Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
• 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
• 2.1 Описание конструкции, назначения и принципа действия исполнительной машины
• 2.1.1 Разработка и описание кинематической схемы привода
• 2.1.2 Энергокинематический расчет
• 2.2 Расчёт и проектирование цепной передачи
• 2.2.1 Параметры цепи
• 2.2.2 Расчет геометрических параметров тяговых звездочек
• 2.2.3 Параметры цепной передачи
• 2.2.4 Определение сил, действующих в цепной передаче
• 2.2.5 Проверка значения удельного давления цепи
• 2.3 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала исполнительной машины
• 2.3.1 Определение диаметра консольного участка вала
• 2.3.2 Определение диаметра вала под подшипник
• 2.3.3 Предварительный выбор подшипников
• 2.3.4 Расчет приводного вала на прочность
• 2.3.5 Проверка долговечности подшипников приводного вала
• 2.3.6 Подбор муфт
• 2.3.7 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений
• 2.4 Расчет и проектирование металлорежущего инструмента для обработки детали «Тубус»
• 2.4.1 Проектирование составного токарного проходного резца
• 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
• 3.1 Описание конструкции и назначения изделия
• 3.2 Технологический контроль чертежей изготовления деталей
• 3.3 Анализ технологичности конструкции детали
• 3.4 Выбор способа изготовления заготовок деталей
• 3.5 Выбор плана обработки деталей
• 3.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений
• 3.7 Выбор типа и формы производства
• 3.8 Расчет межоперационных припусков и допусков
• 3.9 Выбор режущих инструментов
• 3.10 Выбор средств измерения и контроля
• 3.11 Выбор режимов резания
• 3.12 Уточненное нормирование времени операции
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

• ВВЕДЕНИЕ
• В текущей работе, мы рассмотрим и спроектируем выталкиватель заготовок для станка DST, данное оборудование предназначено для автоматической подачи и выставки заготовок в станке, что упрощает работу станочника-оператора и сокращает время на установку заготовки и исключает время простоя оборудования по причине выполнения операции и остановке станка. В качестве детали которая изготавливается на данном оборудовании, мы рассмотрим деталь - корпус прицела «Тубус».
• В нашей работе мы полностью опишем принцип работы оборудования, произведем расчеты условий работы оборудования, а так же изложим процесс изготовления детали, на оборудовании с приложением программы.
• С момента покупки и установки станка прошло почти 30 лет. За это время значительно возросла роль экспорта, изменились требования внутреннего рынка. В связи с этим возникла необходимость в совершенствовании качества продукции, а следовательно и в совершенствовании имеющегося оборудования.
• Основными направлениями развития современных станков являются увеличение размеров партий различных изделий, а так же качества продукции.
• деталь тубус вал прочность


1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В настоящее время на станке DST завода АО ”ВоМЗ” отсутствует выталкиватель заготовок и детали устанавливаются в ручную что затрачивает очень много времени на подготовку.

Поэтому целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование и внедрение выталкивателя заготовок для увеличения производительности, выхода годной продукции и снижения подготовительного времени.

Исходя из заданной цели необходимо решить следующие задачи: 1) Провести проектирование выталкивателя заготовок; 2) Разработать общую компоновку выталкивателя.

При правильном конструировании, изготовлении и эксплуатации выталкивателя заготовок их недостатки могут быть сведены к минимуму. Для этого нужно хорошо знать унифицированные узлы выталкивателя, централизованно изготовляемые специализированными заводами.



2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание конструкции, назначения и принципа действия исполнительной машины

Выталкиватель предназначен для автоматической подачи заготовок до упора, по завершению выполнения предыдущей детали. Управляет выталкивателем при первой установке и привязке заготовки оператор, далее по управляющей программе.

Выталкиватель имеет закрепленный неподвижный шток, который перемещается по направляющим с помощью цепной передачи через одно зубчатое колесо. Цепь крепиться в двух точках к плите штока. Толкающее усилие ограничено упором станка и предохранительной автоматической муфтой, что гарантирует защиту выталкивателя от перегрузки.

На рисунке 1 изображена принципиальная схема выталкивателя заготовок станка DST. Выталкиватель состоит из привода 1 для продольного перемещения плиты 4, по направляющим 5, с закрепленным на ней штоком 6, цепной передачи 2 и предохранительной муфты 3.

Рисунок 1 - Принципиальная схема выталкивателя заготовок: 1 - привод; 2 - цепная передача; 3 - предохранительная муфта; 4 - плита; 5 - направляющие; 6 - шток Шток - труба круглого сечения.



Продольное перемещение штока 6 осуществляется цепной передачей 2 с 1 зубчатым колесом, концы цепи закреплены на плите. В нерабочем состоянии шток выталкивателя находится в исходном положении устройства, либо если изготовление детали не закончилось, но станок выключен, шток упирается в деталь и находится в натянутом положении. При включении механизма продольного перемещения штока он перемещается в направлении направляющей станка и выталкивает пруток до упора, для изготовления следующей детали.

Затем двигатель 1 реверсируется и шток возвращается в исходное положение. Крайние положения плиты со штоком фиксируются концевиками расположенными в местах закрепления цепей.

2.1.1 Разработка и описание кинематической схемы привода

На рисунке 2 представлена кинематическая схема выталкивателя заготовок.

Рисунок 2 - Кинематическая схема выталкивателя заготовок: 1 - электродвигатель; 2 - муфта зубчатая; 3 - цепная передача; 4 - механический концевик; 5 - предохранительная муфта



Вращение от электродвигателя 1 передается через муфту зубчатую 2, цепную передачу 3 на плиту с закрепленными концевикоми 4 и перемещает плиту с закрепленным штоком в станок, при срабатывании концевика механизм останавливается, предотвращение разрыва цепи и повышение напряжения в механизме, предотвращает предохранительная муфта 5.

Исходные данные:

1. V = 0,067 м/с - скорость перемещения штока;

2. Dd = 139,902 мм - диаметр делительной окружности зубчатого колеса; Di = 127,833 мм - диаметр окружности впадин

3.КПД цепной передачи n = 0.93;

4.Nим = 3.8 кВт - мощность исполненного механизма;

5.Ксут = 0,3 - коэффициент использования передачи в сутки;

6. Кгод = 0,25 - коэффициент использования передачи в год;

7.L = 11 - срок службы передачи, год;

8.Рпр = 98,1 кН - прижимное усилие штока.

2.1.2 Энерго-кинематический расчет

Определим общий КПД.

