Проектирование технологического процесса механической обработки детали типа сверления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одним из путей повышения производительности труда и снижения себестоимости изготовления изделий является совершенствование действующих технологических процессов и их замена более прогрессивными.

Эта работа проводится на основе комплексного анализа, как конструкции изделий (деталей), так и технологии их изготовления, начиная с выбора более прогрессивных видов заготовки.

Учитывая то, что предприятия г. Щёлково на сегодняшний день не имеют достаточных средств на приобретение нового технологического оборудования, основное внимание уделяется совершенствованию технологических процессов на основе имеющегося оборудования. Серьёзное внимание должно уделяться повышению качества выпускаемых изделий.



1. Исследовательская часть

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь шестерня представляет собой тело вращения и предназначена для передачи крутящего момента. Деталь имеет центральное гладкое отверстие. Это отверстие является основной конструкторской базой. Деталь имеет зубчатый венец с модулем и числом зубьев и эвольвентный шлицевый венец с модулем и числом шлицев . Зубья подвергаются цементации с последующей закалкой и отпуском.

Деталь изготавливается из легированной высококачественной стали 20ХН3А ГОСТ 4543-71. Механические свойства и химический состав стали 20ХН3А приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Механические свойства стали 20ХН3А

, МПа	, МПа	, %	, Дж/см2	HB
950	750	12	110	255

Таблица 2 - Химический состав стали 20ХН3А В процентах

C	Cr	Ni	Mn	Si	P	S
0,17 - 0,24	0,60 - 0,90	2,75 - 3,15	0,30 - 0,60	0,17 - 0,37	0,025	0,025

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Шестерня относится к деталям типа тел вращения, имеет центральное отверстие. Деталь является достаточно жесткой в осевом и радиальном направлении, это означает, что при изготовлении детали могут быть использованы нормативные режимы резания без их уменьшения. Деталь имеет хорошие базовые поверхности: центральное отверстие, торцы и наружную цилиндрическую поверхность. Это обстоятельство позволяет использовать относительно несложные станочные приспособления на операциях механической обработки.

В соответствии с ГОСТ 14.201-73 рассчитываем количественные показатели технологичности.

Определяем средний квалитет точности изготовления поверхностей детали по формуле

,

где ITi - квалитет точности i-ой поверхности,

ni - количество поверхностей, имеющих квалитет точности ITi.

Для расчета среднего квалитета точности составляем таблицу 3.

Таблица 3 - Точность поверхностей детали

Квалитет точности IT	7	10	12	14
Количество поверхностей	2	1	1	13

Рассчитываем коэффициент точности по формуле

Рассчитываем коэффициент шероховатости. Для его расчета составляем таблицу 4.

Таблица 4 - Шероховатость поверхностей детали

Значение шероховатости Ra	1,0	3,2	6,3	12,5
Количество поверхностей	4	1	3	11

Среднюю шероховатость определяем по формуле

,

где Rai - значение шероховатости i-ой поверхности,

ni - количество поверхностей, имеющих одинаковую шероховатость.

мкм

Коэффициент шероховатости рассчитываем по формуле

Рассчитываем коэффициент использования материала по формуле

,

где mд - масса детали,

mз - масса заготовки.



1.3 Определение типа производства

В связи с тем, что в задании на курсовое проектирование отсутствуют нормы времени на выполнение технологических операций, тип производства определяем по рекомендациям, изложенным в методических указаниях [13].

При годовом выпуске деталей N = 6400 шт. и массе детали mд = 3,56 кг производство будет серийным.

В серийном производстве детали изготавливаются партиями, размер которой рассчитываем по формуле

,

где N - годовой объем выпуска деталей,

а - количество дней запаса деталей,

Ф - количество рабочих дней в году.

шт.

Принимаем n = 150 шт.

По размеру партии деталей уточняем, что производство соответствует среднесерийному.



2. Приспособление для закрепления

Тиски станочные эксцентриковые предназначены для закрепления деталей при выполнении различного вида слесарных и фрезерных работ.

Зажим заготовки осуществить путем поворота рукоятки по часовой стрелке до упора.

Использование эксцентриковых зажимов в тисках сокращает время на зажим и разжим заготовки. Пример условного обозначения тисков с шириной губок 80 мм.

Технические характеристики :

Ширина прижимной планки, мм : 80

Высота зажима, мм : 23

Длина хода подвижной планки не более, мм : 40

Габариты, мм :

Длина : 400

Ширина : 150

Высота : 94

Масса не более, кг : 10



3 Техническая часть

3.1 Выбор заготовки

Размеры и форма детали позволяют получить ее заготовку штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). Этот метод обеспечивает достаточно высокую точность размеров заготовки и необходимую производительность.

Определяем стандартные параметры точности заготовки по ГОСТ 7505-89.

