Формообразование поверхностей деталей "Проходник"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Задача нормирования времени возникает на различных этапах проектирования технологического процесса сборки. В начале ее приходится решать для установления типа производства. На основе разработанных технологических схем общей и узловой сборки выявляют несколько характерных операций и для них определяют нормы времени по укрупненным нормативам или другими приближенными методами нормирования. Сопоставляя среднеарифметическое из этих норм с темпом работы, устанавливают тип производства.

На этапе разработки маршрутной технологии нормы времени устанавливают на все операции технологического процесса после выявления их структуры и содержания. Для серийного производства при нормировании используют укрупненные нормативы, для массового применяют расчетно-аналитический метод нормирования.

На этапе разработки операционной технологии в массовом производстве установленные ранее нормы времени корректируют после внесения в содержание операций отдельных изменений (уменьшение и перекрытие элементов штучного времени, изменение структуры операций). Откорректированные нормы времени увязывают с темпом работы. Содержание операций и нормы времени подробно прорабатывают при автоматизации сборочных процессов, при многомашинном обслуживании, а также при использовании роботов на основных и вспомогательных операциях.

1. Отделочный этап

1.1 Круглошлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 38,3 предварительно (по варианту- врезной схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга:Dк=600 мм; Н=250 мм; В=60 мм.

Параметры материала:15А50С1К

15А-электрокорунд нормальный для предварительной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

50-зернистость для предварительного шлифования [1,стр.247,табл.166]

П-индекс зернистости (содержание осн. фракции-55%) [1,стр.245]

С1-степень твердости для круглого врезного шлифования [1,стр.249]

К1-керамическая связка для всех видов шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

А-класс точности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 600х250х40 15А50С1К 35 м/с.

Рис.1-Шлифкруг прямого профиля ПП. ГОСТ 2424-83

Выбор цикла шлифования

Обработка проводится с циклом без окончательного шлифования.

Рис.2-Схема цикла без окончательного шлифования

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем круглошлифовальный станок модели 3151:

Технические данные:

Наибольший диаметр шлифкруга Dк, мм…………………..600

Наибольшая высота шлифкруга В, мм………………………...100

Внутренний диаметр круга, мм………………………………......305

Максимальный диаметр шлифования, мм……………………….150

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, об/мин…….1100

Мощность двигателя шлифовальной бабки, кВт…………..7

Частота вращения планшайбы бабки, об/мин……………...75,150,300

Принимаем ;

Действительная скорость вращения заготовки:

3.Окружная скорость абразивного круга:

4.Расчет минутной радиальной подачи (средней) в мм/мин:

Максимальное значение подачи:

Минимальное значение подачи :

Среднее значение:

5.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону,

коэффициент выхаживания.

6.Расчет эффективной мощности шлифования:

полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости:

Удельная мощность:

Допустимая удельная мощность:

гдекоэффициент для твердости материала круга С1,

условие выполняется.

1.2 Круглошлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 38,02 окончательно (по варианту- врезной схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга (аналогичные) :Dк=600 мм; Н=250 мм; В=60 мм.

Параметры материала:24А20С2К-

24А-электрокорунд нормальный для окончательной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

20-зернистость для окончательного шлифования [1,стр.247,табл.166]

С2-степень твердости для круглого врезного шлифования [1,стр.249]

К-керамическая связка для всех видов шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

2-класс неуравновешенности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 600х250х40 24А20С2К 35 м/с.

Выбор цикла шлифования

Поскольку проводиться окончательное шлифование на 5 квалитет после термообработки легированной стали, обработка производиться полным циклом шлифования.

Рис.3-Схема полного цикла шлифования

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки для закаленной стали:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем аналогичный круглошлифовальный станок модели 3151.

Принимаем ;

Действительная скорость вращения заготовки:

3.Окружная скорость абразивного круга:

4.Расчет минутной радиальной подачи на каждом этапе, в мм/мин:

Подача на участке 0-1:

Подача на участке 1-2:

5.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону,

припуск обработки на этапе 0-1,

припуск обработки на этапе 1-2,

коэффициент выхаживания.

6.Расчет эффективной мощности шлифования на каждом этапе:

полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости:

Удельная мощность:

Допустимая удельная мощность:

гдекоэффициент для твердости материала круга С2,

условие выполняется.

1.3 Внутришлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 32,95 окончательно (по варианту- продольное схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга:Dк=10мм; Н=5 мм; В=11 мм.