Для определения общего КПД Выполняем анализ кинематической схемы и выявляем источники потери мощности:

Муфта 2

Зубчатая передача 3

Предохранительная муфта 5

По справочным данным устанавливаем значение КПД источников потери мощности:

Подберем электродвигатель по формуле (1):



, (1)

где V - скорость перемещения штанги, V = 0,067м/с;

D - диаметр ролика, мм.

Расчетная мощность: Nи.м = 3.8 кВт находится при помощи формулы (2):

, (2)

Из справочных таблиц определяем электродвигатель.

По исполнению и остальным техническим характеристикам наиболее подходит двигатель АИР132S8 так как он наиболее защищён от попадания внутрь пыли и других предметов, и предназначен для работы в условиях механического предприятия и станочного приспособления.

Основные характеристики:

Мощность 4,5кВт;

Частота вращения вала ;

Диаметр выходного вала ;

Длина выходного конца вала ;

Климатическое исполнение У3.

Определяем общее передаточное отношение по формуле (3)



, (3)

Принимаем Uцеп/п = 82,41

Определение частот вращения на валах:

Находим моменты на валах по формуле (4) и угловую скорость из формул (5):

, (4)

где - мощность, Вт

щi- угловая скорость,

, (5)



где - угловая скорость, ;

- частота вращения,.

;

.

Уточняем значения передаточных чисел двигателя и цепной передачи.

Сохраняем принятые ранее значения ;; следовательно:

Уточняем передаточное число цепной передачи по формуле (6):

(6)

2.2 Расчет и проектирование цепной передачи

Рассмотрим на рисунке 3 используемую цепь.



Рисунок 3 - Цепь типа ПР: 1 - внутреннее звено; 2 - наружное звено; 3 - соединительное звено; 4 - переходное звено; 5 - двойное переходное звено

2.2.1 Параметры цепи

Из представленных в таблице 1 параметров цепи выберем подходящую:

Таблица 1 - Основные параметры цепи

Типоразмер цепи	t	b 1 , не менее	d 2	d 1 , d4	h , не более	b 7 , не более	b , не более	Разрушающая нагрузка, кН, не менее	Масса 1 м цепи (расчетная), кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Цепи приводные роликовые однорядные типа ПР
ПР-8-4,6	8,0	3,00	2,31	5,00	7,5	12	7	4,6	0,20
ПР-9,525-9,1	9,525	5,72	3,28	6,35	8,5	17	10	9,1	0,45
ПР-12,7-10-1	12,7	2,40	3,66	7,75	10,0	10,5	6,3	10,0	0,30
ПР-12,7-9	12,7	3,30	3,66	7,75	10,0	12	7	9,0	0,35
ПР-12,7-18,2-1	12,7	5,40	4,45	8,51	11,8	19	10	18,2	0,65
ПР-12,7-18,2	12,7	7,75	4,45	8,51	11,8	21	11	18,2	0,75
ПР-15,875-23-1	15,875	6,48	5,08	10,16	14,8	20	11	23,0	0,80
ПР-15,875-23	15,875	9,65	5,08	10,16	14,8	24	13	23,0	1,00
ПР-19,05-31,8	19,05	12,70	5,94	11,91	18,2	33	18	31,8	1,90
ПР-25,4-60	25,4	15,88	7,92	15,88	24,2	39	22	60,0	2,60
ПР-31,75-89	31,75	19,05	9,53	19,05	30,2	46	24	89,0	3,80
ПР-38,1-127	38,1	25,40	11,10	22,23	36,2	58	30	127,0	5,50
ПР-44,45-172,4	44,45	25,40	12,70	25,40	42,4	62	34	172,4	7,50
ПР-50,8-227	50,8	31,75	14,27	28,58	48,3	72	38	227,0	9,7
ПР-63,5-354	63,5	38,10	19,84	39,68	60,4	89	48	354,0	16,0

2.2.2 Расчет геометрических параметров тяговых звездочек

Геометрические характеристики зацепления считаем по формуле (7):

(7)

где- шаг звеньев цепи;

-ширина внутреннего звена.

,

Шаг зубьев звездочки:

.

Шаг звездочки = 19, 05

Число зубьев звездочки , число зубьев z=23, условие выполнено.

Рассчитаем диаметр делительной окружности d, по формуле (8):

, (8)

мм,

Диаметр окружности вершин рассчитывается по формуле (9):

(9)

где K-коэффициент высоты впадин:

По справочным данным К=0,18;

-коэффициент числа зубьев находим по формуле (10):

(10)

мм,

Находим диаметр окружности впадин по формуле (11):

(11)

где -диаметр ролика из таблицы 1:

11,91=127,992 мм,

Найдем наибольшую хорду для контроля звездочек с нечетным числом зубьев по формуле (12):

(12)

мм,

Найдем смещение центров дуг впадин по формуле (13):

(13)

мм,

Найдем радиус впадин зуба по формуле (14):

(14)

мм,

Найдем высоту прямолинейной поверхности зуба от линии шага по формуле (15):

(15)

мм,

Найдем диаметр обода звездочки по формуле (16):

(16)

где h- ширина внутренней пластины цепи.

мм,

Приравниваем к меньшему целому числу =115 мм.

Найдем ширину основания зуба b по формуле (17):

(17)

где B- расстояние между внутренними пластинами.

мм,

Все рассчитанные параметры указаны на рисунке 4:



Рисунок 4 - Звездочка

2.2.3 Параметры цепи и цепной передачи

Межосевое расстояние принимаем конструктивно, а =2000мм.

Проверяем благоприятность работы цепи по формуле (18):

(18)

мм,

Условия эксплуатации при расчете цепных передач учитываются коэффициентом эксплуатации (19):

КЭ= КдКа КнКрегКсмКрежКт, (19)

Диаметры вершин звездочек Dзв= 139,902 мм.

Условия эксплуатации:

1)нагрузка с легкими толчками - Кд = 1,2;

2)межосевое расстояние >80 Р - Ка = 0,9;

3)угол =0-Кн = 1;

4)регулирование натяжения цепи без регулирования звездочек - Крег = 1,25;

5)смазка периодическая - Ксм = 1,5;

6)работа односменная - Креж = 3;

7)рабочая температура 20 С - Кт = 1.

Найдем коэффициент эксплуатации:

6,075?3

Условия работы не являются благоприятными, что говорит о том, что за цепью необходим более тщательный контроль и уход.

