Разработка технологического процесса получения заготовки «корпус гидроцилиндра» из стали Ст35л и приспособления для её обработки, Технология машиностроения

Содержание

Введение

1 Анализ технологичности конструкции отливки

1.1 Анализ свойств сплава 35Л ГОСТ 7832-88

1.2 Анализ технологичности конструкции отливки

1.3 Обоснование выбора положения отливки в форме и поверхности разъема формы

1.4 Расчет и конструирование литниково-питающей системы

2 Конструирование литейной формы

3 Разработка станочного приспособления

3.1 Проектирование станочного приспособления

3.2 Выбор оборудования и инструмента

3.3 Расчет режимов резания

3.4 Разработка силовой схемы

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Спецификация кокиль в сборе

Приложение Б Чертеж кокиль в сборе

Приложение В Чертеж литейно-модельное указание

Приложение Г Спецификация станочного приспособления

Приложение Д Чертеж станочного приспособления

Выдержка из текста работы

В целях постоянного ускорения обновления продукции машиностроения при высоких темпах роста производительности труда и снижения затрат производства предусматривается развивать его в основном за счёт использования станков с ЧПУ.

Это оборудование в комплексе с автоматическими системами организации работы и управления им на базе ЭВМ и микропроцессорной техники является очень сложным и дорогостоящим. В связи с этим необходимым условием его эффективного использования является высокая надёжность всех его элементов, длительный, непрерываемый режим работы при достаточно высоких режимах резанья с учётом возможности автоматической замены износившегося инструмента. Одним из главных элементов любого машиностроительного производства, является инструментальная оснастка, обеспечивающая надёжность функционирования каждого отдельного станка и производственной системы в целом, качество продукции, производительность, так же как и эти параметры, существенным образом влияющая на затраты производства.

В данном дипломном проекте предлагается технологический процесс обработки детали “Корпус авиационный” в условии крупносерийного производства. Основными направлениями на этом пути являются:

Совместная конструкторско-технологическая проработка конструкторской документации в целях повышения технологичности изделий с учетом их эксплуатационных свойств.

Выбор оптимального сочетания наиболее производительных, экономически выгодных и, вместе с тем, реальных в условиях данного производства методов обработки деталей и технологического оборудования для их изготовления.

3) Оптимальное решение о выборе заготовки экономически выгодной, с точки зрения изготовления и последующей обработки, с целью снижения ее металлоемкости и снижения вместе с этим времени ее механической обработки.

4) Применение высокопроизводительного оборудования и инструмента, что позволяет выбрать наиболее эффективные режимы обработки.

Для этого необходимо выбрать оптимальный метод получения заготовки, производительные и экономически выгодные методы механической обработки, подобрать высокопроизводительное оборудование и инструмент, что позволит использовать наиболее эффективные режимы обработки.

В дипломном проекте была сделана, попытка решить все эти вопросы в условиях крупносерийного производства.

1 Анализ состояния вопроса и обоснование целесообразности разработки темы

Прогрессивное развитие технологии машиностроения должно происходить путем механизации и автоматизации технологических процессов, обеспечивающих высокий рост производительности.

1.1 Анализ базового технологического процесса. Мероприятия, направленные на совершенствование технологического процесса

Проектирование технологических процессов изготовления деталей имеет цель установить наиболее эффективный и наименее трудоемкий технологический процесс. При этом обработка деталей на станках должна обеспечивать выполнение требований их нормальной работы.

В технологическом процессе изготовления детали «корпус авиационный» при увеличении объема выпуска деталей и уменьшении времени на обработку необходимо применять быстродействующие приспособления, высокопроизводительное оборудование. Применение средств контроля является средством предупреждения и исключения брака, установление оптимальных режимов резания, обеспечивающих высокую производительность при высоком качестве обрабатываемых поверхностей и отклонения формы в пределах допуска.

Для снижения трудоемкости изготовления детали «корпус авиационный» и увеличения объема выпуска предлагается применить оборудование более производительное, использовать быстродействующие приспособления, применить производительный способ получения заготовки, а также разработать специальное контрольное средство, режущего инструмента и специального приспособления.

1.2 Служебное назначение детали

Деталь “Корпус авиационный”, служит основой для образования герметичной подсборки, которая входит в состав авиационного узла. Детали корпуса которого, имеют особо точные посадочные места.

2. Технологическая часть

2.1 Объем выпуска деталей

, (1)

где N1 — годовой объем выпуска деталей, шт;

m — количество деталей данного наименования на изделие, m=1 шт;

— процент запасных частей, =1-2%;

— процент технологических потерь, =0,5-1%.

Тип производства

Тип производства определяется по коэффициенту серийности

, (2)

где tB — такт выпуска изделия, мин/шт;

Tср.шт. — среднее штучное время по операциям действующего на производстве или аналогичного технологического процесса, мин.

Такт выпуска изделия

, (3)

где Fg — действительный годовой фонд времени работы оборудования, Fg=4015,час;

N — годовая программа выпуска деталей, шт.

Средне-штучное время

, (4)

где ?Тшт — суммарное штучное время на изготовление детали, ?Тшт=10,37 мин.

мин.

Согласно справочнику [1] К от 1 до 10, тип производства крупносерийный.

Определим какое количество деталей необходимо в партии для одновременного запуска в условиях крупносерийного производства

, (5)

где а — число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, а=5 дней;

F — число рабочих дней в году, F=250 дней.

деталей.

Определим расчетным методом число смен на обработку партии деталей на участке

, (6)

где Т шт.ср — среднее штучное время на каждой операции, Тшт.ср=2,07 мин.

Принимаем две рабочих смены на обработку партии деталей.

Принятое число деталей в партии

, (7)

где Спр — принятое число смен.

деталь.

Рисунок 1 — Эскиз заготовки (отливки)

Выбор заготовки. Укрупненный технико-экономический расчет сопоставляемых методов получения заготовок

В качестве исходного материала для изготовления детали используется Сталь 20Л ГОСТ 977-88.

Выбор данного материала обусловлен требованиями представленной детали.

Материал детали обладает высокими литейными и пластическими свойствами, что очень важно при получении отливки. В проектируемом технологическом процессе в качестве заготовок применяются отливки, полученные литьем по выплавляемым моделям [рисунок 1].

Данная заготовка имеет центральное сквозное отверстие, а также часть простых и сложных поверхностей подвергаемые механической обработке. Отливки полученные таким способом, отличаются высокой чистотой поверхности и точностью.

Таблица 1 — Физико-механические свойства стали 20Л ГОСТ 977-88

Предел прочности	Предел текучести	Относительное удлинение	Относительное сужение
420	220	20	50

Таблица 2 — Химический состав стали 20Л ГОСТ 977-88

С,%	Si,%	Mn,%	Cr,%	S,%	P,%	Cu,%	Ni,%
0,17-0,25	0,20-0,52	0,35-0,90	0,30	0,045	0,04	0,30	0,30

Согласно стандартов ЕСТПП 14.201-83 технологичность детали оценивается следующими коэффициентами:

Коэффициент точности обработки

где — базовый и достигнутый коэффициенты.

где — средний квалитет точности обработки детали.

(10)

где — число размеров соответствующего квалитета точности;

Т — квалитет точности.

Оценка коэффициента точности удовлетворительная в пределах 0,85…0,92.

Коэффициент технологичности по точности шероховатости поверхности

(11)

где — базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.

(12)

где — средняя шероховатость.

, (13)

где Ш — шероховатость поверхности по одному из показателей, мкм.;

— число поверхностей соответствующей шероховатости.

Коэффициент использования материала

, (14)

где q — масса детали, кг;

Q — масса детали, кг.

Анализ действующего технологического процесса

С точки зрения передовой технологии существующий базовый технологический процесс не является совершенным. В нем применяются универсальные станки и простейшие приспособления с ручным зажимом. Производится частая переналадка станков, что увеличивает вспомогательное время на обработку детали. Использование приспособлений с ручным приводом приводит к погрешностям обработки, следующими из-за различного усилия зажима и увеличению браковых деталей. Для снижения времени на контрольной операции применяется специальный мерительный инструмент.

2.2 Обоснование метода получения заготовки

В базовом технологическом процессе в качестве заготовки применяется сортовой прокат. В качестве альтернативного варианта предлагается выбрать метод получения заготовки методом литья по выплавляемым моделям. Данный метод литья экономически целесообразно для крупносерийного и массового производства точных отливок. Рассчитаем стоимость заготовок полученных обоими методами и годовой экономический эффект от изменения операции получения заготовки, а также сравним коэффициент использования материала КИМ для обоих случаев.

Стоимость отливки определяется по формуле:

(15)

где СЗ — стоимость 1 тонны материала, согласно прейскуранту, полученных из проката и метода литья по выплавляемым моделям руб., Сб=45000 руб;

Q — масса заготовки, кг; Qб=0,70кг, Qп=0,125 кг;

q — масса готовой детали, кг; q=0,081 кг ;

KТ, KС, KВ, КМ, КП — коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок, по справочнику [1]:

KТ= 1,0; KС= 2,1; KВ= 1,0; КМ= 1,1;КП= 1,0.

Sотх — стоимость одной тонны отходов, руб; Sотх = 33840 руб.

руб.

Стоимость заготовки из прутка определяется по формуле:

(16)

где М — затраты на материал заготовки, руб;

CОЗ — технологическая себестоимость резки на штучные заготовки.

, (17)

где СП.З. — приведенные затраты на рабочем месте, руб/час;

ТШТ — штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, час.

руб/час.

Затраты на материал определяются по массе проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки

(18)

где Q — масса заготовки, кг;

S — цена 1 кг материала заготовки, руб;

q — масса готовой детали, кг;

Sотд — цена 1 кг отходов, руб.

руб.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок определяется по формуле:

(19)

где — стоимости заготовок по базовому и проектируемому варианту, руб;

Nг — годовая программа выпуска деталей, шт; Nг=77265 шт.

руб.

Рассчитаем коэффициент использования материала базового (заготовка из проката) и проектируемого (отливка) технологических процессов

Из расчета видно, что коэффициент использования материала для проектируемого технологического процесса значительно выше базового.

2.3 Разработка технологического процесса изготовления детали

В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее рациональных и экономичных способов их обработки на металлорежущих станках, т.е. обработки с наибольшей производительностью и наименьшими отходами металла в стружку.

От правильности выбора заготовки зависят трудоемкость и себестоимость обработки; при изготовлении заготовки, максимально приближающейся по форме и размерам к готовой детали, значительная часть трудоемкости процесса приходится на долю заготовительных цехов, а меньшая — на механообрабатывающие цеха и, наоборот, при изготовлении заготовок с большими припусками основная доля трудоемкости приходится на механообрабатывающие цехи.

В проектируемом технологическом процессе учтены все недостатки, присутствующие в базовом технологическом процессе и внесены соответствующие изменения. Произведена замена операции получения заготовки из проката на литье и замена универсального оборудования (станков модели 16К20, 6Р11) на оборудование с ЧПУ (станки модели 16К20Ф305, 6Р11Ф3) на токарных и фрезерных операциях, а также разделение токарной и фрезерной операции на две токарных и две фрезерных. На токарной операции произведена замена приспособления с ручным зажимом на приспособление с пневмозажимом. Это позволяет сократить вспомогательное и подготовительно-заключительное время, а, следовательно, и штучное время на обработку.

Таблица 3 — Варианты технологического маршрута

2.4 Обоснование выбора технологических баз

Выбор баз на технологическую обработку — один из ответственных этапов в разработке технологического процесса, так как он определяет точность обработки детали и конструкцию приспособления.

В качестве технологических баз следует применять поверхности достаточно больших размеров, чтобы обеспечить точность базирования и закрепления заготовок в приспособлении. Эти поверхности должны иметь меньшую шероховатость, не иметь литейных углов и других дефектов.

Данная деталь служит основой для образования герметичной подсборки, которая входит в состав авиационного узла.

Основными базами детали “Корпус авиационный” является наружная цилиндрическая поверхность диаметром 46n7мм, правый торец; внутренняя цилиндрическая поверхность диаметром 40Н8мм и левый торец; на которые деталь устанавливается в приспособления для дальнейшей обработки цилиндрических и торцевых поверхностей, а также фрезерование наружного выступа.

Деталь на токарной операции 015 механической обработки базируется по наружной цилиндрической поверхности в трехкулачковом патроне.

Рисунок 2 — Типовая схема базирования

2.5 Расчет и назначение припусков на механическую обработку

Операция литья по выплавляемым моделям позволяет получить поверхность заготовки достаточно чистую, чем и обуславливаются данные для дальнейшего расчета.

Определим межоперационные припуски и размеры на токарную операцию 015.

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения минимальный припуск на обработку определяется по формуле:

(20)

где Rzi-1 — высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

hi-1 — глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;

сi-1 — суммарное пространственное отклонение на

предшествующем переходе, мкм;

— погрешность установки на данном переходе, мкм.

При обработке противоположных или отдельно расположенных поверхностей

(21)

Элементы припусков назначаем согласно справочника [1]:

Определяем высоту неровностей RZ и глубину дефектного слоя после получения заготовки и ее последующей механической отработки.

для заготовки (отливки):

Rz=30 мкм;

h=100 мкм.

Производим подрезание правого торца в размер L=19,95-0,13мм.

для однократного подрезания:

Rz=15 мкм;

h=20 мкм.

Определим пространственные отклонения заготовки при обработке торцевых поверхностей:

(22)

где — величина коробления отливки.

(23)

где — удельная кривизна заготовок на 1мм длины,=0,7мкм;

D — диаметр торцовой поверхности.

мкм.

Пространственные отклонения при однократном подрезании торцев принимаем равным нулю.

Погрешность установки на данном переходе:

=90 мкм — установка заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне;

=50 мкм — установка детали в приспособлении.

= 30+100+ 45 +90 = 265 мкм;

= 15+20+50 = 115 мкм.

Записываем в таблицу расчетный минимальный размер для правого торца 19,95-0,13мм.

Графа «расчетный размер» заполняется, начиная с конечного, в данном случае чертежного, размера последовательным прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Таблица 4 — Расчет припусков и предельных размеров на обработку правого торца 19,95-0,13 мм

Технологические переходы обработки поверхности L=19,95-0,13	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуcк Zmin. мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск, мкм	Предельный размер, мм	Предельный припуск , мкм
	RZ	h						Lmin	Lmax	Zminпр	Zmaxпр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	30	100	45	90	—	20,085	330	20,085	20,415	—	—
Точение однократное	15	20	—	50	265	19,82	130	19,82	19,95	265	465
Итого		265	465

Находим расчетный размер заготовки прибавлением расчетного припуска однократного точения к минимальному расчетному размеру для однократного точения.