Группа стали - М2.

Класс точности поковки - Т3.

Расчетная масса поковки

,

где kр - расчетный коэффициент.

кг

Размеры фигуры (цилиндра), описывающей поковку:

- диаметр

мм

- длина



мм

Масса фигуры, описывающей поковку

Отношение расчетной массы поковки к массе фигуры

mр : mф = 5,34 : 11,368 = 0,47

Степень сложности поковки - С2.

Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская).

По группе стали, классу точности и степени сложности определяем исходный индекс поковки - 11.

Припуски и кузнечные напуски

Основные припуски на размеры, мм:

1,7 - диаметр 135 мм и чистота поверхности 6,3;

1,4 - диаметр 123 мм и чистота поверхности 12,5;

1,8 - диаметр 170 мм и чистота поверхности 6,3;

1,8 - толщина 55 мм и чистота поверхности 1,0;

1,2 - толщина 30 мм и чистота поверхности 12,5.

Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа - 0,3 мм;

отклонение от плоскостности - 0,4 мм.

Штамповочный уклон:

на наружной поверхности - не более 5 принимается 5;

на внутренней поверхности - не более 7 принимается 7.

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

Размеры поковки, мм:

диаметр принимается 139;

диаметр принимается 174,5;

диаметр принимается 126,5;

толщина принимается 33,5;

толщина принимается 59,5.

Радиус закругления наружных углов - 3,6 мм.

Допускаемые отклонения размеров, мм:

диаметр ;

диаметр ;

диаметр ;

толщина ;

толщина .

Допускаемая величина остаточного облоя 0,8 мм.

Допускаемое отклонение от плоскостности 0,8 мм.

Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки 1,0 мм.

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа 0,6 мм.

Допустимая величина высоты заусенца 3,0 мм.

Рассчитываем стоимость заготовки по формуле

где Сi - базовая стоимость 1 т заготовок;

Q - масса заготовки;

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности;

Кс - коэффициент, зависящий от степени сложности;

Кв - коэффициент, зависящий от массы заготовки;

Кп - коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок;

Км - коэффициент, зависящий от марки материала;

q - масса детали;

Sотх - цена 1 т отходов.

р.

3.2 Принятый маршрутный техпроцесс

В соответствии с чертежом детали и годовым объемом выпуска принимаем следующий маршрут ее обработки (таблица 5).

Таблица 5 - Маршрутный техпроцесс изготовления шестерни

Номер операции	Наименование и содержание операции	Модель станка	Режущий инструмент	Технологические базы
1	2	3	4	5
05	Токарная с ЧПУ 1. Черновое точение торцев 123 и 170 2. Чистовое точение торца 123 3. Черновое растачивание отверстия 100 4. Чистовое растачивание отверстия 100	16К20Т1	Резец проходной 25з16, Т15К6 Резец расточной 25з25, Т15К6	Поверхность 170, торец
10	Токарная с ЧПУ 1. Черновое точение торцев 135 и 170, поверхностей 135 и 170 2. Чистовое точение торца 135 и поверхности 135 3. Точение канавки	16К20Т1	Резец проходной 25з16, Т15К6 Резец канавочный 25з16, Т15К6	Отверстие, торец
15	Зубодолбежная 1. Долбление шлицев	5122	Долбяк 100, Р6М5	Отверстие, торец
20	Зубофрезерная 1. Фрезерование зубьев	5В312	Фреза червячная 100, Р6М5	Отверстие, торец
25	Термическая	Печь нагревательная
30	Внутришлифовальная 1. Шлифование отверстия 100 2. Шлифование торца 123	3К228В	Круг шлифовальный 1-805020 Э9А 40 СМ1 7 К 40м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83 Круг шлифовальный 11-125/924532-13,13,70 Э5 40 СМ2 7 Б 40м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Зубья, торец
35	Плоскошлифовальная 1. Шлифование торца 135	3Д723	Круг шлифовальный 1-45080203 Э25 СМ1 К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Торец
40	Зубошлифовальная 1. Шлифование зубьев	5841	Круг шлифовальный 4-2502576-5 ЭБ25 СМ1 К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Отверстие, торец
45	Контрольная	Стол ОТК

3.3 Расчет припусков на обработку

Аналитически рассчитываем припуски на поверхность 100+0,035. Заготовка детали получена штамповкой на КГШП. Маршрут обработки поверхности включает следующие операции:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Припуски рассчитываем по формуле [2]

,

где Rzi-1 - высота микронеровностей, полученных на предыдущей операции;

Ti-1 - глубина дефектного слоя, полученного на предыдущей операции;

- пространственное отклонение, полученное на предыдущей операции;

- погрешность базирования на данной операции.

