

где Оитр,Оскп,Омол -месячные оклады ИТР,СКП,МОЛ

Кт - количество месяцев в году

Ритр,Рскп,Рмоп - количество персонала соответствующей категории

Фт итр скп моп =(12000*12*1)+(8000*12*1)+(6000*12*1)=312000р

Доплата которая включает в себя премии, доплаты за совмещение профессии, за руководством бригадой и ряд других доплат рабочим принимаем в размер 60% от тарифной заработной платы для основных и вспомогательных рабочих, для ИТР,СКП,МОЛ -40%

Определяю доплату основных рабочих Досн, руб по формуле

Досн=Фт осн*60% (20)

Досн=3763,56*0,6= 2258,14р.

Определяю доплату вспомогательных рабочих Д всп,руб по формуле

Двсп=Фт всп*60% (76)

Двсп=93636*0,6=56181,6р.

Определяю доплату ИТР,СКП, МОЛ Дитр., руб. по формуле

Дитр=Фт итр скп моп*40% (77)

Дитр скп моп =312000*0,4=124800р.

Годовой фонд дополнительной заработной платы может быть принят в размере 10% от основной заработной платы включает в себя оплаты по тарифу и доплаты

Определяю годовой фонд дополнительной заработной платы основных рабочих Фд осн., руб. по формуле:

Фд осн.=(Фт осн.+Досн)*10% (78)

Фд осн=(3763,56 + 2258,14)*0,1=602,17 р.

Определяю годовой фонд дополнительной заработной платы вспомогательных рабочих Фд всп. Руб. по формуле

Фд всп=(Фт всп+Двсп)*10% (79)

Фд всп=(93636+56181,6)*0,1= 14981,76р

Определяю годовой фонд дополнительной заработной платы

ИТР,СКП,МОП рабочих Фд итр. Руб. по формуле.

Фд итр скп моп=(Фт итр скп моп+Дитр скп моп)*10% (80)

Фд итр=(312000+124800)*0,1=324480 р.

Отчисления на социальное страхование производится от суммы заработной платы, доплат и дополнительной заработной платы основных, вспомогательных рабочих ,а также ИТР,СКП,МОП в размере 31.1%

В этой статье учитывается отчисление в пенсионный фонд - 22%, фонд социального страхования - 2.9%, фонд обязательного медицинского страхования - 5.1% а так же страхование от несчастного случая на производстве 1.1%

Отчисления на социальное страхование производится от заработной платы основных, вспомогательных рабочих ,а также ИТР,СКП,МОП в размере 31,1%

Фп осн = Фт осн+Фд осн+Досн

Фп всп = Фт всп+Фд всп+Двсп

Фп итр = Фт итр+Фд итр+Дитр

Фп осн = 3763,56 + 602,17+2258,14 = 6623,87 р

Фп всп = 93636+14981,76+56181,6 = 164799,36р

Фп итр = 312000+324480+124800=761280р

Определяем отчисление на социальное страхование основных рабочих по формуле

Осс осн=Фп осн *31,1% (81)

Осс осн=6623,87*0,311=2060,02

Определяю отчисления на социальное страхование вспомогательных рабочих по формуле

Осс всп=Фпвсп*31,1% (82)

Осс всп=164799,4*0,311=51252,6р

Определяю отчисления на социальное страхование ИТР,СКП,МОП по формуле:

Осс итр скп моп=Фп итр*31,1% (83)

Осс итр скп моп=761280*0,311 =236758,1р.

Расчет полного фонда заработной платы, средней месячной заработной платы по категориям работающих и отчисление на социальное страхование свожу в таблицу 17

Таблица 17 - Расчет полного фонда заработной платы, средней заработной платы по категориям работающих и Осс

Примечание: Среднегодовая и среднемесячная заработная плата вспомогательных рабочих и ИТР,СКП,МОП рассчитана при условии, что они заняты в течении года весь полезный фонд времени.

Заработная плата основных рабочих рассчитана только на даннуюдеталь, конечная среднегодовая и среднемесячная заработная плата основных рабочих будет рассчитана из условия, что в течении года они будут изготавливать несколько деталей.

3.5 Расчет себестоимости детали и себестоимости годовой программы

Расчет осуществляется путем составления плановой калькуляции, результаты сводятся в таблицу 18.

Таблица 18 - Расчет плановой калькуляции

Статья калькуляции	Сумма,руб
Материалы	156
Основная з/п производственных рабочих	31,27
Дополнительная з/п производственных рабочих	3,13
Отчисление на социальное страхование	10,70
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	62,54
Общезаводские расходы	18,76
Внепроизводственные расходы	14,12
Полная себестоимость	296,52

Затраты на основные материалы за вычетом отходов, руб. определяются по формуле

М=mмат*Qз-(mотх*(Qз-Qд)) (84)

где mмат - цена одного килограмма материала, руб

mмат = 300руб.

mотх - цена одного килограмма отходов, руб

mотх = 90руб.

Qд - масса детали, кг

Qз - масса заготовки, кг

М=300*0,64-(90*(0,64-0,24))=156руб

Определяю основную з/п, руб. на одну деталь по следующей формуле

ЗПосн=?Рсд (85)

ЗПосн=31,27 руб

Расчет сдельной расценки свожу в таблицу 19.

Таблица 19 - Расчет сдельной расценки.

№ оп	Тшт, мин	Разряды	Тс. Руб.	Норма оплаты труда	Рсд,руб
010	18,85	4	62	1,03	19,42
015	0,53	3	54	0,9	0,48
020	11,04	4	62	1,03	11,37
Итого	30,42				31,27

Дополнительная з/п берется в размере 10% от основной з/п.

ЗПдоп=ЗПосн*10% (86)

ЗПдоп= 31,27*0,1= 3,13руб

Отчисления на социальное страхование и в пенсионный фонд берутся в размере 31,1% от суммы основной и дополнительной з/п

Осс=(ЗПосн+ЗПдоп)*31,1% (87)

Осс=(31,27 +3,13)*0,311= 10,70 руб

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и цеховые расходы составляют 200% от тарифной з/п

Рцех=ЗПосн*200% (88)

Рцех= 31,27*2=62,54 руб

Определяю цеховую себестоимость, руб по формул...