Расчитаем число звеньев цепи по формуле (20):

, (20)

шт,

Находим длину цепи из известных параметров по формуле (21):

, (21)

мм,

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по формуле (22):



, (22)

мм,

Найдем скорость цепи и частоту вращения звездочки по формуле (23):

, м/с, (23)

м/с,

2.2.4 Определение сил действующих в цепной передаче

На рисунке 5, представлены силы действующие в передаче:

Рисунок 5 - Силы, действующие в цепной передаче

Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ременной передачи. В цепной передаче действуют силы натяжения ведущей и ведомой ветви цепи F1 и F2, окружная сила Ft , сила предварительного натяжения (натяжение от силы тяжести) G , натяжение от центробежных сил Fц. Сила F1, действующая в ведущей ветви цепи, состоит из окружной силы Ft и силы натяжения ведомой ветви F2 найдем по формуле (24):

(24)

H,

Натяжение ведомой ветви F2 равно натяжению G .

H,

Натяжение от силы тяжести свободной ветви цепи определяется по зависимости (25):

(25)

где - коэффициент провисания, зависящий от расположения цепной передачи (при горизонтальном расположении = 1; под углом 45° к горизонту = 3; при вертикальном = 1); m- масса цепи

В нашем случае цепь находится в горизонтальном расположении

H,

Для наиболее распространенных цепных передач натяжение Fц обычно не велико. Поэтому, в общем случае силу, действующую на валы цепной передачи, определяют по формуле (26):

(26)

H,

Нагрузка от центробежных сил находится по формуле:



2.2.5 Проверяем значение удельного давления цепи

Находим удельное значение давления цепи по формуле (27):

(27)

где S_оп- проекция опорной поверхности шарнира однорядной цепи;

S_оп= 262 мм².

МПа?27 МПа,

Условие выполняется.

2.3 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала исполнительной машины

2.3.1 Определение диаметра консольного участка вала

Консольный участок вала находится по формуле (28):

,мм, (28)

где d -диаметр вала, мм;

T3 - крутящий момент на валу, ;

- допускаемое напряжение на кручение, МПа;

.

,

Принимаем диаметр консольного участка вала .

2.3.2 Определение диаметра вала под подшипник

Для подшипника №80109 ГОСТ 7242-81 по формуле (29):

, (29)

где t₂ - глубина шпоночного паза в ступице детали, мм (ГОСТ 23360 - 78);

.

,

Принимаем диаметр вала мм.

Для надежной фиксации подшипника на посадочном месте применяем дополнительное крепление гайкой .

Для подшипника №80106 ГОСТ 7242-81:

,

2.3.3 Предварительный выбор подшипников

Так как вал подвержен воздействию нагрузок со стороны где насажено зубчатое колесо и предохранительная муфта, а также в соответствии с конструкцией механизма привода выталкивателя, а также с учетом того что на консольную выходную часть вала, по центру приводного ролика, действует усилие, равное Рпр = 98,1 кН; подбираем одинаковый вид используемых подшипников двух разных диаметров:

подшипник №80109 ГОСТ 7242-81-шариковый радиальный 1 рядный, имеющий характеристики: d = 45 мм; D = 80 мм; B = 16 мм; C = 186кН;

подшипник №80106 ГОСТ 7242-81- шариковый радиальный 1 рядный имеющий характеристики: d=30 мм; D=55 мм; B=13мм; C= 133кН.



2.3.4 Расчет приводного вала на прочность

Усилия в зацеплении зубчатого колеса на приводном валу:

Ft2 = F1 = 0,71 кН;

F2 = Ft1 = 0,28 кН;

Fr2 = Fr1 = 0.43 кН;

Рпр = 98,1 кН

Рассчитаем вал приближенно. Определение опорных реакций по формулам (30) и (31):

Вертикальная плоскость ХАZ:

?Ма = 0; Rbx0,37-Fr20,1-F20,224=0, (30)

?Мb = 0; -Rax0,37+Fr20,27-F20,224=0, (31)

Направление реакции противоположно выбранному на расчетной схеме.

Проверка осуществляется по формуле (32):

?х=0; Rаx+Rbx-F2 = 0, (32)

0,08+0,20-0,28=0

Горизонтальная плоскость YAZ:

?Ма = 0; Rby0,37-Pпр0,54+Ft20,1 = 0

?Мb = 0; Ray0,37-Ft20,27-Pпр0,17 =0

Проверка: ?y=0; Rаy-Rby-Ft2+Pпр =0;

45,59-143,31-0,71+98,1 = 0

Суммарные опорные реакции по формулам (33) и (34):

, (33)

, (34)

Построение эпюр изгибающих и крутящего моментов производится при помощи формул (35) и (36):

Плоскость XAZ:

Мизг А = 0; Мизг D = 0; Мизг В = 0;

, (35)

, (36)

Плоскость YAZ:

Мизг А = 0; Мизг D = 0;

_;

;

_;

;

Эпюра крутящего момента: Мкр = Т3 = 2061 Н•м =2,061 кН•м

Суммарные изгибающие моменты:

Максимальный эквивалентный момент в сечении В, находится по формуле (37), (38) и (39):

, (37)

, (38)

МПа;

, (39)

мм.

41мм ? dп =45 мм,

Условие прочности выполнено. Проведенные расчёты отобразим эпюрами на рисунке 6:

Рисунок 6 - Эпюры цепной передачи

Расчет ведем для самого опасного сечения В, под подшипниковой опорой Ш45, где М_изг = 16,67 кН•м; М_кр = 2,061 кН.

Амплитуда нормальных напряжений находится по формуле (40):

, (40)

МПа,

Амплитуда цикла касательных напряжений находится по формуле (41):



(41)

МПа,

Коэффициент концентрации напряжений по формуле (42):

(42)

где Ку = 1,5 - коэффициент влияния поверхности упрочнения;

Ку = 2,45 - эффективный коэффициент концентрации напряжения;

Кф = 2,25 - эффективный коэффициент концентрации напряжения;

Кd = 0,62 - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

КF = 1,5 - коэффициент шероховатости поверхности.

Откуда:

МПа;

МПа.

Запасы прочности находятся по формулам (43) и (44):



(43)

, (44)

Условие прочности выполнено с достаточным запасом.

2.3.5 Проверка долговечности подшипников приводного вала

Для проверки предварительно выбранных подшипников, определим срок службы механизма по формуле (45):

, (45)

ч.

где 365 - кол-во дней в году; 24 - кол-во часов в сутках;

- срок службы привода, лет;

- коэффициент годового использования;

- коэффициент суточного использования.

а)подшипник №109 ГОСТ 7242-81-шариковый радиальный сферический 1 рядный, имеющий характеристики: d = 45 мм; D = 85 мм; B = 16 мм; C = 186кН;

RВ = 143,31 кН;

Ft1 = F2 = 0,28 кН;

С0 = 186 кН;

, (46)

.