Выписываем значения Rz и Т для всех операций:

- для заготовки

Rz = 150 мкм, Т = 250 мкм;

- для чернового точения

Rz = 50 мкм, Т = 50 мкм;

- для чистового точения

Rz = 20 мкм, Т = 25 мкм.

Рассчитываем пространственное отклонение .

,

где - допуск на смещение по поверхности разъема штампа;

- допуск на эксцентричность (несоосность) прошиваемого центрального отверстия по отношению к наружному контуру заготовки.

мм

мм

мм

Определяем погрешность закрепления.

мкм

мкм

мкм

Рассчитываем припуски на все операции техпроцесса.

мкм

мкм

мкм

Для дальнейших расчетов составляем таблицу 6.



Таблица 6 - Расчет припусков и предельных размеров по операциям на обработку отверстия 100+0,035

Наименование операции	Элементы припуска, мкм	Припуск , мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски, мм
	Rz	Т						dmin	dmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	150	250	1166			96,365	2000	94	96
Точение черновое	50	50	70	130	21573	99,511	350	99,16	99,51	3510	5160
Точение чистовое	20	25	47	7,8	2170	99,851	87	99,764	99,851	341	604
Шлифование				5,2	292	100,035	35	100,000	100,035	184	236

Графа в таблице 6 «Расчетный размер» (dР) заполняется, начиная с конечного размера, последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Для чистового точения:

мм;

для чернового точения:

мм;

для заготовки:

мм.

Значения допусков для каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Для заготовки: з = 2000 мкм; для чернового точения: 1 = 350 мкм; для чистового точения: 2 = 87 мкм; для шлифования: 3= 35 мкм.

Предельный размер (dmax) получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода.

Предельный размер (dmin) определяется путем вычитания из наибольших предельных размеров допусков соответствующих переходов.

Тогда наименьший диаметр при шлифовании:

мм;

при чистовом точении:

мм;

при черновом точении:

мм;

для заготовки:

мм.

Предельные значения припусков определяем по формулам [2]:

максимальный припуск

;

минимальный припуск

.

Для шлифования

мм;

мм;

для чистового точения

мм;

мм;

для чернового точения

мм;

мм.

Определяем общие припуски.

мкм

мкм

Общий номинальный припуск определяем по формуле

,

где ESз и ESд - верхние отклонения диаметра заготовки и диаметра детали соответственно.

мкм

Номинальный диаметр заготовки определяем по формуле

,

где dдном - номинальный диаметр детали.

мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

мкм; мкм;

мкм; мкм;

мкм; мкм.

На все остальные обрабатываемые поверхности припуски и предельные отклонения определяем по ГОСТ 7505-89 и сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности шестерни В миллиметрах

Размер детали	Припуск	Предельные отклонения
	табличный	расчетный
100+0,035	-	22,35
135-0,16	22,0	-
170-1	22,25	-
123-1	21,75	-
300,26	21,75	-
550,37	22,25	-

3.4 Расчет режимов резания

3.4.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

Операция 05 - токарная с ЧПУ. Станок модели 16К20Т1. Инструмент с пластинкой твердого сплава Т15К6. Содержание операции: черновое точение торцев 123 и 170, чистовое точение торца 123, черновое и чистовое растачивание отверстия 100.

Глубина резания

t = 1,75 мм.

Рекомендуемая и принятая по паспорту станка подача

Sо = 0,4 мм/об.

Рассчитываем скорость резания по формуле [10]

,

где CV - постоянный коэффициент для данного вида обработки,

Т - стойкость,

t - глубина резания,

S - подача,

KV - поправочный коэффициент.

,

где КиV - коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента,

КмV - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала,

КпV - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности.

,

где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, nV - показатель степени.

КиV = 1,0

КпV = 0,8

Т = 45 мин

CV = 350

x = 0,15

y = 0,35

m = 0,2

м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя.



мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 160 мин-1.

Рассчитываем действительную скорость резания

м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя для 123.

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

м/мин

Для растачивания отверстия 100 принимаем скорость на 20% меньше.

м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

м/мин

Силу резания рассчитываем по формуле [10]

,

где CP - постоянный коэффициент,

x, y, n - показатели степени.

СР = 300

x = 1

y = 0,75

n = -0,15

,

где КмР - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала,

, , , - коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента.

Н

Мощность резания

кВт

Мощность двигателя главного привода станка

кВт

N < Nст

Таким образом, привод станка обеспечивает обработку при заданных режимах.

Операция 35 - плоскошлифовальная. Станок модели 3Д723.

Режимы резания определяем по [10].

Продольная подача

,

где В - ширина круга.

