Расчет технологической детали "Втулка"

Преимущества алмазных карандашей: простота конструкции; жесткость; возможность изменения размеров, количества и расположения алмазов; достаточно равномерное распределение рабочей нагрузки между отдельными алмазными зернами; небольшое время установки и снятия; высокая производительность правки; низкая стоимость.

При правке кругов точением возникают сравнительно малые силы резания не превышающие 50Н, что способствует меньшему разрушению абразивных зерен и связки круга и соответственно меньшему износу рабочей поверхности инструмента при шлифовании.

Для правки круга на операции 055 (круглошлифовальная) принимаем алмазный карандаш типа 02 (С) по ГОСТ 607-80 с расположением алмазов по слоям. Алмазные карандаши типа 02 устанавливаются под углом 2°...5° к радиусу круга в точке взаимодействия инструмента в сторону вращения круга.

Режимы правки точением алмазным карандашом:

скорость осевой подачи V_s пр=0,40 м/мин; при черновых ходах: радиальная подача S_Pпр=0,03 мм/дв. ход , число рабочих ходов - 2;

при чистовых ходах: радиальная подача S_Pпр=0,01мм/дв. ход, число рабочих ходов - 1; число выхаживающих ходов - 1.

10. Описание операций и расчет режимов резания

Расчет режимов резания ведем по [ 5 ]

Операция 005 Токарно-револьверная

Обработка детали ведется на токарно-револьверном станке 1П365.

Заготовка устанавливается в 3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-80, и базируется по наружной цилиндрической и торцовой поверхностям.

СОТС: 5%-ная эмульсия из эмульсола НГЛ-205 ТУ 38-1-242-69.

Переход 3: Расточить отверстие 1 предварительно (Ш39,7^+0,16)

Инструмент: Токарный расточной резец Т15К6 ГОСТ 18883-73

Глубина резания t=2,25 мм.

Подача на оборот: S=0,18 мм/об (при размерах державки 20Ч20мм).

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими инструментами:

где

 - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, где

- - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени.

; .

.

С_v=420; x=0,15; y=0,20; m=0,20;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента.

.

0,9 - поправочный коэффициент при внутренней обработке.

Определим частоту вращения соответствующую найденной скорости резания:

.

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка:

n_д=380 об/мин, тогда действительная скорость:

.

Сила резания.

.

Для С_р=300; х=1,0; y=0,75; n= -0,15.

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,89•1,25•1,0•0,93=0,89 .

;

Для С_р=243; х=0,9; y=0,6; n= -0,3;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,50•2,0•1,0•0,82=0,71.

Для С_р=339; х=1,0; y=0,5; n= -0,4;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•1,17•2,0•1,0•1,0=2,01.

;

;

.

Определяем мощность затраченную на резание.

.

Мощность станка N_ст = 14 кВт, следовательно, условие выполняется.

Переход 4: Расточить отверстие 1 начисто (Ш39,93^+0,1)

Инструмент: Токарный расточной резец Т15К6 ГОСТ 18883-73

Глубина резания t=0,115 мм.

Подача на оборот: S=0,09 мм/об.

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими инструментами:

где

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, где

- - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени.

; .

.

С_v=420; x=0,15; y=0,20; m=0,20;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента.

.

0,9 - поправочный коэффициент при внутренней обработке.

Определим частоту вращения соответствующую найденной скорости резания:

.

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка:

n_д=765 об/мин, тогда действительная скорость:

.

Сила резания:

.

Для С_р=300; х=1,0; y=0,75; n= -0,15.

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,89•1,25•1,0•0,93=0,89 .

;

Для С_р=243; х=0,9; y=0,6; n= -0,3;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,50•2,0•1,0•0,82=0,71.

Для С_р=339; х=1,0; y=0,5; n= -0,4;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•1,17•2,0•1,0•1,0=2,01.

;

;

.

Определяем мощность затраченную на резание.

.

Мощность станка N_ст = 14 кВт, следовательно, условие выполняется.

Переход 8: Тонко расточить отверстие 1 (Ш40^+0,039)

Инструмент: Токарный расточной резец Т30К4 ГОСТ 18883-73.

Измерительный инструмент: Калибр-пробка Ш40Н8 ГОСТ 14811-69, образцы шероховатости эталонные.

Глубина резания t=0,035 мм.

Подача на оборот: S=0,045 мм/об.

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими инструментами:

где

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, где

- коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени.

; .

.

С_v=420; x=0,15; y=0,20; m=0,20;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента.

.

0,9 - поправочный коэффициент при внутренней обработке.

Определим частоту вращения соответствующую найденной скорости резания:

.

