Альтернативный вариант технологического процесса изготовления детали "Крышка ТМ966.Сб2120–5СБ"

30

• Введение
• В настоящее время в нашей стране сложилась такая ситуация, что развитие промышленности является самой приоритетной из всех поставленных задач. Для того, чтобы Россия заняла прочное место среди ведущих мировых держав, в ней должна существовать развитая сфера промышленного производства, которая должна основываться не только на восстановлении основанных в советский период заводов, но и на новых, более современно оборудованных, предприятиях.
• Одним из важнейших шагов на пути к экономическому процветанию является подготовка специалистов, которые имели бы не строго ограниченные рамками своей профессии знания, а могли комплексно оценить выполняемую ими работу и ее результат. Такими специалистами являются инженеры-экономисты, разбирающиеся не только во всех тонкостях экономических аспектов функционирования предприятия, но и в сущности производственного процесса, который и обуславливает это функционирование.
• Целью данного дипломного проекта является ознакомление непосредственно с процессом производства, а также оценка и сравнение его эффективности не только с экономической, но и с технологической точек зрения.
• Производство изделия, его сущность и методы оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики этой продукции, а, следовательно, на его себестоимость, от которой в прямой зависимости находятся цена изделия, спрос на него со стороны пользователей, объемы продаж, прибыль от реализации, а, следовательно, все экономические показатели, которые и определяют финансовую устойчивость предприятия, его рентабельность, долю рынка и т.д. Таким образом, то, как изготовляется продукция, оказывает влияние на весь жизненный цикл товара.
• Сегодня, когда конкурентный рынок вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым продуктам, особенно важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Это помогает также в совершенствовании технологических процессов, которые разрабатываются часто не только исходя из потребностей рынка в изготовлении новый продукции, но и принимая во внимание стремление производителей к более дешевому и быстрому способу получения уже существующей продукции, что сокращает производственный цикл, уменьшает величину связанных в производстве оборотных средств, а, следовательно, стимулирует рост инвестиций в новые проекты.
• Итак, проектирование технологического процесса является важнейшим этапом производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и способен стать определяющим при принятии решения о производстве того или иного продукта.
• 1. Разработка технологического процесса
• 1.1 Служебное назначение и техническая характеристика изделия и детали
• Деталь «Крышка ТМ966 Сб2120-5СБ» (рис. 1) является одной из сборочных единиц гидравлической установки для ЗРК «Печора-2М». Характерными особенностями детали является то, что она представляет собой буксу (переднюю крышку) гидроцилиндра. По наружной резьбе М210х3 и торцу 8 сопрягается с цилиндром 5П73-75. По внутренней поверхности через бронзовую втулку со штоком 5П73-72. На торце детали имеются резьбовые отверстия М6, для крепления крышки манжеты.
• Рис. 1. Общий вид детали ТМ966. Сб2120-5СБ
• В качестве материала для изготовления заготовки «Корпус» применяется сплав стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71. Применяется для изготовления валов, осей, зубчатых колес, фланцев и др. Это улучшаемые детали, работающие при температуре до 200?С, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.
• Таблица 1. Химический состав в % материала 30ХГСА

Si	S	Cu	Mn	CR	P	C	Ni
0,9…1,2	0,025	0,3	0,8…1,1	0,8…1,1	0,025	0,28…0,34	0,30

• Механические свойства
• Предел прочности при растяжении МПа
• Относительное удлинение после разрыва 7% (стабилизирующий отпуск 220°)
• Плотность, 7б85 кг/см3
• Твердость по Бринеллю, HB=487
• Шероховатость: для поверхностей детали высота неровностей профиля от
• Rа = 0,8 мкм до Rа=6,3 мкм.
• Степень точности: наименьший квалитет 7.

В качестве материала для изготовления заготовки «Втулка» применяется безоловянная бронза БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 1280-90.

Таблица 2. Химический состав в % материала БрАЖН 10-4-4

Fe	Si	Mn	Ni	P	Al	Cu	Pb	Zn	Sn	Примесей
3.5 - 5.5	До 0.1	до 0.3	3.5 - 5.5	до 0.01	9.5 - 11	77 - 83.5	до 0.02	до 0.3	до 0.1	всего 0.6

1.2 Постановка задачи на проектирование

Совершенствование качества продукции невозможно без чёткой работы всей производственной цепочки от маркетинговых условий до реализации продукции потребителю, от изучения дефектов, возникающих у потребителя в процессе эксплуатации, до внесения коррективов и в технологический процесс, устраняющий эти дефекты.