RE = V • Rr • КБ • КТ , (47)

RE = 1•143,31•1,1•1=157,6 кН;

Расчетный ресурс находится по формуле (48):

, (48)

час.

110615 час ? 7227 час

Подшипник №109 ГОСТ 7242-81 годен к эксплуатации.

б) подшипник №80106 ГОСТ 7242-81

RА = 45,59 кН;

Fa =0,28 кН;

С0 = 410 кН;

.

RE = 1•45,59•1,1•1=50,15 кН;

Расчетный ресурс:

час.

2002052 час ? 7227 час.

Подшипник №109 ГОСТ 7242-81 годен к эксплуатации.

2.3.6 Подбор муфт

Для проектируемой передачи используется одна муфта для передачи крутящего момента от электродвигателя на приводной вал. Целесообразнее применить для этого кулачковую муфту, так как она способна с достаточным усилием передать вращающий момент в обе стороны подачи. Из выше проведенных расчетов известно, что величина передаваемого валом электродвигателя момента , диаметр выходного конца вала электродвигателя 38 мм, вала равна 32 мм. В соответствии с ГОСТ 20720-93 выбираем кулачковую муфту, которая способна передавать крутящий момент до 250 Нм. Обозначение муфты:

Муфта 250-32-1-40-2-У3 ГОСТ 20720-93

Так же в нашей работе используется предохранительная муфта.

На рисунке 7 показана конструкция шариковой предохранительной муфты (ГОСТ 15621-96), принцип действия и устройство которой аналогичны кулачковой, но контакт жестко связанных с полумуфтой кулачков заменен зацеплением свободно вращающихся в специальных гнездах полумуфты шариками. Подобная муфта обеспечивает качество их срабатывания, которое обусловлено большей стабильностью коэффициента трения качения.

Прижатие шариков к кулачкам также осуществляется пружинами 6, которые размещаются для придания им устойчивости в отверстиях шлицевой втулки. Регулировка нажатия пружин производится гайкой, а ее фиксация от отворачивания - аналогичной контргайкой. Остальные детали муфты имеют такое же обозначение, как и на рисунке 7:



Рисунок 7 - Конструкция муфты шариковой предохранительной

В зубчатых сцепных муфтах одна полумуфта представляет собой зубчатое колесо с внутренними зубьями, а вторая - с наружными при одинаковых модулях и числах зубьев. В отличие от кулачковых муфт у зубчатых зубья расположены не на торце, а на цилиндрической поверхности и имеют эвольвентный профиль, поскольку зубья с таким профилем легко нарезаются на широко распространённом зуборезном оборудовании, предназначенном для изготовления зубчатых колёс.

2.3.7 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

Шпоночное соединение устанавливается на консольной части приводного вала. Шпонку подбираем по таблицам ГОСТ 23360-78 в зависимости от диаметра вала и проверяем расчетом соединение на смятие.

При диаметре участка под звездочку 45 мм подбирается призматическая шпонка bxh=14x9 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин l=36 мм.

Расчётная длина шпонки по формуле (49):



lp=l-b, (49)

lp=36-14=22 мм.

Расчётное напряжение смятия рассчитываем по формуле (50):

, (50)

где М - крутящий момент на валу, Нм;

d - диаметр вала, м;

l_p - расчетная длина шпонки, м;

h - высота шпонки, м;

[у_см] - допускаемые напряжения смятия для шпонок изготовленных из стали; [у_см]=110…200 МПа.

,

Итак, принимаем 3 шпонки 14х9х22 ГОСТ 23360-78, одна для использования под звездочку, вторая под предохранительную муфту и третья под кулачковую муфту.

2.4 Расчет и проектирование металлорежущего инструмента для обработки детали «Тубус»

При разработке нового технологического процесса изготовления серийной детали согласно рисунку 8, для токарного станка с ЧПУ DST нам потребуется расчет и проектирование резца.



Рисунок 8 - Серийная деталь для изменения технологического процесса

Проектируемый резец потребуется в новой технологии для обработки детали по всем трем программам, но на разном оборудовании.

2.4.1 Проектирование составного токарного проходного резца

Исходные данные:

Материал обрабатываемой заготовки - Сплав Д16Т.

Максимальная глубина резания - 8 мм.

Обработка - чистовая.

Расчет параметров резца:

Выбираем материал для державки резца. Принимаем сталь 50, у которой предел прочности равен:

у_в = 627 МПа (627 Н/мм²);

и допускаемое напряжение на изгиб:

у_u = 200 МПа (200Н/мм²).

Исходя из условий обработки и заданного режима резания, определяется сила резания P_z (в Н) по формуле (51):

, (51)

Показатели степеней:

Хpz =1,0; Ypz =0,75; npz = -0,15.

Определяем расчетную скорость резания V_расч, м/мин, допускаемая режущими свойствами резца по формуле (52):

(52)

где C_v - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и условия его обработки; для черновой обработки Сv1 = 273; для чистовой - Сv2 = 227;

Т - стойкость режущего инструмента, мин; Принимаем 60 мин.

х; у; m показатели степени;

для черновой обработки - х1 = 0,15, у1 = 0,20, m 1 = 0,20 ( при S до 0,3 мм/об),

для чистовой обработки - х2 = 0,15, у2 = 0,35, m2 = 0,20 ( при S до 0,7 мм/об).

t = 2мм - глубина резания, мм;

S =0,15 - подача, мм/об;

Коэффициент Kv - общий поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки находим по формуле (53):

K_v = K_мv K_иv K_кv К_цv K_rv K_ov K_hv, (53)



где K_мv - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал и его механические свойства; равен 1,66;

K_иv - коэффициент, учитывающий материал режущей части резца; K_иvl = 0,65; K_иv2 = 1,0;

K_кv - коэффициент, учитывающий наличие корки у заготовки; - при черновой обработке K_nv1 = 0,8, при. чистовой обработке - K_nv2 = 1,0;

К_цv - коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане ц; для ц=45° К_цv = 1,0;

K_rv - коэффициент, учитывающий величину радиуса закругления при вершине резца r ; для r=1,0 K_rv1 = 0,94; K_rv1 = 0,86;

K_ov - коэффициент, учитывающий эффективность смазочно-охлаждающей жидкости (поскольку по условию задачи обработка ведется без охлаждения, принимаем K_ov = 1);

K_hv - коэффициент, учитывающий величину допустимого износа резца по задней поверхности ?з K_hv = 0,93.

K_v1 = 1,66·0,65·0,8·1,0·0,94·1·0,93 = 0,75.

K_v2 = 1,66·1,0·1,0·1,0·0,86·1·0,93 = 1,33.