мм/дв.ход

Скорость детали

V = 20 м/мин

Число двойных ходов стола

мин-1

Принимаем nд.х. = 9 мин-1

3.4.2 Расчет режимов резания по нормативам

Операция 10 - токарная с ЧПУ. Станок модели 16К20Т1. Инструмент с пластинкой твердого сплава Т15К6. Содержание операции: черновое точение торцев 135 и 170, поверхностей 135 и 170, чистовое точение торца и поверхности 135, точение канавки.

Рекомендуемая и принятая по паспорту станка подача

Sо = 0,4 мм/об.

Рассчитываем скорость резания по формуле [8]

,

где Vтабл - табличное значение скорости,

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала,

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава,

К3 - коэффициент, зависящий от вида обработки.

Vтабл = 115 м/мин

К1 = 0,75

К2 = 1,55

К3 = 1

м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя для 170.

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

Действительная скорость резания

Vд = 134 м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя для 135.

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 315 мин-1.

Vд = 134 м/мин

Для точения канавки принимаем скорость на 20% меньше.

м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

м/мин

Операция 15 - зубодолбежная. Станок модели 5122.

Рассчитываем подачу по формуле [8]

,

где KS - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

S0табл = 0,2 мм/дв. ход

KS = 1

мм/дв. ход

Принимаем по паспорту станка S0 = 0,2 мм/дв. ход.

Рассчитываем скорость резания по формуле [8]

,

где KV - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

Vтабл = 24 м/мин

KV = 1

м/мин

Рассчитываем число двойных ходов долбяка

,

где Lр.х. - длина рабочего хода.

,



где Lрез - длина резания.

мм

мин-1

Принимаем по паспорту станка число двойных ходов долбяка nпр = 500 мин-1.

шестерня электромеханический цех конструкция

м/мин

Аналогично рассчитываем режимы резания на остальные операции и результаты сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Сводная таблица режимов резания

Номер операции	Наименование операции, перехода	Глубина резания t, мм	Длина резания lрез, мм	Подача S0, мм/об	Скорость V, м/мин	Частота вращения n, мин-1	Минутная подача Sм, мм/мин	Основное время tо, мин
				расчетная	принятая	расчетная	при-нятая	рас-чет-ная	при-нятая
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
05	Токарная с ЧПУ
	1. Точение черновое
	123	1,25	11,5	0,4	0,4	104	97	269	250	100	0,2
	170	1,75	23,5	0,4	0,4	104	85	195	160	64	0,41
	2. Точение чистовое
	123	0,5	11,5	0,15	0,15	251	243	650	630	94,5	0,21
	3. Растачивание черновое
	100	1,93	55	0,4	0,4	83	79	265	250	100	0,62
	4. Растачивание чистовое
	100	0,302	55	0,15	0,15	201	198	640	630	94,5	0,66
10	Токарная с ЧПУ
	1. Точение черновое
	135	1,25	17,5	0,4	0,4	134	134	315	315	126	0,19
	135	1,4	20	0,4	0,4	134	134	315	315	126	0,14
	170	1,75	17,5	0,4	0,4	134	134	250	250	100	0,14
	170	2,25	30	0,4	0,4	134	134	250	250	100	0,3
	2. Точение чистовое
	135	0,5	17,5	0,15	0,15	186	170	439	400	60	0,4
	135	0,6	20	0,15	0,15	186	170	439	400	60	0,38
	3. Точение канавки	5	6,5	0,4	0,4	107	106	252	250	100	0,18
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
15	Зубодолбежная
	1. Долбление шлицев	5,35	13	0,2	0,2	24	19	632	500	100	4,35
20	Зубофрезерная
	1. Фрезерование зубьев	6,25	30	2,1	0,8	40	39	127	125	100	21,44
30	Внутришлифовальная
	1. Шлифование отверстия 100	0,118	55	0,0034	0,0034	70	70	223	223	0,13	0,42
	2. Шлифование торца 123	0,5	0,5	0,0022	0,0022	70	70	200	200	1,98	0,09
35	Плоскошлифовальная
	1. Шлифование торца 135	0,5	135	0,014	0,014	20	20	9	9	144	2,03
40	Зубошлифовальная
	1. Шлифование зубьев	0,1	30	0,8	0,8	10	10	167	167	133,6	13,03

3.5 Расчет норм времени

Расчет ведем по [2].

В среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно-калькуляционного времени

,

где tшт - штучное время,

tп.з. - подготовительно-заключительное время,

n - размер партии деталей.

Штучное время

,

где tо - основное время,

tв - вспомогательное время,

tобс - время на обслуживание рабочего места,

tотд - время на отдых.

Вспомогательное время

,

где tус. - время на установку и снятие детали,

tз.о. - время на закрепление и открепление детали,

tуп. - время на приемы управления станком,

tиз. - время на измерение детали,

k - коэффициент, учитывающий тип производства.

Для среднесерийного производства k =1,85.