Изготовления детали осуществляется на основании анализа конструкции и технологичности изделия и его деталей, а также годовой программы выпуска.

С целью обеспечения повышенной надежности работы детали, организации высокопроизводительного процесса обработки её поверхностей необходимо решить следующие задачи:

1. на основе критического анализа существующего технологического процесса разработать более эффективный процесс изготовления детали;

2. предусмотреть возможность широкого использования высокопроизводительного оборудования, режущего инструмента и технологической оснастки;

3. разработать проект токарно-фрезерного с ЧПУ участка по изготовлению деталей;

4. наметить мероприятия по охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников цеха и по увеличению ресурса деталей;

5. определить технико-экономические показатели работы участка.

Проектируемый технологический процесс должен иметь более высокие показатели по сравнению с базовым процессом.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Рабочие чертежи обрабатываемых деталей ТМ966.2120-35 и ТМ966.2120-36 содержат все необходимые сведения, дают полное представление о деталях, т.е. все проекции, разрезы, сечения чётко и однозначно объясняют их конфигурацию и возможные способы получения заготовок.

Показаны размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также относительного расположения поверхностей.

При анализе чертежа ТМ966.2120-35 выявили следующее:

Основными конструкторскими базами являются: наружная цилиндрическая поверхность №3 D200 и торец №8. Поверхность №3 выполнена по 9 квалитету точности, с допуском на размер 0,115 мм, с шероховатостью 2.5 мкм.

Вспомогательными конструкторскими базами являются:

-- внутренняя цилиндрическая поверхность №14 D190. Отверстия №14 выполняется с допуском на размер 0,072 мм и шероховатостью 2,5 мкм. На последующих операциях в отверстие №14 запрессовывается бронзовая втулка - это способствует снижению износа штока;

-- канавка №4 D193, выполняется по 8 квалитету точности, с допуском на размер 0,072 и шероховатостью 2,5 мкм;

-- торец №10 выполняется с радиального биения 0,08 мм относительно базы Е (поверхность №3);

-- торец канавки №15 выполняется с допуском на размер 0,74 мм, с допуском радиального биения 0,1 мм относительно базы Ж (поверхность №14);

Вышеперечисленные основные и вспомогательные базы связаны между собой допусками:

-- допуск радиального биения поверхности №14 относительно базы Е (поверхность №3) 0,3 мм;

-- допуск радиального биения торца №8 относительно Е 0,1 мм;

-- допуск радиального биения наружной поверхности резьбы №5 относительно базы Е 0,1 мм;

-- допуск радиального биения диаметра канавки №4 относительно базы Е 0,08 мм;

Сложность изготовления детали «Корпус» обусловлена высокими требованиями к соосности под уплотнения (канавка №4) и опорно-направляющую втулку (поверхность №14) относительно посадочного места в цилиндр (поверхность №3).Из всех поверхностей детали «Корпус» наименее технологичной является канавка №4. Причин низкой технологичности несколько: высокие требования к шероховатости посадочного места уплотнения 2,5 мкм, к соосности диаметра канавки относительно базы Е 0,08 мм, выполнение размера D193 мм по 8 квалитету точности.

Перед началом разработки технологического процесса необходимо оформить технологический чертёж детали, изображающий деталь без размеров, с присвоением номера каждой поверхности подлежащей обработке.

Рис. 2. Технологический чертеж детали «Корпус»



Рис. 3. Технологический чертеж детали «Втулка»

1.4 Выбор и обоснование типа производства

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операции за одним рабочим местом или единицей оборудования:

,

где N - число различных операций, выполняемых в течении календарного времени; Pm - число рабочих, на которых выполняются данные операции.

Типы производства характеризуются следующими значениями коэффициентов закрепления операций:

Тип производства	Кз.о
Массовое	1
Серийное:
крупносерийное	Свыше 1 до 10
среднесерийное	Свыше 10 до 20
мелкосерийное	Свыше 20 до 40
Единичное	Свыше 40

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает число различных операций, закрепленных в среднем по цеху (участку) за каждым рабочим местом в течение месяца.

Для расчета коэффициента закрепления операций составим таблицу №3. В первую графу запишем все операции базового техпроцесса, во вторую нормы времени.