Скорость резания, м/мин, равна:

Так как у нас в задании предел прочности стали отличен от у_в =750 МПа, пересчитываем значение K_pz по формуле (54):

К_мpz =^np; np=0,6. (54)

Постоянный коэффициент С_pz = 300

Тогда сила резания Pz (в Н) равна:

Pz₁= 9,8·300·2^1,0·0,15^0,75·118,9^-0,15·0,6 = 380 (Н),

Pz₂= 9,8·300·2^1,0·0,15^0,75·232,9^-0,15·0,6 = 374 (Н),

Определяются размеры сечения державки резца, способной выдержать данную нагрузку (при условии h = 1,6 b)

= 5,3. h = 5,3·1,6 = 8,5.

Полученная ширина державки резца корректируем по ГОСТу 18877-73 и принимается ближайшее значение.

Руководствуясь соотношением h=1,6b определяется высота h. Этот размер также корректируем по ГОСТу 18877-73. Таким образом, получится сечение 16Ч10мм. Отобразим данное сечение на рисунке 9:

Рисунок 9 - Схема для проверки резца на прочность: Рz - сила резания; H и B - размеры сечения державки резца; ? - вылет резца

Условие прочности державки резца выражается соотношением и рассчитывается по формуле (55): у_изг ? [у_изг], где у_изг - наибольшее напряжение в теле резца в зависимости от воспринимаемой нагрузки, материала резца и размеров его поперечного сечения,

у_изг =, (55)

где М_изг - изгибающий момент, Нм;

l - вылет из резцедержателя, м; вылет резца принимаем l=30мм по заданию;

W - осевой момент сопротивления, м³ (для прямоугольного сечения W = bН²/6);

[у_изг] - допустимое напряжение для державки резца, МПа (для стали [у_изг] = 200 МПа принято ранее.

Тогда напряжение в теле резца определяется по формуле:

у_изг = =

Так как (26,7 < 200 МПа), выбранный режим удовлетворяет условию по прочности державки резца.

Проверяем выполнение необходимого условия: P_{z доп.} > P_z < P_{z. жест}.

Максимальная нагрузка, допустимая прочностью державки резца, при известных размерах ее сечения определяется для прямоугольного сечения по формуле (56):

, (56)

= 2844,5

Максимальная нагрузка, допустимая жесткостью резца, определяется с учетом допустимой стрелы прогиба резца:

Где f - допустимая стрела прогиба резца, мм;

при чистовом точении f 0,05мм ;

при черновом f 0,1 мм;

Е - модуль упругости материала державки резца.

Для углеродистой стали Е 2·10⁵ Н/мм² (2·10⁵МПа),

? - вылет резца, мм.

J - момент инерции сечения державки и он равен для прямоугольного сечения (мм⁴):

, (57)

=7584.

Необходимое условие P_{z доп}.= 2844,5> P_z=380 < P_{z. жест}=7584 выполняется.

По ГОСТу 18877-73 выбираем длину резца L=110мм, конструктивные размеры n=6мм, ?=8мм.

По ГОСТу 3882-74 выбираем материал режущей части резца Т15К6.

По справочникам выбираются форма передней поверхности и геометрические параметры режущей части резца, указываем на рисунке 10.

Форма заточки - плоская с положительным передним углом для стали с у_в.р ? 800 Мпа

Рисунок 10 - Основные углы резца

Вариант резца с напаянной пластиной показан на рисунке 11:



Рисунок 11 - Проходной отогнутый резец с напаянной пластиной

Технические требования к конструкции резца с механическим креплением пластины

Общие требования к конструкции резца сводятся к выполнению следующих показателей:

-высокой степени производительности обработки;

-безопасной и устойчивой формы стружки при выполнении рабочего процесса;

-экономичности в эксплуатации и изготовлении резцов.

При развитии указанных требований определяют «основные требования» к данному резцу:

-при повышении автоматизации станков, всё более предпочтительным является закрепление режущих пластинок механическим способом, с исключением способов напайки и переточки;

-в конструкции пластин и резцов обязательно применять самые прогрессивные режущие материалы, позволяющие обработку повышенной скоростью резания; -с целью получения требуемой безопасной формы стружки необходимо использовать оптимальную геометрию канавок на режущих пластинках, а также набор плоских пластинок-завивателей и регулируемые завиватели;

-под самой режущей пластинкой необходимо располагать опорную пластинку, сохраняющую державку от повреждения в случае разрушения режущей пластины.

Резец обязательно должен быть экономичным:

-при расходе твердого сплава на одну режущую кромку;

-по стоимости и сроку службы державки сборных резцов;

-по количеству допустимых переточек резцов с напайной пластиной и с возможностью использования обеих сторон на неперетачиваемых режущих пластинках;

-средняя стойкость напайного одиночного резца составляет 20 - 30 минут, а для неперетачиваемой пластинки 15 - 20 минут;

-необходимо, чтобы геометрия резца предохраняла режущую кромку от выкрашивания и сколов, даже в случаях ударной нагрузки на резец.

Выбор пластины

Пластины для резцов могут быть выполнены из различных марок твердых сплавов, что очень удобно, так как это позволяет иметь целый набор режущих элементов для обработки заготовок из разных материалов.

Использование сменных пластин для режущего инструмента - это еще и экономически выгодное решение, так как в случае поломки или износа нет необходимости заменять весь инструмент новым резцом: надо поменять только его режущую часть.

Целесообразно использовать инструмент со сменными твердосплавными пластинками и в том случае, если стоит задача автоматизации технологических процессов, что особенно актуально в условиях мелко- и среднесерийного производства, где номенклатура выпускаемых изделий может меняться достаточно часто.

Преимущества инструмента со сменными твердосплавными пластинами:

-по сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью;

-замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени;

-высокая надежность пластин из твердых сплавов даже в условиях интенсивной эксплуатации;

-при необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.

Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка. Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%.

Выбор пластины и оправки произведем с учетом расчетов и рекомендаций по обработке алюминия и алюминиевых сплавов. Инструмент должен обеспечивать минимальный вылет для снижения вибраций и увеличения срока службы инструмента.

При выборе пластины необходимо учитывать:

-глубину резания в мм;

-тип стружколома для конкретного материала;

-угол в плане и радиус при вершинах пластины.