Lрзаг = 19,82 + 0,265 = 20,085 мм.

Значения допусков каждого перехода принимаются в соответствии с квалитетом точности для каждого вида обработки:

для однократного точения допуск по 11-му квалитету равен 0,13 мм;

для заготовки допуск по 13-му квалитету равен 0,33 мм.

Определяем наибольшие предельные размеры для чистового (однократного) точения:

Lmax=19,82+0,13=19,95 мм.

для заготовки:

Lmax.заг = 20,085+0,33 = 20,415 мм;

Lзаг.ном=20,3мм.

Минимальные предельные значения припусков Zпрmin равны разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения Zпрmax — соответственно разности наибольших предельных размеров.

для однократного точения:

Zпрmax=Lmaxi-1 — Lmaxi, мкм, (24)

Zпрmax=20,415-19,95=0,465 мм=465мкм.

Zпрmin=Lmini-1 — Lmini, мкм, (25)

Zпрmin= 20,085-19,82 =0,265 мм=265 мкм.

Находим общие припуски

Z0max,min,ном=УZпрmax, УZпрmin, УZпрном (26)

Z0max=465 мкм;

Z0min=265 мкм;

Z0ном=200 мкм.

Произведем проверку расчетов

Zпрmax-Zпрmin=Ti-1-T, (27)

465-265=330-130;

200=200.

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков торцевой поверхности 19,95-0,13 мм.

Определим припуски и межоперационные размеры на растачивание внутренней цилиндрической поверхности диаметром мм.

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения минимальный припуск на обработку определяется по формуле [20].

Элементы припусков назначаем согласно справочника [ 1]:

для заготовки:

Rz= 30 мкм;

h=100 мкм;

для чистового растачивания:

Rz =15 мкм;

h=20 мкм;

для тонкого растачивания:

Rz =2,5 мкм;

h=5 мкм.

Определяем пространственные отклонения заготовки

(28)

где — величина коробления отливки, =45 мкм;

— погрешность по смещению , =250 мкм, по справочнику [1].

мкм.

Определим пространственные отклонения

при черновом растачивании:

, (29)

где — кривизна заготовки;

Ку — коэффициент уточнения, Ку=0,04 — для чистового растачивания.

мкм.

Определяем погрешность установки на данном переходе:

=35 мкм — установка заготовки в трехкулачковом патроне;

= 0 мкм — установка детали в приспособлении.

= =799 мкм;

= =143 мкм.

Записываем в таблицу расчетный минимальный размер для отверстия диаметром 32,4H8(+0,039)мм.

Таблица 5 — Расчет припусков и предельных размеров на обработку отверстия диаметром 32,4H8(+0.039 )мм

Технологические переходы 32,4H8 мм	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуcк 2Zmin. мкм	Расчетный размер dp, мм	Допус к, мкм	Предельный размер, мм	Предельный припуск , мкм
	RZ	h						Dmin	Dmax	2Zmin	2Zmaxпр
Заготовка	30	100	254	90	—	31,497	390	31,107	31,497	—	—
Точение чистовое	15	20	10	35	799	32,296	100	32,196	32,296	799	1089
Точение тонкое	2,5	5	—	—	143	32,439	39	32,4	32,439	143	204
Итого		942	1293

Графа «расчетный размер» заполняется, начиная с конечного, в данном случае чертежного, размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

В графе «предельный размер» наибольшее значение (dmax) получается по расчетным размерам, округляемым до точности допуска соответствующего перехода.

Расчетный размер: dp=32,4H8 мм.

Для чистового растачивания:

dр1max = 32,439 — 0,143 = 32,296 мм;

для заготовки:

dр.заг.max = 32,296 — 0,799 =31,497мм.

для тонкого растачивания допуск по 8-му квалитету равен 0,039 мм;

для чистового растачивания допуск по 11-му квалитету равен 0,100 мм;

для заготовки допуск по 13-му квалитету равен 0,390 мм.

Наименьшие предельные размеры (dmin ) определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

Таким образом, для тонкого растачивания

dрmin = 32,439 — 0,039 = 32,4 мм;

для чистового растачивания

dpmin = 32,296- 0,100 = 32,196 мм;

для заготовки

dpmin = 31,497 — 0,390 = 31,107 мм;

dзаг.ном=31,19мм.

2Zпрmax=dmini-1 — dmini, мкм, (30)

2Zпрmax1=32,4-32,196=0,204 мм=204мкм;

2Zпрmax2=32,196-31,107=1,089 мм=1089мкм.

Определим общие припуски Zоmax, Zomin , Zoном по формуле (26)

2Zomax = 1293 мкм.

2Zomin = 942 мкм.

2Zoном = 400 мкм.

Произведем проверку расчетов по формуле (27)

1293-942=390-39 мкм;

351=351мкм.

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков поверхности диаметров 32,4H8(+0.039)мм (см. Приложение А).

Таблица 6 — Назначенные припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали “Корпус авиационный”

№ поверхности	Размер поверхности	Табличный припуск, мм	Расчетный припуск, мм	Допуск, мм
1	2	3	4	5
1	19,95h11 (расч)	—	0,35	0,13
2	46n7	1,6	—	0,025
3	0,2Ч450	0,2	—	0,25
4	1,5h12	1,5	—	0,1
5	32,4H8 (расч)	—	1,1	0,039
6	41,8H9	1,1	—	0,062
7	38,4H12	1,1	—	0,25
8	8H14	0,35	—	0,36
9	2 H13	2,0	—	0,2
10	0,5Ч450	0,5	—	0,25
11	36,2h13	3,8	—	0,39
12	0,5h12	0,5	—	0,1
13	19,6h13	0,35	—	0,33
14	45,85h8	5,1	—	0,039
15	3h12	0,35	—	0,1
16	55h13	1,1	—	0,46
17	1,6h12	0,35	—	0,1
18	43,2h14	2,8	—	0,62
19	1,2Н13	1,4	—	0,14
20	52Н13	6,0	—	0,46
21	2H13	2,0	—	0,14
22	M45Ч1,5-8g	0,15	—	0,039
23	10,8h8	10,8	—	0,27
24	0,5Ч450	0,5	—	0,25
25	40H8	1,1	—	0,039
26	0,5Ч450	0,5	—	0,25
27	7,5H13	0,35	—	0,22
28	35H13	1,1	—	0,39
29	4,2H11	0,35	—	0,1
30,31	4h12	0,55	—	0,12
32,33	R1,5	0,55		0,12
34	63h10	0,55	—	0,14
35	2h14	2,0	—	0,25
36	2H8	2,0	—	0,014

2.6 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на токарную операцию 015.

Данная операция выполняется на токарном станке с ЧПУ и включает в себя 11 переходов.

Переход 1:

Подрезание торца поверхности 1 в размер L=19,95мм.

Глубину резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания

(31)

где Cv, m, x, y — значения коэффициента и показателей степени, зависящие от обрабатываемого материала и вида обработки;

T — период стойкости инструмента, Т = 40 мин;

S — подача, S = 0,15 мм/об;

Kv — общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактическое условие резания и рассчитывается по формуле:

Kv=KMvЧKnvЧKUv, (32)

где Knv — коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, Knv=0,8 (для стальных отливок с нормальной коркой);

Kиv — коэффициент. учитывающий качество материала инструмента, Киv =1;

KMv — поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

Период стойкости при многоинструментальной обработке

Тми = ТЧКТи (33)

где Т — стойкость лимитирующего инструмента, Тми=40 мин.

КТи — коэффициент изменения периода стойкости при многоинструментальной обработке, КТи =1,05.

, (34)

где КГ — коэффициент материала инструмента, КГ=1;

n — показатель степени при точении, n=1,0;

— предел выносливости при растяжении, =420 МПа.

Kv=1,786Ч0,8Ч1=1,43.

м/мин.

Определим число оборотов

, (35)

где V — скорость резания, V=180,8 м/мин;

D — диаметр обрабатываемой поверхности, D=46 мм.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1250 об/мин.

Уточним действительную скорость резания

V=, (36)

V= м/мин.

Определим силу резания

(37)

где Сp, x, y, z, n — коэффициенты и показатели степени зависящие от видов обработки по справочнику [1]: Ср = 300; х = 1; y = 0,75; n=0.

Кр — поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

(38)

где — коэффициенты, характеризующие геометрию инструмента, = 0,70; = 1,0; = 1,0; = 1,0; =1,08.

, (39)

Определим мощность резания

, (40)

кВт.

Переход 2: чистовое точение цилиндрической поверхности 2мм.

Рассчитаем режимы резания на чистовую обработку поверхности 2.

Глубина резания равна припуску для чистового точения на сторону: t=0,5 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=46,1 мм.; V=184 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1250 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,5 мм; s =0,1 мм/об; V= 180,9 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=186Н; V= 180,9м/мин.

кВт.

Переход 3: Подрезание торца поверхности 4 в размер L=1,5+0,1 мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 30.

Глубину резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=63 мм.; V=194 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1000 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,1 мм/об; V= 197,8 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=131Н; V= 197,8 м/мин.

кВт.

Переход 4: тонкое точение цилиндрической поверхности 2 диаметром мм и 3 фаски 0,2Ч45мм.

Рассчитаем режимы резания на чистовую обработку поверхности 2 и 3.

Глубина резания равна припуску для тонкого точения на сторону: t=0,05 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=46 мм.; V=259,4 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,05 мм; s =0,1 мм/об; V= 231 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=19Н; V= 231м/мин.

кВт.

Переход 5: Чистовое растачивание цилиндрической поверхности 5 диаметром мм в размермм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 5.

Глубина резания равна припуску на чистовое растачивание на сторону: t=0,50 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=32,3 мм.; V=169 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,50 мм; s =0,15 мм/об; V=162м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=253Н; V= 162 м/мин.

кВт.

Переход 6: Тонкое растачивания цилиндрической поверхности 5 диаметром мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 5.

Глубина резания равна припуску на тонкое растачивание на сторону: t=0,05 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (34)

D=32,4 мм.; V=164 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,05 мм; s =0,1 мм/об; V=162,8 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=19Н; V= 162,8 м/мин.

кВт.

Переход 7: Одновременное чистовое растачивания цилиндрических поверхностей 6 диаметром мм и 7 диаметром мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 6,7.

Глубина резания равна припуску на тонкое растачивание на сторону: t=1,7 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=41,8 мм.; V=153 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1120 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 1,7 мм; s =0,1 мм/об; V=147 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=634Н; V= 147 м/мин.

кВт.

Переход 8: Подрезание торца поверхности 8 в размер L=8+0,36 мм.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 8 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=41,8 мм.; V=121 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=950 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 8 мм; s =0,1 мм/об; V=124,7 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=2987Н; V= 124,7 м/мин.

кВт.

Переход 9: Подрезание торца поверхности 9 в размер L=2+0,2 мм и точение фаски 0,5Ч450 мм поверхности 10.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 2 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (33)

D=38,4 мм.; V=137 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1120 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 2 мм; s =0,15 мм/об; V=135 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=1012Н; V= 135 м/мин.

кВт.

Переход 10: Чистовое растачивание цилиндрической поверхности 11 диаметром мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 11.

Глубина резания равна припуску на тонкое растачивание на сторону: t=1,9 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=36,2 мм.; V=139 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1180 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 1,9 мм; s =0,15 мм/об; V=134 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=962Н; V= 134 м/мин.

кВт.

Переход 11: Подрезание торца поверхности 12 в размер L=0,5+0,1 мм.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,5 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=36,2 мм.; V=169 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1400 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,5 мм; s =0,15 мм/об; V=159 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=253Н; V= 159 м/мин.

кВт.

Расчет режимов резания на токарную операцию 020.

Данная операция выполняется на токарном станке с ЧПУ и включает в себя 15 переходов.

Переход 1: Подрезание торца поверхности 13 L=19,6-0,33 мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 13.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=47,1 мм.; V=180,8 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1180 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,15 мм/об; V= 174,5 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=177Н; V= 174,5 м/мин.

кВт.

Переход 2: Чистовое точение цилиндрической поверхности 14 диаметром мм в размер диаметром мм.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=0,55 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=46 мм.; V=167 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1120 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,55 мм; s =0,15 мм/об; V= 162 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=278Н; V= 162м/мин.

кВт.

Переход 3: Подрезание торца поверхности 15 в размер L=3-0,1 мм.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=55 мм.; V=180,8 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1000 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,15 мм/об; V= 172,7 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=177Н; V= 172,7 м/мин.

кВт.

Переход 4: Чистовое точение цилиндрической поверхности 16 диаметром мм.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=0,55 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=55 мм.; V=167 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1000 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,55 мм; s =0,15 мм/об; V= 172,7 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=278Н; V= 172,7м/мин.

кВт.

Переход 5: Подрезание торца поверхности 17 в размер L=1,6+0,1 мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности 17.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=63 мм.; V=180,8 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=900 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,15 мм/об; V= 178 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=177Н; V= 178 м/мин.

кВт.

Переход 6: Чистовое точение поверхности 19 канавки b=1,2+0.14мм на цилиндрической поверхности 18 диаметром мм одновременно.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=1,4 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=43,2 мм.; V=145,6 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1060 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 1,4 мм; s =0,15 мм/об; V= 143,8 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=709Н; V= 143,8м/мин.

кВт.

Переход 7: Тонкое точение цилиндрической поверхности 14 диаметром мм.

Глубина резания равна припуску для тонкого точения на сторону: t=0,075 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=45,85 мм.; V=244 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,075 мм; s =0,1 мм/об; V= 230 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=28Н; V= 230м/мин.

кВт.

Переход 8: Чистовое точение цилиндрической поверхности 20 диаметром мм на глубине 2+0,14 мм поверхности 21 одновременно.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=2 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=52 мм.; V=137,4 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=800 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 2,0 мм; s =0,15 мм/об; V= 130,6 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=1012Н; V= 130,6м/мин.

кВт.

Переход 9: Чистовое точение цилиндрической поверхности 22 диаметром мм на длине 10,8+0,22мм поверхности 23 со снятием фаски 0,5Ч450 мм поверхности 24.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=0,42 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=45 мм.; V=173,5 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1250 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,42 мм; s =0,15 мм/об; V= 176,6 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=212Н; V= 176,6м/мин.

кВт.

Переход 10: Нарезание резьбы резцом поверхности 22 М45Ч1,5мм.