Определим и запишем в третью графу таблицы расчетное количество mp для каждой операции:

,

где N - годовой объем выпуска деталей, шт;

tшт - штучное время, мин.;

Fд - действительный годовой фонд времени, ч (действительный годовой фонд времени при двухсменной работе Fд = 3876 ч = 232560 мин)

з.н. - нормативный коэффициент загрузки оборудования (0,75…0,85).

m10=180*4,28/60/3876/0,75=0,010

m20=180*7,8/60/3876/0,75=0,016

m30=180*24,9/60/3876/0,75=0,026

m40=180*4,5/60/3876/0,75=0,012

m80=180*4,32/60/3876/0,75=0,013

m90=180*40,11/60/3876/0,75=0,052

m100=180*18,7/60/3876/0,75=0,019

m110=180*5,6/60/3876/0,75=0,012

m120=180*6,1/60/3876/0,75=0,014

m130=180*20/60/3876/0,75=0,028

Принятое число рабочих мест P (четвертая графа) устанавливаем, округляя значение mp (третья графа) до ближайшего большего целого числа.

Далее для каждой операции вычисляем значения фактического коэффициента нагрузки.

.

Количество операций (последняя графа), выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:

,

Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле:

Таблица 3. Расчет коэффициента закрепления операций

№	Наименование операции	Модель станка	Тшт, мин	mр	P	з.н.
10	Заготовительная	Hercules	10,1	0,010	1	0,010	54,00
20	Токарно-винторезная	1М63	15,3	0,016	1	0,016	47,50
30	Токарно-винторезная	1М63	24,9	0,026	1	0,026	29,19
40	Токарно-винторезная	1М63	11,6	0,012	1	0,012	47,65
80	Токарно-винторезная	1М63	12,3	0,013	1	0,013	51,09
90	Токарная с ЧПУ	16К30 NC 210	50,11	0,052	1	0,052	14,50
100	Токарная с ЧПУ	16К30 NC 210	18,7	0,019	1	0,019	28,86
110	Вертикально-фрезерная	6Р12	11,2	0,012	1	0,012	59,89
120	Вертикально-фрезерная	6Р12	13,4	0,014	1	0,014	39,24
130	Радиально-сверлильная	2Н55	27,5	0,028	1	0,028	26,43
	Итого	-	-	-	10,00	-	398,35

P = 10, = 398,35.

.

Коэффициент закрепления операций технологического равен 39,83, следовательно, производство корпуса будет мелкосерийным.

1.5 Выбор вида и способа получения заготовки. Технико-экономическое обоснование

1. Определение размеров заготовки из круглого проката.

Рис. 4 Деталь «Корпус»

МЦХ

Корпус

Площадь S = 228316.726 мм2

Объем V = 982603.684 мм3

Материал Сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71

Плотность Ro = 0.00785 г/мм3

Масса M = 7713.439 г

МД=7,713 кг, NT=180 шт/г, тип производства мелкосерийное.

Размеры труб-заготовок для последующей механической обработки выбираем, исходя из размеров готового изделия, в соответствии с приложением ГОСТ 23270-89. Расчетный размер округляем до ближайшего стандартного в соответствии с табл. 1 ГОСТ 23270-89.

Выбираем трубу с наружным диаметром 245 мм, с толщиной стенки 45 мм, из стали 30ХГСА:

Труба 245 ? 45 - 30ХГСА ГОСТ 23270-89

Предельные отклонения по наружному диаметру, толщине стенки и

отклонения по длине труб - по ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированые» табл. №1 и №2. Точность проката назначаем В - обычной точности, так как производство мелкосерийное.

O245±1,25% мм

45±12,5% мм

Кривизна любого участка трубы на 1 м длины не должна превышать 1,5 мм - для труб с толщиной стенки до 20 мм; 2,0 мм - для труб с толщиной стенки свыше 20 до 30 мм; 4,0 мм для труб с толщиной стенки свыше 30 мм.

Затем определяем длину заготовки. По таблице П1.3 Приложения 1 назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда длина заготовки Lз составит: Lз = Lд +2Z0=154+10=164 мм.

Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки проката на штучные заготовки и определяются по таблице П3.1.

Рис. 5 Заготовка

При разрезке на дисковых, ленточных и ножовочных механических пилах Предельные отклонения равны ±1,5 мм.

МЦХ

Заготовка

Площадь S = 262637.151 мм2

Объем V = 4636990.842 мм3

Материал Сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71

Плотность Ro = 0.00785 г/мм3

Масса M = 36400.378 г

2. Определение диапазона торговых длин проката.

В соответствии с ГОСТ 2327-89 торговая длина трубы выбирается в интервале 1,5-11,5 метров. При расчете некратности необходимо стремиться к минимальным величинам.

Для каждого значения торговой длины проката, следует определить величину некратности Lнк по формулам (1.11) и (1.12) и в дальнейших расчетах использовать ту торговую длину, для которой величина некратности будет наименьшей.