Выбирать пластину необходимо минимально возможной ширины. Уменьшение ширины пластины снижает усилие резания, а также позволяет снизить расход материала при массовом производстве. Если это возможно, необходимо использовать пластину нейтрального исполнения. Это обеспечит более эффективный контроль стружкообразования и продолжительный срок службы инструмента. С учетом всех рекомендаций и требований задания выбираем режущую пластину для алюминиевых сплавов «ALU» фирмы ARNO^® ,показанной на рисунке 12 по типу 13123-150408 ГОСТ 24255-80. Геометрия с острой режущей кромкой приспособлена для обработки цветных металлов и неметаллов. Ее отличают шлифованные задние поверхности, высоко-позитивный передний угол и полированная передняя поверхность.

Рисунок 12 - Режущая пластина для цветных металлов и сплавов

Выбираем твердый сплав без покрытия AN1015 (аналог Т15к6), который в сочетании со шлифованной режущей кромкой применяется для черновой и чистовой обработки алюминиевых сплавов и цветных металлов. Обеспечивает снижение наросто-образования на кромке и высокое качество поверхности.

Геометрические параметры: S=4,76 мм, L=15 мм, d₁=5,16 мм, r=0,8 мм.

Выбор стружко-ломателя и способа крепления пластины

Выбираем конструкцию резца без стружколомателя так как при глубине резания 8 мм алюминиевая и бронзовая стружка не вьется а скалывается. Выбираем способ крепления пластины механический крепежным винтом, в соответствии с рисунком 13:



Рисунок 13 - Способ крепления пластины

Материал винта - 40Х ГОСТ 1050-88 с термической обработкой.

Выбор конструкции державки:

В настоящее время на рынке существует целый ряд предложений по системам обработки канавок для станков с ЧПУ. Они основаны на механическом креплении обрабатывающих пластин. Конструкторы пошли дальше и уже предлагают системы с интегрированными каналами подвода СОЖ в рабочую зону. Рассмотрим некоторые предложения, указанные на рисунке 14.

Токарные резцы фирмы «Kennametal» представляют собой жесткую оправку квадратного сечения с двухсторонней режущей пластиной механически закрепленной с помощью винта.

Рисунок 14 - Токарные резцы фирмы «Kennametal»



Другая фирма ARNO^® предлагает потребителю систему для обработки канавок с интегрированными каналами подвода СОЖ (ACS1 = система охлаждения ARNO^®) для радиальной обработки доступна для канавок шириной 2-6 мм и глубиной 12 или 21 мм, в соответствии с рисунком 15. Надёжное закрепление пластины обеспечивается основанием в виде двойной призмы. Упор обеспечивает отличную повторяемость при обработке. Доступны пластины с 3 типами геометрии из 5 видов сплавов. Геометрия М2 была специально разработана для обработки канавок, точения и копировального точения стали и нержавеющей стали.

Рисунок 15 - Принципиальная схема подвода СОЖ

Геометрия Т1 предназначена для обработки стали и литья. Обе пластины изготавливаются по технологии высокоточной порошковой металлургии. Для обработки алюминия предлагается геометрия ALU с шлифованными поверхностями. Все держатели инструмента доступны с интегрированными каналами подвода СОЖ (ACS1).

Расчетом получено оптимальное сечение проектируемой державки 10х16 мм. Выбираем державку квадратного сечения 16х16мм. Для обеспечения жесткости инструмента выбираем материал с высокими механическими свойствами конструкционную сталь 40Х ГОСТ 1050-88 с термической нормализацией. За основу конструкции выберем державку прямоугольной формы близкую к державке №10 в соответствии с рисунком 16. Выбранная нами режущая пластина длиной 15мм при такой конструкции державки обеспечивает нам обработку наружной поверхности с глубиной резания 8 мм.

Условие задания выполняется.

Рисунок 16 - Державка проектируемого проходного резца

Металлорежущий инструмент по традиции востребован в современной промышленности, ведь детали, получаемые из металлических заготовок с помощью режущего инструмента, всегда будут в огромной потребности на производствах. Металлорежущий инструмент можно без преувеличения назвать «хлебом» всей промышленности.

Цена при использовании бракованного инструмента велика, как правило, это разбраковка всей партии деталей, а то и изделий в целом. Поэтому любой хороший руководитель стремится выбрать более качественный инструмент, но не забывая при этом и о его стоимости.

В данной работе нам необходимо проанализировать рынок металлорежущего инструмента, определить потребности и рассчитать токарный проходной резец для обработки детали «Тубус» по технологическому процессу на станки DST.

Обзор мировых лидеров инструмента:

Из всех предложений, согласно рисунку 17 на рынке инструментов можно выделить три основные категории - «Европа», «Китай» и «Россия». Правда есть и четвертая, но о ней немного позже. А пока давайте рассмотрим недостатки и достоинства каждой категории.

Рисунок 17 - Металлорежущий инструмент

Инструмент китайского производства:

Инструмент всех азиатских и в первую очередь китайских производителей встречается и вполне хорошего качества, который можно сравнить российским или среднеевропейским, конечно и стоит он почти так же. В основном китайский инструмент дешевый и низкокачественный, много брака и подделок под знаменитые и проверенные бренды, в том числе и китайские. Поэтому покупка китайского инструмента схожа с лотереей.

Инструмент российского производства

К этой категории относим и инструмент из ближнего зарубежья. Что касаемо цены, то она чуть выше азиатской, а по качеству (если брать в общем срезе) намного выше. Поэтому российский инструмент пользуется спросом и есть дефицит между предложением и спросом.

Европейские бренды

Европейские инструменты - традиционно высокого качества, цены, так же традиционно, то же высокие. Впрочем, самый хороший инструмент российского производства немногим уступает европейскому по качеству, но гораздо приемлемей в цене. Из недостатков европейского инструмента можно отметить длительное ожидание редких позиций, что идет в разрез с ритмичной поставкой и работой на серийном производстве.

Советский металлорежущий инструмент

Советский инструмент - это и есть, про анонсированный выше, четвертый вариант. Качество известны во всем мире и не нуждается в рекламе - лишь некоторый российский инструмент может более-менее сравниваться с советским, особенно сделанный из стали Р18. При этом он сравним не только со советским, но и с большинством моделей импортного производства, и вполне доступен по цене.

Правда утверждение о его доступной цене нуждается в постоянной проверке и корректировке. Потому, что если 7 лет назад инструмент советского производства составлял 50% рынка, то на сегодня он составляет 10-15%. Причина этого не в недостатке спроса, а ограниченные запасы и их уменьшение приводит к увеличению цены. Впрочем, на сегодняшний день можно приобрести большие партии инструмента по вполне приемлемой цене. Это и делают многие предприятии, считая советский инструмент своим «золотым запасом».