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка:

n_д=1500 об/мин, тогда действительная скорость:

.

Сила резания:

.

Для С_р=300; х=1,0; y=0,75; n= -0,15.

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,89•1,25•1,0•0,93=0,89 .

;

Для С_р=243; х=0,9; y=0,6; n= -0,3;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•0,50•2,0•1,0•0,82=0,71.

Для С_р=339; х=1,0; y=0,5; n= -0,4;

К_р=К_мр•К_р•К_yр•К_р•К_rр=0,86•1,17•2,0•1,0•1,0=2,01.

;

;

.

Определяем мощность затраченную на резание.

.

Мощность станка N_ст = 14 кВт, следовательно, условие выполняется.

Операция 030 Фрезерная

Обработка детали ведется на вертикально-фрезерном станке 6М13П.

Заготовка устанавливается в специальное приспособление на оправку, и базируется по внутренней цилиндрической поверхности, с упором в торец.

Операция осуществляется за 1 переход.

СОТС: 5-10%-ная эмульсия из эмульсола НГЛ-205 ТУ 38-1-242-69.

Переход 1: Фрезеровать поверхность 1

Инструмент: Фреза торцовая насадная Ш100 Р6М5 ГОСТ 9304-69

Измерительный инструмент: Шаблон СТП.

Глубина резания t=14,0 мм.

D=100мм - диаметр фрезы.

z=18 - число зубьев.

Принимаем S_z=0,03 мм/зуб.

Скорость резания - окружная скорость фрезы, м/мин,

,

где С_v=64,7; q=0,25; x=0,1; y=0,2; u=0,15; p=0; m=0,2;

T-период стойкости инструмента, Т=180 мин;

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

- коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент учитывающий материал инструмента;

, где

- - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени при обработке фрезами из твердого сплава.

; .

.

м/мин

Число оборотов шпинделя, об/мин

об/мин.

Принимаем по паспорту станка n=160 об/мин.

Уточнение режима:

м/мин;

мм/мин.

мм/об.

Сила резания:

, где

C_p=82,5; x=0,95; y=0,8; u=1,1; q=1,1; w=0;

.

Н

Н

Н

Крутящий момент на шпинделе,

Нм.

Мощность резания:

кВт.

Мощность станка N_ст = 10 кВт, следовательно, условие выполняется.

11. Нормирование технологического процесса

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:

, где

- подготовительно-заключительное время на партию, мин.

n - количество деталей в партии, .

N - годовая программа, N=16000 шт.

n_з=12 - число запусков в год,

.

- штучное время на выполнение операции,

, где

- основное время;

- вспомогательное время;

- время на организационное обслуживание рабочего места;

- время на техническое обслуживание рабочего места;

- время на отдых и личные надобности рабочего;

- подготовительно-заключительное время.

Для большинства видов механической обработки величина определяется по формуле:

,

Где - длина перемещения инструмента;

- число ходов;

- минутная подача.

Длина перемещения инструмента складывается из следующих составляющих:

, где

- длина обработки;

- длина врезания;

- длина перебега.

Вспомогательное время складывается из следующих элементов:

, где

- время на установку и снятие заготовки;

- время, связанное с выполнением перехода;

- время на контрольные измерения.

Время на организационное обслуживание , техническое обслуживание и на отдых принимают в процентах от оперативного времени, которое равно:

.

Нормирование ведем по [ 3 ]

Операция 005 Токарно-револьверная

Переход 1: Подрезать торец 5 (142,6-_-1).

мин.

Переход 2: Точить поверхность 2 (Ш128_-0,4).

мин.

Переход 3: Расточить отверстие 1 предварительно (Ш39,7^+0,16).

мин.

Переход 4: Расточить отверстие 1 начисто (Ш39,93^+0,1).

мин.

Переход 5: Расточить выточку 3 предварительно (Ш48^+0,62).

мин.

Переход 6: Расточить выточку 3 окончательно (Ш50^+0,16).

мин.

Переход 7: Зенковать фаску 4 (2Ч45є).

мин.

Переход 8: Тонко расточить отверстие 1 (Ш40^+0,039).

мин.

Основное время на операцию:

.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=7,54+1,58+0,73=9,85 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 010 Токарно-револьверная

Переход 1: Подрезать торец 5 (140-_-1).

мин.

Переход 2: Зенковать фаску 4 (2Ч45є).

мин.

Переход 3: Подрезать торец 1 и точить канавку 2 (Ш68_-0,5).

мин.

Переход 4: Точить поверхность 3 (Ш70,34_-0,3).

мин.

