Технологічний процес обробки вала-шестірні

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

Головна роль в технічному прогресі відводиться машинобудуванню. Важке машинобудування є провідною галуззю народного господарства.

Машинобудування покликане випускати комплекти машин, устаткування і приладів, що забезпечують підвищення продуктивності праці, зниження матеріаломісткості, поліпшення якості продукції, зростання фондовіддачі. Для інтенсифікації механічної обробки останнім часом все ширше застосовують автоматизацію і механізацію технологічних процесів.

Підприємства оснащуються прогресивним устаткуванням, верстатами з ЧПУ, у тому числі з автоматичною зміною інструменту, роботизованими комплексами.

Традиційно машинобудування ділять на наступні групи галузей: важке машинобудування, загальне машинобудування, середнє машинобудування, точне машинобудування, виробництво металевих виробів і заготовок, ремонт машин і устаткування.

Машинобудівний комплекс - основа науково-технічного прогресу і матеріально-технічного переозброєння всіх галузей народного господарства .

Машинобудівний комплекс - це сукупність галузей промисловості, які виробляють різноманітні машини.

Загальне машинобудування представлено такими галузями, як транспортне машинобудування (залізничне, суднобудування, авіаційне, ракетно-космічна промисловість, але без автомобілебудування), сільськогосподарське,виробництво технологічного устаткування для різних галузей промисловості (за винятком легку та харчову).

Важке машинобудування класифікують: підйомно-транспортні машини (вантажопідйомні крани, ліфти, підйомники (вишки), машини безперервного транспорту (контейнери та ін.)), залізничне машинобудування, суднобудування, авіаційна промисловість, ракетно-космічна галузь.

Основними елементами розвитку сучасного машинобудування є вдосконалювання засобів виробництва, методів організації виробництва (до прим. Використання технологій серійного і масового виготовлення), перехід до стандартизації, автоматизації та інформаційного забезпечення процесів.

У курсовому проекті необхідно розглянути питання, пов'язані з розробкою прогресивного технологічного процесу обробки заданої деталі. При цьому враховується вибір найбільш економічного методу отримання заготівлі, призначення прогресивних режимів обробки, устаткування, різальних і вимірювальних інструментів.



1. ЗАГАЛЬНЫЙ РОЗДІЛ

1.1 Опис конструкції та службового призначення деталі

Задана у курсовому проекті деталь вал-шестерня, є тілом обертання та відноситься до класу валів.

Вал-шестерня входить у склад редуктора і призначена для передачі крутного моменту за допомогою зубчатого вінця модулем m=2.5 та числом зуб'їв Z=28.

Деталь має ряд посадочних поверхонь. Діаметри 50k6 призначені для установки валу у підшипники, вони оброблені по шостому квалітету точності, з шорсткістю поверхонь Ra=1.6 мкм.

На поверхні Ш30r6 розташовується шпоночний паз шириною b=8 мм.

Він призначений для передачі крутного моменту на втулку з допомогою шпонки. Він оброблюється по восьмому квалітету точності, з шорсткістю бічних стінок Ra=6.3 мкм, шорсткість дна шпоночного пазу Ra=12.5 мкм.

Деталь вал-шестерня виготовляється з легованої сталі марки 40XГОСТ 4543-88. Хімічний склад та механічні властивості сталі 40Х наведені у таблиці 1.1 [7; c102], та таблиці 1.2[6; c 20] відповідно.

Таблиця 1.1 - Хімічний склад сталі 40Х ГОСТ 4543-81

Марка сталі	Хімічний склад в %
	С	Si	Mn	Cr	Ni	S
Сталь 40Х	0.37-0.45	0.17-0.37	0.5-0.8	0.8-1.1	0.25	0.035



Таблиця 1.2 - Механічні властивості сталі 40Х ГОСТ 4543-81

Марка сталі	Механічні властивості
	Межа міцності при розтягуванні, в (МПа)	Межа міцності при вигині, т (МПа)	Відносне подовження, %	Відносне звуження, %	НВ
Сталь 40Х	1000	800	10	45	?217

До деталі пред'являються слідуючі технічні вимоги:

- допуск торцевого биття Ш56 відносно бази А не більше за 0.045 мм;

- круглість та циліндричність Ш50к6) - 0.013 мм;

- допуск на перекіс шпоночного пазу відносно осі валу не більше половини поля на ширину пазу;

- допуск на симетричність бічних стінок шпоночного пазу відносно бази А не більше 0.05 мм;

Аналіз технологічних вимог деталі наведений у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Аналіз технологічних вимог деталі

Зміст технічної вимоги	Яким методом виконується	Як і якими засобами можна перевірити виконання вимог
Допуск торцевого биття 0.045 мм	Шліфуванням	Індикатором часового типу
Круглість та циліндричність Ш50к6) - 0.013 мм	Шліфуванням	Індикатором часового типу
Допуск на перекіс шпоночного пазу	Чистовим фрезеруванням	Калібр - призма шпоночна
Допуск на симетричність бічних стінок шпоночного пазу 0.05 мм	Чистовим фрезеруванням	Калібр - призма шпоночна

1.2 Технологічний контроль креслення деталі та аналіз деталі на технологічність

Задана в курсовому проекті деталь вал-шестерня, працює у редукторі та виконує функції передачі крутного моменту за допомогою зубчатого вінця модулем m=2.5 та числом зубців Z=28.

Форма деталі доволі проста, за винятком поверхонь на яких розташовуються шпоночний паз та зубчатий вінець. Жорсткість деталі визначається виходячи з відношення довжини деталі до її діаметру. Якщо L/D<10 то деталь вважається жорсткою, а якщо L/D>10 то навпаки не жорсткою. В нашому випадку 335/75.7<10, тобто деталь жорстка. Всі поверхні деталі крім канавки, можливо обробити за допомогою універсального інструменту. Для обробки канавки треба використовувати спеціальний інструмент.

При обробці деталі може бути використане високопродуктивне обладнання та оснащення. Наприклад для токарної операції можуть бути використані станки з ЧПК.

На вільні не визначаючі експлуатаційних параметрів вузла, поверхні наприклад Ш56 допуски призначені в межах ІТ13-ІТ14, що дозволяє отримати задані розміри при чистовій на полу чистовій обробці, тобто відповідає економічній точності.

Найбільш відповідальні поверхні Ш50k6, Ш30r6 обмежені більш жорсткими допусками, які визначені умовами роботи деталі. Але вони не виходять за меже економічної точності при обробці шліфуванням.

Шорсткість вільних поверхоньШ56призначена не жорсткіше економічно обґрунтованої Ra25 мкм.

Шорсткість технологічних, базових и основних конструкторських поверхонь Ш50k6, Ш40d11 - Ra 1.6 мкм, Ш30r6 - Ra 3.2 мкм. Шорсткість цих поверхонь конструктивно обґрунтована та досягається шліфуванням. Сполучення поверхонь деталей різних класів точності та шорсткості не вимагають застосування спеціальних різучих інструментів. Виключення складають зубчатий вінець та шпоночний паз.

Це суттєво підвищує технологічність деталі и дозволяє застосовувати стандартні ріжучі інструменти, вимірювальні інструменти та оснащення.

Якісну оцінку технологічності заданої деталі можна оцінити показником «добре» за ГОСТ 14.204-73.

Кількісний метод оцінки технологічності конструкції полягає у визначенні коефіцієнта точності обробки та коефіцієнта шорсткості. Коефіцієнт точності обробки та коефіцієнт шорсткості визначаються за ГОСТ 18831-83. Для цього необхідно розрахувати середню точність обробки та середню шорсткість оброблених поверхонь, ескіз деталі з нумерацією оброблюваних поверхонь показаний на рисунку 1.1.