Параметры материала:24А50ПС18К0А2-

24А-электрокорунд нормальный для окончательной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

50-зернистость для окончательного внутреннего шлифования [1,стр.247,табл.166]

П-индекс зернистости (содержание осн. фракции-55%) [1,стр.245]

С1-степень твердости для внутреннего окончательного шлифования [1,стр.249]

8-номер структуры абразива для внутреннего шлифования [1,стр.249]

К0-керамическая связка для малогабаритных кругов для внутреннего шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

А-класс точности [1,стр.250]

2-класс неуравновешенности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 10х5х11 24А50ПС18К0А2 35 м/с.

Выбор цикла шлифования

Поскольку проводиться окончательное шлифование на 7 квалитет после термообработки, обработка производиться полным циклом шлифования.

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки для закаленной стали:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем внутришлифовальный станок модели 3К228В:

Технические данные:

Наибольший диаметр шлифкруга Dк, мм……………………………25

Наибольшая высота шлифкруга В, мм…………………………….....25

Максимальный диаметр шлифования, мм………………………….200

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, об/мин…20000-100000

Мощность двигателя шлифовальной бабки, кВт……………………...5,5

Частота вращения бабки заготовки, об/мин…………….........280-2000

;

3.Окружная скорость абразивного круга (при этом выбираем частоту вращения круга ) :

4.Расяитуем величину подач при обработке.:

Продольная подача:

Минутная подача:

5.Расчет величины рабочего хода стола:

.

6. Определить число одинарных и двойных ходов:

.

.

7.Расчитать поперечную подачу на один ход

.

8.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону,

припуск обработки на этапе 0-1,

припуск обработки на этапе 1-2,

6.Расчет эффективной мощности шлифования на каждом этапе:

.

полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости:

Удельная мощность:

Допустимая удельная мощность:

гдекоэффициент для твердости материала круга С1,

условие выполняется.

2. Хонингование

1.Параметры обрабатываемой поверхности для предшествующей и текущей ступеней обработки:

Поверхность- отверстие Ш 32 Н6; Ra 0,32, L=46.

Предшествующая операция- шлифование: Ш31,95 Н6, Rа 0,63.

2. Определение припуска на хонингование:

2z=0,04 (мм)- припуск на диаметр [2,стр.114,табл.П.5.3];

z=0,02 (мм)- припуск на сторону [3,стр. 431, табл.71];

припуск на черновой обработке [3,стр.431,табл.70],

припуск на чистовой обработке [3,стр.431,табл.70].

3. Выбор оборудования для операции хонингования:

Выбираем вертикальный хонинговальный станок ОФ-50 [4,стр.255,табл.1,36]:

Технические данные:

Наибольший диаметр хонингования, мм……………………………50

Наибольшая длина хода, мм………………………………………..200

Скорость хонинговальной головки, об/мин…………………..200-800

Мощность приводного электродвигателя, кВт………………………1

Вес станка, кН…………………………….…………………………10

4. Назначение инструмента:

Поскольку припуск z=0,025<0,05 мм, применяем абразивный инструмент.

Применяем абразивные бруски на основе бруска прямоугольного БП по ГОСТ 2456-82.

Рис.4- Брусок прямоугольный БП. ГОСТ 2456-82

обработка поверхность деталь хонингование

Состав, размеры и число брусков в хонинговальной головке:

Состав материала абразива для закаленной стали- 63С М40 СМ1 7 Б А [3,стр.433,табл.73], где-

63С- зеленый карбид кремния для абразивной обработки [1,стр.243],

М40- зернистость для хонингования [1,стр.247],

СМ1- степень твердости для хонингования [1,стр.249],

7- номер структуры зерна [1,стр.249],

Б- бакелитовая связка для абразивного инструмента [1,стр.243];

А- класс точности [1,стр.250]

Рис. 5- Геометрические параметры обработки

Геометрические размеры брусков [3,стр.433,436]:

l=(0,5…0,75)*L=0,5*33=16,5 (мм)- длина брусков. Примем l=17 (мм).

lвых=1/3*l=1/3*17=5,66 (мм)- длина выходов брусков. Примем lвых=6 (мм).

Lрх=L+2*lвых-l=46+2*6-17=41 (мм)- длина рабочего хода.

Режущий периметр [3,стр.434]:

режущая поверхность брусков,

где периметр обр. поверхности.

Примем количество брусков в головке-3 [3,cтр.431,433];

Ширина брусков: .

Высота с=4,5 (мм).

Полное обозначение инструмента: БП 8х4,5х22 63С М40 СМ1 7 Б А ГОСТ 2456-82.

5. Назначение продольной подачи:

Поскольку Lрх=35,5<50, то примем Vпр=5 (м/мин) [3,стр.435].