Основное время на операцию:

.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=3,45+0,96+0,35=4,76 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 015 Радиально-сверлильная

Переход 1: Сверлить 4 отверстия 1 последовательно по кондуктору (Ш14^+0,43).

мин.

Основное время на операцию:

.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=1,64+0,65+0,20=2,49 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 020 Фрезерная

Переход 1: Фрезеровать поверхность 1 .

мин.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=1,06+0,52+0,13=1,71 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию: .

Штучно-калькуляционное время:

 мин.

Операция 025 Фрезерная

Переход 1: Фрезеровать поверхность 1 .

мин.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=0,94+0,52+0,12=1,58 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию: .

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 030 Фрезерная

Переход 1: Фрезеровать поверхность 1 .

мин.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=1,01+0,52+0,12=1,65 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 040 Вертикально-сверлильная

Переход 1: Центровать отверстие 1.

мин.

Переход 2: Сверлить отверстие 1 (Ш14^+0,43).

мин.

Переход 3: Зенковать фаску 3 (2Ч45є).

мин.

Переход 4: Нарезать резьбу 2 (М16Ч2-7Н).

мин.

Основное время на операцию:

.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=0,67+1,22+0,18=2,07 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Операция 045 Круглошлифовальная

Переход 1: Шлифовать поверхность 1.

Т_о = 2П ·L • К_в / (2 S_p· Vs_ос), мин,

Г

де L -длина рабочего хода стола с заготовкой в осевом направлении;

К_в =1,2 - коэффициент выхаживания.

L = l - (1 - 2K) · Т , мм,

где К - перебег шлифовального круга за пределы длины шлифуемой поверхности заготовки (К = 0,3);

l=96,0 мм - длина обрабатываемой поверхности.

.

Основное время на операцию:

.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=1,2+0,65+0,17=2,02 мин.

Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

Таблица № 13 Нормы времени по операциям

Номер и наименование операции	, мин	, мин	, мин	Тоб=Торг+Ттех , %	, %	, мин	, мин	, мин
005 Токарно-револьверная	7,54	1,58	9,12	2	6	15,5	9,85	9,86
010 Токарно-револьверная	3,45	0,96	4,41	2	6	15,5	4,76	4,77
015 Радиально-сверлильная	1,64	0,65	2,29	2,5	6	11,0	2,49	2,50
020 Фрезерная	1,06	0,52	1,58	2	6	14,0	1,71	1,72
025 Фрезерная	0,94	0,52	1,46	2	6	14,0	1,58	1,59
030 Фрезерная	1,01	0,52	1,53	2	6	14,0	1,65	1,66
040 Вертикально-сверлильная	0,67	1,22	1,89	2,5	7	11,0	2,07	2,08
045 Круглошлифовальная	1,2	0,65	1,85	5	4	21	2,02	2,04
Итого							26,13	26,22

12. Определение фактического типа и организационной формы производства

На основании нормирования технологического процесса определяем среднее штучно-калькуляционное время:

, где

р=8 - количество операций.

мин.

Определяем такт выпуска деталей:

, где

час. - действительный годовой фонд работы оборудования при односменной работе в часах.

шт. - годовая программа.

мин.

Определяем коэффициент серийности:

,

что соответствует крупносерийному производству.

Формы организации производства зависят от:

1. Порядка выполнения операций техпроцесса;

2. Расположение оборудования;

3. Количества изделий и направления их движения в процессе изготовления

Целесообразность применения поточной формы организации производства устанавливается на основе сопоставления среднего штучного времени с расчетным тактом выпуска, т.е. по числу работающих мест R_м , приходящихся на одну операцию.

.

При принимается групповая форма организации производства.

13. Расчет количества металлорежущих станков на программу

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование во времени. При выборе станков этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простои, т.е. нужно выбирать станки по производительности.

Определение расчетного числа станков на операции:

, где

- штучно-калькуляционное время на операцию;

- такт выпуска деталей.

Коэффициент загрузки оборудования:

, %

где - принятое число станков на операцию.

Таблица № 14

№ операции	Модель станка
		мин	-	-	%
005	1П365	9,86	1,34	2	99
010	1П365	4,77	0,65
015	2Е52	2,50	0,34	1	34
020	6М13П	1,72	0,23	1	68
025	6М13П	1,59	0,22
030	6М13П	1,66	0,23
040	2Н118	2,08	0,28	1	28
045	3Б12	2,04	0,28	1	28
Итого	6	257

Средний коэффициент загрузки станков: .

Рис. 4. График загрузки оборудования

14. Расчет производственных и вспомогательных рабочих

Определение числа рабочих станочников:

, где

- число станков на участке;

час. - действительный годовой фонд времени работы оборудования при односменной работе;

- коэффициент ремонта оборудования;

час. - действительный годовой фонд времени работы рабочего;

- количество смен.

