Технологический проект изготовления детали "направляющая"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Наличие избыточных производственных мощностей, как правило, устаревших, и, соответственно, крайне высокие издержки на их содержание.

Морально устаревшая инфраструктура производственных мощностей.

Дефицит денежных ресурсов (низкая кредитная и инвестиционная привлекательность предприятий) для реализации программ стратегических преобразований.

Неэффективная производственная кооперация промышленных предприятий.

В настоящее время развитие машиностроительного комплекса происходит на фоне следующих положительных тенденций:

консолидации активов производителей машиностроительной продукции и создании крупных интегрированных структур в отраслях машиностроения;

увеличения объемов государственной поддержки высокотехнологичных секторов экономики (авиастроение, судостроение, транспортное машиностроение, энергетическое машиностроение и др.), а также развития производственной инфраструктуры.

Современные тенденции развития машиностроительного оборудования и в первую очередь объектов металлообрабатывающей промышленности характеризуются повышением уровня автоматизации и внедрением качественно новых конструкций станков с числовым программным управлением. Практически во всех отраслях машиностроения в последние годы применение станков с числовым программным управлением стало одним из главных направлений при решении задач автоматизации обработки металлов резанием.



Рис. 1 - Вертикально фрезерный станок 6Р12

Вертикально фрезерный станок 6Т12 (6Р12) предназначен для выполнения разнообразных фрезерных, сверлильных и расточных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.

Поворотная шпиндельная головка станков оснащена механизмом ручного осевого перемещения гильзы шпинделя, что позволяет производить обработку отверстий, ось которых расположена под углом до ±45° к рабочей поверхности стола.

Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять фрезы, изготовленные из быстрорежущей стали, а также инструмент, оснащенный пластинками из твердых и сверхтвердых синтетических материалов.

Основные преимущества станков:

Конструктивные особенности:

механизированное крепление инструмента в шпинделе;

механизм пропорционального замедления подачи;

устройство периодического регулирования величины зазора в винтовой паре продольной подачи;

предохранительная муфта защиты привода подач от перегрузок;

торможение горизонтального шпинделя при остановке электромагнитной муфтой;

устройство защиты от разлетающейся стружки.

Технологические:

разнообразные автоматические циклы работы;

широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач стола;

большая мощность приводов;

высокая жесткость;

надежность и долговечность.

1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь «Направляющая» 6-9ДГ.196.10 входит в клапан предохранительный. Направляющая предназначена для установки пружины и служит для поддержки шарика топливо-привода низкого давления.

Материал детали «Направляющая» сталь 40 ГОСТ 1050-88 - сталь углеродистая конструкционная с высокой прочностью и вязкостью.

Таблица 1 - Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050-88

С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	As	N	Cu
0,37-0,45	0,17-0,37	0,50- 0,80	? 0,040	? 0,035	? 0,25	? 0,30	0,108?	? 0,008	? 0,30

Таблица 2 - Механические свойства при комнатной температуре

НД

Режим термообработки

сечение

д 0,2 н/мм

двн/мм

д,%

ш Ш, %

KCU дж/см2

HRC

HBHB

операция

t°С

охлаждающая среда

ГОСТ 1577-93

Закалка д

830- 870

Вода или масло

От 16 до40

400

630- 780

18

--

210

Назначение - оси валы-шестерени, полутеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, кулачки, зубчатые венцы, болты, полуоси, пиноли, втулки и другие детали повышенной прочности. Валы, диски и роторы, паровые турбины, трубы.

1.2 Анализ детали на технологичность

Под технологичностью конструкции понимают ее соответствие к требованию минимальной трудоемкости и материалоемкостью.

Цель анализа на технологичность - выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертеже и технических требованиях, а также возможны улучшения технологичности рассматриваемой конструкции. Отработка конструкции на технологичность - это комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям.

Качественная оценка технологичности производится по следующим параметрам: материал - сталь 40 ГОСТ 1050-88 -допустимо; форма и качество обрабатываемых поверхностей - хорошо; простановка размеров - хорошо; заготовка - прокат - допустимо.

Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ 14.201-83

Таблица 3 - Количественный метод оценки технологичности конструкции

Наименование пповерхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности	Параметры шероховатости, Rа мкм
Наружная поверхность
? 30(-0,52)	1	1	14	6,3
Внутренняя поверхность
?	1	1	14	6,3
Фаски
1х450	4	4	14	6,3
Пазы
	2	2	14	6,3
Линейные размеры
12±0,2	2	2	14	6,3
	1	1	14	6,3
7	2	2	14	6,3
	1	1	14	6,3
Итого	14	14



Коэффициент унификации конструктивных элементов детали

, (1)

где и - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее.

Деталь технологична, если >0,6.

Коэффициент использования материала

,(2)

где и - соответственно масса детали и заготовки, кг.

Деталь технологична, если Ким?0,65.

Коэффициент точности обработки

,(3)

Деталь технологична, если >0,8.



Деталь технологична, если >0,8.

Коэффициент шероховатости поверхности

(4)

где - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра, мкм.

мкм(5)

Кш= =0,16

Деталь технологична, если Кш<0,32.

Вывод: деталь технологична по всем показателям, кроме коэффициента использования материала, т.е. необходимо применить более прогрессивный способ заготовки.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Определение типа производства

Тип производства представляет собой комплексную характеристику технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных степенью специализации, сложностью и устойчивостью изготовляемой номенклатуры изделий, размером и повторяемостью выпуска продукции.

Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций, который определяется как отношение числа всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.

В теории и практике различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий.

Серийное производство характеризуется производством нескольких однородных типов изделий, периодически повторяющимися партиями или сериями.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция подетальной специализацией участков.

Определяем размер партии деталей

= =594штук, (5)

где N- годовая программа выпуска, штук;

б - количество дней запаса деталей на складе;

ф - количество рабочих дней в году.

Принимаем 600 штук.

2.2Анализ базового технологического процесса

Таблица 4 - Базовый технологический процесс

№ операции	Наименование и содержание операции	Модель оборудования
005	Ножовочно-отрезная	Пила ножовочная 8725
010	Контроль	Стилоскоп покупной
015	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 16К20
020	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 16К20
025	Разметка	Плита 2-2-1600х1000 ГОСТ 110905-86
030	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный 6Р12
035	Слесарная	Верстак 7409А
040	Контроль	Плита 2-2-400х400 ГОСТ 110905-86

2.3 Выбор заготовки, ее технико-экономическое обоснование

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для изготовления детали «Направляющая» производим учитывая металлоемкость, трудоемкость, себестоимость и конкретные производственные условия. В машиностроении основными видами заготовок для деталей машин являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката.

Способ получения заготовок должен быть наиболее экономичным. Для изготовления детали «Направляющая» применяем два способа получения заготовки: из проката и методом горячей объемной штамповки.

Производим технико-экономическое сравнение двух вариантов изготовления заготовки.



2.3.1 Определение стоимости заготовки из проката

За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали ?30.

Таблица 5 - Технологический маршрут обработки поверхности

Размер поверхности по чертежу, мм	Параметр шероховатости, мкм	Квалитет точности	методы обработки
?	6,3	14	Заготовка- прокат. Токарная черновая.

Припуски на обработку наружной поверхности выбираем

2Z = 3,5мм[4, стр.41, таб. 3.13]

Припуски на подрезание торцевых поверхностей

Z= 0,5 мм[4, стр.40, таб. 3.12]

Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршруту технологического процесса.

мм, (6)

где - диаметр детали, мм; 2Z - припуск на обработку, мм

= 30+3,5 = 33,5 мм

По ГОСТ 2590-88 определяем размер горячекатаного проката обычной точности



мм

Определяем общую длину заготовки

, мм, (7)

где - длина детали, мм;

- припуск на подрезку торцов, мм.

= 29 + 2 · 0,5 = 30 мм, принимаем 30 мм

Определяем объем заготовки с учетом плюсовых отклонений

, см, (8)

где D- диаметр заготовки, см;

L- длина заготовки, см .

V= 27.87см

Определяем массу заготовки по формуле

, кг, (9)

где - плотность стали, кг/см3 .



m= 0,00785 · 27,87= 0,22 кг

Коэффициент использования материала

, (10)

где - масса детали, кг;

- масса заготовки из проката, кг.

Ким = = 0,32

Стоимость заготовки из проката

руб.(11)

где С- оптовые цены на сортовой материал, руб;

С= 0,136 Ч 270 руб. [4, стр.143, пр. 8]

m- масса заготовки из проката, кг;

С- оптовые цены на лом и отходы углеродистых черных

металлов, руб.

С= 28,1 Ч 270 руб. [4,стр.141,пр.7]

С= 0,136 · 270 · 0,22- (0,22 - 0,071) · =7,02 руб.



2.3.2 Определение стоимости заготовки изготовленной методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ)

Техническая характеристика заготовки:

- класс точности Т4;[7, прил.1, таб.19, стр.28]

- группа стали M2;[7, таб.1, стр. 8]

- степень сложности определяется путем вычисления отношения массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки [2, прил. 2, стр. 29]

кг, (12)

где D- диаметр заготовки, см;

L- длина детали, см.

*0,00785*2,9=0,16кг

Определяем отношение , затем определим степень сложности [2,поз.4.стр.30]

= 0,69 (13)Степень сложности - С1 [2, прил. 2, стр. 29]

Определяем исходный индекс 8 [7, табл. 2, стр. 10]



Рис. 2 - Рабочий чертёж заготовки

Таблица 6 - Основные припуски на механическую обработку[7, стр. 12, таб. 3]

Наименование поверхности	Параметр шероховатости, Rамкм	Припуск Z, мм
Диаметр наружныйШ30	6.3	1,1
Длина 29	6.3	1,1

Размеры поковки и их допускаемые отклонения, мм:

Dп=12 + 1,1Ч2 =14,2, принимаем 14,5;

Lп=102+ 1,4Ч2 =104,8 , принимаем 105.

Допускаемые отклонения размеров, мм:[7, стр. 17 таб. 8]

Ш14,5

105

Разбиваем заготовку на условные фигуры и определяем объем этих фигур с учетом плюсовых допусков [1, стр.45]



Рис. 3 - Элемент заготовки для определения объёма

Определяем объем заготовки штамповка

V=, см, (14)

где D- диаметр поверхности, см;

L-длина поверхности, см.

см

Определяем массу заготовки штамповка

, кг, (15)

где с - плотность стали, кг/см;

V - объем заготовки штамповка, см.

кг



Коэффициент использования материала

, (16)

где m- масса детали, кг;

m- масса заготовки штамповка, кг.

Стоимость заготовки штамповка

, руб., (17)

где С- оптовая цена за 1 кг горячештамповочных заготовок, руб.