Рисунок 1.1 - Ескіз деталі з нумерацією оброблюваних поверхонь

Таблиця 1.4 - Таблиця точності розмірів и ступені шорсткості поверхонь деталі

Номер поверхні деталі	Найменування поверхні деталі, розміри	Точність (квалітет)	Допуски (відхилення)	Клас шорсткості
1	335	H14		3
2	335	H14		3
3	Ш50	k6		7
4	Ш56	h14		3
5	Ш75.7	h9		4
6	Ш56	h14		3
7	Ш50	k6		7
8	Ш40	d11		6
9	Ш30	r6		6
10	70	H14		3
11	72.5	H14		3
12	20	H14		3
13	77.5	H14		6
14	55	H14		3
15	22.5	H14		3
16	8	e8		5

Таблиця 1.5- Визначення коефіцієнта точності

Ti	ni	Ti*ni	Ti	ni	Ti*ni
6	3	18	14	10	140
8	1	8	11	1	11
9	1	9

Таблиця 1.6 - Визначення коефіцієнта шорсткості.

Шi	ni	Шi*n	Шi	ni	Шi*n
3	9	27	6	3	18
4	1	4	7	2	14
5	1	5

Розрахуємо коефіцієнт точності Кт за формулою:

, (1.1)

де - середня точність обробки, яка визначається за формулою:

, (1.2)

де Тi - квалітет;

ni- кількість поверхонь для кожного квалітету;

Розраховуємо Тср:

Розраховуємо Кт:

Якщо Кт > 0.18, то деталь за точністю технологічна. У даному випадку 0.08<0.18, тобто деталь за точністю не технологічна.

Визначимо коефіцієнт шорсткості Кш за формулою:

, (1.3)

де - середня точність оброблюваних поверхонь, яка визначається за формулою:

, (1.4)

де Шi - клас шорсткості оброблюваних поверхонь;

ni- кількість поверхонь для кожного класу шорсткості;

Розраховуємо Шср:

Розраховуємо Кт:

Якщо Кш> 0.16, то деталь за шорсткістю поверхонь технологічна. У даному випадку 0.23> 0.16, тобто деталь за за шорсткістю поверхонь технологічна.

При проведенні якісного на кількісного методів оцінки деталі на технологічність ми дійшли до висновку, що задана в курсовому проекті деталь вал-шестерня є технологічною.



2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Вибір та обґрунтування типу виробництва

У залежності від маси, розміру виробничої програми та характеру продукції, що виготовляється, трудомісткості виготовлення, габаритних розмірів розрізняють три типи виробництва - одиничне, серійне, масове.

Серійне виробництво поділяється на: дрібносерійне, середньо серійне, великосерійне. Виріб типу виробництва проводимо виходячи з маси заготовки та річної програми випуску за таблицею 2.1[5; c 24].

Таблиця 2.1 - Залежність типу виробництва від обсягу випуску і маси деталі

Маса деталі, кг	Тип виробництва
	Одиничне	Дрібно серійне	Середньо серійне	Велико серійне	Масове
<1.0	<10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1.0-2.5	<10	10-1000	1000-50000	50000-100000	100000
2.5-5.0	<10	10-500	500-35000	35000-75000	75000
5.0-10	<10	10-300	30-25000	25000-50000	50000
>10	<10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

Виходячи з того, що масу деталі 5.6 кг, а річний обсяг випуску 400 штук, приймаємо середньо серійний тип виробництва.

У серійному виробництві виготовлення деталей проводиться партіями, що складаються з однойменних і однакових деталей, що запускаються у виробництво одночасно.

Основним принципом цього типу виробництва є виготовлення всієї партії цілком.

Для серійного типу виробництва характерні такі основні технологічні ознаки:

- Виготовлення деталей партіями;

- Диференціація технологічного процесу, тобто розчленування його на невелику кількість операцій і закріплення їх за певними верстатами;

- Застосування універсального обладнання та спеціалізованого для основних деталей;

- Можливість розташування обладнання по технологічному принципу (в послідовності технологічного процесу);

- Широке застосування спеціальних пристроїв;

- Широке застосування спеціальних ріжучих і вимірювальних інструментів;

- Дотримання принципу взаємозамінності;

- Середня кваліфікація робітників.

Розрахуємо кількість деталей в партії "n" в штуках за наступною формуло:

, (2.1)

де N - річна програма випуску деталей плюс запасні деталі,N = 400 шт.;

t - число днів на яке необхідно мати запас деталей на складі, t = 5 шт.

Ф - число робочих днів у році. Ф = 255 днів.

2.2 Вибір і обґрунтування методу отримання заготовки

При розробці технологічного процесу механічної обробки однієї з першої вирішується задача вибору заготовки.

Вибрати заготовку - це означає:

- встановити метод її отримання;

- намітити припуски на обробку;

- розрахувати припуски на обробку;

- вказати допуски та неточність виготовлення розмірів заготовки.

Задана в курсовому проекті деталь виготовлена з легованої сталі.

Найчастіше деталі з такого матеріалу отримують ковальським способом або з прокату. Так як перепади діаметрів на готовій деталі, доволі великі то метод отримання заготівлі з прокату є економічно невигідним. Тож порівняємо отримання заготовки методом поковки та штамповки.

Назначимо припуски на обробку для заготовки отриманої методом поковки, результати занесімо у таблицю 2.2. Припуски вибираємо з таблиці 39 [1.c 224].

Таблиця 2.2-Припуски для деталі отриманої методом поковки.

Розмір поверхні,мм	Табличний припуск, мм	Допуск на розмір, мм	Розрахунковий розмір заготівлі з допуском,мм
Ш56 Ш75.5 Ш56 Ш40 Ш30 40 55 97.5 72.5 70	6 7 6 5 5 2.5*6 2.5*7 2.5*6 2.5*5 2.5*5	±2 ±2 ±2 ±2 ±2 ±2.5*2 ±2.5*2 ±2.5*2 ±2.5*2 ±2.5*2	Ш62±2 Ш82.5±2 Ш62±2 Ш45±2 Ш35±2 55±5 72.5±5 112.5±5 85±5 82.5±5

Визначимо коефіцієнт використання матеріалу за формулою:

, (2.2)

де Мд - маса деталі,кг; Мд= 5.6кг;

Мз - маса заготовки, кг;

Маса заготовки визначається за формулою:



, (2.3)

де j-щільність матеріалу; для стали j=7,85*10 кг/м3

V - об'єм циліндра, м3;

Об'єм циліндра в м3 визначається за формулою:

, (2.4)

де d - діаметр циліндра, м;

l - довжина циліндра, м;

Розраховуємо об'єм циліндра, значення d та l підставляємо з таблиці 2.1:

Розраховуємо масу заготовки:

Розраховуємо коефіцієнт використання матеріалу:

Назначимо припуски на обробку для заготовки отриманої методом штамповки, результати занесімо у таблицю 2.3. Припуски вибираємо з таблиці 49 [1. c 248], допуски вибираємо з таблиці 47[1. c 244].

Вихідні дані:

1. За точністю виготовлення:II клас - нормальна точність;

2. За групою сталі: М1 - легована сталь з вмістом вуглецю 0.045 %, та легуючих елементів до 2.0 %;

3. За ступінню складності поковки: С2



Таблиця 2.3 - Припуски для деталі отриманої методом штамповки.