Рассчитаем режимы резания на обработку поверхности.

Глубина резания t равна числу рабочих ходов i=5 (черновых — 3; чистовых — 2) на нарезание резьбы резцом на сторону: t=0,15 мм.

Продольная подача S равна шагу резьбы Р=1,5мм, выбираем: s = 1,5 мм/об.

Определим скорость резания по формуле:

, (41)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=43.4 мм.; V=69,5 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=500 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле:

СР=240; Р=1,5мм.; y=0,30; i=5; KP=KMP=0,65.

(42)

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=379Н; V= 68,1м/мин.

кВт.

Переход 11: Чистовое растачивание цилиндрической поверхности 25 диаметром мм в размер мм.

Глубина резания равна припуску на чистовое растачивание на сторону: t=0,45 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=39,8 мм.; V=172м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1320 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,45 мм; s =0,15 мм/об; V=165м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=228Н; V= 165 м/мин.

кВт.

Переход 12: Подрезание торца поверхности 27 в размер L=7,5+0,22 мм.

Глубина резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=40 мм.; V=179 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1400 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,15 мм/об; V= 179 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=177Н; V= 175,8 м/мин.

кВт.

Переход 13: Чистовое растачивание цилиндрической поверхности 28 диаметром мм.

Глубина резания равна припуску на чистовое точение на сторону: t=0,55 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=35 мм.; V=167 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1500 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,55 мм; s =0,15 мм/об; V= 164,9 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=278Н; V= 164,9 м/мин.

кВт.

Переход 14: Подрезание торца поверхности 29 в размер L=4,2+0,1 мм.

Глубину резания равна припуску на подрезание торца: t = 0,35 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=35 мм.; V=179 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,35 мм; s =0,15 мм/об; V= 175,8 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (40)

РZ=177Н; V= 175,8 м/мин.

кВт.

Переход 15: Тонкое растачивания цилиндрической поверхности 25 диаметром мм и фаски 0,5Ч450 мм с поверхностью 26.

Глубина резания равна припуску на тонкое растачивание на сторону: t=0,1 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: s = 0,1 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (31)

м/мин.

Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35)

D=40 мм.; V=233,6 м/мин.

По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим силу резания по формуле (37)

t= 0,1 мм; s =0,1 мм/об; V=201 м/мин; n=0; Кр= 0,70.

Определим мощность резания по формуле (38)

РZ=37Н; V= 201 м/мин.

кВт.

Расчет режимов резания на фрезерную операцию 025.

Данная операция выполняется на фрезерном станке с ЧПУ и включает в себя 2 переходов.

Переход 1: Определим режимы резания при предварительном фрезеровании выступа с поверхностями 30 и 31 в размер b=4-0.12мм, окончательная обработка поверхности 16 диаметром мм, которая состоит из двух переходов.

Глубина резания равна припуску на черновое фрезерование на сторону: t=3,5 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: sz=0,05мм/зуб.

Определим окружную скорость фрезы

, (43)

где sz=0,05мм/зуб; B=1,4 мм; CV=46,7; q=0,45; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1; m=0,33;

T=80 мин.

м/мин.

Определим частоту вращения фрезы по формуле (35)

об/мин.

По паспорту станка 6Р11Ф3, выбираем nф=1270 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим окружную силу резания

, (44)

где sz=0,05мм/зуб; B=1,4мм; CV=68,2; q=0,86; x=0,86; y=0,72; u=1,0; w=0.

Определим крутящий момент

, (45)

где D — диаметр фрезы, D=6 мм.

Определим мощность резания по формуле (40)

кВт.

Переход 2: Определим глубину резания при чистовом фрезеровании выступа b=4-0.12мм поверхности 30 и 31, 16 и двух радиусов 1,5 мм 32 и 33.

Глубина резания равна припуску на чистовое фрезерование на сторону: t= 0,75мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: sz=0,2мм/зуб.

Определим окружную скорость фрезы по формуле (43)

sz=0,2 мм/мин; B=1,4 мм; CV=46,7; q=0,45; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1; m=0,33; T=80мин.

м/мин.

Определим частоту вращения фрезы по формуле (35)

об/мин.

По паспорту станка 6Р11Ф3, выбираем nф=1600 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим окружную силу резания по формуле (44)

sz=0,2мм/мин; B=1,4мм; CV=68,2; q=0,86; x=0,86; y=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0.

Определим крутящий момент по формуле (45)

D=3 мм.

Определим мощность резания по формуле (40)

кВт.

Переход 3: Расчет режимов резания при чистовом фрезеровании диаметрального выступа мм поверхности 34.

Глубина резания равна припуску на чистовое фрезерование на сторону: t= 0,55 мм.

Подачу выбираем по справочнику [1]: sz=0,2мм/зуб.

Определим окружную скорость фрезы по формуле (43)

sz=0,014мм/мин; B=1,4 мм; CV=46,7; q=0,45; x=0,5; y=0,5; u=0,1; p=0,1; m=0,33; T=80мин.

м/мин.

Определим частоту вращения фрезы по формуле (35)

об/мин.

По паспорту станка 6Р11Ф3, выбираем nф=1270 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим окружную силу резания по формуле (44)

sz=0,2мм/мин; B=1,4мм; CV=68,2; q=0,86; x=0,86; y=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0.

Определим крутящий момент по формуле (45)

D=6 мм.

Определим мощность резания по формуле (40)

кВт.

Переход 1 и 2: Расчет режимов резания на фрезерную операцию 030 с обработкой двух пазов поверхности 35 b=2+0,25 мм.

Глубина резания при фрезеровании: t= 7,5мм.

Определим подачу

sz=0,006мм/зуб.

sм=szЧzЧn; sм=0,006Ч64Ч200=76,8 мм/мин. Принимаем sм=87мм/мин.

Определим окружную скорость фрезы по формуле (43)

sz=0,006мм/мин;B=2,0 мм;CV=53; q=0,25; x=0,3; y=0,2; u=0,2; p=0,1; m=0,2;

T=60мин.

м/мин.

Определим частоту вращения фрезы

об/мин.

По паспорту станка 6Р11Ф3, выбираем nф=158 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим окружную силу резания по формуле (44)

sz=0,006мм/мин; B=2,0мм; CР=68,2; x=0,86; y=0,72; u=1,0; q=0,86; w=0.

Определим крутящий момент по формуле (45)

D=50 мм.

Определим мощность резания по формуле (40)

кВт.

Переход 1: Расчет режимов резания на сверлильную операцию 035.

Для обеспечения требуемой точности и заданной шероховатости отверстия диаметром мм рассчитаем режимы резания на предварительную обработку сверлением отверстия 1,9мм поверхности 36.

Определим глубину резания

t = 0,5ЧD, (46)

где D — диаметр сверла, D=1,9мм.

t = 0,5Ч1,9=0,95мм.

Подачу при сверлении выбираем максимально допустимую по прочности сверла, по справочнику [2]: S=0,1 мм/об.

Определим скорость резания

, (47)

где Сv, q, m, y — коэффициенты и показатели степени, значения которых для сверления согласно справочнику [2] следующие: Cv=7,0; q=0,40; y=0,70; m=0,20;

T — период стойкости инструмента, мин; Т=15 мин;

KV — общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактическое условие резания и рассчитывается по формуле:

Определим поправочный коэффициент по формуле (32)

Kv=0,60Ч1Ч1=0,60.

м/мин.

Определим число оборотов по формуле (35)

V=16 м/мин; D=1,9 мм.

об/мин.

По паспорту станка 2Н118, выбираем nф=1860об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим крутящий момент

, (48)

где СМ, q, y — коэффициент и показатели степени;CМ=0,0345; q=2,0; y=0,8;

КР — коэффициент, учитывающий фактическое условие обработки, в зависящий от материала обрабатываемой заготовки.

КР=КМР;

НЧм.

Определим осевую силу

СР=68; q=1,0; y=0,7.

(49)

Определим мощность резания

, (50)

где Мкр — крутящий момент при сверлении, Мкр = 0,23НЧм;

n — частота вращения шпинделя, n = 2900 об/мин.

кВт.

Переход 2: Расчет режимов резания развертывание поверхности 36 диаметром мм.

Определим глубину резания при развертывании

t = 0,5(D — d), (51)

где D — диаметр машинной (чистовой) развертки, D=2,0 мм;

d — диаметр отверстия, d = 1,9 мм.

t = 0,5 (2,0 — 1,9) = 0,05 мм.

Подачу при развертывании выбираем по справочнику [2]: s = 0,8 мм/об,

Для достижения более высокого качества отверстия введем поправочный коэффициент Kos = 0,8.

s = 0,8Ч0,8 = 0,64 мм/об. Принимаем s=0,56 мм/об.

Определим скорость резания по формуле (41)

Cv=10,5; q=0,3; x=0,20; y=0,65; m=0,4; Т=15 мин; KV=0,65.

м/мин.

Определим число оборотов по формуле (35)

об/мин.

По паспорту станка 2Н118, выбираем nmin=1000 об/мин.

Уточним действительную скорость резания по формуле (36)

V= м/мин.

Определим крутящий момент при развертывании

(52)

где s — подача, мм на один зуб инструмента, равная s/z, s мм/об;

z — число зубьев развертки;

СР; x; y — коэффициент и показатели степеней учитывающие условия обработки, Сp= 200; х = 1; y = 0,75.

(53)

где s- подача за один оборот развертки, s = 0,64 мм/об;

z — число зубьев, z = 8.

мм/зуб.

НЧм.

Определим мощность резания по формуле (50)

кВт.

2.7 Техническое нормирование станочных операций

Произведем расчет норм времени на все присутствующие операции.

Определим нормы штучного времени согласно [3] по формуле, мин.:

, (54)

где То — основное время на операцию, мин.;

Тв — вспомогательное время на операцию, мин.;

Ктв — поправочный коэффициент на вспомогательное время, зависит от серийности работ, К =0,75;

Qобс и Qотл — время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, составляет 10% от оперативного.

Определим оперативное время по формуле:

Топ=То+Тв, (55)

где То — основное время на обработку всех переходов, определяется по формуле [ 3], мин.

, (56)

где l — длина пути, проходимого инструментом в направлении подачи при обработке i- го технологического перехода;

l1 — величина врезания и перебега резца, мм; l1=1-3мин;

l2 — дополнительная длина на взятие пробной стружки, мм; l2=1-3мин;

n — число оборотов шпинделя в минуту, об/мин.;

S — подачи на один оборот шпинделя в минуту, мин/об;

i — число проходов.

Определим вспомогательное время на переходы данных операций по формуле:

ТВ=tуст+tпер+tизм (57)

где Тв — норматив времени вспомогательной работы станка по программе

tуст — время на установку и снятие детали, мин;

tпер — вспомогательное время, связанное с переходом, мин;

tизм — вспомогательное время на контрольные измерения обработанной поверхности после окончания обработки.

tпер — время технологических пауз — остановок подачи и вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента, Тпер =0,2 мин. В данном случае инструмент меняется три раза.

Произведем расчет норм времени для токарной операции 020 по справочным нормативам [3]

tпер = 0,2Ч6 = 1,2 мин.

tуст — время на установку и снятие детали массой до 3 кг в самоцентрирующем патроне, мин.

tуст=аЧQx, (58)

где а, х — коэффициенты и показатели степени, а=0,248, х=0,236;

Q — масса детали, Q=0,081 кг.

tуст=0,248Ч0,0810,236=0,137 мин.

tизм — вспомогательное время на контрольные измерения обработанной поверхности после окончания обработки.

tизм=УkЧDzизмЧLu, (59)

где k, z, u — коэффициент и показатели степени для измерительного инструмента — штангенциркуль с точностью измерения до 0,02мм, k=0,0187, z=0,21, u=0,330;

D=63мм; L=19,6мм.

tизм=0,0187Ч630,21Ч19,60,330=0,12мин.

ТВ=0,137+1,2+0,12=1,46мин.

Рассчитаем основное время по переходам

Переход 1:

мин;

Переход 2:

мин;

Переход 3:

мин;

Переход 4:

мин;

Переход 5:

мин;

Переход 6:

мин;

Переход 7:

мин;

Переход 8:

мин;

Переход 9:

мин;

Переход 10:

мин;

Переход 11:

мин.

То.общ1=0,05+0,09+0,17+0,02+0,04+0,05+0,12+0,04+0,06+0,03+0,03=0,73мин.

Произведем расчет норм времени для токарной операции 020 по справочным нормативам [3]

Рассчитаем основное время по переходам

Переход 1:

мин;

Переход 2:

мин;

Переход 3:

мин;

Переход 4:

мин;

Переход 5:

мин;

Переход 6:

мин;

Переход 7:

мин;

Переход 8:

мин;

Переход 9:

мин;

Переход 10:

мин.

При нарезании резьбы на станке используем 5 проходов. Значит To2.10Ч5=0,11мин.

Переход 11:

мин;

Переход 12:

мин;

Переход 13:

мин;

Переход 14:

мин;

Переход 15:

мин.

То.общ.2=0,06+0,13+0,06+0,04+0,09+0,04+0,05+0,05+0,08+0,11+0,06+0,04+0,05+ 0,03+0,07=0,96мин.

Определим вспомогательное время на контрольные измерения обработанной поверхности после окончания обработки.

k=0,033, z=0,16, u=0,27; D=63мм; L=19,6мм.

tизм=0,033Ч630,16Ч19,60,27=0,143мин.

tпер = 0,2Ч14=2,8 мин.

tуст=0,133 мин.

Определим вспомогательное время

ТВ=0,133+2,8+0,143=3,08мин.

Определим штучное время

Произведем расчет норм времени для фрезерной операции 025 по справочным нормативам [3]

Определим основное время по переходам

Переход 1:

мин;

Переход 2:

мин;

Переход 3:

мин.

Tобщ.3=1,15+0,21+0,3=1,66 мин.

tизм=0,119Ч2=0,238мин.

tпер = 0,2Ч5=1 мин.

tуст=0,133 мин.

Определим вспомогательное время

ТВ=0,133+1+0,238=1,37мин.

Определим штучное время

Произведем расчет норм времени для фрезерной операции 030 по справочным нормативам [3]

Определим основное время для двух одинаковых пазов

, (60)

мин;

мин.

Tобщ.3=0,66+0,66=1,32 мин.

tизм=0,119Ч2=0,238мин.

tпер = 0,2Ч2=0,4 мин.

tуст=0,133 мин.

Определим вспомогательное время

ТВ=0,133+0,4+0,238=0,77мин.