С= 0,553 Ч 270 руб. [7, стр.143, прил. 8]

m- масса заготовки штамповка, кг;

С- оптовые цены за 1 тонну на лом и отходы углеродистых черных металлов, руб.

С= 28,1 Ч 270 руб. [7, стр.141, прил. 7]

руб.



Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки

Э=(m- m)·N, кг, (18)

где m- масса заготовки прокат, кг; m- масса заготовки штамповка, кг; N - годовая программа выпуска, шт.

Э= (0,22- 0,21)Ч30000 = 300 кг

Экономический эффект по стоимости изготовления заготовки

Э= (С- С)·N, руб., (19)

где С- стоимость заготовки штамповка, руб.;

С- стоимость заготовки прокат, руб.

Э= (30,24 - 7,02)Ч30000 = 696600 руб.

Таблица 7 - Наиболее выгодный способ получения заготовки

Показатели	Вид заготовки
	прокат	штамповка
1. Масса детали, кг	0,071
2.Масса заготовки, кг	0,22	0,21
3.Коэффициент использования материала	0,34	0,34
4.Стоимость заготовки, руб.	6,75	30,24
5.Экономический эффект от материала заготовки, кг	300
6.Экономический эффект от стоимости, руб.	696600
7.Наиболее выгодный способ получения заготовки	+



2.4 Разработка маршрута обработки детали

Таблица 7 - Маршрут обработки детали

№№ операции	Наименование и содержание операции	Модель станка	Режущий инструмент	Приспособление
1	2	3	4	5
005	Отрезная	8725
	1 .Установить прут в тески, закрепить			Крепёж при станке
	2. Отрезать заготовку в размер L=390±1 на 10 деталей		Полотно ножовочное 2800-0049 ГОСТ6645-86
010	Токарно-винторезная	16К20
	1 .Установить и закрепить заготовку			Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80
	2.Подрезать торец в размер 33		Резец 2102-0055 Т15К6 ГОСТ18877-73
	3. Сверлить отверстие 21 на L=12 с конусом		Сверло 2301-0073 ГОСТ 10903-77	Втулка 6100-0143 ГОСТ 13598-85 Втулка 6100-0146 ГОСТ 13598-85
	4. Рассверлить отверстие 21 доL=12±0,2. Сверло заточить в подрез.
	5. Расточить отверстие до 21,5		Резец 2141-005 Т15К6 ГОСТ 18883-73
	6. Точить поверхность 33
	7. Точить фаску 1х45
	8. Точить фаску 1х45
	9. Отрезать деталь в размер		Резец 2130-0009 Т15К6 ГОСТ 18884-73
015	Токарно-винторезная	16К20
	1. Установить заготовку в патрон, закрепить			Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80
	2. Подрезать торец в размер		Резец 2102-0055 Т15К6 ГОСТ18877-73
	3. Сверлить отверстие 21 на L=12 с конусом		Сверло 2301-0073 ГОСТ 10903-77	Втулка 6100-0143 ГОСТ 13598-85 Втулка 6100-0146 ГОСТ 13598-85
	4. Рассверлить отверстие 21 до L=12±0,2. Сверло заточить в подрез.
	5. Расточить отверстие до 21,5		Резец 2141-005 Т15К6 ГОСТ 18883-73
	6. Точить фаску 1х45
1	2	3	4	5
	7. Точить фаску 1х45
020	Вертикально-фрезерная	6Р12
	1 .Установить и закрепить заготовку			Тиски 7200-0214 ГОСТ 16518-96
	2. Фрезеровать паз в размер 7		Фреза 2234-0365 ПШ ГОСТ 9140-78
	3. Переустановить деталь
	4. Фрезеровать паз в размер 7
025	Контрольная	Плита 2-2-400х400 ГОСТ 10905-86
	1.Проверить готовность всех операций согласно технологическому процессу, отсутствие острых кромок, заусенцев. Визуально
	2. Проверить размеры согласно чертежу.



2.4.1 Расчет припусков (по округленным нормативам)

Припуски определяются табличным и расчетно-аналитическим методом.

Табличным методом определяются припуски на основании стандартов. Данный метод применяется в единичном и серийном производстве.

Таблица 8 - Табличный метод расчета припусков

Вид операции.	Точность заготовки.	Расчетные припуски, мм	Расчетные размеры, мм	Допуск,Тd, мм	Dmax,мм	Dmin, мм	2Z max,мм	2Z мin,мм
Наружная Поверхность ?12h L=				?34
Заготовка прокат	17	4,0	33,48	1,15	34,63	33,48	_	_
Токарная черновая	11	4,0	29,48	0,52	30	29,48	4,63	4,0

Zmax - Zmin= Тзаг. - Тдет(20)

4,63 - 4,0 = 1,15 - 0,52

0,63мм =0,63мм

2.4.2 Расчет режимов резания (на две операции по нормативам)

Разработка технологического процесса механической обработки заготовки обычно завершается установлением технологических норм времени для каждой операции.

Режимные параметры выбираются таким образом, чтобы была обеспечена наибольшая производительность труда при наименьшей себестоимости данной технологической операции. Эти условия удается выполнить при работе инструментом рациональной конструкции наивыгоднейшей геометрии с максимальным использованием всех эксплуатационных возможностей станка.

При определении режимов резания пользуемся табличным методом, как наиболее простым и дающим возможность ускорить разработку технологических процессов и сократить сроки подготовки к запуску изготовления данного изделия.

Расчёт режимов резания на операцию 015 - токарно-винторезная.