Розмір поверхні,мм	Клас шорсткості поверхні	Табличний припуск, мм	Допуск на розмір, мм	Розрахунковий розмір заготівлі з допуском,мм
Ш56 Ш75.5 Ш56 Ш40 Ш30 40 55 97.5 72.5 70	7 4 7 6 6 3 3 3 3 3	3.1*2 2.8*2 3.1*2 2.7*2 2.7*2 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3

Для визначення коефіцієнт використання матеріалу розрахуємо значення об'єму циліндру, та масу заготівлі за формулами 2.4 та 2.3 відповідно:

Розраховуємо об'єм циліндра формулою 2.4, значення d и l підставляємо з таблиці 2.3:

Розраховуємо масу заготовки:

Розраховуємо коефіцієнт використання матеріалу:

Ескіз заготовки показаний на рисунку 2.1:



Рисунок 2.1 - Ескіз заготовки

2.3 Економічне обґрунтування вибору заготовки

Вартість заготовок залежить від методу їх виробництва і в основному від вартості оснастки, необхідної для їх виготовлення.

Отже, обравши той або інший метод виготовлення заготовки, необхідно провести відповідні економічні розрахунки, що обґрунтовують обраний спосіб.

Основними показниками, що характеризують економічність обраного методу виготовлення заготовки є коефіцієнт використання матеріалу і вартість заготівлі. Тому слід виконати техніко-економічне порівняння вибраних методів отримання заготовки за цими показниками.

Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки проводиться в такій послідовності:

- Визначити масу заготовки на зіставляються варіанти;

- Визначити норму витрати матеріалу з урахуванням неминучих технологічних втрат для кожного виду заготовки;

- Визначити коефіцієнт використання матеріалу по кожному з варіантів виготовлення заготовок;

- Визначити собівартість виготовлення заготовки, обраних варіантів для зіставлення та визначення економічного ефекту отримання заготовки;

- Визначити річну економію матеріалу від зіставляємих варіантів отримання заготовки;

- Визначити річну економію від обраного варіанта заготівлі в грошовому вираженні.

Визначенні дані занесімо у порівняльну таблицю 2.4.

Маса заготовки та коефіцієнт використання матеріалу були розраховані у попередньому пункті курсового проекту.

Визначимо вартість заготовки в гривнях за формулою:

, (2.5)

де См - вартість матеріалу заготовки, грн;

Cвідх - вартість відходів,грн/тона; Cвідх = 2000 грн/тона.

Розрахуємо вартість заготовки отриманої методом поковки за формулою 2.5, якщо См = 5.0 грн., масу затоговки беремо з попереднього пункту.

Розрахуємо вартість заготовки отриманої методом штамповки за формулою 2.5, якщо См = 6.1 грн., масу затоговки беремо з попереднього пункту.

Розрахуємо річний економічний ефект від обраного методу отримання заготовки "Е" у гривнях визначається за формулою:

, (2.6)



де Сз1 - вартість заготовки отриманої методом поковки,Сз1 = 37 грн.;

Сз2 - вартість заготовки отриманої методом штамповки,Сз1 = 41.75 грн.;

N - річний об'єм виготовлення деталей, N=400 шт.

Таблиця 2.4-Техніко-економічне порівняння вибраних методів отримання заготовки

Метод отримання заготовки	Поковка	Штамповка
Мз, кг	8.6	7.17
Квм	0.65	0.78
Сз, грн	41.75	97
Е, грн	1900	-

Врахувавши всі економічні та технологічні показники приходимо до висновку, що техніко - економічно обґрунтовано виготовляти заготовку методом поковки.

2.4 Розрахунок операційних припусків аналітичним методом та встановлення між операційних розмірів та допусків

Для визначення розмірів заготовки на всі оброблювані поверхні деталі призначаються припуски.

Припуск представляє собою шар матеріалу, який знімається у процесі обробки деталі. Припуск необхідний для отримання остаточних розмірів деталі, заданого рівня точності і необхідної якості поверхонь.

Завищення припусків призводить до наступного:

- Видалення найбільш зносостійких поверхневих шарів оброблюваної деталі;

- Введенню додаткових переходів, збільшують трудомісткість процесів обробки, витрати металу, електроенергії, ріжучого інструменту, обладнання і тим самим призводить до підвищення вартості виготовлення деталі.

Зменшення - заниження припусків на обробку не забезпечує можливості видалення дефектів на поверхні (раковини, тріщини) і отримання необхідного рівня точності і шорсткості оброблюваної поверхні. В результаті недостатніх припусків виникає брак.

Встановлення оптимальних припусків на обробку і технологічних допусків на розміри по всіх переходах має вельми істотне техніко-економічне значення при розробці технологічних процесів виготовлення деталей машин.

Задача визначення оптимальних припусків на обробку тісно пов'язана з встановленням граничних проміжних і вихідних розмірів заготовки.

Ці розміри необхідні для конструювання штампів, прес-форм, моделей, пристроїв, різальних інструментів, а також для настроювання обладнання.

Розрахунок міжопераційних припусків на механічну обробку заготовки може здійснюватися статистичним та аналітичним методами.

З першого методу загальні та міжопераційні припуски призначаються за таблицями (ГОСТам).

Недоліком цього методу є те, що припуски призначаються без врахування конкретних умов побудови технологічних процесів.

Дослідно-статистичні величини припусків у багатьох випадках завищені, тому що вони орієнтовані на умови обробки, при яких припуск виходить завищеною у запобігання браку.

У зв'язку з цим і виникла завдання науково - обґрунтованого визначення припусків на обробку.

Згідно завдання на курсовий проект необхідно виконати розрахунок припусків для поверхні Ш50k6 аналітичним методом за формулами, рекомендованим у довідковій, технічній літературі.

Вихідні дані:

Матеріал деталі - Сталь 40Х ГОСТ 4543-88;

Річна програма випуску - 400 шт.;

Маса деталі - 5.6 кг;

Заготовка отримується методом поковки.

Визначимо через коефіцієнт уточнення (Кут) план обробки поверхні 50k Ra1,6мкм за формулою:

, (2.7)

де заг- допуск заготівки на розмір що розраховується,заг=2 мм;

дет - допуск на розмір деталі, дет= 0,018 мм.

Число переходів (етапів) механічної обробки 50k6 визначимо за формулою:

, (2.8)

де lgKут - десятковий логарифм коефіцієнта уточнення,

Приймаємо число переходів n = 4. З урахуванням рекомендацій табл. 19[1, с 189]план обробки 50k6 виглядає таким чином:

Заготовка Rz 240 T = 250 мкм; заг= 1,6 мм

(поковка)

Попереднє точіння Rz50 T= 50 мкм пр.точ. = 0,62мм

Кінцеве точіння Rz25 T= 25 мкм ок.точ. = 0,17мм

Попереднє шліфування Rz10 T= 20 мкм пр.шл. = 0,039мм

Кінцеве шліфування Rz5 T= 15 мкм ок.шл. = 0,016мм

Т - глибина дефектного шару, мкм.

Характеристики Rz, Т і останнього переходу механічної обробки назначаються за кресленням деталі.

Перевіримо правильність складання плану обробки за формулою:

, (2.9)

де Куті- коефіцієнт уточнення, визначений по і - му переходу, визначається за формулою:

, (2.10)

де і-1- допуск на розмір, забезпечений попереднім етапом плану;

і - допуск на розмір, забезпечений посереднім етапом.