Определим штучное время

Произведем расчет норм времени для сверлильной операции 035 по справочным нормативам [3]

Определим основное время по переходам

Переход 1:

мин;

Переход 2:

мин.

То=0,04+0,02=0,06 мм.

tизм=0,119Ч2=0,24мин.

tпер = 0,2Ч2=0,4мин.

tуст=0,133 мин.

Определим вспомогательное время

ТВ=0,133+0,4+0,24=0,77мин.

Определим штучное время

Общее штучное время

?Тшт=1,85+3,28+2,7+1,9+0,64=10,37 мин.

2.8 Выбор СОТС

В современном машиностроении год от года возрастает роль СОТС для обработки металлов резанием. Применение СОТС в значительной степени ускоряет сложный и длительный процесс преобразования заготовок деталей машин и механизмов. При этом улучшается качество обрабатываемых поверхностей, повышается точность обработки, улучшаются условия труда.

СОТС подразделяется на минеральные масла с различными присадками, водные эмульсии, полусинтетические и синтетические.

При выборе СОТС необходимо учитывать совокупность условий, при которых она будет применяться: вид обработки, состав и свойства обрабатываемого материала, режимы обработки и характер стружки, требуемое количество обрабатываемых поверхностей. Большое значение может также иметь материал и конструкция инструмента, его сложность и наладка, износостойкость. На токарных и фрезерных операциях механической обработки я применяю жидкость смазочно-охлаждающую МР-1у по ТУ 38.101731-80. СОЖ относится к масляным — (М) и дающий прозрачный раствор — (Р). Применяется при механической обработки резанием углеродистых конструкционных сталей на станках автоматах. Метод подачи — свободная струя.

Таблица 7

Химический состав смазочно-охлаждающей жидкости МР-1у

Наименования показателей	Нормы	Данные анализа
1. Внешний вид	Прозрачная маслянистая жидкость от желтого до коричневого цвета	Прозрачная маслянистая жидкость светло коричневого цвета
2. Запах	Специфический для минерального масла	Специфический для минерального масла
3. Удельная масса при 20 град.С,г/см3 в пределах	0,800-0,930	0,880
4. Вязкость кинематическая при 50 град.С, мм2/с	18-24	20,83
5. Температура вспышки в открытом тигле, град.С, не ниже	175	207
6. Коррозирующее действие к сталь 20Л ГОСТ 977-88	выдерживает	выдерживает
7. Массовая доля воды	отсутствие	отсутствие
8. Кислотное число, мг КОН/г, не более	1,5	0,60
9. Массовая доля серы, % в пределах	0,7-1,5	1,14
10.Массовая доля хлора, % в пределах	1,0-1,6	1,05
11. Содерж. мех. примесей, % не более	0,035	0,022
12. Стабильность при хранении	выдерживает	выдерживает

2.9 Расчет по участку

Данные для расчета:

Фактические потери в эффективном фонде рабочего времени основных рабочих по данным ФРД: n = 16%

Фактические коэффициенты выполнения норм:

Токарные — 0,94

Фрезерные — 0,96

Сверлильные — 0,93

Слесарные — 0,92

Планируемый коэффициент выполнения норм: 1,12

Планируемые потери в режимном фонде рабочего времени:

Основных рабочих — 14%

Технологического оборудования — 6%

Планируемый коэффициент сменности — 2

Режим работы: 5-ти дневная неделя, продолжительность смены 8 часов.

Производственная цель подсистемы основного производства (ПСОП) участка направлена на изготовление продукции требуемого качества в запланированные сроки. Чтобы определить объект производства необходимо ответить на вопросы «что изготавливать?» (качественная характеристика производственной цели) и «сколько?» (количественная характеристика).

Качественно производственная цель характеризуется составом номенклатуры деталей (сборочных единиц), которые закреплены за участком и входят в понятие «изделие» или «машинокомплект изделия», поэтому первая задача проектирования — это определение номенклатуры, входящей в состав машинокомплекта изделия.

Количественно производственную цель участка характеризует объем в трудозатратах выполнения основной функции:

на изготовление одного машинокомплекта (его трудоемкость);

на изготовление годового товарного выпуска в машинокомплектах (товарная продукция участка).

Для оценки количественного выражения производственной цели необходимо решить задачи:

определение проектной трудоемкости одного машинокомплекта (МК);

определение годового объема товарной продукции участка в трудозатратах;

— определение годового выпуска в машинокомплектах.

При расчете трудоемкости необходимо учитывать коэффициент корректировки kк.кор . Он определяется по каждому виду работ на основе данных:

— о фактическом коэффициенте kквн.ф. выполнения норм по каждому виду работ;

— о планируемом коэффициенте kвн.пл. выполнения норм в планируемом периоде;

— о фактических потерях nкф. в процентах, рабочего времени основных рабочих каждой специальности по результатам анализа фотографии рабочего дня.

(61)

Расчеты коэффициентов корректировки трудовых затрат на проектируемом участке сводятся в таблицу

Таблица 8 — Коэффициенты корректировки затрат штучного времени

Наименование видов работ в подсистеме основного производства участка	Данные по базовому участку	Коэффициенты корректировки затрат штучного времени kк-кор
	Фактический коэффициент выполнения норм основными рабочими (kквн.ф)	Фактические потери времени основных рабочих по данным ФРД (Пкф),%
Токарные	0,94	14%	1,05
Фрезерные	0,96		1,07
Сверлильная	0,92		1,03
Слесарная	0,93		1,04

По результатам корректировки действующих норм затрат труда по каждой операции определяется проектная трудоемкость на один машинокомплект:

— нормированная по штучному времени ti,k.шт и ожидаемая фактическая по штучному времени ti.k.шт либо:

— нормированная по штучно-калькуляционному времени ti.k.шк и ожидаемая фактическая по штучно-калькуляционному времени ti.k.шк.ф

По результатам корректировки действующих норм затрат труда по каждой операции определяется проектная трудоемкость (см. приложение Б.1).

Расчет количества оборудования

Расчет количества оборудования ведется по каждой группе j-гo оборудования,

(62)

где QP,j — расчетное количество оборудования j-типа;

— норма штучного времени на операцию;

Fоб. эф. — эффективный годовой фонд времени работы оборудования, час.

F =4015 час;

Для проектируемого технологического процесса

Для базового технологического процесса

Полученные значения количества единиц оборудования округляются до целого числа (как правило, в большую сторону), которое называется принятым числом рабочих мест (станков) (Qпр.j).

Если полученное дробное число превышает целое число не более, чем на 8-10%, его следует округлять до меньшего целого. Перегрузка станка может быть компенсирована повышением режима обработки или повышением технической оснащенности, уменьшающей вспомогательное время. Полученные значения сводятся в таблицу.

Таблица 9 — Ведомость станков на участке

Наименование станков	Тип, марка станка	Количество станков	Коэффициент загрузки
		расчетное	принятое
Токарный Фрезерный Сверлильный Ультразвуковой	16К20Ф305 6Р11Ф3 2Н118 УЗВ1	1,46 1,3 0,20 1	2 2 1 1	0,73 0,65 0,20 1
Итого	3,96	6	0,65

Определение основных и вспомогательных материалов

Годовая потребность в основных материалах на изготовление детали

(63)

где — масса заготовки, =0,125кг;

Nг — программа выпуска, Nг=77265шт.

Определение численности работающих. Число основных производственных рабочих рассчитывается по трудоемкости или расстановочным путем, исходя из количества рабочих мест. На основе трудоемкости определяется списочное число рабочих, а по расстановке — явочное. Для пересчета явочной численности в списочную, надо явочную численность умножить на коэффициент Ксп, определяемый по формуле:

(64)

где Ксп — коэффициент, учитывающий соотношение номинального и эффективного фонда времени;

Fн — номинальный фонд времени работы рабочего за год, час.

Fн=ДплЧТсм (65)

Fэф.раб=ДплЧТсмЧ(1-0,01Чnоб), (66)

где nоб — процент плановых потерь времени рабочим (отпуска, болезни, выполнение государственных обязанностей и др. (данные индивидуального задания)).

Fн=250Ч8=2000ч. Fэф.р=250Ч8Ч(1-0,01Ч14)=1720ч.

Число рабочих определяется раздельно по профессиям и разрядам.

Расчет числа рабочих по трудоемкости производится по формуле:

(67)

Результаты расчетов сводятся в таблицу.

Таблица 10 — Сводная ведомость состава основных рабочих

Наименование профессии	Количество оборудования	Число рабочих по разрядам	Всего рабочих	По сменам
		1	2	3	4	5	6	7	8		1	2
Токарь	2				4					4	2	2
Фрезеровщик	2			2	2					4	2	2
Сверловщик	1				2					2	1	1
Слесарь	1			1						1	1	—
Итого	6			3	8					11	6	5

Расчёт площади участка

Производственная площадь участка рассчитывается из расчёта (в среднем) 20 м2 на станок:

Sпр = Сст Ч20, (68)

Sпр = 6Ч20 = 120 м2 .

Расчет по энергетике

Годовой расчет силовой электроэнергии для участка

(69)

где Кс — коэффициент спроса (для механических цехов Кс=0,4ч0,5);

— установленная мощность всего оборудования участка.

кВт.

Определим годовой расход электроэнергии на освещение участка

(70)

где S0 — общая площадь участка, м2;

Wуд2 — средний расход электроэнергии на 1 м2, Wуд2=0,0158кВт;

H0 — норма осветительной нагрузки в год, H0=2000ч.

кВт.

Годовой расход участком сжатого воздуха

(71)

где Всв.ч — средний часовой расход свободного воздуха на 1-го потребителя

Всв.ч =1,5; N — число потребителей;

КИ — коэффициент использования; КИ=1.

Таблица Б.1 — Определение проектной трудоемкости

действующего участка

проектируемого участка

технологическая

затраты труда

Штучное время

подготовительно-заключительное время 1 мк, час

штучное калькуляционное время

классифицированная

усл. Изделие

Номер операции, k

Наименование операцийпроцессов изготовления объектов

Модель оборудования (вид)

Разряд работы

Норма штучного времени , Н-мин

Подготовительно-заключительное время на партию, мин

Нормированное штучное время на м-к, Н-ч

Коэффициент корректировки трудоемкости

Нормированное, Н-ч

Ожидаем. Факт, час

Нормированное, Н-ч

Ожидаемое фактическое . час

Условный шифр, i

Наименование объектов (типовых представителей)

Кол-во шифров, n

Кол-во деталей, f

Коэф. номенклатуры

Кол-во шифров, h

Кол-во деталей, f

по кол-ву шифров, kh

по трудоемкости, kt

Корпус

1

2

3

4

5 Токарная

Фрезерная

Сверлильная

Слесарная

16К20Ф305

6Р11Ф3

2Н118

УЗВ1

4

3

4 1,85

3,28

2,7

1,9

0,64

—

0,74

1,31

0,92

0,27

—

0,031

0,055 0,045

0,032

0,011

—

1,05

1,07

1,03

1,04

0,030

0,052

0,042 0,042

0,030 0,011-

0,027

0,046

0,038

0,027

0,01

—

0,001

0,0018

0,0013

0,0004

—

0,031

0,0538

0,0433

0,0313

0,0114

—

0,028

0,0478

0,0393

0,0283

0,0104

—

3. Конструкторская часть

3.1 Анализ применяемых средств технологического оснащения

Станочными приспособлениями называются дополнительные устройства к металлорежущим станкам, позволяющие наиболее экономично в заданных производственных условиях обеспечить заложенные в конструкции детали требования к точности размеров, формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

К станочным приспособлениям относятся: устройства для установки и закрепления деталей на станках (приспособления), устройства для установки и крепления режущего инструмента на станках (вспомогательный элемент).

В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяют на токарные, сверлильные, фрезерные, расточные. шлифовальные и др. с их помощью совместно приспособлениями для установки и закрепления режущих инструментов осуществляется наладка технологической системы станок-приспособление- инструмент — заготовка для обеспечения оптимальных условий работы и выполнения станочных операций.

Конструкции станочных приспособлений совершенствуются неразрывно с развитием технологии и методов организации производства, с развитием станкостроения и появлением принципиально новых станков, например станков с ЧПУ, многоцелевых станков, с внедрением автоматических и переналаживаемых линий.

Каждое средство технологического оснащения представляет собой самостоятельное средство производства, отвечающее целому ряду технических и экономических требований, как в ходе технологической подготовки производства, так и в процессе эксплуатации.

При использовании средств специального контроля и применения специальных режущих инструментов решаются такие вопросы, как обеспечение точности обработки и быстрого контроля поверхностей, улучшая условия работы.

Зная устройство, принцип действия и его особенности, станочник скорее и полнее освоит работу на нем, сможет выполнять резервы времени и повышения производительности станочных операций и внести свои новаторские предложения по использования этих резерв.

В дипломном проекте разработано приспособление — оправка цанговая с пневмоприводом на токарную операцию 020, пневмопатрон на операцию 010.

3.2 Расчет конструкции специальных станочных приспособлений

Расчет цанги пневматической.

Описание технологической операции.

На данной токарной операции необходимо обработать несколько поверхностей.

В качестве инструмента выбираем стандартизованные резцы по ГОСТ18884-73, ГОСТ18881-73, ГОСТ20872-80, ГОСТ18883-73 и один специальный резец для обработки кольцевой проточки.

Выбор схемы базирования заготовки.

Выбираем схему базирования детали типа «диск». Базирование происходит по двум базам:

1 установочная база — база, лишающая деталь трех степеней свободы — перемещение вдоль оси ОХ и вращения вокруг осей OZ и OY (опорные точки 1, 2, 3);

2 направляющая база — база, лишающая деталь двух степеней свободы — перемещение вдоль осей OZ и OY (опорные точки 4, 5).

Деталь на токарной операции 020 механической обработки базируется по внутренней цилиндрической поверхности в цанговой оправки.

Рисунок 3 — Схема базирования типа диск

Принцип действия цанговой оправки.

Разжимная цанговая оправка применяется для обработке поверхностей на токарном станке детали “корпус авиационный” в крупносерийном производстве и предназначено для базирования заготовки по внутренней цилиндрической поверхности и закреплением её усилием W.

Тяга 1, пропущенная через полость шпинделя, своим левым резьбовым концом связана со штоком привода, а правым — в натяг вмонтирована в шарнирную муфту 2, связанную с резьбовой втулкой 4 шарнирным винтом 3. Последний двумя шпоночными выступами входит в пазы отверстия муфты по посадке с зазором 3…5мм; зазор обеспечивает ударное действие штока привода, что облегчает выталкивание штока (клина) 7 из конусного отверстия цанговой (пружинящей) оправки при раскреплении обрабатываемой детали.