6. Назначение окружной скорости вращения головки:

Примем Vвр.черн=Кчерн*Vпр=3*5=15 (м/мин)- на черновом этапе,

Vвр.чист=Кчист*Vпр=7*5=35 (м/мин)- на чистовом этапе,

Где К=Vвр/Vпр- соотношение между скоростью вращения и скоростью возвратно-поступательного движения хонинговальной головки.

Кчерн=3; Кчист=7 [3,стр.436,табл.74].

7. Назначение поперечной подачи:

Sпоп.черн=0,003 (мм/дв.х)- на черновом этапе,

Sпоп.чист=0,0004 (мм/дв.х)- на чистовом этапе.

8. Число двойных ходов:

.

9. Расчет времени обработки:



3. Суперфиниширование

1.Параметры обрабатываемой поверхности для предшествующей и текущей ступеней обработки:

Поверхность- хвостовик Ш 46 h7; Ra 0,32, L=46

Предшествующая операция- шлифование: h7, Rа 0,63.

2. Определение припуска на суперфиниширование:

2z=0,05 (мм)- припуск на диаметр [2,стр.114,табл.П.5.3];

z=0,0025 (мм)- припуск на сторону [3,стр. 438, табл.75];

Припуск на операции должен превышать высоту неровностей поверхности полученной на предыдущей обработке - чистовом шлифовании (Rz 1,25).

3. Выбор оборудования для операции суперфиниширования:

Выбираем суперфинишный круглошлифовальный станок 3870Б :

Технические данные:

Наибольший диаметр обрабатываемой модели, мм……………….140

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм…………………...360

Мощность приводного электродвигателя, кВт………..…………….3

Масса станка, т……………………………………………………3,61

4. Назначение инструмента:

Применяем абразивные бруски на основе бруска прямоугольного БП по ГОСТ 2456-82.

Рис.5- Брусок прямоугольный БП. ГОСТ 2456-82

Применяем число брусков-2;

Состав материала брусков:

Состав материала абразива для закаленной стали- 23А М14 СМ1 7 Б А [3,стр.433,табл.73], где-

23А- белый электрокорунд для абразивной обработки [1,стр.243],

М14- зернистость для суперфиниширования [1,стр.247],

СМ1- степень твердости для суперфиниширования [1,стр.249],

7- номер структуры зерна [1,стр.249],

Б- бакелитовая связка для абразивного инструмента [1,стр.243];

А- класс точности [1,стр.250].

Геометрические размеры брусков:

Поскольку имеем на данной поверхности лыски шириной b=20 мм, ширина бруска должна быть равна В=1,6*b=1,6*20=32 (мм) [3,стр.438].

Рис.6 Схема расположения абразивных брусков.

Длина бруска для врезного суперфиниширования без продольной подачи равна l=L=30(мм);

Высота бруска с=8 (мм).

Полное обозначение инструмента: БП 22х8х30 23А М14 СМ1 7 Б А ГОСТ 2456-82;

Стандартные бруски подвергаються пропитке твердым смазочным материалом в виде раствора или расплава [3,стр.438].

Угол установки между брусками-60 градусов [3,стр.439].

Рис.7- Схема закрепления абразивных брусков.

5. Расчет режимов резания

Амплитуда колебаний осциллирующего движения брусков А=(2…6)=4 (мм) [3,стр.439].

Скорость колебаний Vкол=(5…7)=5 (м/мин) [3,стр.439].

Вращательная скорость детали [3,стр.439]:

на черновом этапе Vвр.черн=Кчерн*Vкол=3*Vкол=3*5=15 (м/мин),

на чистовом этапе Vвр.чист=Кчист*Vкол=10*Vкол=10*5=50 (м/мин),

где К=Vвр/Vкол.

Давление брусков для деталей из стали, 0,1-0,3 МПа [3,стр.439]. Примем 0,2 МПа.

6. Расчет основного машинного времени:

где Ст=0,067, k1=0,62- коэффициенты.

4. Технологическое нормирование операций ТП

1.Определение программы запуска:

,

где Nвып- заданная годовая программа выпуска (4200шт.),

a=2,5 %- общая доля вероятного брака,

b=3,5 %- общая доля деталей идущих на запчасти,

с=3 %- общая доля деталей незавершенного производства.

2.Определение размера партии деталей:

где a=6- периодичность запуска (3,6,12,24),

254- число рабочих дней в году.