Тоді:

Кут.поп..точ. = 1,6 / 0,62 = 2,5

Кут.кін..точ. = 0,62 / 0,17 = 3,6

Кут.поп..шліф. = 0,17 / 0,039 = 4,4

Кут.кін..шліф. = 0,039 / 0,016 = 2,4

Кут.0. = 2,5 · 3,6 · 4,4 · 2,4 =95,04.

Попередній розрахунковий Кут. практично не відрізняється від Кут.0., що підтверджує правильність прийнятого плану обробки.

Визначимо допустиму просторову похибку заготовки за формулою:

, (2.11)

де зм - допустимі похибки поковок по зміщенню осей фігур, зм = 0.5 мм[1, с 185];

жол- загальна кривизна заготовки



де Д к - питоме жолоблення, Д к =12 мкм/мм [1, с 185];

L - найбільший розмір заготовки, L = 335 мм;

Розраховуємо допустиму просторову похибку заготовки:

Визначаємо просторові відхилення для попереднього і кінцевого точіння за формулами:

, (2.12)

, (2.13)

де Ку - коефіцієнт уточнення форми;Ку1=0.06 мкм, Ку2=0.04мкм[1, с202] ;

На операції шліфування просторове відхилення мале і не враховуються.

На операції попереднього точіння використовують трьохкулачковий самоцентрувальний патрон у поп..точ. = 600 мкм.

Для кінцевого точінняу кін.точ. = 50 мкм (напрямок зміщення заготовки - радіальне).

Для попереднього шліфуванняу поп.шл. = 100 мкм (з закріпленням у центрах).

Для кінцевого шліфуванняу кін. шл. = 50 мкм (з закріпленням у центрах).

Визначаємо розрахункові значення мінімальних припусків за формулою:



(2.14)

Визначаємо розрахунковий розмір (dр) за формулою:

(2.15)

Попередній мінімальний розмір (dмін.поп.) визначається округленням відповідного розрахункового розміру (dрі) до сотих долей в більшу сторону.

Визначимо граничний максимальний розмір (dпопмах і) за формулою:

(2.16)

Граничні значення припусків 2Zпрmaxвизначаємо як різницю найбільших граничних розмірів і 2Zпрmіn- як різниця найменших граничних розмірів попереднього і переходів які виконуються:

Визначимо сумарний мінімальний припуск за формулою:

(2.17)

;

Визначимо номінальний припуск визначається з урахуванням несиметричності розташування поля допуску заготовки за формулою:

, (2.18)

де Нз - нижнє відхилення розміру заготівки Нз= -2 мм;

Нд - нижнє відхилення розміру деталі Нд= 0.002 мм;

=4.148

Розмір заготівки:

D= 50 + 4.148 = 54.148 мм.

Розмір заготовки вибираємо з ряду нормальних лінійних розмірів (за ГОСТ 6636 - 69).

Діаметр заготівки Ш55. Визначені міжопераційні припуски, послідовність обробки заданої поверхні з зазначеннями квалітету і параметрів шорсткості, які досягаються після кожного етапу обробки представлені у вигляді таблиці 2.5.



Рисунок 2.2 - Схема положення припусків, допусків и міжопераційних розмірів на 50k6

Таблиця 2.5 - Міжопераційні припуски для Ш50k6

Технологічні переходи	Елементи припуска, мкм	2Zmin, мкм	dp, мм	Допуск д, мкм	Граничний розмір, мм	Граничні значення припусків, мкм
	Rz	T	с	еy
Заготовка	240	250	2010	-	-	56.152	1600	56.152	57.752	-	-
Попереднє точіння	50	50	120	600	5174	50.978	620	50.978	51.598	6.154	5.174
Кінцеве точіння	25	25	80	50	460	50.518	170	50.518	50.688	0.910	0.460
Попереднє шліфування	10	20	0	100	356	50.162	39	50.162	50.201	0.487	0.356
Кінцеве шліфування	5	15	0	50	160	50.002	16	50.002	50.018	0.183	0.16

2.5 Розробка маршрутної технології

Розробка технологічного процесу входить в комплекс взаємопов'язаних робіт, передбачених Єдиною системою технологічної підготовки виробництва (ЕСТПП) і виконується у повній відповідності до вимог ГОСТ 14.301-73 "Загальні правила розробки технологічних процесів і вибору засобів технологічного оснащення".

Розробка технологічних процесів є одним з найважливіших етапів підготовки виробництва, так як від неї значною мірою залежать якість продукції, трудомісткість і економічність виробництва.

При розробці технологічних процесів слід прагнути до скорочення числа операцій, так як це зменшує собівартість виготовлення деталі.

Проектування технологічних процесів обробки різанням можна здійснити методами концентрації та диференціації.

Перший метод характеризується поєднанням декількох технологічних переходів в одну складну операцію, виконувану на одному верстаті.

Метод диференціації операцій характеризується розчленуванням технологічного процесу обробки різанням на прості операції, що виконуються на великому числі простих верстатів (застосовують при середньосерійному виробництві). Цей метод дозволяє швидко перевести роботу прольоту на виробництво нового виробу, так як перенастроювання простих верстатів простіше, ніж перенастроювання складних верстатів.

Розроблена для заданої у курсовому проекті деталі вал-шестерні маршрутна технологія наведена у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Маршрут обробки деталі

Номер опера ціі	Найменування та короткий зміст операції	Найменування обладнання	Технол. бази
1	2	3	4
005	Токарно-гвинторізна З переустановленням деталі попередньо підрізати два торця, свердлити центрові отвори, точити всі зовнішні поверхні з припуском під термообробку.	16К20	Зовнішні діаметри
010	Термічна Покращити до 223…248 HB.	Піч
015	Токарно-гвинторізна Підрізати торці в розмір 335, відновити центрові отвори	16К20	Зовнішні діаметри
020	Токарна з ЧПК За програмою точити зовнішній контур з однієї сторони у розмір, а поверхні Ш50k6з припуском під шліфування. За програмою точити три канавкиb=5 мм.	16К20Ф3	Два центрових отвори
025	Токарно-гвинторізна Точити Ш50 k6з припуском під шліфування, Ш56 у розмір, точити торець Ш56/Ш75.7 з утворенням галтелі R3, точити 2 фаски 2x45o, точити канавкуb=5 мм.	16К20	Центровий отвір Ш56
030	Круглошліфувальна Шліфувати два Ш50k6 попередньо та остаточно	3М153	Два центрових отвори
035	Вертикально-фрезерна Фрезерувати паз b=8 мм.	6Т104	Ш30r6, Ш56 торець
040	Зубофрезерна Фрезерувати зуб'я m=2.5, z=28.	53А20	Два центрових отвори Ш56

2.6 Вибір і обґрунтування технологічних баз

База - це поверхня або сполучення поверхонь, вісь, точка, які належать заготовці або виробу і використовуються для базування(ДСТ 21495-80).

Базування - надання заготовці або виробу потрібного положення відносно вибраної системи координат: при складанні та надання деталі потрібного положення у виробі відносно інших, раніше встановлених, деталей або виробів; при механічній обробці - надання заготовці потрібного положення на верстаті відносно траєкторії руху обробляючого інструменту, при вимірюванні - надання заготовці або деталі потрібного положення відносно вимірювального інструменту.

В основу теорії покладено розділ теоретичної механіки про визначення положення твердого тіла в просторі.

Як відомо, теоретична механіка розглядає два стани тіла - спокою і руху. Поняття ці відносні і мають сенс лише тоді, коли вказується система відрахунку. Якщо положення тіла відносно системи відрахунку протягом часу не змінюється - тіло перебуває в стані спокою, якщо змінюється - в стані руху.