Основные мировые производители твердосплавного инструмента для токарных работ

Твердый сплав - общее название группы материалов, которые представляют собой спеченную смесь тугоплавких химических элементов на связующей основе из карбида вольфрама. Промышленное применение твердого сплава началось на заводах Генри Форда в 1927 году. В Советском Союзе разработка этого направления, в разрезе практического использования, началась в 1939 году в “почтовом ящике” и окончательно оформилась в 1946 году, в виде существующего ныне Всероссийского научно-исследовательского и проектного института тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС).

Мировой рынок производства ТС инструмента, в целом, поделен и достаточно стабилен. Большой интерес представляет рынок России, но он не способен принять предложение по ряду причин:

-Отсутствие оборудования, которое может использовать все преимущества - ТС инструмента;

-Низкая культура производства;

-Низкая технологическая дисциплина;

-Отсутствие разветвленных дилерских сетей и представительств.

Выводы по разделу:

Конечно, в обзоре указана только часть новинок. Но даже с учетом таких ограниченных данных вырисовывается общая картина современного рынка твердосплавного инструмента. Зарубежные производители не останавливаются на достигнутом и уделяют новым разработкам максимум времени, стараясь привнести в металлообработку принципиально новые решения, что подтверждается эксплуатационными характеристиками выпущенных продуктов. При этом ожидается, что компании будут продолжать воспринимать задачу разработки новых наименований продукции со всей серьезностью и своевременно обновлять программы инструмента, так как заинтересованы в том, чтобы не отставать от конкурентов и лидеров отрасли.

Будем надеяться, что в 2018 году производители инструмента покажут еще больше новых достижений и внесут что-то значительное в технологии металлообработки



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

В настоящее время в производстве все чаще используются станки с числовым программным управлением. Это обусловлено тем, что станки с ЧПУ по многим параметрам превосходят обычные станки. Станки с числовым программным управление обходятся дороже станков без ЧПУ, но это очень быстро окупается. Для производства всей партии деталей достаточно один раз написать программу обработки детали и заложить ее в память станка. А если учесть, что программы в станок можно загружать разные и неоднократно, то достаточно один раз создать базу программ для типовых обработок и далее, комбинируя их, можно быстро настроить станок для обработки конкретной делали. Так же немаловажно то, что станки с ЧПУ более точны, чем обычные станки. В изготовлении детали “Тубус” используется различное оборудование на все три программы:

1. Токарный станок с ЧПУ DST;

2. Токарный обрабатывающий центр Leadwel T7;

3. Токарный обрабатывающий центр Biglia.

Так как станок DST является наиболее устаревшим, он требует модернизации и обновления управляющей программы, на данном оборудовании мы изготавливаем деталь, указанную на рисунке 18. В технологической части выпускной квалификационной работы мы рассмотрим способ изготовления данной детали с использованием станков с ЧПУ. Поэтому в данном разделе мы рассмотрим все параметры детали, а также порядок ее изготовления и режимы резания.

Деталь - “Тубус” является сборочной единицей оптического прицела, выполняя защитную функцию. Деталь изготовляется из алюминиевого сплава Д16Т ГОСТ 4784-97. Точность и шероховатость, указанные на чертеже, а также материал соответствуют назначению детали.



Рисунок 18 - Эскиз корпуса оптического прицела

3.1 Описание конструкции и назначения узла

Наличие данной детали рисунок 18 обусловлено самой конструкцией изделия, которая защищает все компоненты прицела от внешнего воздействия.

Согласно чертежа корпус изготавливается из материала Д16Т, так как характеристик данного материала достаточно для условий его эксплуатации. Корпус оптического прицела испытывает воздействие факторов окружающей среды, частые контакты с различными погодными условиями что требует использования соответствующего материала. Для изготовления данной детали используется алюминий марки Д16Т по ГОСТ- ГОСТ 4784-97

Основные химические и механические свойства Алюминия Д16Т приведены в таблице 2 и 3:



Таблица 2 - Химический состав алюминия Д16Т (ГОСТ 4784-97), %

Fe	Si	Mn	Ti	Al	Mg	Ni	Zn	Cu
До 0.50	До 0.5	0.50-0.90	До 0.1	90.8-94.7	1.2-1.8	До 0.1	До 0.3	3.8-4.9

Таблица 3 - Механические свойства алюминия Д16Т (ГОСТ 4784-97)

02, МПа (не менее)	в, МПа (не менее)	s, % (не менее)	н, Дж/см2	НВ (не более)
300	440	20	250	241	197

3.2 Технологический контроль чертежей изготовления детали

Чертеж корпуса оптического прицела выполнен согласно ЕСКД. Правильность изображения, обозначение посадок, предельных отклонений размеров, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей детали, шероховатости поверхности, элементов конструкции позволяют получить все данные для разработки технологического процесса изготовления корпуса.

Корпус оптического прицела сложен в изготовлении, но легок обработке. Его изготовление будет происходить на станках с ЧПУ. При разработке чертежа учитывалась соответствующая специфика изготовления детали. Соответственно происходил выбор баз для облегчения написания управляющей программы и подбор оптимальных допусков размеров детали. Чертеж корпуса оптического прицела предоставлен в графической части.

При изготовлении корпуса оптического прицела токарную операцию также можно организовать на программно управляемых станках, что также учитывалось при разработке чертежа.

3.3 Анализ технологичности конструкции детали

Корпусы оптических прицелов очень разнообразны в своей конструкции. Это обусловлено разнообразием применения прицелов, их назначения и характеристик.

Упрощение конструкции детали за счет второстепенных элементов не представляется возможным из-за их отсутствия.

Материалы, используемые для изготовления корпуса оптического прицела, подобраны оптимально для работы в требуемых условиях. Замена на другие материалы возможна, но это может привести к удорожанию, увлечению сложности изготовления, а также изменение массы прицела, что не приемлемо для их использования. Алюминий Д16Т можно заменить на сталь 40Х, алюминиевый сплав В95 или др. В первом случае произойдет усложнение изготовления детали в связи с введением дополнительных операций, связанных с уменьшением снимаемого слоя при обработке, что увеличивает время обработки, но прочность материала более высока, которая обуславливает вес прицела. Во втором случае увеличение стоимости узла за счет материала в разы.

3.4 Выбор способа изготовления заготовок деталей

Выбор заготовки зависит от материала, размеров и формы детали, условий ее работы, а также масштаба производства. В случаях, когда можно использовать различные виды заготовок (поковки, штамповки или сортовой металл), оптимальное решение получают путем сопоставления себестоимости конкурирующих вариантов.

Для изготовления корпуса оптического прицела используем только пруток так как, мы используем оборудование с автоматической подачей заготовки что более рационально.