Содержание операции:

Переход 1

Установить, закрепить и снять заготовку

Переход 2

Подрезать торец в размер

Переход 3

Сверлить отверстие21 на L=12 с конусом

Переход 4

Рассверлить отверстие 21 до L=12±0,2. Сверло заточить в подрез.

Переход 5

Расточить отверстие до 21,5

Переход 6

Точить фаску 1х45

Переход 7

Точить фаску 1х45

1) Нормирование основного времени

1.1) Выбор режущего инструмента

2,6,7 переход - резец проходной отогнутый, материал режущей части Т15К6, ц=45°[4, карта 7, стр.34]

Выбираем номер эскиза резца 1, тип конструкции резца М [1, карта 8, стр.43].

Оценка в баллах 4. [4, карта 9,стр.45]

Геометрические параметры лезвия инструментов: б = 6°; г = 10°; fo =1,2 мм. [4, карта 11,стр.50]

3переход-сверло спиральное с коническим хвостовиком , материал режущей части Р6М5

4 переход - сверло спиральное с коническим хвостовиком заточенное в подрез, материал режущей части Р6М5

5 переход - резец расточной с пластинками из твёрдого сплава для обработки глухих отверстий, материал режущей части Т14К8.ц=45°

Выбираем номер эскиза резца 21, тип конструкции Р.

Оценка в баллах 5.

1.2) Определяем глубину резания

T=(21)

где D - диаметр до обработки, мм;

d - диаметр после обработки, мм.

t2 =1 мм

t3 =10,5мм

t4=10.5 мм

t5=0.25 мм

t6=1 мм

t7=1мм

Определяем подачу S

S2Т= 0,60 мм/об [4, карта 12, стр. 58]

S3Т= 0,41 мм/об [4, карта 1, стр. 429]

S4Т=0.41мм/об [4, карта 1, стр. 429]

S5Т=0,65 мм/об [4, карта 12, стр. 58]

S6Т=0,60 мм/об [4, карта 12, стр. 58]

S7Т=0,60мм/об [4, карта 12, стр. 58]



Расчетная подача

S2р=S2КS0КS1КS2КS3КS4КS5КS6=0,601,01,21,01,01,01,01,0Ч0,8=0,58 мм/об, (22)где S2т - табличная подача, мм/об;

КS0 - поправочный коэффициент; [4, карта 12, стр. 59]

КS1КS2, КS3, КS4, КS5, КS6 - поправочные коэффициенты[4, карта 12, стр. 70-73]

S3р=S3КS1КS4=0,410,91,0=0,37мм/об

S4р=S4КS1КS4=0,410,91,0=0,37 мм/об

S5р=S5КS0КS1КS2КS3КS4КS5КS6=0,651,01,01,01,41,01,01,0Ч1,0=0,9мм/об

S6р=S6КS0КS1КS2КS3КS4КS5КS6=0,601,01,01,01,21,01,01,0Ч01,0=0,7мм/об

S7р=S7КS0КS1КS2КS3КS4КS5КS6=0,601,01,01,01,21,01,01,0Ч01,0=0,7 мм/об

Корректируем подачу по паспортным данным [10, прил.1, стр. 422]

S2n= 0,60мм/об

S3n= 0,40мм/об

S4n= 0,40мм/об

S5n=0,60мм/об

S6n= 0,60мм/об

S7n=0,60мм/об

Определяем скорость резания [4, карта 12, стр. 60]

V2т= 200 м/мин

V3т= 17,2 м/мин

V4т= 17,2м/мин

V5т= 115м/мин

V6т= 200 м/мин

V7т= 200 м/мин

Расчетная скорость резания

V2р=V2тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6=1450,931,251,151,21,050,71,30,7=155,6 м/мин, (23)

где V2т - табличная скорость резания, м/мин;

Кv0 - поправочный коэффициент; [4, карта 12, стр. 61]

Кv1, Кv2, Кv3, Кv4, Кv5 - поправочные коэффициенты. [4, карта 12, стр. 73-75]

V3р=V3тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6Кv7=17,21,01,01,01,00,91,01,0=15,48 м/мин

V4р=V4тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6Кv7=17,21,01,0 1,01,091,00,91,01,01,0=17,17м/мин

V5р=V2тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6=1150,81,21,051,01,2=139 м/мин

V6р=V2тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6=2001,00,91,41,01,01,00,7=176,4 м/мин

V7р=V2тКv0Кv1Кv2Кv3Кv4Кv5Кv6=2001,00,91,41,01,01,00,7=176,4 м/мин

Определяем частоту вращения

n2= 1000*V=1000*176.4=1872,2мин -1,(24)

D 3,14*30



где V- расчетная скорость резания, м/мин;

р-3.14;

D - диаметр до обработки, мм.

направляющая деталь производство припуск

n3= 1000*V=1000*15,48=234,76 мин -1

D 3,14*21

n3= 1000*V=1000*17,17=260,39 мин -1

D 3,14*21

n3= 1000*V=1000*139=2058,95 мин -1

D 3,14*21,5

n3= 1000*V=1000*176,4=1872,6 мин -1

D 3,14*30

n3= 1000*V=1000*176,4=2613 мин -1

D 3,14*21,5

Корректируем частоту вращения по паспортным данным [10, прил.1, стр. 422]

n2n=1000 мин -1

n3n=200 мин -1

n4n=250 мин -1

n5n=1000 мин -1

n6n=1000 мин -1

n7n=1000 мин -1

Определяем фактическую скорость резания

V2ф=Dnn =3,14* 30* 1000 = 94,2 м/мин, (25)

где V - расчетная скорость резания, м/мин;

- 3,14;

D - диаметр до обработки, мм;

nп - частота вращения шпинделя по паспорту, мин-1 .