Время на обслуживание и отдых tобс и tотд в серийном производстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени tоп.

Рассчитываем норму времени для операции 05 - токарной с ЧПУ.

Основное время на операцию

,

где toi - основное время для i-го перехода.

,

где Lр.х. - длина рабочего хода,

Sо - подача на оборот,

n - частота вращения,

i - количество рабочих ходов.

мин

мин

мин

мин

мин

Основное время на операцию

мин

Время на установку и закрепление детали в патроне

мин

Время на приемы управления станком (включение станка кнопкой и подвод или отвод инструмента к детали при обработке)

мин

Время на измерение штангенциркулем

мин

Вспомогательное время

мин

Оперативное время

мин

Время на обслуживание рабочего места и отдых

мин

Штучное время

мин

Подготовительно-заключительное время (время на наладку станка и инструмента, время на получение инструментов до начала и сдачу после окончания работы)

мин

Штучно-калькуляционное время

мин

Рассчитываем норму времени для операции 20 - зубофрезерной.

Основное время определяем по формуле [8]

,

где Lр.х. - длина рабочего хода,

zд - число зубьев детали,

So - подача на оборот,

n - частота вращения,

- число заходов фрезы,

q - число одновременно обрабатываемых деталей.

мин

Время на установку и закрепление детали на оправке с креплением гайкой с быстросъемной шайбой

мин

Время на приемы управления станком (включение станка кнопкой и подвод или отвод инструмента к детали при обработке)

мин

Время на измерение детали

мин

Вспомогательное время

мин

Оперативное время

мин

Время на обслуживание рабочего места и отдых

мин

Штучное время

мин

Подготовительно-заключительное время (время на наладку станка и инструмента)

мин

Штучно-калькуляционное время

мин

Аналогично рассчитываем нормы времени на остальные операции и результаты сводим в таблицу 9.

Таблица 9 - Сводная таблица норм времени в минутах

Номер операции	Наименование операции	Основное время tо	Вспомогательное время tв	Оперативное время tоп	Время на обслуживание и отдых tобс+tотд	Штучное время tшт	Подготовительно-заключительное время tп.з.	Величина партии n	Штучно-калькуляционное время tшт-к
			tус.+tз.о.	tуп.	tиз.
05	Токарная с ЧПУ	2,1	0,185	0,065	1,02	3,37	0,24	3,61	22	30	4,34
10	Токарная с ЧПУ	1,73	0,185	0,065	1	2,98	0,21	3,19	22	30	3,92
15	Зубодолбежная	4,35	0,83	0,13	0,37	5,68	0,45	6,13	20	50	6,53
20	Зубофрезерная	21,44	0,83	0,28	0,3	22,84	1,83	24,67	15	15	25,67
30	Внутришлифовальная	0,51	0,185	0,1	0,44	1,24	0,062	1,302	16	50	1,622
35	Плоскошлифовальная	2,03	0,12	0,09	0,41	2,65	0,11	0,76	3	50	0,82
40	Зубошлифовальная	13,03	0,73	1,05	0,41	15,22	0,61	15,83	160	50	19,03

3.6 Расчет точности токарной операции

Расчет точности выполняем на токарную операцию 10, где выполняется чистовое точение поверхности 135. Допуск на обрабатываемую поверхность Т = 160 мкм.

Суммарную погрешность обработки рассчитываем по формуле [3]

,

где и - погрешность, обусловленная износом режущего инструмента,

н - погрешность настройки станка,

сл - поле рассеяния погрешностей обработки, обусловленных технологическими факторами случайного характера,

у - погрешность установки заготовки.

Погрешность, обусловленная износом режущего инструмента, рассчитываем по формуле

,

где Ио - относительный износ инструмента,

L - путь резания.

Ио = 9 мкм/км

Путь резания рассчитываем по формуле



,

где D - диаметр обрабатываемой поверхности,

l - длина обрабатываемой поверхности,

n - количество деталей в партии,

Sо - подача.

м

мкм

Погрешность настройки станка рассчитываем по формуле

,

где см - смещение центра группирования размеров пробных деталей относительно середины поля рассеяния размеров,

рег - погрешность регулирования положения режущего инструмента на станке,

изм - погрешность измерения пробных деталей.

,

где сл - мгновенная погрешность обработки,

m - количество пробных деталей.

сл = 35 мкм

m = 5

Погрешность измерения при использовании микрометра 1-го класса точности

изм = 9 мкм.

Погрешность регулирования принимаем рег = 20 мкм.

мкм

При установке детали в патроне принимаем у = 0.

Суммарная погрешность обработки

мкм

Требуемая точность обработки поверхности обеспечивается, т. к. , т. е. 77 мкм < 160 мкм.