Базами можуть слугувати поверхні: площина, циліндр, сукупність поверхонь, вісь, коло, точка.

За характером свого призначення бази поділяються на конструкторські, технологічні і вимірювальні.

Групу конструкторських баз складають основні та допоміжні бази, облік яких при конструюванні має важливе значення. Основна база визначає положення самої деталі або складальної одиниці у виробі, а допоміжна база-положення приєднуваної деталі або складальної одиниці відносно даної деталі.

Технологічною базою називають поверхню, що визначає положення деталі або складальної одиниці в процесі їх виготовлення.

Вимірювальною базою називають поверхню, визначальну відносне положення деталі або складальної одиниці і засобів вимірювання. Технологічні бази для заданої в курсовому проекті деталі приведені у таблиці 2.6.

2.7 Вибір обладнання, пристосувань, різального, допоміжного і вимірювального інструментів

Вибір обладнання - одна з важливих задач при проектуванні технологічного процесу обробки різанням.

Для будь-якої операції завжди можна підібрати відповідний верстат. При виборі металорізальних верстатів керуємося такими міркуваннями:

- Габаритні розміри верстата (висота і відстань між центрами, розміри столу, робоча зона верстата) повинні забезпечувати установку оброблюваної деталі;

- Верстат повинен забезпечувати необхідну продуктивність;

- Верстат повинен забезпечувати форму, рівень точності і якість поверхонь оброблюваної деталі;

- Потужність, жорсткість і кінематичні можливості верстата повинні забезпечувати обробку на оптимальних режимах обробки з найменшою собівартістю;

- Обраний верстат повинен відповідати масштабам виробництва, тобто кожному типу виробництва повинні відповідати певні металорізальні верстати;

Для вибору обладнання користуємося каталогами на металорізальні верстати, в яких зазначена коротка технічна характеристика верстатів.

При виборі пристосувань необхідно прагнути до застосування таких пристроїв, які мають пневматичний або гідравлічний привід.

Незалежно від конструкцій і призначення пристосування до них пред'являються такі вимоги:

- Зручність у роботі і вільний доступ до затискачів;

- Простота конструкції;

- Невисока вартість виготовлення;

- Надійність закріплення заготовок і незмінність їх положення при обробці;

- Швидкість дії затиску;

- Забезпечення заданої точності.

Вибрані пристосування для установки і закріплення деталі сприяють підвищенню продуктивності праці, точності обробки і поліпшенню умов праці.

Для вибраного типу виробництва на основі ЕСТПП (єдина система технологічної підготовки виробництва) характерне застосування універсальні налагоджувальні пристосування.

Вибір обладнання та пристосувань для всіх операцій технологічного процесу представлений у таблиці 2.7.

деталь операційний припуск обробка

Таблиця 2.7 - Вибір обладнання та пристосувань

Опера ція	Модель верстата	Розміри оброблюваної деталі, мм	Частота обертання шпинделя мин-1	Подача, мм/хв (мм/об)	Потужність, кВт	Пристосування
		діам.	довжина
005 015 025	16К20	220	1000	12.5-1600	0.05-2.8	11	Трьохкулачковий патрон, центр
025	16К20Ф3	220	1000	12.5-2000	0.01-2.8	10	Трьохкулачковий патрон, центр
030	3М153	140	500	1900	0.05-5	7.5	Центра, поводковий патрон
035	6Т104	160	630	63-2800	11,2-500	2.2	Призми, упор, прихват
040	53А20	200	410	75-500	0,45-120	7.5	Центра, поводкове пристосування

Вибір різального інструменту залежить від виду верстата, методу обробки, матеріалу оброблюваної деталі, необхідного рівня точності і шорсткості поверхонь, типу виробництва.

Матеріал ріжучої частини інструменту вибирається в залежності від механічних властивостей оброблюваного матеріалу, швидкості різання, стану поверхні оброблюваного матеріалу, характеру обробки, точності та якості поверхні.

У процесі контролю визначають, на скільки дійсні розміри деталі, її геометрична точність, взаємне розташування поверхонь відповідають заданим.

Вибираючи вимірювальні засоби для контролю, необхідно враховувати відповідність точності вимірюваного розміру обраному вимірювального інструмента або пристосування.

У серійному і масовому виробництвах часто застосовують спеціальний жорсткий вимірювальний інструмент - граничні калібри, шаблони, а також вимірювальні прилади.

Коротка інформація про обраний ріжучий і вимірювальний інструменту приведена в таблиці 2.8.

Операція	Модель верстата	Ріжучий інструмент	Вимірювальний інструмент
005 015 025	16К20	Різець прохідний з ц=950, та ромбічною пластиною з Т5К10	Штанген- циркуль
020	16К20Ф3	Різець прохідний з ц=950, та ромбічною пластиною з Т15К6	Штанген- циркуль Мікрометр
030	3М153	Шліфувальний круг	Калібр скоба
035	6Т104	Шпоночна фреза d=8 ммz=2 P6М5	Калібр шпоночний
040	53А20	Черв'ячна модульна фреза m=2.5	Тангенціальний зубомір

Таблиця 2.8 - Вибір різального та вимірювального інструментів



2.8 Структурний аналіз запропонованої операції

Операція це частина технологічного процесу, виконувана над однією деталлю або кількома деталями, одним робітником або бригадою на одному робочому місці. До операції входять як дії безпосередньо пов'язані з обробкою, так і необхідні допоміжні прийоми. Операція складається з установів, позицій, технологічних переходів, допоміжних переходів.

За завданням керівника проведемо структурний аналіз круглошліфувальної операції:

1. Встановити, перевірити, закріпити;

2. Шліфувати Ш50k6;

3. Перевстановити деталь;

4. Шліфувати Ш50k6;

5. Зняти деталь;

6. Контроль ОТК;

Дана операція має установи - 2, позиції - 1,технологічних переходів - 2, допоміжних переходів - 2.

2.9 Визначення режимів обробки та основного часу. Провести аналітичний розрахунок режимів обробки на дві операції, на інші призначити за діючими нормативами

На токарно-гвинторізному станку моделі 16К20Ф3 виконується чистове точіння шейки вала Ш50k6. Деталь встановлюється у центрах та затискається трьохкулачковим патроном. В якості ріжучого інструменту застосовується токарний різець з кутом в плані ц=90, та ромбічною пластиною з твердого сплаву Т15К6. Схема обробки приведена на рисунку 2.3.



Рисунок 2.3 - Схема обробки

Визначаємо глибину різання за формулою:

(2.19)

де D - діаметр до проходу інструмента, D=52.5 мм;

d - діаметр після проходу інструмента, d = 50.5 мм;

Виходячи з основних параметрів ріжучого інструменту на виду обробки, приймаємо подачу S = 0.1мм/об [2, с 268]. Так як станок 16К20Ф3 має безступеневе регулювання подач, приймаємо S = 0.1мм/об.

Визначимо швидкість різання при токарно-гвинторізній операції за формулою:

(2.20)

де V - швидкість різання, м/хв;

Cv- сталий коефіцієнт, що залежить від виду і якості оброблюваного матеріалу, Сv= 420[2, с 266];

T - стійкість ріжучого інструменту, T = 60хв [2, с 268];

S - подача, S = 0.1мм/об;

t - глибина різання, t = 1.0 мм;

y, x, m - показники ступені, m = 0.20, x = 0.15, y = 0.20 [2, с 266]

Кv - коефіцієнт,що враховує умови обробки.