При подаче сжатого воздуха из пневмосети в правую полость пневмопривода (со штоком) двухстороннего действия, поршень совершает движение влево, тем самым обеспечивает зажатие заготовки. Для возврата в исходное положение, сжатый воздух подается в левую полость цилиндра (без штока) пневмопривода.

Составление конструктивной и расчетной схемы приспособления

Рисунок 4 — Конструктивная схема

На обрабатываемую заготовку установленную и зажатую на цанговой оправки, действует сила резания PZ. Сила PZ при обработке втулки создает момент резания Мрез , которому противодействует момент от силы трения Мтр между установочной поверхностью цанги и обрабатываемой заготовки.

Расчет усилия зажима

Приложенные к заготовке силы должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установочных элементов, и сдвиг или поворот её под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течение всего времени обработки.

Расчет сил закрепления обычно направлен на обеспечение равновесия заготовки под действием приложенных к ней внешних сил.

Внешними силами являются силы резания, силы закрепления, реакции опор и силы трения. Поэтому для расчета необходимо знать условия обработки в проектируемом приспособлении: величину, направление и место приложения сил резания, схему базирования и закрепления для нахождения места приложения сил закрепления и сил трения, препятствующих сдвигу заготовки.

Определим усилия зажима

(72)

где К — коэффициент запаса зависящий от условий обработки заготовок на станке;

Pz — осевая сила, 1012 Н.

К=К0ЧК1ЧК2ЧК3ЧК4ЧК5 (73)

К=1,5Ч1,0Ч1,0Ч1,2Ч1,0Ч1,0=1,8.

Определим диаметр вращающего пневмоцилиндра двухстороннего действия, используемого для закрепления заготовки

(74)

где W- сила закрепления заготовки;

Рз — избыточное давление сжатого воздуха в пневмосети, МПа; Рз=0,63 МПа.

Получаем диаметр цилиндра равен 84,7 мм.

Принимаем ближайшее большее стандартное значение диаметра пневмоцилиндра Dц = 100 мм, dшт=25мм.

Определим действительную силу W на штоке

(75)

где W- сила закрепления заготовки; W= 3542Н;

Рз — избыточное давление сжатого воздуха в пневмосети, МПа; Рз=0,63 МПа;

— к.п.д. пневмоцилиндра; =0,85ч0,9.

Тогда усилие зажима будет равно:

(76)

Расчет приспособления на точность

Для обеспечения необходимой точности обрабатываемой заготовки должно соблюдаться следующее условие: максимальная результирующая погрешность должна быть меньше допуска на получаемый параметр Т примерно на 10-15%, то есть

(77)

где Т — допуск на координирующий диаметральный размер отверстия детали.

(78)

где ТД — допуск на выполняемый размер детали, ТД =0,039 мм;

— коэффициент ужесточения допуска детали, по справочнику [1] =0,9мм;

— допустимое смещение заготовки относительно опор приспособления, по справочнику [1] =0.

Результирующая погрешность определяется по формуле

(79)

где — погрешность станка в ненагруженном состоянии, вызываемая погрешностями изготовления и сборки его деталей и узлов и их износа, =0,007 мм;

— погрешность расположения приспособления на станке — расположения посадочных поверхностей приспособления относительно посадочного места станка, =0,01 мм;

— погрешность расположения опорных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления, =0,01 мм;

— погрешность базирования исходной базы заготовки в приспособлении, =0,01 мм;

— погрешность, вызываемая закреплением заготовки в приспособлении, =0,01 мм;

— погрешность расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных поверхностей приспособления, =0 мм;

— погрешность инструмента, порождаемая погрешностью его изготовления, =0 мм;

— погрешность расположения инструмента на станке, она может иметь место только в том случае, когда выключена возможность точной выверки режущего инструмента или это не предусмотрено конструкцией станка и вспомогательного инструмента, =0 мм;

— погрешность, вызванная износом инструмента, =0 мм;

— погрешность настройки, выражающаяся в неточности мерительного приспособления, =0,01 мм;

— погрешность деформации инструмента, =0,02 мм;

K — коэффициент учитывающий количество слагаемых.

При суммировании составляющих погрешностей коэффициент К можно принять равным 1,1, т.к. количество слагаемых равно семи.

Так как суммарная погрешность меньше допуска на координирующий размер, то точность данного приспособления будет обеспечиваться.

Расчет на прочность элемента приспособления

Чтобы убедиться в том, что приспособление достаточно прочное и способно выдерживать нагрузки, произведем расчет на прочность для штока имеющего минимальный диаметр 25 мм.

Условия растяжения следующие:

(80)

где W — усилие зажима, Н; W = 2826Н;

d — диаметр штока, мм; d = 25 мм;

— предел прочности материала штока на растяжение и сжатие, МПа; = 50 МПа для стали 45.

Условие прочности выполняется, а значит шток может выдержать данную нагрузку.

Обоснование выбора материала деталей приспособления

Выбор материала деталей приспособления производится исходя из условий в которых они работают. Втулка разжимная выполняется из стали 40Х ГОСТ 4543-71 с последующей термообработкой хвостовика 42-47 HRC. Установочные детали и шток выполняются из стали 45 ГОСТ 1050-88 с последующей термообработкой 42-47 HRC.

Расчет размерных цепей

Для нормальной работы машины или другого изделия необходимо, чтобы составляющие их детали занимали одна относительно другой определенное положение. Установление оптимального соотношения номинальных размеров деталей и допустимых отклонений при размерном анализе точности — один из эффективных методов повышения качества изделий, обеспечения надежности и долговечности их работы при одновременном снижении производственных затрат. Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков, зазоров и предельных отклонений всех ее звеньев, исходя из требований конструкции и технологии.

Рисунок 5 — Схема размерной цепи

А1=80-0,3; А2=7,8+0,1; А3=69+0,12.

Номинальный размер замыкающего звена

(81)

где — сумма номинальных размеров увеличивающих звеньев, мм;

— сумма номинальных размеров уменьшающих звеньев, мм.

Максимальное предельное отклонение размера замыкающего звена определяется по формуле:

(82)

Минимальное предельное отклонение размера замыкающего звена определяется по формуле:

(83)

Допуск замыкающего звена

(84)

Таким образом

Разработка пневмопатрона.

Описание технологической операции

Технологическая операция 010 заключается в обработке торца и наружной поверхности детали.

Выбор схемы базирования заготовки

Базирование происходит по двум базам (Д.02.00.00). Комплект баз является неполным: установочная, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы — перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей (опорные точки 1,2,3; технологическая, явная); двойная опорная, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы — перемещения вдоль двух координатных осей (опорные точки 4,5; технологическая, скрытая). Проворот заготовки вокруг оси предотвращает сила зажима.

Составление конструктивной и расчетной схемы приспособления

Конструктивная схема приспособления представлена на рисунке 5.

Расчетная схема приспособления приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 — Конструктивная схема приспособления

Рисунок 7 — Расчетная схема приспособления

Расчет усилия зажима

Сила зажима определяется по формуле (72)

— сила резания, = 6445 Н;

R0 — радиус обрабатываемой поверхности, R0 = 151 мм;

f — коэффициент трения между рабочими поверхностями кулачков и обрабатываемой заготовкой, f = 0,2;

R — радиус части заготовки, зажатой кулачками, R = 150 мм.

Коэффициент запаса определяется по формуле (73)

=1,5; К= 1; К= 1,2; К= 1; К= 1,2.

К = 1,5Ч1Ч1,2Ч1Ч1Ч1Ч1,2 = 2,16.

Так как значение коэффициента К меньше 2,5, то принимается значение К = 2,5.

Сила зажима по формуле (72):

Для пневматического патрона клинового типа требуемая сила на штоке пневмоцилиндра находится по формуле [5]:

Q = К1 (1 + 3а м1 / h) Ч tg(в + ц) Wсум (85)

где К1 — коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне, К1 = 1,05;

а — вылет кулачка от середины его опоры в пазу патрона до центра приложения силы зажима W на одном кулачке, мм;

м1 — коэффициент трения между направляющей поверхностью кулачка и пазом корпуса патрона, м1 = 0,15;

h — длина направляющей части кулачка, соприкасающаяся с пазом корпуса патрона, мм;

в — угол наклона пазов скользящей втулки для клиновой пары патрона, в = 100;

ц — угол трения наклонной поверхности клиновой пары патрона, ц = 5043′

Конструктивно принимаем отношение a/h = 1/9. Усилие на штоке по формуле (61):

Q = 1,05Ч(1 + 3Ч0,15Ч1/9) Ч tg(100 + 5043′)Ч81100 = 23490 Н.

Усилие на штоке определяется по формуле [5]:

, (86)

где D — диаметр пневмоцилиндра, мм;

d — диаметр штока, d = 0,2D мм;

р — давление сжатого воздуха, р = 1 МПа;

з — КПД, з =0,85.

Принимаем по ГОСТ 15608-81 D = 200 мм, конструктивно принимаем d = 50 мм.

Действительное усилие на штоке по формуле (86):

Действительная сила зажима заготовки определяется по формуле:

(87)

Расчет приспособления на точность

Суммарная погрешность обработки является следствием различных факторов и определяется по формуле (79)

К = 1,1; дс= 0,008 мм; др.п = 0,01 мм; дп.у= 0,03 мм; дб= 0; дз = 0,06 мм; дп.н = 0; ди = 0; др.и = д; диз = 0; дн =0; дд = 0.

д? = 1,1Ч= 0,075 мм.

Результирующая погрешность меньше допуска на выдерживаемый размер 45-0,62 мм, то есть

д? = 0,075 мм < ТН =0,62 мм.

Следовательно, приспособление будет обеспечивать заданную точность.

3.3 Проектирование специального контрольно-измерительного средства контроля

В качестве специального средства контроля спроектируем калибр для контроля соосности двух внутренних и одной наружной поверхностей относительно базы А.

Схему расположения поверхностей см. в приложении В.

Определим предельные отклонения и допуски измерительных элементов калибра при Тр= 0,04 мм:

F1 =F2=F3=F0=0,012 мм;

Н1=Н2=Н3=H0=0,005 мм;

W =W =W =0,005 мм;

Трк1=Трк2=Трк3=Трк0=0,008 мм.

где F — основное отклонение размера измерительного элемента;

Н — допуск на изготовление измерительного элемента калибра;

W — величина износа измерительного элемента калибра;

Трк- позиционный допуск измерительного элемента калибра.

Определим предельные размеры измерительных элементов калибра:

для наружной поверхности детали:

dkmin=dmax+Tp-F; (85)

dkmax= dkmin+H; (86)

dk-W=dkmin+H+W. (87)

где dk1man, dk1mix — наибольший и наименьшие предельные размеры измерительного элемента нового калибра;

dk1-W — размер предельно изношенного измерительного элемента калибра.

dk1min =45,85+0,04-0,012=45,878 мм;

dk1max=45,878+0,005=45,883 мм;

dk1-W= 45,878+0,005+0,005=45,888 мм.

для элемента контролирующего внутренний диаметр 40 мм:

dk2max= Dmin-Tp+F; (88)

dk2min= dk2max-H; (89)

dk2-W= dk2max-H-W (90)

dk2max=40-0,04+0,005=39,965 мм;

dk2min=39,965-0,005=39,960 мм;

dk2-W=39.965-0,005-0,005=39,955 мм.

для элемента контролирующего внутренний диаметр 32,4 мм:

dk3max=32,4-0,04+0,005=32,365 мм;

dk3min=32,365-0,005=32,360 мм;

dk3-W=32,365-0,005-0,005=32,355 мм.

для базового измерительного элемента:

dk0max=dG0-W+H0 (91)

где dk0max — наибольший предельный размер базового измерительного элемента нового калибра;

dG0-W — размер предельно изношенного поэлементного проходного калибра, предназначенного для контроля размера поверхности изделия.

dk0max=46+0,005=46,005мм.

dk0min=dG0-W (92)

где dk0min — наименьший предельный размер базового измерительного элемента нового калибра.

dk0min=46 мм.

dk0-W=dG0-W+H0+W0 (93)

dk0-W=46+0,005+0,005=46,010 мм.

для измерения остальных элементов:

dkmax=Dmin-Tp+F+Ho (94)

dkmax=32,360-0,008+0,012+0,005=32,369 мм.

dkmin=dkmax-H (95)

dkmin=32,369-0,005=32,364 мм.

dk-W=dkmax-H-W (96)

dk-W=32,369-0,005-0,005=32,359 мм.

3.4 Проектирование специального режущего инструмента

В качестве специального режущего инструмента спроектируем — резец трубчатый.

Этот режущий инструмент является прогрессивным, способствующий одновременно обрабатывать несколько труднодоступных поверхностей, тем самым обеспечивая высокую эффективность производства и качество продукции. Высокая производительность обеспечивается за счет сокращения вспомогательного времени, связанного со сменой инструмента и его переходами. Работа этими инструментами позволяет уменьшить потребное количество станков, производственных площадей, номенклатуру инструмента.

Исходными данными являются:

— обрабатываемый материал сталь 20Л ГОСТ 977-88;

— наибольший диаметр кольцевой канавки мм;

— наименьший диаметр кольцевой канавки мм;

— длина обрабатываемой кольцевой канавки вдоль оси резца L=8+0.36мм.

Материал резца-трубчатого — быстрорежущая сталь Р18 ГОСТ 19265-73.

Для резца принимаем передний угол , задний угол , угол при вершине .

Произведем расчет на прочность при кручении.

Определим диаметр хвостовика резца

(97)

где — допускаемое напряжение при кручении, =560МПа;

— крутящий момент, НЧм.

(98)

где — коэффициенты и показатели степени, ; q=2,0; y=0,8;

НЧм.

Принимаем диаметр хвостовика по стандартному ряду чисел ГОСТ 6636-69 d=15мм.

3.5 Анализ уровня автоматизации технологического процесса. Выбор средства автоматизации

Система лазерного контроля обработки детали

Системы лазерного контроля направлены на создание резервов технологической точности. Под резервом технологической точности понимается запас, при котором погрешности, возникающие в результате обработки деталей, не выходят из пределов поля допусков на размер детали, обрабатываемой на высокоточном оборудовании с ЧПУ. В любом АСУ оборудованием с ЧПУ для получения информации о ходе технологического процесса используются измерительные преобразователи различного типа, электромагнитные, фотоэлектрические, оптические, лазерные и т.д., выполняющие функции контроля или измерения различных параметров ТП обработки детали: скорости резания, износа режущего инструмента, шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и др.