V3ф=Dnn =3,14* 21*200= 13,2 м/мин

V3ф=Dnn =3,14* 21*250= 16,5 м/мин

V3ф=Dnn =3,14* 21,5*1000= 67,5 м/мин

V3ф=Dnn =3,14* 30*1000= 94,2 м/мин

V3ф=Dnn =3,14* 21,5*1000= 67,5 м/мин

Определяем мощность, затрачиваемую на резание

Nт2=1,9кВт. [4, карта 12. стр. 76]

Nт3=3,7кВт. [4, карта 1. стр. 429]

Nт4=3,7кВт. [4, карта 1. стр. 429]

Nт5=2,4кВт. [4, карта 12. стр. 76]

Nт6=1,9кВт. [4, карта 12. стр. 76]

Nт7=1,9кВт.[4, карта 12. стр. 76]

Расчетная мощность, затрачиваемая на резание(26)

Nр=Nт*К,

где Nт-табличная мощность резания, кВт;

К- поправочный коэффициент на мощность резания.

Nр2=1,9*1=1,9 кВт.

Nр3=3,7*1=3,7 кВт

Nр4=3,7*1 =3,7 кВт

Nр5=2,4*1=2,4 кВт

Nр6=1,9*1=1,9 кВт

Nр7=1,9*1=1,9 кВт

Проверяем станок по мощности. [10, прил. 1. стр. 421]



Nр?Nдв*з,(27)

где Nдв - мощность двигателя, кВт;

з-КПД станка.

1,9кВт?10*0,75=7,5кВт

3,7 кВт?10*0,75=7,5 кВт.

3,7 кВт?10*0,75=7,5 кВт.

2,4 кВт?10*0,75=7,5 кВт.

1,9 кВт?10*0,75=7,5 кВт.

1,9 кВт?10*0,75=7,5 кВт.

В связи с тем, что Nр меньше допустимой, то обработка возможна на всех переходах.

Определяем основное время

Т0= Lрез/(S*n)*i,(28)

где Lрез. - длина рабочего хода инструмента, мм;

Lрез.=L+ lвр.+ lпер,(29)

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

lвр - врезание резца, мм; [4, прил. 6, стр. 168]

lпер. - перебег резца, мм;

Sn- подача по паспорту, мм/об;

nп - частота вращения шпинделя по паспорту, мин-1;

i- количество проходов.

Т02= =0.0366 мин.



Т03= =0.275 мин.

Т04= =0.22 мин.

Т05= =0.028 мин.

Т06==0.013 мин.

Т07= =0.013 мин.

Т0=Т02+Т03+Т04+Т05+Т06+Т07=0.0366+0,275+0,22+0,028+0,013+0,013=0.586 мин.

Расчёт режимов резания на операцию 055 - Горизонтально-фрезерная

Содержание операции:

Переход 1

Установить, закрепить и снять заготовку

Переход 2

Фрезеровать пазв размер

Переход 3

Переустановить деталь

Переход 4

Фрезеровать паз в размер

1) Нормирование основного времени

1.1) Выбор режущего инструмента.

2,4 переход Фреза шпоночная?10, материал режущей части Р6М5,= 450

Геометрические параметры лезвия инструмента

б= 12° , б1= 12° , г = 5°,г1 = 6,1=1, Z=2

Определяем глубину резания

t=h=7мм

Определяем подачу S=0.04мм/зуб [4, карта 1, стр. 213]

Расчетная подача

Sр=S*КS1*КS2=0,04*1*0,9=0,036 мм/об,(30)

где S - табличная подача, мм/об;

КS1КS2, КS3, КS4, КS5, КS6 - поправочные коэффициенты [4, карта 1, стр. 319]

Определяем подачу на 1 оборот фрезы

So=Sz*Z=0.036*2=0.072мм/зуб

Определяем скорость резания

Vт= 36 м/мин [4, карта 2, стр. 338]

Vр = 36*1,0*0,9*1,0*1,0=32,4 м/мин [4, карта 2, стр. 338]

Определяем частоту вращения.

n2;4= 1000*V=1000*32,4=1032 мин -1(32)

D 3,14*10

где V-скорость резания, м/мин;

р-3.14;

D- диаметр фрезы, мм.

Корректируем частоту вращения по паспортным данным.

n=800мин-1

Определяем фактическую скорость резания



V2ф;4ф=Dnn =3,14* 10* 1000= 31,4 м/мин ,(33)

где V - расчетная скорость резания, м/мин;

- 3,14;

D - диаметр до обработки, мм;

nп - частота вращения шпинделя по паспорту, мин-1.

Определяем минутную подачу

Sф=So*n=0.072*1000=72 мм/мин.

Корректируем минутную подачу по паспортным данным

Sмин=66,6мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб

Sz===0,042мм/мин

Определяем мощность, затрачиваемую на резание

Расчетная мощность затрачиваемая на резание. [4,карта 2. стр. 336.]

Nр=2 кВт (34)

где Nт-табличная мощность резания, кВт;

К- поправочные коэффициенты на мощность резания.

Nр=7,5*0,8=6 кВт

Проверяем станок по мощности. [4,прил. 1. стр. 421.]