Знайдемо коефіцієнт Кv за формулою:

(2.21)

де - коефіцієнт, що враховує стан поверхні, = 0.8 [2, с 263];

- коефіцієнт, що враховує матеріал інструменту, = 1[2, с 263];

- коефіцієнт, що враховує матеріал заготовки.

Знайдемо коефіцієнтза формулою:

(2.22)

де - коефіцієнт, що враховує групу сталі за оброблюваністю, = 1[2, с 262];

- фактичний параметр, що характеризує оброблюваний матеріал, = 1000 МПа;

n - показник ступені, n = 1 [2, с 262].

Знаходимо коефіцієнт:

Знаходимо коефіцієнт Кv:

Знаходимо швидкість різання:

Визначимо частоту обертання шпинделя верстата за формулою:

(2.23)

де - швидкість різання, = ;

d - діаметр заготовки, d = 50.5мм.

Так як станок 16К20Ф3 має безступеневе регулювання частоти обертання шпинделя, приймаємо .

Визначимо дійсну швидкість різанняза формулою:

(2.24)

Знаходимо швидкість дійсну швидкість різання:

Знаходимо силу різання Pz за формулою:

(2.25)

де - сталий коефіцієнт, що залежить від виду і якості оброблюваного матеріалу, = 300 [2, с 273];

t - глибина різання, t = 1.0 мм;

S - подача, S = 0.1мм/об;

- дійсна швидкість різання, = ;

y, x, n - показники ступені, n = -0.15, x = 1, y = 0.75 [2, с 273];

- поправочний коефіцієнт.

Знайдемо поправочний коефіцієнт за формулою:

(2.26)

де - коефіцієнти, що враховують фактичні умови обробки, =1; =1; =1;=1, [2, с 275].

Знайдемо коефіцієнтза формулою:

(2.27)

де - фактичний параметр, що характеризує оброблюваний матеріал, = 1000 МПа;

n - показник ступені, n = 0.75[2, с 264].

Знаходимо коефіцієнт :

Знаходимо коефіцієнт :

Знаходимо силу різання Pz:

Зробимо перевірку призначених режимів різання.

Nр ? Ncт

Визначимо Nр за формулою:

(2.28)

де Pz - сила різання, Pz = 30,8 Н;

- дійсна швидкість різання, = ;

Визначимо Ncт за формулою:

(2.29)

де - потужність електродвигуна станка, [2, с 17];

- коефіцієнт корисної дії, = 0.75 [2, с 17].

КВт

Порівнюємо Nр та Ncт:

0.8<7.5

Приходимо до висновку що режими обробки назначені правильно, та обробка можлива.

Визначаємо основний час обробки за формулою:

, (2.30)

де L - довжина оброблюваної поверхні, мм;

i - кількість проходів, i=1;

S - подача, S = 0.1мм/об;

n - частота обертання шпинделя верстата, ;

Знайдемо довжину оброблюваної поверхні, L за формулою:

L=l+l1+l2, (2.31)

де l - довжина оброблюваної поверхні,l=20 мм;

l1- величина врізання інструмента,l1= 1мм [3, с 368];

l2 - величина перебігу інструмента,l2= 0мм;

Обчислимо значення довжини оброблюваної поверхні,L:

L = 20 + 1 = 21мм

Обчислимо значення основного часу на обробку деталі,То:

На вертикально-фрезерному станку моделі 6Т104 виконується фрезерування паза b=8 мм. Деталь встановлюється у призми, з однієї сторони підпирається упором та затискається прихватом. В якості ріжучого інструменту застосовується шпоночка фреза d=8 мм,з ріжучою частиною з Р6М5. Схема обробки приведена на рисунку 2.4.

Рисунок 2.4 - Схема обробки

Визначаємо глибину різання:

Виходячи з основних параметрів ріжучого інструменту на виду обробки, приймаємо подачу S = 0.0088мм/зуб [2, с 286].

Визначимо швидкість різання при токарно-гвинторізній операції за формулою:

(2.32)

де V - швидкість різання, м/хв;

Cv - сталий коефіцієнт, що залежить від виду і якості оброблюваного матеріалу, Сv= 12[2, с 287];

D - діаметр фрези, D = 8 мм;

z - кількість зубців фрези, z=2;

B - ширина фрезерування, B = 8 мм;

T - стійкість ріжучого інструменту, T = 80хв [2, с 290];

Sz - подача на зуб фрези, S = 0.0088мм/зуб;

t - глибина різання, t = 4.0 мм;

y, x, m,и,n, q - показники ступені, m = 0.20, x = 0.3, y = 0.25, и = 0, n = 0, q= 0.3 [2, с 287].

Кv - коефіцієнт, що враховує умови обробки.

Знайдемо коефіцієнт Кv за формулою:

(2.33)

де - коефіцієнт, що враховує стан поверхні, = 1 [2, с 263];

- коефіцієнт, що враховує матеріал інструменту, = 1[2, с 263];

- коефіцієнт, що враховує матеріал заготовки.

Знайдемо коефіцієнт за формулою:

(2.34)

де - коефіцієнт, що враховує групу сталі за оброблюваністю, = 0.95[2, с 262];

- фактичний параметр, що характеризує оброблюваний матеріал, = 1000 МПа;

n - показник ступені, n = 1.75[2, с 262].

Знаходимо коефіцієнт:

Знаходимо коефіцієнт Кv:

Знаходимо швидкість різання:

Визначимо частоту обертання шпинделя верстата за формулою:

(2.35)

де - швидкість різання, = ;

d - діаметр фрези, d = 8мм.

Коректуємо частоту обертання шпинделя за паспортом станка, і приймаємо.

Визначимо дійсну швидкість різання за формулою:

(2.36)

Знаходимо швидкість дійсну швидкість різання :

Знаходимо хвилинну подачу за формулою;

(2.37)

Коректуємо хвилинну подачу за паспортом станка, і приймаємо.

Визначаємо дійсну подачу на зуб за формулою:

(2.38)

Знаходимо силу різання Pz за формулою:

(2.39)

де - сталий коефіцієнт, що залежить від виду і якості оброблюваного матеріалу, = 68.2 [2, с 290];

t - глибина різання, t = 4.0 мм;

Sz - подача, Sz = 0.0112мм/об;

D - діаметр фрези, D = 8 мм;

z - кількість зуб'єв фрези, z=2;

B - ширина фрезерування, B = 8 мм;

n - частота обертання шпинделя, n = 660 хв-1;

- дійсна швидкість різання, = ;

y, x, u,w,q - показники ступені, u = 1, x = 0.86, y = 0.72, w = 0,

q = 0.86 [2, с 290];

- поправочний коефіцієнт.

Знайдемо поправочний коефіцієнт за формулою:

(2.40)

де - фактичний параметр, що характеризує оброблюваний матеріал, = 1000 МПа;

n - показник ступені, n = 0.75[2, с 264].

Знаходимо коефіцієнт :

Знаходимо силу різання Pz:

Зробимо перевірку призначених режимів різання.

Nр ? Ncт

Визначимо Nр за формулою:

(2.41)

де Pz - сила різання, Pz = 235 Н;

- дійсна швидкість різання, = ;

Визначимо Ncт за формулою:

(2.42)

де - потужність електродвигуна станка, [2, с 51];

- коефіцієнт корисної дії, = 0.75 [2, с 51].

КВт

Порівнюємо Nр та Ncт:

0.065<2.2

Приходимо до висновку що режими обробки назначені правильно, та обробка можлива.