Требования к измерительным преобразователям:

— бесконтактный способ измерения технологических параметров при большом расстоянии от самого преобразователя до поверхностей детали для обеспечения его надежности;

— линейности выходной характеристики в диапазоне, определяемом припуском на обработку;

— постоянность времени, длительность не более одного оборота детали;

— независимость результатов размерного контроля от измерения шероховатости детали, ее вращения, наличия вибраций, воздействия смазочно-охлаждающей жидкости.

Наиболее трудно управляемыми погрешностями с точки зрения обработки деталей на оборудовании с ЧПУ являются такие величины, как колебание припусков на обработку детали, колебание твердости материала детали, случайные колебания режимов резания и т.д. Следовательно, системы активного контроля должны использоваться не только на чистовых операциях, но и на заготовительных операциях.

Перспективным в развитии систем активного контроля представляется использование лазерных измерительных систем, позволяющая осуществлять измерение линейных и диаметральных размеров поверхностей детали. Основная область применения измерительных преобразователей на станках с ЧПУ. Также с помощью лазерных преобразователей можно выполнять бесконтактный контроль за скоростью перемещения, а в некоторых случаях и контролировать шероховатость поверхностей деталей.

Принцип работы лазерных преобразователей заключается в том, что исследуемый объект, которым является контролируемая поверхность детали, интенсивно облучается лазерным лучом под определенным углом. После отражения от поверхности детали лазерный луч попадает на специальное устройство, которое преобразует световой сигнал в электрический. В качестве устройства, принимающего световой сигнал и преобразующего его в электрический. Затем электрический сигнал преобразуется в цифровой и передается на ВУ, применяемое для расшифровки координат исследуемого объекта с помощью специальных алгоритмов, а также для непосредственного управления ИМ оборудования с ЧПУ[17].

режущий станочный заготовка деталь

Рис 8. Система активного контроля

Рассмотрим принцип действия системы активного контроля оборудования с ЧПУ, имеющей в своей структуре лазерный преобразователь, состоящий из контроллера и приемника лазерного луча, а также ВУ. Система активного контроля содержит элементы и работает следующим образом:

1 — ВУ ПЭВМ;

2 — оборудование (станок) с ЧПУ;

3 — деталь;

4 — лазерный преобразователь;

5 — излучатель лазерного луча;

6 — матрица ПЗС;

7 — аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

8 — ИМ оборудования с ЧПУ.

Излучатель 5 направляет лазерный луч в заданную точку рабочего пространства на исследуемой детали 3 с помощью ВУ 1. Отраженный лазерный луч от детали воспринимает матрица ПЗС 6, которая преобразует световой сигнал в электрический и передает его на АЦП 7. Цифровой сигнал АЦП 7 передается на ВУ 1, где с помощью вычислительных процедур определяется текущий размер поверхности детали и вырабатывается сигнал коррекции, передаваемый на ИМ оборудования с ЧПУ 8, если это требуется.

В ходе экспериментального исследования лазерного преобразователя системы активного контроля установлено, что вибрации технологической системы “станок-приспособление-инструмент-деталь” в процессе обработке на станках с ЧПУ (16К20Ф305, 6Р11Ф3) не влияют на точность системы активного контроля. Стружка образующаяся в процессе обработке детали и поступающая в зоны резания и измерения, а также смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности контролируемой детали ”Корпус авиационный” в зоне резания.

В настоящее время перспективно использовать в структуре систем активного контроля лазерные преобразователи, которые хотя и отличаются более сложной конструкцией по сравнению с электромагнитными или фотоэлектрическими, но позволяют осуществлять более точные измерения шероховатостей исследуемых поверхностей деталей при больших величинах контролируемых перемещений.

4. Стандартизация и контроль качества продукции

4.1 Стандартизация

Для правильной организации деятельности по стандартизации в цехе, в котором находится участок обработки детали «корпус авиационный» при проектировании, анализировались данные серийности производства, об ассортименте деталей. На основе этих данных, а так же разработанной конструкторской и технологической документации на деталь определялись оптимальные типы станков и оборудования, их параметры с учетом обеспечения максимальной взаимозаменяемости деталей «корпус авиационный», наиболее оптимальные материалы, номенклатура стандартных деталей.

При совершенствовании технологического процесса производилась стандартизация всех элементов производственного процесса. Эти элементы можно распределить на три группы.

К первой можно отнести все элементы, составляющие основу производственного процесса. Это, прежде всего сырье, материалы, оборудование, детали, а так же конструкторско-технологическая документация.

Вторая группа включает элементы, составляющие основу производственного процесса. Это инструменты, вспомогательное оборудование, ремонт.

Третья группа состоит из элементов, связанных с регулированием производственных процессов. Это контроль, методы испытаний оборудования, рабочих мест.

Взаимосвязь стандартизации с производством наиболее полно проявляется в стандартизации технологических процессов как совокупности всех действий по превращении заголовок в готовые детали согласно техническим условиям.

В соответствии с задачей стандартизации технического процесса при проектировании широко использовать методы стандартизации и нормативно-технологическая документация:

-конструкторская документация и чертежи выполнены соответственно со стандартами ЕСКД и ГОСТ 2.109-85, ГОСТ 2.109-73, ГОСТ 2.308-79, ГОСТ 2.316-68 рациональное ограничение номенклатуры, марок и ассортимента применения дорогих материалов;

-технологическая документация выполнена в соответствии с ГОСТ 3.1103-82, ГОСТ 3.1105-84, ГОСТ 3.1118-82, ГОСТ 3.1120-83, ГОСТ 3.1122-84, ГОСТ 3.1404-86;

-допуски и посадки выбирались из предпочтительного ряда посадок по ГОСТ 25347-82;

-методика процессов технологического контроля производилась с учетом ГОСТ 16504-84;

-допуски формы и расположения поверхностей назначались по ГОСТ 2.4642-81, ГОСТ 2789-78, ГОСТ 2309-83, ГОСТ 16319-80;

-метрологическое обеспечение по ГОСТ 8.417-81.

4.2 Порядок предъявления и приемки готовой продукции

Отделу технического контроля и заказчику может быть предъявлена только готовая продукция. Готовой продукцией считается данное изделие, деталь, законченная в процессе производства и доведенная до норм, требований технической документации.

При предъявлении продукции на контроль БЦК, производится контроль качества продукции самим исполнителем, представляется вся необходимая техническая и сопроводительная документация.

Предъявление готовую деталь работнику БЦК осуществляется производственным мастером, который предварительно должен лично убедиться в качестве изготовленной продукции и ее соответствии технической документации.

Если в соответствии с технологическим процессом деталь “корпус авиационный” должна подвергаться специализированному контролю БЦК с помощью специальных средств, которые невозможно предусмотреть в технологическом процессе для рабочего, такая продукция полностью проверяется контролером БЦК. В операционной карте технического контроля должно быть указано: «Проверять по размеру сплошным контролем». При этом выявленные дефекты не являются основанием для прекращения контроля продукции. Дефектная продукция возвращается для исправления с указанием вида или характера дефекта. Перечень подобных операций должен быть согласован с начальником ОТК завода.

Бюро цехового контроля (БЦК) является частью общезаводского отдела технического контроля (ОТК). Задачей технического контроля является выявление качества материала, проверка размеров, геометрической формы и качества обработанных поверхностей деталей. Требования, предъявляемые при контроле, должны соответствовать техническим условиям, установленным на приемку материалов и готовых изделий. Правильность размеров деталей после обработки проверяется измерительными и специальными контрольными инструментами, приборами и приспособлениями. Для проверки средств измерения предусматривается контрольно-проверочный пункт, который производит в установленные сроки проверку всех применяемых измерительных инструментов и приспособлений.

При обработке детали «корпус датчика авиационного» применяются следующие виды контроля: летучий, промежуточный и окончательный.

Летучий контроль выполняется в форме периодических проверок деталей в процессе их изготовления для предупреждения массового брака. Наиболее эффективным методом летучего контроля является статистический контроль. Летучему контролю подвергаются первые детали, обработанные после наладки или переналадки станка, а так же другие детали после определенных операций. Результаты контрольных измерений отмечаются на графиках статистического контроля. В случае обнаружения отклонения оси допустимых размеров к границам допускаемых отклонений контролер сообщает об этом мастеру, который должен принять меры по устранения обнаруженных отступлений.

Промежуточный контроль производится между операциями, когда деталь прошла одну операцию и должна поступить на следующую.

Окончательный контроль производится после полной обработки детали. Проверка производится в БЦК, куда деталь поступает после последней операции.

Для более рационального выполнения контроля разрабатывается технологический процесс контроля. При его наличии контролеры выполняют проверку деталей не по своему усмотрению, а по установленному классу контрольных операций.

5. Научно-исследовательская часть

Тепловые процессы в токарных станках модели 16К20Ф305

При работе данного токарного станка 16К20Ф305 в его опорах выделяется теплота трения, которая частично рассеивается в окружающую среду, а частично нагревает станок. Большое внимание я хочу уделить температурным деформациям этого станка, описывать эти явления и указать на то, что тепловые смещения шпинделя сильно влияют на точность токарного станков. В основном ось шпинделя в процессе разогрева станка перемещается в пространстве на несколько десятков микрометров, что превышает на один-два порядка точность изготовления детали. Для выяснения данной проблемы были проведены экспериментальные исследования [16].

Рисунок 9 — Схема экспериментальной установки

На станине токарного станка устанавливали стойку 4, которая через проставку 3 соединялась с державкой 5. В державки устанавливали три индикатора часового типа с точностью измерений 1мкм. Наконечники индикаторов взаимодействуют с крышкой, которая закрывает переднюю опору шпинделя 2 шпиндельной бабки 1 токарного станка. Индикаторы 6-8 были установлены таким образом, чтобы индикатор 7 измерял смещение крышки в вертикальной плоскости (ось Y), индикатор 8 — в горизонтальной плоскости (ось X) и индикатор 6 — в продольном направлении станка (ось Z).

В процессе испытаний выяснилась необходимость установки еще двух индикаторов 9 и 10, которые располагались по вертикальной оси Y, для фиксирования перекоса крышки шпиндельной бабки 1 в вертикальной плоскости. Для этого в предварительно просверленные отверстия в корпусе шпиндельной бабки устанавливали терморезисторы.

Рисунок 10 — Схема установки терморезисторов

Рисунок 11 — Схема кривых изменений температуры

Результаты эксперимента представлены на рисунках 8, 9 и 10.

На рисунке 8 с момента включения холодного станка до выхода его на установившийся тепловой режим при частоте вращения шпинделя n=1000об/мин. Время выхода на установившийся тепловой режим по всем датчикам не превышает t=40 мин. На рисунке 10 видно, что температура во всех точках измеряется строго взаимосвязано. Это означает, что любая точка корпуса шпиндельной бабки характеризует общее его тепловое состояние. Максимальная температура наблюдалась в точке 1.Это объясняется тем, что верхняя стенка шпиндельной бабки отдает тепло только в окружающую среду. Минимальная температура была зафиксирована в точке 6. Это объясняется тем, что от нижней стенки корпуса шпиндельной бабки интенсивно отводится тепло в станину станка. Температура передней стенки шпиндельной бабки выше температуры задней стенки. Так, температура в точке 1 выше, чем в точке 5, в точке 4 выше, чем в точке 7, а в точке 3 выше, тем в точке 6. Это объясняется тем, что в передней опоре шпинделя токарного станка установлены два радиально-упорных подшипника, а в задней опоре — только один радиально-упорный подшипник. Максимальная разница температур (около 200С) была зафиксирована между точками 1 и 6. Исследования теплового состояния шпиндельной бабки при работе станка на разных частотах вращения шпинделя показали, что разность температур в точке 6 при работе станка а частотой вращения шпинделя n=500 и 1600об/мин составила около 230С.

Обработка экспериментальных данных показала, что максимальное перемещение оси шпинделя, измеренное индикатором 8 (см. рисунок 8), не превышает 1ч2 мкм. Это подтверждает тем, что разность температур между точками 2 и 4 (см. рисунок 9) не превышает 40С. Максимальное перемещение 49 мкм зафиксировано индикатором 7 при частоте вращения шпинделя n=1000об/мин.

Рисунок 12 — Схема изменения температуры при разогреве станка

На рисунке 11а показаны изменение температуры Т в точке 3 при разогреве станка и перемещение оси шпинделя по оси Y. Из рисунке 11а видно, что обе кривые проходят на близком расстоянии друг от друга, при этом заметно некоторое отставание во времени перемещения от температуры Т.

Рассмотрим влияние смещения оси шпинделя на показатели точности в плоскости, перпендикулярной к оси детали. Выше отмечалось, что передняя стенка корпуса шпиндельной бабки нагревается больше, чем задняя. Средняя температура передней стенки корпуса шпиндельной бабки при частоте вращения шпинделя n=1000об/мин составляет 390С, в то время как средняя температура задней стенки 300С. При этом нижний индикатор 10(см. рисунке 8) показал перемещение на 15 мкм больше по сравнению с показателями верхнего индикатора 9. На рисунке 11б показаны две кривые:

— изменение разности средних температур передней и задней стенок корпуса шпиндельной бабки во времени; — поворот торцовой поверхности фланца шпинделя. Обе кривые расположены довольно близко одна к другой. Таким образом, в результате неравномерного нагревания передней и задней стенок корпуса шпиндельной бабки фланец шпинделя поворачивается в плоскости YOX. Однако это смещение не влияет на показатели точности в торцовом сечении, так как оно происходит только по оси Х, которая проходит через вершину резца.

Если бы наблюдался поворот фланца шпинделя относительно оси Y, то биение торцовой поверхности обрабатываемой детали определялось бы по формуле:

(99)

где R — радиус обработки детали, на котором определяется биение;

l — смещение оси шпинделя по оси X;

b — расстояние между опорами шпинделя;

a — длина консольной части шпинделя;

k — расстояние от торца обрабатываемой детали до торца шпинделя.

Из формулы видно, что значение будет во многом зависеть от наружного диаметра детали.

При обработке длинных деталей тепловое смещение оси шпинделя по оси Y практически не влияет на образование конусности, а смещение по оси X будет вызывать образование конусности соответствующей величины.

Таким образом, смещение оси шпинделя при выходе станка на установившийся тепловой режим по оси Y не влияет на регламентированные показатели точности, и только смещение по оси X приводит к возникновению погрешностей размеров, формы и взаимного расположения обработанных поверхностей. Поэтому при конструировании необходимо принимать конструктивные решения, направленные на ограничение перемещения оси шпинделя по оси X.