Нормирование операций ТП:

Табл. 1. Нормирование операций

	Наименование Операций	Основное время, To	Вспомогательное время, Tв	Опер. время, Топ	Время обслуживания, Тоб	Время нормированных перерывов, Тнп	Штучное время, Тшт	Подготовит-заключит. время, Тп-з	Тп-з./n	Штучно калькуляционное время, Тшт-к
			Установка и снятие детали	Управление станком	Измерение деталей	Серийное
1.	Токарная	1.12	0.15	0.205	0.29	1.2	2.32	0.33	0.0394	0.37	0,1392	2.8236	11	0.28	3,1036
2	Сверлильная	2.11	0.07	0.15	0.04	0.48	2,59	0.05	0.044	0.1	0.038	2,678	14	0.35	3,028
3	Зубофрезерная	3.6	0.06	0.11	0.15	0.59	4.19	0.2	0.071	0.27	0.336	4.726	18	0.45	5.176
4.	Круглошлифовальная предварительная	0.15	0.07	0.03	0.09	0.35	0.49	0.14	0.0083	0.15	0.0136	0.6436	8	0.2	0.844
5.	Круглошлифовальная окончательная	0.28	0.07	0.03	0.09	0.35	0.633	0.14	0.0083	0.15	0.0136	0.786	8	0.2	0.986
6	Внутришлифовальная	0.71	0.07	0.06	0.04	0.31	1.02	0.14	0.017	0.16	0.043	1.203	16	0.4	1.63
7	Хонинговальная	0.38	0.06	0.05	0.085	0.36	0.74	0.03	0.013	0.04	0.079	0.849	5	0.13	0.979
8	Суперфинишная	0.6	0.08	0.07	0.08	0.43	0.78	0.03	0.014	0.04	0.083	0.893	10	0.25	1.143

Пример нормирования для заданной круглошлифовальной предварительной операции:

Топ.=То+Тв'=0,15+(0,07+0,03+0,09)х1,85=0,49 (мин.);

Тшт.=Топ.+Тоб.+Тн.п.=0,49 +0,14+0,0136=0,6436 (мин.);

Тшт-к.=Тшт+Тп-з./n=0,6436+8/40=0,844 (мин.).

Коэффициент загрузки:

- расчетное число станков,

принятое число станков,

- такт выпуска продукции,

(ч.)- действительный годовой фонд времени, где

(ч.)- календарный годовой фонд времени, при двухсменной работе,

- коэффициент, учитывающий ремонт оборудования (0,95…0,97).



Расчет и оптимизация загрузки оборудования

Табл. 2. Загрузка оборудования до оптимизации

№	Наименов. операции	Модель оборудования	Т шт-к	Расчетное число станков ,mр	Коэфф. загрузки , з	Средний коэфф. загрузки, з ср
1	Токарная	16Б16А	3.104	0.0227	0.0227	0.015
2	Сверлильная	5К310	3.028	0.0221	0.0221
3	Зубофрезерная	5В832	5.176	0.0378	0.0378
4	Круглошлифовальная предварительная	3151	0.844	0.0062	0.0062
5	Круглошлифовальная окончательная	3151	0.986	0.0072	0.0072
6	Внутришлифовальная	3К228В	1.63	0.012	0.012
7	Хонинговальная	ОФ-50	0.979	0.0072	0.0072
8	Суперфинишная	3870Б	1.143	0.00835	0.00835

Табл. 3. Загрузка оборудования после оптимизации

№	Наименов. операции	Модель оборудования	Т шт-к	Расчетное число станков, mр	Принятое число станков, mпр	Коэфф. загрузки , з	Средний коэфф. загрузки, з ср
1	Токарная	16Б16А	3.104	0.0227	2	0.011	0.0082
2	Сверлильная	5К310	3.028	0.0221	2	0.011
3	Зубофрезерная	5В832	5.176	0.0378	4	0.0095
4	Круглошлифовальная предварительная	3151	0.844	0.0062	1	0.006
5	Круглошлифовальная окончательная	3151	0.986	0.0072	1	0.007
6	Внутришлифовальная	3К228В	1.63	0.012	2	0.006
7	Хонинговальная	ОФ-50	0.979	0.0072	1	0.007
8	Суперфинишная	3870Б	1.143	0.00835	1	0.008



График загрузки до оптимизации

График загрузки после оптимизации

Список использованной литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. т.2., М., 1985, 656 с.

2. Определение припусков на механическую обработку и технологические размерные расчеты. Гранин В.Ю., Долматов А.И., Лимберг Э.А., Харьков, ХАИ, 1993, 119 стр.

3. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. т.1., М., 1985, 656 с.

4. Металлорежущие станки. Под ред. Ачеркана Н.С., т.1, М., Машиностроение, 1965, 765 с.

5. Выбор оборудования и метода механической обработки детали по минимуму приведенных затрат. Мунгиев А.М., Горбачев А.Ф., Жданов А.А., Харьков, ХАИ, 2006, 60 стр.

6. Оформление технологической документации в курсовых и дипломных проектах. Барсуков А.П., Горбачев А.Ф., Гранин В.Ю., Харьков, ХАИ, 1990, 45 стр.

Размещено на Allbest.ru