Nр?Nдв*з,(35)

где Nдв-мощность двигателя, кВт;

з-КПД станка.

2кВт?7,5*0.8=6кВт.

В связи с тем, что Nр меньше допустимой, то обработка возможна на всех переходах.

Определяем основное время(36)

Т0= Lрез/Sмин*1,

где Lрез. - длина рабочего хода инструмента, мм;

Lрез.=L+ lвр.+ lпер , (37)

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм; lвр - врезание резца, мм; lпер. - перебег резца, мм;

Sn- подача по паспорту, мм/об;

nп - частота вращения шпинделя по паспорту, мин-1;

i -количество проходов.

Т0=(35/66,6)*2=1,05мин.

Таблица 9 - Сводная таблица режимов резания

N0 операции.	Наименование и содержание операции.	Модель станка.	t, мм.	S, мм/об.	V, м/мин	n, мин-1	Т0, мин
015	Токарно-винторезная	16К20
	1 .Установить и закрепить деталь
	2. Подрезать торец в размер		1	0,6	176,4	1000	0,0366
	3. Сверлить отверстие 21 на L=12 с конусом		10,5	0,4	15,48	200	0,275
	4. Рассверлить отверстие 21 до L=12±0,2. Сверло заточить в подрез.		10,5	0,4	17,17	250	0,22
	5. Расточить отверстие до 21,5		0,25	0,6	139	1000	0,028
	6. Точить фаску 1х45		1	0,6	176,4	1000	0,013
	7. Точить фаску 1х45		1	0,6	176,4	1000	0,013
020	Вертикально-фрезерная	6Р12
	1 .Установить и закрепить деталь
	2. Фрезеровать паз в размер 7		7	0,072	31,4	800	0,525
	3. Переустановить деталь
	4. Фрезеровать паз в размер 7		7	0,072	31,4	800	0,525

2.4.3 Расчет норм времени (на две операции по таблицам)

Расчёт норм времени на операцию 015Токарно-винторезная

Определяем основное время

Т0=Т02+Т03+Т04+Т05+Т06+Т07=0.0366+0,275+0,22+0,028+0,013+0,013=0.586 мин. (38)

Нормирование вспомогательного времени

Твсп=Туст=Тв.оп+Тизм, (39)

где Туст - время на установку детали, мин.;[3, карта 3,стр. 52]

Тв.оп - время, связанное с операцией, мин.;[3, карта 20, стр. 227]

Тизм - время на контрольные измерения, мин.[3, карта 15, стр. 80,84]



Туст=0.15мин.

Тв.оп=0,08+0,06+0,20+0,08+0,02+0,07+0,12+0,08+0,07+0,07+0,08+0,06+0,2+0,07+0,08+0,06+0,11+0,11=1,62 мин

Тизм=0,06+0,05+0,05+0,06+0,06=0.28 мин.

Твсп=0,15+1,62+0,28=2,05 мин.

Определяем оперативное время

Топер=Тосн+Твсп=0.586+2,05=2,636 мин.(40)

Определяем штучное время

Тшт=(Т0+Ктв*ТТвсп)*(1+(аобсл+аотл)/100)(41)

где Т0-основное время, мин.;

Ктв- коэффициент на вспомогательное время; [3, карта 1,стр.50]

(аобсл + аотл) - время на обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности. [3, карта 16, стр. 90]

Тшт= (0.586+0.76*2,05)*(1+8/100)=2,315 мин.

Нормирование подготовительно-заключительного времени

Позиция1,2,3,4,5,8,9,26. [3,карта21-22 стр.96-103]

Тпз=4,0+9,0+2,0+2,0+2,0+0,2+3,0+0,2=22,4 мин.(42)

Определяем штучно-калькуляционное время

Тшт.к.=Тшт+Тпз/n, (43)



где Тшт - штучное время, мин.;

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин.;

n- количество деталей в партии, штук.

Тшт.к=2,315+22,4/600=2,35 мин.

Расчёт норм времени на операцию 020Вертикально-фрезерная

Определяем основное время

Тосн=1,05мин.

Нормирование вспомогательного времени

Твсп=Туст=Тв.оп+Тизм,(44)

где Туст- время на установку детали, мин.;[3,карта 3, стр. 52]

Тв.оп - время связанное с операцией, мин.;[3,карта 20, стр. 227]

Тизм - время на контрольные измерения, мин.[3,карта 15, стр. 80,84]

Туст=0.12мин.

Тв.оп=0.12+0.06+0.05=0.23мин.

Тизм=0,045+0,045=0,09мин.

Твсп=0.12+0.23+0.09=0,44 мин.

Определяем оперативное время.

Топер=Тосн+Твсп=1,05+0,44=1,49 мин.(45)

Определяем штучное время



Тшт=(Т0+Ктв*ТТвсп)*(1+(аобсл+аотл)/100))(46)

где Т0-основное время, мин.;

Ктв- коэффициент на вспомогательное время; [3, карта 1, стр.50]

(аобсл + аотл) - время на обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности [3, карта 16, стр. 90]

Тшт= (1,05+0.76*0,44)*(1+8/100)=1,495 мин.

Нормирование подготовительно-заключительного времени

Позиция 1,2,3,4,7,15,21,22,31. [3,карта21-22, стр.96-103]

Тпз=4+10+2+2+2+0,8+0.15+0.3+0,2=21,45мин.(47)

Определяем штучно-калькуляционное время

Тшт.к.=Тшт+(Тпз/n),(48)

где Тшт - штучное время мин;

Тпз - подготовительно-заключительное время мин;

N - количество деталей в партии шт.