3.7 Расчет и проектирование станочного приспособления

Проектируемое приспособление предназначено для выполнения зубофрезерной операции. Оно состоит из оправки, стойки, прижимной чаши, гайки и быстросъемной шайбы. Заготовка закрепляется на оправке с помощью винтового механизма.

Определяем внутренний диаметр резьбы винта из условия его прочности по формуле [12]

,

где W -усилие закрепления,

[] - допускаемое напряжение растяжения.

[] = 150 МПа

Усилие зажима при закреплении заготовки рассчитываем по формуле [10]

,

где К - коэффициент запаса,

М - крутящий момент на шпинделе,

f - коэффициент трения,

D и d - наружный и внутренний диаметры прижимной чаши.

Крутящий момент на шпинделе

,

где D - диаметр фрезы.

Величину окружной силы резания при фрезеровании рассчитываем по формуле [10]

,

где СР - постоянный коэффициент для данного вида обработки,

t - глубина резания,

Sz - подача на зуб,

В - ширина фрезерования,

z - число зубьев фрезы,

D - диаметр фрезы,

n - частота вращения фрезы,

x, y, u, q, w - показатели степени,

КмР - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.

Н

Нм

Н

мм

Принимаем стандартный внутренний диаметр d1 = 17,294, соответствующий резьбе М20.

Проверим винт на прочность по эквивалентным напряжениям

Па

Проверим винт на прочность по условию прочности

Па

Точность приспособления определяем по формуле

,

где Т - допуск выполняемого на данной операции размера.

мкм



4. Экономическая часть

4.1 Расчет производственной программы электромеханического цеха

Для определения производственной программы цеха необходимо иметь следующие данные:

а) трудозатраты на капремонт (К)

б) трудозатраты на технический ремонт (Тр)

в) трудозатраты на электротехническое обслуживание (Эт.об)

Кроме того, учитываются неучтенные работы (Н/Р) 10-15% от общего объема выполненных работ

Производственная программа разбивается на:

а) механические работы 70-80% от ?ПП

б) станочные работы 15-20% от ?ПП

в) слесарные работы 5-10% от ?ПП

г) прочие работы 0-5% от ?ПП

Рассчитываем производственную работу по видам работ:

70% (механики) + 20%(станочники) + 5%(слесари) + 5%(прочие рабочие) = 100%

82500 * (0,7 + 0,2 + 0,05 + 0,05) = 82500 чел.час

4.2 Расчет полезного и эффективного времени на одного работающего.

Расчет выполняется на срок 1 год (365 дней), эффективное время рассчитывается отдельно для рабочих, работающих в одну смену и для рабочих, работающих по скользящему графику.

Для рабочих, работающих в одну смену, эффективное рабочее время равно:

365 - 104 - 11 - 30 - 6 - 2 = 212 дней

В часах, при восьмичасовом рабочем дне:

Тэ = 213 * 8 = 1696 час

Если рабочий работает по скользящему графику, то необходим график (четырех бригадный или пяти бригадный).

Таблица 1

Число месяца

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1-я смена 0 - 8.00

А

А

А

А

Б

Б

Б

Б

В

В

В

В

Г

Г

Г

Г

2-я смена 8.00-16.00

В

Г

Г

Г

Г

А

А

А

А

Б

Б

Б

Б

В

В

В

2-я смена 16.00-24.00

Б

Б

В

В

В

В

Г

Г

Г

Г

А

А

А

А

Б

Б

Выходной

Г

В

Б

Б

А

Г

В

В

Б

А

Г

Г

В

Б

А

А

Определяем исходя из графика количество выходных дней:

365/16 * 4 = 91 выходной день

Определяем максимальное количество рабочих дней:

365 - 91 = 274 дня

Определяем эффективное рабочее время (вычитая из максимального количества рабочих дней дни отпуска, болезни и дни исполнения гос. Обязанностей):

274 - 30 - 6 - 2 = 236 дней

В часах:

Тэ = 236 * 8 = 1888 час

Определяем переработку времени (дополнительно оплачиваемое время):

1888- 1696 = 192 час

4.3 Расчет численности рабочих всех специальностей.

Для расчета необходимо знать:

Производственную программу (ПП)

Эффективное время (Тэ)

Коэффициент выполнения норм [(Квн) = 1,2 для четырех бригад]

Ч = Суммарная ПП/ (Тэф * Квн) = 82500/(1696 * 1,2) = 41 чел.

Разбиваем рабочих по специальностям на:

Механиков - 41 *70/100 = 29 чел.

Станочников - 41 * 20/100 = 8 чел.

Слесарей - 41* 5/100 = 2 чел.

Прочих рабочих - 41* 5/100 = 2 чел.