6. Организационно-экономическая часть

При разработке технологического процесса учтены недостатки присущие базовому и проведены соответствующие изменения.

В выбранном варианте технологического процесса осуществляется замена метода получения заготовки, в результате чего годовой экономический эффект составляет 421094,3 рублей; к тому же уменьшение припусков существенно удешевит процесс механической обработки. Так же осуществлен перевод обработки с универсального оборудования на станки с ЧПУ, что позволит значительно сократить вспомогательное время. На операции 020 токарная планируется применить специальный инструмент, позволяющий одновременно обрабатывать три поверхности, что в свою очередь, позволит уменьшить основное время обработки вдвое. На операции 040 слесарная применяется специальная ультразвуковая ванна УЗВ1, позволяющая удалить заусенцы с поверхности детали и осуществить ее промывку. Применение такой ванны, также даст экономию основного и вспомогательного времени за счет одновременной очистки нескольких деталей.

Таблица 11 — Варианты технологического маршрута

6.1 Технико-экономическое обоснование проектного варианта технологического процесса изготовления детали «корпус авиационный»

Расчет экономической эффективности проводится по максимуму результата, так как критерий минимума затрат применим при полном сопоставлении вариантов по объему производства, уровню качества продукции. Это условие не выполняется, так как базовый и проектируемый технологические процессы отличаются по объему производства.

Стоимость основных материалов для базового и проектируемого технологических процессов определена и составляет:

для базового: Мзаг.прокат =16,96 руб.

для проектируемого: Мзаг.отливки = 11,51 руб.

Далее проводятся расчеты по определению приведенного экономического эффекта сравниваемых технологических процессов.

Базовый технологический процесс.

Основная заработная плата производственных рабочих.

Определим средний разряд работ по формуле:

(100)

где ti — трудоемкость соответствующего разряда работ, н-ч;

i — разряд работ.

Определим средний тарифный коэффициент по формуле:

(101)

где Км — тарифный коэффициент меньшего из разрядов, между которыми находится известный средний разряд работ;

Кб — тарифный коэффициент большего из разрядов, между которыми находится известный средний разряд работ;

Чм — меньший из разрядов, между которыми находится известный средний разряд работ.

Определим среднечасовую тарифную ставку по формуле:

(102)

где Сч1 — часовая тарифная ставка первого разряда.

руб.

Тарифная заработная плата производственных рабочих

(103)

где ТСД — трудоемкость изготовления детали, н-ч.

руб.

Основная заработная плата производственных рабочих

(104)

где П — премии: 85% от ЗПт;

Дпр — доплаты за проработанное время, 10% от суммы тарифной заработной платы и премий.

руб.

Определим себестоимость продукции по формуле:

(105)

где М — стоимость основных материалов, руб;

ЗП0 — основная заработная плата производственных рабочих, руб;

ЗПД — дополнительная заработная плата производственных рабочих,

ЗПД=18% от основной заработной платы производственных рабочих, руб;

Осс — отчисления на социальное страхование: 26% от основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих, руб;

НР — накладные расходы: 500% от основной заработной платы производственных рабочих, руб. (нормативные данные предприятия).

руб.

Определим цену реализации продукции по формуле:

Цб=1,25ЧС (106)

Цб =1,25Ч115,3=144,12 руб.

Определим удельные капиталовложения по формуле:

(107)

где Сост — остаточная стоимость оборудования, (30% от Сперв ), руб;

Nг — годовой объем выпуска, Nг =32000шт.

руб.

Определим приведенный экономический эффект по формуле:

(108)

где Ен — коэффициент сравнительной эффективности, Ен = 0,1.

руб.

Аналогичные расчеты проводятся для проектируемого технологического процесса

Определяется основная заработная плата производственных рабочих по проектируемому технологическому процессу.

Определим средний разряд работ по формуле (100)

Определим средний тарифный коэффициент по формуле (101)

Определим среднечасовую тарифную ставку по формуле (102)

руб.

Определим тарифную заработную плату производственных рабочих по формуле (103)

руб.

Определим основную заработную плату производственных рабочих по формуле (104)

руб.

Определим себестоимость продукции по формуле (105)

руб.

Определим цену реализации продукции по формуле (106)

Цп =1,25Ч51,66=64,58 руб.

Определим удельные капиталовложения по формуле (107)

руб.

Определим приведенный экономический эффект по формуле (108)

руб.

Из приведенных расчетов можно сделать вывод: по критерию максимума экономически целесообразным будет проектируемый вариант технологического процесса.

6.2 Оценка эффективности проекта

Для оценки эффективности проекта используются показатели:

1) Чистая приведенная стоимость NPV;

2) Индекс рентабельности PI;

3) Внутренняя норма прибыли IRR;

4) Период окупаемости РР;

5) Дисконтированный период окупаемости DPP;

6) Пороговое количество, порог рентабельности и запас финансовой прочности производства конкретной продукции.

Для расчета выше указанных показателей для базового технологического процесса составляется таблица определения исходных показателей по годам, с учетом индексации цен по годам в размере 5%.

Таблица 12 — Величина исходных показателей по годам для базового технологического процесса

Коэффициент дисконтирования принимается в размере 10% (Ен =10%).

Первоначальные инвестиции, используемые при расчете, равны:

IC = 1900 тыс. руб.

Определим чистую приведенную стоимость

(109)

где — сумма чистых денежных поступлений;

IC — первоначальные инвестиции тыс.руб.

NPV=700Ч0,91+720Ч0,83+741Ч0,75+764Ч0,68+786Ч0,62+809Ч0,56-1900=1350 тыс.руб.

Определим индекс рентабельности инвестиций, который характеризует доход на один рубль затрат по формуле

(110)

где — чистый суммарный доход, тыс. руб.

Используя метод последовательных итераций, выбирается значение коэффициента дисконтирования r2 таким образом, чтобы в интервале (r1; r2) функция NPV = f(r) меняла свое значение с положительного на отрицательное.

При коэффициенте дисконтирования r = 55% чистая приведенная стоимость равна:

NPV=700Ч0,65+720Ч0,41+741Ч0,27+764Ч0,17+786Ч0,112+809Ч0,07-1900 = -676 тыс. руб.

Определим внутренний коэффициент рентабельности

(111)

где r1 — ставка дисконта, обеспечивающая положительное значение NPV;

r2 — ставка дисконта, обеспечивающая отрицательное значение NPV.

Определим период окупаемости

года.

При расчете дисконтированного периода окупаемости необходимо учесть коэффициент дисконтирования при поступлении дохода.

Таблица 13 — Поступления с учетом коэффициента дисконтирования для базового технологического процесса

Годы	1	2	3	4	5	6
Поступления с учетом коэффициента дисконтирования, тыс.руд., r=10%	630	567	510	459	413	372

Таким образом, дисконтированный период окупаемости:

года.

Пороговое количество, порог рентабельности и запас финансовой прочности производства конкретной продукции участка определяются в следующей последовательности.

Определим переменные затраты в себестоимости продукции

(112)

где М — стоимость основных материалов, руб.;

ЗП0 — основная зарплата производственных рабочих, руб.;

ЗПД — дополнительная зарплата производственных рабочих составляет 18% от основной и дополнительной заработанной платы производственных рабочих руб.;

Осс — отчисления на соцстрахования: 26% от основной и дополнительной заработанной платы производственных рабочих, руб.

руб.

Определим переменные затраты на годовую программу

тыс.руб.

Определим постоянные затраты

(113)

где НР — накладные расходы, равные 500% от ЗПо.

тыс.руб.

Определим точку безубыточности

(114)

где Зс — затраты постоянные, руб.;

Ц — цена реализации единицы продукции, руб.;

Зv — переменные затраты на единицу продукции, руб.

Определим порог рентабельности соответствует выручке от критического объема продаж

(115)

где Vкр — критический объем продаж, шт;

Ц — цена реализации продукции, руб.

тыс.руб.

Разность между выручкой и порогом рентабельности есть запас финансовой прочности предприятия.

Определим запас финансовой прочности предприятия

(116)

тыс.руб.

В процентном соотношении:

Полученные данные сводятся в таблицу.

Таблицы 14 — Показатели оценки эффективности для базового технологического процесса

Показатели	Единица измерения	Значения показателей
Ставка дисконта	%	10
Чистая приведенная стоимость	тыс.руб.	1350
Индекс рентабельности	—	1,71
Внутренний коэффициент рентабельности	%	39
Период окупаемости	года	3,24
Дисконтированный период окупаемости	года	3,38
Пороговое количество товара	шт.	23189
Порог рентабельности	тыс.руб.	3341
Запас финансовой прочности	тыс.руб.	1270
	%	27

Для расчета подобных показателей для проектируемого технологического процесса составляется таблица определения исходных показателей по годам.

Таблица 15 — Величина исходных показателей по годам для проектируемого технологического процесса

Первоначальные инвестиции, используемые при расчете, равны:

IC =2800тыс. руб.

Определим чистую приведенную стоимость по формуле (109)

где — сумма чистых денежных поступлений;

IC — первоначальные инвестиции тыс.руб.

NPV=760Ч0,91+859Ч0,83+965Ч0,75+1077Ч0,68+1131Ч0,62+1258Ч0,56-2800 = 1466 тыс.руб.

Определим индекс рентабельности инвестиций, который характеризует доход на один рубль затрат по формуле (110)

где — чистый суммарный доход, тыс. руб.

При коэффициенте дисконтирования r = 80% чистая приведенная стоимость равна:

NPV=760Ч0,56+859Ч0,31+965Ч0,18+1077Ч0,1+1131Ч0,06+1258Ч0,03-2800=-1721 тыс.руб.

Определим внутренний коэффициент рентабельности по формуле (111)

где r1 — ставка дисконта, обеспечивающая положительное значение NPV;

r2 — ставка дисконта, обеспечивающая отрицательное значение NPV

Определим период окупаемости

года.

Таблица 16 — Поступления с учетом коэффициента дисконтирования для проектируемого технологического процесса

Годы	1	2	3	4	5	6
Поступления с учетом коэффициента дисконтирования, тыс.руд., r=10%	684	616	555	500	450	405

Таким образом, дисконтированный период окупаемости:

года.

Определим переменные затраты в себестоимости продукции по формуле (112)

где М — стоимость основных материалов, руб.;

ЗП0 — основная зарплата производственных рабочих, руб.;

руб.

Определим переменные затраты на годовую программу

тыс.руб.

Определим постоянные затраты по формуле (113)

где НР — накладные расходы, равные 500% от ЗПо.

тыс.руб.

Определим точку безубыточности по формуле (114)

где Зс — затраты постоянные, руб.;

Ц — цена реализации единицы продукции, руб.;

Зv — переменные затраты на единицу продукции, руб.

Определим порог рентабельности соответствует выручке от критического объема продаж по формуле (115)

где Vкр — критический объем продаж, шт;

Ц — цена реализации продукции, руб.

тыс.руб.

Разность между выручкой и порогом рентабельности есть запас финансовой прочности предприятия.

Определим запас финансовой прочности предприятия по формуле (116)

тыс.руб.

В процентном соотношении: .

Полученные данные сводятся в таблицу.

Таблицы 17 — Показатели оценки эффективности для проектируемого технологического процесса

Показатели	Единица измерения	Значения показателей
Ставка дисконта	%	10
Чистая приведенная стоимость	тыс.руб.	1492
Индекс рентабельности	—	1,53
Внутренний коэффициент рентабельности	%	43
Период окупаемости	года	4,43
Дисконтированный период окупаемости	года	4,7
Пороговое количество товара	шт.	54179
Порог рентабельности	тыс.руб.	3498
Запас финансовой прочности	тыс.руб.	1492
	%	30

Пороговое количество товара, порог рентабельности и запас финансовой прочности предприятия также определяются графическим путем.

Рисунок 13 — ПКТ, ПР и ЗФП для базового технологического процесса

Рисунок 14 — ПКТ, ПР и ЗФП для проектируемого технологического процесса

На основании проведенных расчетов проектируемый технологический процесс по совокупности критериев более эффективен, нежели базовый; NPVпр ›0, PIпр ›1, IRRпр ›WACC, DPPб›DPPпр , ЗФПпр›ЗФПб.

7. Безопасность и экологичность проектных решений

7.1 Требования к использованию промышленного оборудования

К работе на металлорежущих станках автоматах допускается персонал, прошедший инструктажи (вводный и первичный), обучение, проверку знаний инструкция по охране труда и имеющий соответствующую запись квалификационном удостоверении о результатах проверки знаний и квалификации. Периодичность проверки знаний один раз в год, повторного инструктажа — не менее одного раза в квартал.

Конструкция станков и оборудования при изготовлении детали ”Корпус авиационный” должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91 “ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности”. Кроме того металлообрабатывающие станки с ЧПУ должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.009-80 “ССБТ. Станки металлообрабатывающие. Общие требования по безопасности”.

1) На каждом станке должен быть указан его инвентарный номер. У станка (или у группы станков) должен быть вывешен список лиц, имеющих право работать на нем (них), а также табличка с указанием должностного лица (из числа специалистов), ответственного за содержание в исправном состоянии и безопасную эксплуатацию станочного оборудования в цехе (участке). На рабочем месте должна быть вывешена краткая выписка из инструкции по охране труда или памятка по технике безопасности, в которой указываются для рабочего на станке основные требования по безопасным приемам работы, а также требования к защитным, предохранительным и блокировочным устройствам. При наличии станков одной группы в помещении достаточно одной выписки из инструкции по охране труда или памятка по технике безопасности, вывешенной на видном месте, доступном для работающих.

Производственное оборудование (станки) должны быть установлены на прочных фундаментах или основаниях, тщательно выверены, надежно закреплены и окрашены в соответствии с требованиями ГОСТ12.4.026-01 ”CCБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности”.

Вновь установленное оборудование или вышедшее из капитального ремонта оборудование (станки) может быть введено в работу после приемки его комиссией составления соответствующего акта, утверждающего главным инженером предприятия.

Работать на оборудовании после установки и ремонта разрешается после проверки его мастером или начальником подразделения.

2) Назначения органов управления должно быть указано в находящихся рядом с ними надписях или обозначено символами в соответствии с ГОСТ 12.4.040-78 “ССБТ. Символы органов управления производственным оборудованием”.

Лимбы. Шкалы, надписи и символы должны быть четко выполненными нестираемыми, хорошо читаемыми на расстоянии не менее 500 мм.