Визначаємо основний час обробки за формулою:

, (2.43)

де L - довжина оброблюваної поверхні, мм;

i - кількість проходів, i=1;

Sm-хвилинна подача, S = 11.2мм/хв;

Знайдемо довжину оброблюваної поверхні, L за формулою:

L=l+l1+l2, (2.44)

де l - довжина оброблюваної поверхні,l=63 мм;

l1- величина врізання інструмента,l1= 4мм [3, с 373];

l2 - величина перебігу інструмента,l2= 0мм;

Обчислимо значення довжини оброблюваної поверхні,L:

L = 63 + 4 =67мм

Обчислимо значення основного часу на обробку деталі,То:

Режими обробки, призначені табличним методом, наведені в операційних картах механічної обробки.

2.10 Розробка розрахунково - тенологічної карти для операції, що виконується на верстаті з ЧПК

На токарному станку з ЧПК моделі 16К20Ф3, з системою ЧПК Sinumeric 840D виконується контурне точіння валу та обробка канавок. Деталь вал встановлюється в центрах та заживається трьохкулачковим патроном. Схема обробки представлена на рисунку 2.5.



Рисунок 2.5 - Схема обробки

Для контурного точіння вибираємо токарний прохідний різець з ромбічною пластиною з твердого сплаву Т15К6 та головним кутом у плані ц=95о ТУ 2 - 035 - 1040 - 86. Для обробки зовнішніх канавок вибираємо різець для обробки канавок, з пластиною з твердого сплаву Т15К6 ОСТ 2И10 - 7 - 84.

Назначимо режими обробки за загальномашинобудівними нормативам режимів різання, результати занесімо у таблицю 2.9.

Визначаємо глибину різання для точіння за формулою:

(2.45)

де D - діаметр до проходу інструмента, D=77.7мм;

d - діаметр після проходу інструмента, d = 75.7мм.

Назначаємо подачу для точіння виходячи з глибини різання за картою 3 [3; c 39]. Приймаємо S = 0.14 мм/об.

Назначає швидкість різання за картою 1 [3; c 46]. Приймаємо V = 209 м/хв.

Розраховуємо частоту обертання шпинделя верстата за формулою:

(2.46)

де - швидкість різання, = ;

d - діаметр після проходу інструмента, d = 75.7мм.

хв-1

Приймаємо n = 880 хв-1.

Визначаємо основний час обробки за формулою:

, (2.47)

де L - довжина оброблюваної поверхні, мм;

i - кількість проходів, i=1;

S - подача, S = 0.14мм/об;

n - частота обертання шпинделя верстата, ;

Знайдемо довжину оброблюваної поверхні L за формулою:

L=l+l1+l2, (2.48)

де l - довжина оброблюваної поверхні,l=293 мм;

l1- величина врізання інструмента,l1= 2мм [3, с 368];

l2 - величина перебігу інструмента,l2= 1мм [3, с 368];

Обчислимо значення довжини оброблюваної поверхні,L:

L = 293 + 2 + 1 = 296мм

Обчислимо значення основного часу на обробку деталі,То:

При точінні канавок глибина різання дорівнює ширині канавки.

Назначаємо подачу для точіння виходячи з глибини різання за картою 3 [3; c63]. Приймаємо S = 0.1 мм/об.

Назначає швидкість різання за картою 1 [3; c 64]. Приймаємо V = 107м/хв.

Розраховуємо частоту обертання шпинделя верстата за формулою:

(2.49)

де - швидкість різання, = ;

d - діаметр після проходу інструмента, d = 49мм.

хв-1

Приймаємо n = 695хв-1.

Визначаємо основний час обробки за формулою:

, (2.50)

де L- глибина канавки,L= 0.5 мм;

i - кількість проходів, i=3;

S - подача, S = 0.1мм/об;

n - частота обертання шпинделя верстата, ;

Обчислимо значення основного часу на обробку деталі,То:

Таблиця 2.9 - Режими обробки

Перехід	t, мм	S, мм/об	V, м/хв	n, хв-1	To, хв
Точіння поверхні Ш75.7	1	0.14	209	880	2.4
Точіння канавки b=5	5	0.1	107	695	0.022

Розрахуємо координати опорних точок та результати для першого та другого інструменту, та занесімо результати у таблиці 2.10 та 2.11 відповідно.

Таблиця 2.10 - Координати опорних точок для прохідного різця

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Z	5	0	-2	-70	-70	-72	-142.5	-142.5	-144.5	-162.5	-162.5	-237	-240	-240	-242	-293
X	26	26	30	30	36	40	40	46	50.5	50.5	56	56	61	73.7	75.7	75.7

Таблиця 2.11 - Координати опорних точок для канавочного різця

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Z	-70	-70	-70	-142.5	-142.5	-142.5	-162.5	-162.5	-162.5
X	45	29	55	55	39	60	60	49	60

Складаємо рукопис КП для системи ЧПК Sinumeric 840D. Рукопис КП заносимо у таблицю 2.12.

Таблиця 2.12 - Рукопис КП для системи ЧПК Sinumeric 840D

Номер кадру	Зміст кадру	Примітка
1	2	3
N5	G90 G97 S880 G95 F0.14 T1D1 M03	Абсолютна система відліку, n=880 хв-1, S = 0.14 мм/об, перший інструмент, обертання шпинделя за годинниковою стрілкою
N10	G42	Корекція на радіус інструмента з права від контура напряму руху
N15	G0 Z5 X26	1 точка
N20	G01 Z0	2 точка
N25	Z -2 X30	3точка
N30	Z -70	4точка
N35	X36	5точка
N40	Z-72 X40	6точка
N45	Z -142.5	7точка
N50	X46	8точка
N55	Z -144.5 X50.5	9точка
N60	Z -162.5	10точка
N65	X56	11точка
N70	Z-237	12точка
N75	G02 Z -240 X61 R3	Обробка галтелі
N80	G01 X73.7	14точка
N85	Z -242 X57.7	15точка
N90	Z-293	16точка
N95	M06 T2D2	Зміна інструменту
N100	G90 G97 S695 G95 F0.1M03 G40	Абсолютна система відліку, n=695хв-1, S = 0.11мм/об,обертання шпинделя за годинниковою стрілкою, відключення корекції
N105	G0 Z-70 X45	1точка
N110	G01 X29	2 точка
N115	G0 X55	3точка
N120	G0 Z-142.5	4точка
N125	G01 X39	5точка
N130	G0 X 60	6точка
N135	G0 Z-162.5	7точка
N140	G1 X 49	8точка
N145	G0 X 60	9точка
N150	M02	Кінець КП

2.11 Техніко - економічне обґрунтування найбільш вигідного варіанту технологічної операції

Конкретним виразом економії суспільної праці є зниження собівартості продукції. Економічний аналіз варіантів операцій здійснюється зіставленням собівартості обробки деталі. За завданням потрібно порівняти технологічні собівартості двох операцій. Для порівнюваних операцій необхідно підібрати верстати, пристосування, ріжучий інструмент, визначити основний час та технологічну собівартість. Кращою є операція з найменшою собівартістю.

Детально вивчивши креслення деталі, ми дійшли до висновку, що слід порівняти токарну та токарну з ЧПК операції.

З достатньою для проектування точністю можна вважати, що технологічна собівартість "Стех" в гривнях визначається за формулою :

, (2.51)

де З - заробітна плата верстатника з доплатами і відрахуваннями;

І - витрати на експлуатацію ріжучого інструменту;

А - витрати на амортизацію обладнання;

Е - вартість силової електроенергії;

П - витрати з експлуатації спеціальних пристосувань.