При изготовлении корпуса применяется материал алюминий Д16. Алюминиевый круг, как один из продуктов металлопроката, выпускается в виде прутков немерной и мерной длины с матовой поверхностью и обычным качеством отделки.

Ориентировочная масса 1м заготовки исходя из чертежа детали с учетом припусков на обработку поверхностей кг.

Стоимость заготовки указанной на рисунке 19 в условных единицах определим по следующей формуле (58):

, руб. (58)

где - масса заготовки, кг;

- стоимость 1 тонны заготовок, принятых за базу, руб.

Стоимость 1 тонны алюминиевого прутка руб/кг, 208600руб. за тонну.

Рисунок 19 - Эскиз заготовки корпуса

Стоимость заготовки:

руб.

Так как мы используем только один тип заготовок, сравнение с другими способами изготовления заготовок не нуждаются в расчетах.

3.5 Выбор плана обработки детали

На рисунке 20 отобразим схему изготовления детали:



Рисунок 20 - Схема изготовления детали

Корпус оптического прицела

Токарная с ЧПУ:

1-й переход:

подрезать торец Ф55 предварительно;

подрезать торец Ф55 окончательно;

точить поверхность Ф50Н12, Ф34,5Н10, Ф30Н12 в чистовую.

сверлить отверстие Ф21Н12;

расточить отверстие Ф30,8Н10 в чистовую;

точить и расточить фаски.

отрезка

2-й переход:

подрезать торец Ф30 предварительно;

подрезать торец Ф30 окончательно;

сверлить отверстие Ф21Н12

расточить Ф28Н12, Ф30Н12, Ф27Н9, Ф29Н9 окончательно;

расточить канавку Ф24,3Н12;

нарезать резьбу М24х0,5-6Н;

точить и расточить фаски.

3-й переход:

подрезать торец 33,5 окончательно;

точить Ф33,5f8 окончательно

фрезеровать квадрат 34,3Н14 начисто;

расточитьФ32,3Н12, Ф31,3F8, Ф31,7Н12, Ф29Н9 окончательно;

нарезать резьбу М32х0,5-6Н;

просверлить отверстие Ф16,5Js12;

просверлить отверстие Ф1,8Н12;

просверлить отверстие Ф1.25Н10 х 6;

просверлить отверстие Ф12Н12 х 2;

фрезеровать паз 3S10;

фрезеровать паз 7Н12;

нарезать резьбу М13х0,5-6Н х 2;

нарезать резьбу М5х0,5-6Н;

точить и расточить фаски

3.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

Выбор оборудования:

Оборудование для производства детали корпус оптического прицела выбираем и сводим в таблицу 4:

Таблица 4 - Оборудование для изготовления детали корпус оптического прицела

№	Операция	Оборудование
1	Токарная с ЧПУ	Токарный станок DST оснащенный системой ЧПУ «FANUC». Наибольшие параметры обрабатываемой заготовки: диаметр - 100 мм; длинна - 400 мм. Наибольшее перемещение горизонтального револьверного суппорта: горизонтальное - 600мм; вертикальное - 300 мм. Частота вращения 3x-кулачкового патрона - 5…2500 мин-1. Подача суппорта верт.и гор. - 5…100 мм/мин. Мощность эл.двигателя - 30 кВт. Габаритные размеры: длина - 2875 мм (5875 мм с учетом устройства автоматической подачи); ширина - 1860 мм; высота - 2000 мм. Масса станка - 7500 кг.
2-3	Токарная с ЧПУ	Токарный станок Biglia1000Y оснащенный системой ЧПУ «FANUC». Наибольшие параметры обрабатываемой заготовки: диаметр - 1000 мм; длинна - 600 мм. Наибольшее перемещение горизонтального револьверного суппорта: горизонтальное - 800мм; вертикальное - 550 мм. Частота вращения 3x-кулачкового патрона - 5…3500 мин-1. Подача суппорта верт. и гор. - 5…200 мм/мин. Мощность эл. двигателя - 30 кВт. Габаритные размеры: длина - 3875 мм ширина - 2300мм; высота - 3200мм. Масса станка - 10500кг.

Выбор приспособлений:

Станочное приспособление выбираем с условием того, чтобы обеспечивали требуемое базирование и надежное закрепление детали. Также должна обеспечиваться жесткость и быстрота смены деталей. Выбранные приспособления представлены в таблице 5:

Таблица 5 - Станочные приспособления

№	Операция	Приспособление
1	Токарная с ЧПУ	3х-кулачковый патрон, устройство автоматической подачи заготовок, упор для подачи заготовки, наладка из универсально-сборной переналаживаемой оснастки.
2	Токарная с ЧПУ	3х-кулачковый патрон, наладка из универсально-сборной переналаживаемой оснастки.
3	Токарная с ЧПУ	Спец. Разжимная цанга, наладка из универсально-сборной переналаживаемой оснастки.



3.7 Выбор типа и формы производства

Тип производства определяем по коэффициентам загрузки оборудования (59):

, мин.(59)

где - штучное время на обработку детали, мин;

- такт выпуска деталей, мин/шт.

Такт выпуска деталей определим по формуле (60):

, мин, (60)

где - годовой фонд рабочего времени, час;

- годовая программа выпуска, шт.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования (61):

, мин, (61)

где 52 - число недель в году;

40 - число рабочих часов в неделю;

- в обычные годы , в високосные годы ;

- число праздничных дней в году, ;

- число предпраздничных дней в году, когда рабочее время сокращается на 1 час, ;

- число смен, в расчетах принимают ;

- коэффициент, учитывающий потери времени не ремонт, наладку; регламентированные перерывы, ;

час,

Отсюда такт выпуска деталей:

мин/шт,

Штучное время определяем предварительно по приближенным формулам (62) и (63) для токарной операции по корпусу, как наиболее характерной и определяющей:

, мин, (62)

где - основное время операции, час;

- коэффициент вида обработки, .

, мин,(63)

где - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

- длина обрабатываемой поверхности, мм.

Исходя из плана обработки имеется 4 основных поверхности:

мин;

мин;

мин;

мин.

Суммарное основное время

мин;

мин.

Отсюда коэффициент загрузки оборудования:

Данное значение коэффициента загрузки соответствует среднесерийному производству.

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость изготовления и удешевить производство.

Для данного типа производства наиболее характерной является групповая форма организации производства, которую и возьмем в качестве базовой организационной формы техпроцесса. План участка представлен на рисунке 21.

Величину партии деталей для одновременного запуска определяем по формуле (64):

, шт.(64)

где а = 2…20 дней - число дней, на которое необходим запас деталей на складе;