Распределяем всех рабочих по разрядам:

	4 разряд	5 разряд	6 разряд
Механики	8	17	4
Станочники	2	4	2
Слесари	-	1	1
Прочие рабочие	1	1	-

4.4 Расчет заработной платы всех работающих

Чтобы рассчитать заработную плату всех рабочих необходимо выделить дежурную бригаду, которая будет работать по скользящему графику

Механиков 5 разряда - 6 чел.

Станочников 5 разряда - 4 чел.

С учетом выделения бригады, работающей по скользящему графику корректируем распределение рабочих по разрядам для работающих в одну смену:



	4 разряд	5 разряд	6 разряд
Механики	8	11	4
Станочники	2	-	2
Слесари	-	1	1
Прочие рабочие	1	1	-
Всего	11	13	7

Записываем тарифы:

4 разряд - 119 руб/час

5 разряд - 135 руб/час

разряд - 158 руб/час

4.5 Расчет себестоимости 1 человека-часа

Для того чтобы рассчитать себестоимость 1 человека-часа необходимо учесть следующие затраты:

а) сырье, материалы;

б) электроэнергию, пар, прочие энергозатраты;

в) амортизационные отчисления;

г) зарплату всех работающих;

д) отчисления в фонды социального страхования (20% от фонда заработной платы)

е) цеховые расходы.

Смета затрат на материалы и сырье для ремонтов

№ п.п.	Наименование	Ед. измерения	Норма расхода на 100 чел.час	Цена, руб	Общая стоимость, Руб.
1	Электрод	кг	0,1	55	5742
2	Сталь толстолистовая	кг	0,2	22	3828
3	Болты	шт	6	25	183744
4	Шайбы и гайки	шт	6	20	183744
5	Жесть белая	пачка	0,1	45	4593,6
6	Лента горячепрокатная	кг	0,2	10	2488,2
7	Проволока сварочная	кг	0,3	23	7464,6
8	Текстолит	кг	0,1	95	8613
9	Лак электроизоляционный	кг	0,1	54	5454,9
10	Масло трансформаторное	кг	0,05	120	4785
11	Сталь трансформаторная	кг	0,1	23	1722,6
12	Краска	кг	2,5	70	143550
	Всего				404887,5

Общая стоимость материалов рассчитывается по формуле:

Ммат. = Цена * Норму расхода * ?ПП / 100

Эта таблица рассчитывается следующим образом:

Цена берется на текущий момент на предприятии или по согласованию с преподавателем. Перечень сырья и материалов берется из данной методички.

Нормы расхода также по данным этой таблицы (на 100 чел. Час).

В конце таблицы выводится общий итог.

1. Электроды Ммат = 55 * 0,1 * 82500 /100 = 4537,5

2. Сталь толстолистовая Ммат = 22 * 0,2 * 82500 /100 = 3630

3. Болты Ммат = 25 * 6 * 82500 /100 = 123750

4. Шайбы и гайки Ммат = 20 * 6 * 82500 /100 = 99000

5. Жесть белая Ммат = 45 * 0,1 * 82500 /100 = 3712,5

6. Лента горячепрокатная Ммат = 10 * 0,2 * 82500 /100 = 1650

7. Проволока сварочная Ммат = 23 * 0,3 * 82500 /100 = 5692,5

8. Текстолит Ммат = 95 * 0,1 * 82500 /100 = 7837,5

9. Лак электроизоляционный Ммат = 54 * 0,1 * 82500 /100 = 4455

10. Масло трансформаторное Ммат = 120* 0,05 * 82500 /100 = 4950

11. Сталь трансформаторная Ммат = 23* 0,1 * 82500 /100 = 1897,5

12. Краска Ммат = 70* 2,5 * 82500 /100 = 144375

4.6 Расчет электроэнергии, пара и прочих энергозатрат

Энергозатраты рассчитываются по формуле:

Эз = Ц * ?ПП / 100

а) по электроэнергии:

Эз = 50 *82500 / 100 = 41250 руб.

б) по пару:

Пз = 70 *82500 / 100 = 57750 руб.

в) по прочим энергозатратам:

Ппроч = 30 *82500 / 100 = 24750 руб.

ИТОГО: 123750 руб. (все энергозатраты в сумме)

4.7 Расчет амортизационных отчислений

Для того, чтобы определить общую сумму амортизационных отчислений, необходимо иметь два показателя:

стоимость основных фондов норма амортизационных отчислений

Стоимость основных производственных фондов из задания (зданий, сооружений, машин и оборудования):

С зданий = 800 тыс. руб.

С сооруж = 700 тыс. руб.

С машин и оборуд. = 1500000 млн. руб.

С трансп. и проч. = 700 тыс. руб.