Тшт.к=1,495+21,45/600=1,53 мин.

Таблица 10 - Сводная таблица норм времени

№опера-ции	Наименование операции	Т0 мин.	Твсп мин.	Топ мин.	Тотл мин.	Тпз мин.	Тшт. мин.	Тшт.к мин.
025	Токарно-винторезная	0,586	2,05	2,636	0,21	22,4	2,315	2,35
055	Горизонтально-фрезерная	1,05	0,44	1,49	0,21	21,45	1,495	1,53



2.5 Разработка карты наладки для станков с ЧПУ

Расчетно-технологическая карта составляется технологом, содержит технологическое решение, принятое на предыдущих этапах технологической проработки и законченный проект обработки детали на станке с ЧПУ в виде графического изображения траектории движения инструмента с размерами.

Оформление расчетно-технологической карты производится в следующей последовательности:

1)Деталь вычерчивается в прямоугольной системе координат. Выбирается исходная точка обработки.

2) Намечается расположение зон крепления в соответствии с рекомендациями по выбору оснастки.

3) Наносится траектория движения центра инструмента в системе координат.

4) На траектории движения инструмента отмечаются и обозначаются цифрами так называемые «опорные точки» траектории и ставятся стрелки, указывающие направление движения.

5) Указываются места контрольных точек, в которых предусматривается кратковременная остановка инструмента с целью проверки точности обработки программы рабочими органами станка.

6) Указываются режимы резания по участкам обработки.

7) Особо обозначаются опорные точки координату, которых можно определить измерением непосредственно на карте наладки.

8) В порядке оформления наносятся дополнительные данные: буквенная или цифровая последовательность обработки, параметры инструмента и так далее.



2.6 Разработка управляющей программы для станков с ЧПУ

Расчет траектории движения инструмента, программа обработки детали наносится на программоноситель в виде последовательности фраз. Каждая фраза содержит информацию о геометрических и технологических данных, необходимую для обработки определенного участка детали.

Последовательность фраз в программе определяет последовательность приемов обработки деталей на станке. Фраза состоит из некоторого количества сторон перфоленты, в каждой из которых записывается кодовое обозначение символов программы (знаков). Несколько последовательных строк определяют программу работы одного из исполнительных органов станка в пределах данной фразы. В настоящее время используют 2 способа записи программы: с постоянной длиной фраз(кадрами) и с переменной длиной фраз.

2.7 Экономическое обоснование принятого варианта техпроцесса

Все расчеты выполняются с использованием цен и тарифных ставок действующих на предприятии.

Расчет себестоимости производится на две операции: 025 и 055-токарно-винторезная и горизонтально-фрезерная. При оценке эффективности рассчитываются следующие технико-экономические показатели:

- основная заработная плата;

- затраты на силовую электроэнергию;

- расходы по эксплуатации режущих инструментов.

1) Определяем основную заработную плату производственных рабочих

Зоп=Тст*К*Тшт/60,(49)

где Тст - часовая тарифная ставка станочника 1 разряда в рублях;

Тст.ток=82,72 руб.

Тст.фрез. =82,72

К-тарифный коэффициент, 1,24;

Тшт - норма штучного времени на операцию, мин.

Разработанный технологический процесс

Зоп=Зоп.ток+Зоп.фрез

Зоп.ток= 82,79*2,315/60=3,19руб.

Зоп.фрез.= 82,79*1,425/60=1,97руб.

Зоп.разр.= 3,19+1,96=5,16руб.

Базовый технологический процесс

Зоп.ток=82,72*2,55/60=3,52.

Зоп.фрез=82,72*1,57/60=2,17руб.

Зоп.баз=3,51+2,16=5,69руб

Определяем расходы на заработную плату

Ф=Зоп.*Кпрем.*Котп.*Ксоц,.(51)

где Кпрем.- коэффициент премирования = 1.2-1.4;

Котп - коэффициент учитывающий оплату отпусков = 1.2;

Ксоц - коэффициент учитывающий отчисления на социальные страхования = 1.077.

Разработанный технологический процесс

Фразр.= 5,16*1.2*1.2*1.077=8руб.



Базовый технологический процесс

Фбаз.=5,67*1,2*1,2*1,077=8,8руб.

Определяем расходы силовой электроэнергии

Э=Сэ*Nу*зм*Тосн/60*зс*зд, (52)

где Сэ - стоимость 1кВт/ч. = 2.15руб.;

Nу - установленная мощность эл. двигателя станка = 10кВт/час.;

зм-коэффициент загруженности двигателя станка по мощности 0.5-0.9;

Тосн - основное время на операцию, мин;

зс - коэффициент потерь в сети =0.96;

зд - КПД электродвигателя = 0.7.

Разработанный техпроцесс

Эток=4,01*10*0,5*0,586/60*0.96*0.75=4,01*2,93/43,2=0,273руб.

Эфрез.=4,01*7,5*0.5*1,05/60*0.96*0.8=4,01*3,94/46,08=0,345руб.

Эразр=0,172+0,245=0,417руб.

Базовый техпроцесс

Эток=4,01*10*0.5*0,64/60*0.96*0.75=4,01*3,2/43,2=0,297руб.

Эфрез.=4,01*7,5*0.5*1,15/60*0.96*0.8=4,01*4,31/46,8=0,369руб.

Эбаз.=0,297+0,369=0,666руб.