Розрахуємо технологічну собівартість для деталі токарної з ЧПК операції.

Витрати по заробітній платі верстатника визначаються по трудомісткості обробки відповідно до діючої тарифної сіткою і розраховуються за формулою:

, (2.52)

де Сч.с - годинна тарифна ставка відповідного розряду роботи, Сч.с=12.4 грн/год;

Тш.к - штучно - калькуляційний час на операцію, Тш.к = 0.07 год;

- додаткова заробітна плата визначається в розмірі 20% від основної.

Витрати на експлуатацію ріжучого інструменту, віднесені до однієї деталі при обробці на даній операції, визначаються за наближеною формулою:

, (2.53)

де Сі - вартість однієї хвилини роботи різального інструменту, коп.;

То - час роботи інструменту (основний час на операцію),хв.

Для токарного прохідного різця Сі = 0.11 коп., а То = 2.4 хв, для карнавочного різця Сі = 0.25 коп, а То = 0.022.

Витрати на амортизацію обладнання, віднесені до однієї деталі.

Оскільки найчастіше для проектованих технологічних процесів обробка проводиться на універсальних верстатах, то для визначення амортизації обладнання застосовується формула:

, (2.54)

де Сс - оптова ціна верстата, Сс =344000 грн.;

Ктр - коефіцієнт, що враховує витрати на транспортування і монтаж, для металорізальних верстатів,Ктр = 1,1-1,15;

Na - відсоток амортизаційних відрахувань при двозмінній роботі Na = 8,4%;

Тшт-к - штучно - калькуляційний час на операцію, Тшт-к = 3.975 хв;

100 - коефіцієнт, що переводить грн. в копійки;

Fд - дійсний річний фонд часу роботи верстата, при двозмінній роботі,Fд = 3976год;

60 - коефіцієнт, що переводить годинник у хвилини;

100 - число переводить відсотки амортизаційних відрахувань у коефіцієнт;

Витрати на силову електроенергію визначаються за формулою:

, (2.55)

де Nе - потужність електродвигуна верстата,Nе =10 кВт [2, с 17];

Тшт-к - штучно - калькуляційний час на операцію, Тшт-к=3.975 хв;

То - основний час на операцію,То = 2.422 хв;

0.25 - коефіцієнт, що враховує використання потужності верстата в період холостих ходів;

1,1 - коефіцієнт враховує втрати робочого ходу;

Сел - вартість 1 кВт. години електроенергії, Сел=60 коп;

60 - коефіцієнт переведення хвилини в години.

Витрати по експлуатації спеціальних пристосувань, віднесених до однієї деталі, можуть бути визначені за формулою:

, (2.56)

де 0.4 - коефіцієнт, що враховує вартість експлуатації пристосування й залежний від прийнятого терміну окупності пристосування.

Сп - початкова вартість пристосування, Сп =150000коп;

N - річна програма випуску деталей, виготовлених за допомогою даного пристосування, N=400 шт .

Визначаємо технологічну собівартість деталі при токарній з ЧПК операції:

Розрахуємо технологічну собівартість для деталі при обробці токарній операції.

Витрати по заробітній платі верстатника визначаються по трудомісткості обробки відповідно до діючої тарифної сіткою і розраховуються за формулою:

, (2.57)

де Сч.с - годинна тарифна ставка відповідного розряду роботи, Сч.с=12.8 грн/год;

Тш.к - штучно - калькуляційний час на операцію, хв;

- додаткова заробітна плата визначається в розмірі 20% від основної.

Штучно-калькуляційний час визначається за формулою:

, (2.58)

де Тпз - підготовчо-заключний час на операцію, що визначається за нормативами, Тпз= 7 хв [4; c 38];

n - величина партії, n = 8 шт;

Тшт - штучний час на операцію;

Штучний час на операцію визначається за формулою:

, (2.59)

де То - основний час на операцію, хв;

Тд - допоміжний час на операцію, Тд = 1.25 хв [4; c 10];

Тобсл - час на технічне обслуговування робочого місця, хв;

Твідп - час на відпочинок і природні потреби, хв.

Для спрощення підрахунку норми штучного часу час на обслуговування робочого місця і час на відпочинок робочого беруть у відсотках від оперативного часу. У цьому випадку формула приймає вигляд:



, (2.60)

де - число відсотків від оперативного часу на технічне обслуговування робочого місця,б=1.0…3.5%;

- число відсотків від оперативного часу на організаційне обслуговування робочого місця, = 1.0…3%;

- число відсотків від оперативного часу на відпочинок і природні потреби робітника, = 4.0…6.0%;

Основний час розрахований у попередньому пункті і складає 2.4 хвилини для наружного точіння, та 0.022 хвилини для обробки канавок.

Розраховуємо штучний час за формулою 2.52:

Розраховуємо штучно-калькуляційний час за формулою2.50:

хв

Розраховуємо витрати на заробітну плату верстатника:

Витрати на експлуатацію ріжучого інструменту, віднесені до однієї деталі при обробці на даній операції, визначаються за наближеною формулою:

, (2.61)

де Сі - вартість однієї хвилини роботи різального інструменту, коп.;

То - час роботи інструменту (основний час на операцію),хв.

Для токарного прохідного різця Сі = 0.11 коп., а То = 2.4 хв , для карнавочного різця Сі = 0.25 коп, а То = 0.022.

Витрати на амортизацію обладнання, віднесені до однієї деталі.

Оскільки найчастіше для проектованих технологічних процесів обробка проводиться на універсальних верстатах, то для визначення амортизації обладнання застосовується формула:

, (2.62)

де Сс - оптова ціна верстата, Сс =96000 грн.;

Ктр - коефіцієнт, що враховує витрати на транспортування і монтаж, для металорізальних верстатів, Ктр = 1,1-1,15

Na - відсоток амортизаційних відрахувань при двозмінній роботі Na = 8,4%;

Тшт-к - штучно - калькуляційний час на операцію, Тшт-к = 4.975 хв;

100 - коефіцієнт, що переводить грн. в копійки;

Fд - дійсний річний фонд часу роботи верстата, при двозмінній роботі, Fд = 3976год;

60 - коефіцієнт, що переводить годинник у хвилини;

100 - число переводить відсотки амортизаційних відрахувань у коефіцієнт;

Витрати на силову електроенергії визначаються за формулою:

, (2.63)

де Nе - потужність електродвигуна верстата,Nе =11 кВт [2, с 16];

Тшт-к - штучно - калькуляційний час на операцію,Тшт-к=4.975 хв;

То - основний час на операцію,То = 2.422 хв;

0,25 - коефіцієнт, що враховує використання потужності верстата в період холостих ходів;

1,1 - коефіцієнт враховує втрати робочого ходу;

Сел - вартість 1 кВт. години електроенергії, Сел=60 коп;

60 - коефіцієнт переведення хвилини в години.

Витрати по експлуатації спеціальних пристосувань, віднесених до однієї деталі, можуть бути визначені за формулою:

, (2.64)

де 0.4- коефіцієнт, що враховує вартість експлуатації пристосування й залежний від прийнятого терміну окупності пристосування.

Сп - початкова вартість пристосування,Сп =150000коп;

N - річна програма випуску деталей, виготовлених за допомогою даного пристосування, N=400 шт .

Визначаємо технологічну собівартість деталі при токарній з ЧПК операції:

Занесімо результати розрахунків у таблицю 2.13.

Таблиця 2.13 - Порівняння варіантів обробки деталі