Нормы амортизации выбираются в следующих пределах:

N аморт. для зданий = 8 - 10%

N аморт. для сооружений = 9 - 12%

N аморт. для машин и оборуд. = 15- 20%

N аморт. для трансп. и проч. = 20 - 25%

Рассчитаем амортизационные отчисления:

Для зданий:

800000 * 8 / 100 = 64000 руб.

Для сооружений:

700000 * 10/ 100 = 70000 руб.

Для машин и оборудования:

1500000 * 15 / 100 = 225000 руб.

Для трансп. и проч.

700000 * 20/ 100 = 140000 руб.

Общая сумма амортизационных отчислений составит:

64 тыс. + 70 тыс. + 225 тыс. + 140 тыс. = 499 тыс. руб.

4.8 Составляем смету затрат на механический цех

№ п.п.	Наименование статей затрат	Сумма, руб.
1	Общая стоимость сырья и материалов	404887,5
2	Стоимость электроэнергии	41250
3	Стоимость пара	57750
4	Стоимость прочих энергозатрат	24750
5	Общая сумма амортизационных отчислений	499000
6	Общегодовой фонд заработной платы	24221918,9
7	Отчисления в фонды социального страхования (20%)от фонда зар. платы	4844383,8
8	Цеховые неучтенные расходы от заработной платы всех рабочих (5 - 10%)	1211096
Общая сумма затрат по цеху	31305036,2

Расчет себестоимости 1 чел.час:

Общая сумма затрат по цеху / ?ПП = 31305036,2 / 82500 = 379,5 руб.

Технико-экономические показатели работы механического цеха

№ п.п.	Показатели
1	Производственная программа	82500 чел.час
2	Общая численность всех рабочих В том числе: а) рабочих б) ИТР, служащих, МОП	50 чел 41 чел. 9 чел.
3	Среднемесячная заработная плата на 1 чел. а) рабочих, работающих в одну смену; б) рабочих, работающих по скользящему графику в) ИТР, служащих, МОП	35412,2 руб. 35012 руб. 48086,7 руб. 30800 руб.
4	Энергозатраты по цеху: а) электроэнергия; б) пар; в) прочие энергозатраты	123750 руб. 41250 руб. 57750 руб. 24750 руб.
5	Амортизационные отчисления	499000 руб.
6	Общегодовой фонд заработной платы + отчисления на соц. Страхование (20%)	29066302,7
7	Общая сумма по смете	31305036,2
8	Стоимость 1 чел.час	379,5 руб.



Заключение

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс изготовления шестерни, рассчитаны все режимы резания и нормы времени для каждой операции, спроектировано и рассчитано на прочность и точность специальное станочное приспособление для зубофрезерной операции.



Список литературы

1 Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ. пособие. - Мн.: Беларусь, 2014.

2 Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - Мн.: Выш. шк., 2016.

3 Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. - М.: Машиностроение, 2014.

4 Дипломное проектирование по технологии машиностроения /Под общ. ред. В.В. Бабука. - Мн.: Выш. шк., 2018.

5 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Зуборезные, горизонтально - расточные станки. - М.: Машиностроение, 2017.

6 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках. - М.: Машиностроение, 2014.

7 Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 2018.

8 Режимы резания металлов: Справ. /Под ред. Ю.В. Барановского. - М.: Машиностроение, 2015.

9 Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 2015.

10 Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 2015

11 Станочные приспособления: Справ. /Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение,2014. - Т. 1 - 2.

12 Технологическая оснастка: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов /М.Ф. Пашкевич, Ж.А. Мрочек, Л.М. Кожуро, В.М. Пашкевич. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2016.

13 Технология машиностроения. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности Т 03.01.00 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроения" /Сост. В.А. Лукашенко. - Могилев: ГУВПО «Белорусско-Российский университет», 2014.

14 Экономика машиностроения: Учебник для студ. учрежд. СПО/ М.А.Гуреева - М.: Изд. Центр « Академия», 2015.

15 Экономика предприятия:Учебник + практикум для студ. учрежд. СПО. Издание 3/В.Д.Грибов, В.П.Грузинов - М.:Финансы и статистика, 2017.

16 Машиностроительное производство: учебник для студентов СПО/ В.Ю.Шишмарёв, Т.И.Коскина. - 2-ое изд., - М.: Изд. Центр «Академия», 2006.

17 Л. Н. Чечевицына, Е. В. Чечевицына. Экономика предприятия. Среднее профессиональное образование. - М.: Феникс, 2015.

18 Акимов В.В. и др. Экономика отрасли. - М.: ИНФРА-М, 2016.

19 В.Н. Карташова, А.В. Приходько Экономика организации (предприятия):

Учебник для средних специальных учебных заведений. - М. Приор-издат,

20 Горфинкель В.Я. и проф. Швандар .А. Экономика организации -М.: Юнити, 2016.

21 Экономика предприятия. - М.: Юнити, 2014.

Размещено на Allbest.ru