Определяем расходы на эксплуатацию режущего инструмента

Иоп.=Смин.*Тосн,(53)



где Смин - стоимость эксплуатации режущего инструмента на одну станко-минуту - (резец = 64.29 ст/мин.)

Разработанный техпроцесс

Иоп.ток=64.29*0.568=37,67 руб.

Иоп.фрез=26,34*1,05=27,69 руб.

Иоп.разр.=37,67+27,69=65,36 руб.

Базовый техпроцесс.

Иоп.ток=64.29*0,64=41,15 руб.

Иоп.фрез=26,34*1,15=30,33 руб.

Иоп.баз.=41,15+30,33=71,48 руб.

Определяем затраты

Эф= Ф+Э+Иоп(54)

Разработанный техпроцесс

Эф.разр.=8+0,618+65,65=73,98руб.

Базовый техпроцесс

Эф.баз.=8,8+0,666 +71,48=80,95 руб.

Определяем годовой экономический эффект (55)

Э=(Эф.баз.- Эф.разр.)*N,



N- годовая программа выпуска.

Э=(80,95- 73,98)*30000=209100руб.

Из расчетов видно, что затраты в разработанном техпроцессе меньше, чем в базовом.

В процессе курсового проекта мной была проделана значительная исследовательская и учебно-методическая работа по совершенствованию технологического процесса обработки детали «Ось»,а так же разработан комплект документов на обработку.

Рассмотрел два вида изготовления заготовок: прокат и штамповка. По результатам расчетов получил, что заготовка-штамповка более экономична по

расходу материала и коэффициенту использования материала, но дороже по стоимости. Экономический эффект от выбранного вида изготовления заготовки составляет 319800 рублей при годовой программе выпуска детали 30000 штук.

При разработке нового варианта технологического процесса я использовал концентрацию операций с целью повышения загрузки оборудования и произвел замену станков на более производительные, что позволило уменьшить затраты на заработную плату производительных рабочих, а это в свою очередь снизило себестоимость изготовления детали.

При разработке операций выполняющихся на токарно-винторезномстанке16К20 и на горизонтально фрезерном станке 6Р80Г мной вычерчены карты наладки, наладка инструментальная, а также разработан комплект документов на обработку детали.



3. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы. Существуют два основных направления природоохранной деятельности предприятий. Первое - очистка вредных выбросов. Этот путь «в чистом виде малоэффективен, так как с его помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в биосферу. К тому же сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды ведет к усилению загрязнения другого.

Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо процесс очистки вредных выбросов совместить с процессом утилизации уловленных веществ, что сделает возможным объединение первого направления со вторым.

Второе направление - устранение самих причин загрязнения, что требует разработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для биосферы веществ.

Заботясь о совершенствовании инженерной охраны окружающей природной среды, надо помнить, что никакие очистные сооружения и безотходные технологии не смогут восстановить устойчивость биосферы, если будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения естественных, непреобразованных человеком природных систем, в чем проявляется действие закона незаменимости биосферы.

Одной из важнейших составных частей природоохранительного законодательства является система экологических стандартов. Современная научно обоснованная разработка является необходимым условием практической реализации принимаемых законов, так как именно на эти стандарты должны ориентироваться предприятия-загрязнители в своей природоохранной деятельности. Несоблюдение стандартов влечет за собой юридическую ответственность. Под стандартизацией понимается установление единого и обязательного для всех объектов данного уровня системы управления норм и требований. Стандарты могут быть государственными (ГОСТы), отраслевыми (ГОСТы) и заводскими. Системе стандартов по охране природы присвоен общий номер 17,который включает несколько групп в соответствии с охраняемыми объектами. Например, 17.1 означает «Охрана природы. Гидросфера», а группа 17.2 - «Охрана природы. Атмосфера» и т. д. Этот стандарт регулирует различные стороны деятельности предприятий по защите водных и воздушных ресурсов, вплоть до требований к аппаратуре для наблюдения за качеством воздуха и воды. Важнейшими экологическими стандартами являются нормативы качества окружающей среды - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в природных средах. ПДК утверждается для каждого из наиболее опасных веществ в отдельности и действует на территории всей страны. На основе ПДК разрабатываются научно-технические нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу и сбросов (ПДС) вводный бассейн. Эти нормативы устанавливаются индивидуально для каждого источника загрязнения с таким расчетом, чтобы совокупное воздействие на окружающую среду всех источников в данном районе не приводило к превышению ПДК.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения». М., Машиностроение. 1985.

2. Босинзон М.А. Современные системы ЧПУ и их эксплуатация. М. Академия. 2006.

3. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ.В 2-х частях. Т1,Т.2. М. Экономика 1990.

4. Локтев А.Д. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник. В 2-х частях. Т1,Т.2. Машиностроение. 1991.

5. Журнал по металлообработке «Стружка». № 1(16)/2(17). Март - июнь 2007.

6. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов. 2-е издание. М. Машиностроение. 2003.

7. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. М. Машиностроение. 1990.

8. ГОСТ 14.209-85.

9. Стандарт СЭВ 144-75.

10. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М. Машиностроение. 1990.

11. Панов А.А. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. М. Машиностроение. 1988.

12. Под редакцией Косиловой А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х частях. Т1, 2. М. Машиностроение. 1985.

13. Трудовой кодекс Российской Федерации от 10.10.2008.

14. Девисилов В.А. Охрана труда М. Форум-Инфра-М. 2003.

Размещено на Allbest.ru