чел.

Принимаем человек.

Определение числа вспомогательных рабочих:

Число вспомогательных рабочих принимается в пределах 15-20% от числа производственных рабочих.

Принимаем 2 человека.

Определение числа младшего обслуживающего персонала (МОП):

Число МОП составляет 2-3% от общего числа рабочих.

Принимаем 1 человека.

Определение числа инженерно-технических работников (ИТР):

Число ИТР составляет 10-12% от общего числа рабочих и МОП.

Принимаем 2 человека.

Общее число работающих на участке:

человек.

15. Описание и принцип работы контрольного приспособления

Контроль, которому подвергается каждый узел и каждая изготовленная деталь, имеет целью проверить соответствие точности формы относительного положения и перемещения их исполнительных поверхностей установленным нормам. Чтобы получить при контроле наиболее полное представление о значении контролируемого параметра, необходимо исключить, насколько это возможно влияние погрешности параметров связанных с ними.

Радиальное биение - разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси (оси базовой поверхности или общей оси) в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси.

Расчёт погрешности контрольно-измерительного приспособления.

Условие годности КИП по точности:

где: - допустимая погрешность измерения КИП;

Т_п - допуск контролируемого параметра;

к - нормирующий коэффициент (0,2 - 0,35), принимаем к=0,35;

= 0,35•0,1 =0,035мм=35 мкм

Погрешность измерения для данного случая контроля будет иметь вид:

= ?_б+ ?_пр+?_гол + ?_мет

где: ?_б.=0 мкм - погрешность базирования;

?_пр= 4 мкм - погрешность оправки;

?_гол.=3 мкм - погрешность индикаторной головки;

В качестве индикатора принимаем - головку пружинную (микрокатор), 5 ИГП (ГОСТ 6933-72), с ценной деления 0,005 мм.

?_мет. = 2 мкм - погрешность метода измерения;

= 0+4+3+2 =9 мкм < = 35 мкм - условие выполняется.

Описание контрольно-измерительного приспособления

Приспособление состоит из плиты 1, на которой размещены оправка 2 и индикаторная стойка 3. Индикатор 6 крепится на стойке при помощи кронштейна 4 , напротив участка измерения.

Предварительно индикатор отводят в противоположное от места измерения положение. Контролируемую деталь устанавливают на оправку 2. Подводится индикатор. Деталь вращают рукой относительно своей оси минимум на один оборот, производят измерения предельных отклонений стрелки индикатора. По разности показаний определяют радиальное биение.



Рис. 5 Схема контрольно-измерительного приспособления

16. Технико-экономические показатели

Таблица № 15

№	Наименование показателей	Ед. изм.	Количество
1	Наименование детали	-	Втулка
2	Годовая программа выпуска	шт.	16000
3	Число смен работы	-	1
4	Действительный годовой фонд времени работы оборудования	час	1960
5	Действительный годовой фонд времени рабочего	час	1650
6	Масса готовой детали	кг	4,65
7	Масса заготовки	кг	7,54
8	Коэффициент использования материала заготовки	-	0,62
9	Сумма основного времени по операциям	мин.	17,51
10	Сумма штучного времени по операциям	мин.	26,13
11	Средний коэффициент загрузки оборудования	-	0,43
12	Количество станков	шт.	6
13	Количество станочников	чел.	7
14	Общее количество работающих на участке	чел.	12

17. Список используемой литературы

Курсовое проектирование: Метод. Указания для спец-тей 1201 -Спб: ПИМаш 2005.

Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для машиностроит. Спец-тей вузов. - Минск. 1983.

Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках. - М.: Изд-во НИИ труда, 1984.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1985.

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1985.

Экономическая эффективность новой техники и технологии в машиностроении/ К.М. Великанов, В.А. Березин, Э.Г. Васильева и др.: Под ред. К.М. Великанова. - Л.: Машиностроение, 1981.

Методические указания. Выбор шлифовальных кругов, режимов шлифования и нормирование. / В.Г. Юрьев - Спб: ПИМаш, 2006.

Расчет точности станочных приспособлений. / В.Г. Юрьев, Ю.М. Зубарев, А.Г. Схиртладзе, А.В. Приемышев, В.В. Звоновских, Л.А. Куцанов - Спб: ПИМаш, 2002.

Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В Вникин, Н.Г. Бойм и др.: Под общ. ред. А.А. Панов. - М.: Машиностроение, 1988.

Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов. - Л.: Машиностроение, 1985.

Режимы резания металлов. / Под ред. Ю.В. Барановского - М.: машиностроение, 1972.