3) Органы ручного управления оборудования и станков должны быть выполнены и расположены так, чтобы пользование ими было удобно, не приводило к защемлению и наталкиванию руки на другие органы управления и части станка и чтобы в возможно большей степени исключалось случайное воздействие на эти органы.

4) Все виды станочных приспособлений (кондукторы, патроны, планшайбы, магнитные плиты, оправки и др.) должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.029-88 “ССБТ. Приспособления станочные. Требования безопасности”.

Защитные ограждения должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.062-81 “ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные”.

Работать на неисправных станках и оборудовании, а также на станках с неисправными или незакрепленными ограждениями запрещается.

5) Токоведущие части оборудования должны быть изолированы или ограждены, либо находиться в недоступных для людей местах. Металлические части оборудования, которые могут вследствие повреждения изоляции оказаться под напряжением, должны быть заземлены (занулены) в соответствии с “Правилами устройства электроустановок”.

6) Передачи (ременные, цепные, зубчатые и др.), расположенные вне корпусов станков и представляющие собой опасность травмирования людей, должны иметь ограждения (сплошные, с жалюзи, с отверстиями) с устройствами (рукоятками, скобами и т.п.) для удобного и безопасного их открытия, снятия, перемещения и установки.

7) Внутренние поверхности дверец, закрывающих движущиеся элементы станков (например, шестерни, шкивы), способные травмировать работающего, к которым периодически необходим доступ для наладки, смены ремней и т.п., должны быть окрашены в желтый сигнальный цвет.

Если указанные движущиеся элементы закрываются съемными защитными ограждениями (крышками, кожухами), то окраске в желтый цвет подлежат полностью или частично обращенные к ним поверхности движущихся элементов или смежных с ними неподвижных деталей, закрываемых ограждениями.

С наружной стороны ограждения должен быть нанесен предупреждающий знак безопасности по ГОСТ 12.4.026-76 (равносторонний треугольник желтого цвета вершиной к верху с черным окаймлением и черным восклицательным знаком в середине). Под знаком устанавливается табличка по указанному ГОСТ с поясняющей надписью “При включенном станке не открывать!”

При повышенной опасности травмирования защитные ограждения (открывающиеся и съемные) должны иметь блокировку, автоматически отключающую при их открывании. При этом требования об окраске указанных поверхностей в желтый сигнальный цвет и нанесение с наружной стороны предупреждающего знака безопасности сохраняются.

8) Станки и оборудование должны быть обеспечены устройствами (экранами), защищающими работающего на станке и людей, находящихся вблизи станка, от отлетающей стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, а также не допускающими загрязнения ею пола.

В случае невозможности по техническим условиям применения защитных устройств при работе необходимо пользоваться защитными очками или щитками.

9) Защитные устройства, снимаемые чаще одного раза в смену при установки и снятии обрабатываемой детали или инструмента, измерении детали, наладке станка и в других случаях, должны иметь массу не более 6 кг и крепление без применения ключей и отверток. Защитные устройства открывающегося типа при установившемся движении должны перемещаться с усилием не более 40Н (4 кгс).

10) Защитные устройства не должны ограничивать технологических возможностей станка и вызывать неудобства при работе, уборке, наладке, приводить при открывании к загрязнению смазочно-охлаждающей жидкостью. При необходимости они должны быть снабжены рукоятками, скобами для удобства открывания, закрывания, съема, перемещения и установки.

Крепление защитных устройств должно быть надежным, исключающим случаи самооткрывания. Устройства, поддерживающие ограждения в открытом состоянии; должны надежно удерживать их в этом положении.

11) При выполнении работы на станке рабочий должен находиться на деревянном решетчатом настиле с расстоянием между планками не более 30мм. В случае, когда работу можно выполнять сидя; рабочее место должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78 “ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования”.

12) Станки при технической необходимости должны оснащаться индивидуальным подъемным устройством для установки заготовок более 8 кг, а также инструментов и приспособлений массой белее 20 кг. Подъемное устройство должно удерживать груз в любом положении, даже в случае неожиданного прекращения подачи электроэнергии, масла, воздуха. Для установки заготовок массой белее 25 кг следует использовать внутрицеховые подъемные средства.

13) Основное и вспомогательное оборудование должно подвергаться периодическим техническим осмотрам и ремонтам в сроки, предусмотренные графиками, утвержденными в установленном порядке.

14) Остановленное для осмотра, чистки или ремонта оборудование должно быть отключено от технологических трубопроводов и электроносителей.

15) При осмотре, чистке, ремонте и демонтаже оборудования их электроприводы должны быть обесточены, приводные ремни сняты, на пусковых устройствах должны быть вывешены плакаты: “Не включать-работают люди ”. При необходимости, в соответствии с Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, питающий кабель электродвигателя должен быть заземлен, а зона ремонта ограждена с установкой предупреждающих или запрещающих знаков или плакатов.

16) Монтаж оборудования должен производиться в полном соответствии с проектом и инструкциями завода-изготовителя.

17) Вновь устанавливаемое оборудование должно быть принято в эксплуатацию специальной комиссией с обязательным участием работника службы охраны труда и установлением акта на соответствие требованиям настоящих Правил и действующих стандартов ССБТ.

18) Обрабатываемые на станках заготовки или детали должны прочно и надежно закрепляться.

Оборудование должно передаваться в эксплуатацию цеху (участку) лишь после устранения всех недостатков, выявленных в процессе его испытания.

К акту передачи оборудования в эксплуатацию должна быть приложена утвержденная инструкция по охране труда для работающих на данном оборудовании.

19) Станки, на которых контроль за размерами обрабатываемой детали осуществляется в процессе обработке, должны оснащаться автоматическими контрольно-измерительными приборами, индикаторами и т.п.

20) Конструкция всех приспособлений производственного оборудования для закрепления обрабатываемых деталей и инструмента (патронов, планшайб, оправок шпиндельных головок, кондукторов и т.п.) должна обеспечивать надежное закрепление и исключать возможность самоотвинчивания приспособления во время работы, в том числе и при реверсировании вращения.

21) Рабочее место необходимо всегда содержать в чистоте и не загромождать. На рабочих местах должна быть предусмотрена площадь, на которой располагаются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей и отходов производства.

22) Станки должны быть снабжены пристроенными или встроенными устройствами местного освещения зоны обработки. В устройствах пристроенного типа должна быть предусмотрена возможность удобной надежной установки и фиксации светильников в требуемом положении.

При выполнении дипломного проекта выполнялись все правила и нормы по ОТ и ТБ и никаких вредных воздействий на рабочий персонал сверх нормы не превысило. Значит дипломный проект по проектированию участка изготовления детали “Корпус авиационный” можно считать технологически чистым.

Заключение

Приведенные в дипломном проекте расчеты на изготовлении детали “Корпус датчика авиационного”, дают возможность объективно оценить все преимущества спроектированного технологического процесса. В совершенствовании технологического процесса мной был выбран более экономичный выбор получения заготовки, методом литья по выплавляемым моделям. Коэффициент использования материала проектируемого технологического процесса значительно превышает коэффициент базового процесса, а, следовательно, он выгоднее. К тому же уменьшение припусков существенно удешевит процесс механической обработки. Снижение трудоемкости изготовления детали “Корпус датчика авиационного” достигается за счет внедрения в производство более прогрессивной технологической оснастки и производственного оборудования с более высокими технологическими возможностями, применения многостаночного обслуживания и средств автоматизации технологического процесса. В научно-исследовательской части большое внимание я уделил температурным деформациям станка. Описано и указано на то, что тепловые смещения шпинделя сильно влияют на точность токарного станка 16К20Ф305. В организационно-экономической части произведены расчеты по экономическому сравнению базового и проектируемого вариантов технологического процесса. При выполнении дипломного проекта соблюдались все правила и требования по ОТ и ТБ и никаких вредных воздействий на человека и окружающую среду не оказывалось.

Список литературы

1. Справочник технолога. В 2-х томах/Под ред. А.А. Панова, В.В. Аникина, Н.Г. Бойм ,- 2-е изд., — М.: Машиносртоение,2004. — 784с., ил.

2. Определение припусков и межоперационных размеров на механическую обработку расчетно-аналитическим методом: Метод.указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 120100 всех форм обучения / В.П. Пучков, Т.В. Рябикина. — Арзамас: Издательство ОО «Ассоциация ученых г. Арзамаса», 2004. -56с., илл.

3. Курсовое проектирование по технологии машиностроения./ Под ред. А.Ф. Горбацевич, В.Н. Чеботарева, — Минск: Высшая школа, 1975. — 288с.

4. Режимы резания металлов. Справочник под редакцией Ю.В. Барановского. 3-е изд., перераб. и доп. — М: Машиностроение, 1972.

5. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф. Горбацевич, В.Н.Ч еботарев, под ред. — Минск: Высшая школа, 1975. — 288 с.

6. Андреев, Г.И. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Учебное пособие для машиностроительного производства / Г.И. Андреев, В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе. Под ред. Ю.М. Соломенцева,- 2-е изд., испр. — М.: Высшая школа, 1999. — 415с.

7. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управление. Ч.2. Нормативы режимов резания.- М.: Экономика, 1990.

8. Прис, Н.М. Базирование и базы в машиностроении: Методические указания к выполнению практических занятий по курсу «Основы технологии машиностроения» для студентов дневного и вечернего отделений спец. 120100 «Технология машиностроения» / Н.М. Прис. — Н.Новгород.: НГТУ, 1998. — 39 с.

9. Ковальчук, Е.Р. Основы автоматизации машиностроительного производства / Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов и др. Под ред. Ю.М. Соломенцева,- 2-е изд., исп. — М.: Высшая школа, 1999. — 312 с., ил.

10. Сорокин, Г.К. Качество, надежность, стандартизация: Учебно-методическое пособие. / Г.К. Сорокин — Н.Новгород: Университетская книга, 2003. — 64 с.

11. Голышева, Л.Н. Метрология, стандартизация и сертификация: Метод. указания к выполнению курсовой работы для студентов спец. 120100 /Л.Н. Голышева, О.Ю.Попова.- Арзамас: Изд-во ОО «Ассоциация ученых», 2003.

12. Никифоров, Д.А. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения.: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов.-3-е изд., испр, / Д.А. Никифоров — М.: Высшая школа, 2003. — 510 с.

13. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / Под общ. ред. С.В.Белова, 2-е изд., испр. И доп. — М.: Высшая школа, 1999.- 448 с., ил.

14. Кукин, П.П. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. / П.П. Кукин, В.Л. Логин, Е.А. Подгорных и др. — М.: Высшая школа, 1999. — 318 с., ил.

15. Ганенко, А.П. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ (требования ЕСКД).: Учебник для начального проф.образования. Учебное пособие для среднего проф. образования.- 2-е изд., перераб. / А.П. Ганенко, М.И. Лапсарь — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 330с.

16. Васильев, А.С. Научно-технический журнал машиностроения/ А.С. Васильев, А.Г. Григорьянц — М.: МГТУ им. Баумана Н.Э., 2007. — 46-49с., ил.

17. Титов, В.С. Исследование автоматизированной системы контроля и управления технологическими процессами обработки деталей. Промышленные АСУ и контроллеры. / В.С. Титов, М.В. Бобырь, 2004. — №4. 21-24с., ил.

Размещено на Allbest.ur

Содержание

Выдержка из текста работы

1 Анализ состояния вопроса и обоснование целесообразности разработки темы

2. Технологическая часть

2.1 Объем выпуска деталей

, (1)

где N1 — годовой объем выпуска деталей, шт;

m — количество деталей данного наименования на изделие, m=1 шт;

— процент запасных частей, =1-2%;

— процент технологических потерь, =0,5-1%.

Тип производства

Тип производства определяется по коэффициенту серийности

, (2)

где tB — такт выпуска изделия, мин/шт;

Такт выпуска изделия

, (3)

где Fg — действительный годовой фонд времени работы оборудования, Fg=4015,час;

N — годовая программа выпуска деталей, шт.

Средне-штучное время

, (4)

где ?Тшт — суммарное штучное время на изготовление детали, ?Тшт=10,37 мин.

мин.

Согласно справочнику [1] К от 1 до 10, тип производства крупносерийный.

, (5)

где а — число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, а=5 дней;

F — число рабочих дней в году, F=250 дней.

деталей.

Определим расчетным методом число смен на обработку партии деталей на участке

, (6)

где Т шт.ср — среднее штучное время на каждой операции, Тшт.ср=2,07 мин.

Принимаем две рабочих смены на обработку партии деталей.

Принятое число деталей в партии

, (7)

где Спр — принятое число смен.

деталь.

Рисунок 1 — Эскиз заготовки (отливки)

Выбор заготовки. Укрупненный технико-экономический расчет сопоставляемых методов получения заготовок

В качестве исходного материала для изготовления детали используется Сталь 20Л ГОСТ 977-88.

Выбор данного материала обусловлен требованиями представленной детали.

Таблица 1 — Физико-механические свойства стали 20Л ГОСТ 977-88

Предел прочности

Предел текучести

Относительное сужение

Таблица 2 — Химический состав стали 20Л ГОСТ 977-88

Согласно стандартов ЕСТПП 14.201-83 технологичность детали оценивается следующими коэффициентами:

Коэффициент точности обработки

где — базовый и достигнутый коэффициенты.

где — средний квалитет точности обработки детали.

(10)

где — число размеров соответствующего квалитета точности;

Т — квалитет точности.

Оценка коэффициента точности удовлетворительная в пределах 0,85…0,92.

Коэффициент технологичности по точности шероховатости поверхности

(11)

где — базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.

(12)

где — средняя шероховатость.

, (13)

где Ш — шероховатость поверхности по одному из показателей, мкм.;

— число поверхностей соответствующей шероховатости.

Коэффициент использования материала

, (14)

где q — масса детали, кг;

Q — масса детали, кг.

Анализ действующего технологического процесса

2.2 Обоснование метода получения заготовки

Стоимость отливки определяется по формуле:

(15)

Q — масса заготовки, кг; Qб=0,70кг, Qп=0,125 кг;

q — масса готовой детали, кг; q=0,081 кг ;

KТ= 1,0; KС= 2,1; KВ= 1,0; КМ= 1,1;КП= 1,0.

Sотх — стоимость одной тонны отходов, руб; Sотх = 33840 руб.

руб.

Стоимость заготовки из прутка определяется по формуле:

(16)

где М — затраты на материал заготовки, руб;

CОЗ — технологическая себестоимость резки на штучные заготовки.

, (17)

где СП.З. — приведенные затраты на рабочем месте, руб/час;

ТШТ — штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, час.