Некратность в зависимости от принятой длины проката:

Lнк = Lпр - Lто - Lзаж -n • ( Lз + Lр ),

где:

Lпр -торговая длина проката из сортамента, мм;

n - целое число заготовок, изготавливаемых из принятой торговой длины проката, шт;

Lз - длина заготовки, мм;

Lр - ширина реза, мм.

Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката:



Где Lзаж - минимальная длина опорного (зажимного) конца проката.

Lто = (0,3…0,5) • Dз=0,3*164=50 мм.

Lзаж=80 мм.

Lз=164 мм.

Lр=7 мм.

LНК1500 = 1500-50-80-8·(164+7) = 2 мм

LНК2500 = 2500-50-80-13·(164+7) = 147 мм

LНК3500 = 3500-50-80-19·(164+7) = 121 мм

LНК4500 = 4500-50-80-25·(164+7) = 95 мм

LНК5500 = 5500-50-80-31·(164+7) = 69 мм

LНК6500 = 6500-50-80-37·(164+7) = 43 мм

LНК7500 = 7500-50-80-43·(164+7) = 17 мм

LНК8500 = 8500-50-80-48·(164+7) = 162 мм

LНК9500 = 9500-50-80-54·(164+7) = 136 мм

LНК10500 = 10500-50-80-60·(164+7) = 110 мм

LНК11500 = 11500-50-80-66·(164+7) = 84 мм

Окончательно выбираем ту торговую длину, для которой потери на некратность наименьшие т.е. Lпр=1500 мм.

3. Определение общей потери металла.

Общие потери материала Побщ на деталь, изготавливаемую из проката, состоят из потерь на некратность торговой длины проката длине заготовки Пнк, торцовой обрезки Пто, потерь на зажим Пзаж опорных концов и потерь на отрезку Потр в виде стружки при разрезании:

Поб = Пнк + Пто + Пзаж + Потр,

где Lнк - величина некратности длины заготовки торговой длине проката Lпр, мм.

Потери на торцовую обрезку проката, %



где Lто - длина торцового обрезка, мм.

Потери на зажим опорного конца проката при выбранной длине зажима, %:

Потери на отрезку заготовки при выбранной по таблице П1.1.2 Приложения 1 ширине реза, %:

Поб =0,13+3,3+5,3+0,46=9,19%

КИМ= 7,713 /= 36,4 =0,21

4. Определение стоимости См материала заготовки.

Затраты на материал заготовки См определяются по массе проката, расходуемой на изготовление детали и массе возвращаемой в виде отходов стружки:

5. Определение tмаш и tшт.к.

Штучно-калькуляционное время приближенно определяется в виде:

tшт.к.= tмаш• ?к,

где tмаш - машинное время при разрезании заготовки, мин; ?к - коэффициент, равный 1,84 для условий единичного и мелкосерийного производства и 1,51 - для массового производства.

tшт.к.= tмаш• ?к,

tмаш = 0,011*Dз=0,011*245=2,695 мин.

tшт.к.= tмаш• ?к=2,695*1,84=4,96 мин.

6. Определение стоимости заготовки, стоимость ее механической обработки и стоимость детали.

Технологическая себестоимость i-ой заготовительной операции:

где Спзi - приведенные затраты на i-ой заготовительной операции, руб/час; tшт.к.i - штучно-калькуляционное время выполнения i-ой заготовительной операции, мин.

По данным базового предприятия приведенные затраты за один час работы заготовительного оборудования при правке и резке прутков составляют 25 руб/час

Сд = Сз + Смех=2,07+1533,523=1535,593 руб

1.6 Назначение и обоснование технологических баз, схем базирования и установки заготовки

Достижение конструкторских требований к детали в процессе их изготовления обеспечивается технологией обработки, в которой особая роль принадлежит установке заготовок в рабочие поверхности приспособлений. Определенное положение относительно режущих инструментов и станка придается заготовке в процессе базирования, когда образуются её геометрические связи с элементами приспособления. Чтобы эти связи не нарушились при механической обработке, заготовку закрепляют, создавая силовое замыкание связей. В процессе установки решаются две различные задачи: базирование и закрепление заготовок.

При разработке технологического процесса механической обработки детали основополагающим принципом, обеспечивающим требуемую точность изготовления, считается обеспечение принципа единства конструкторских, технологических и измерительных баз.

Особое значение вопросы базирования приобретают при обработке заготовок в условиях мелкосерийного производства с использованием настроенного на размер оборудования, для стабильности выполнения размеров при механической обработке.

Разработка схем базирования делится на два основных этапа:

1. Выбор черновых технологических баз;

2. Назначение чистовых технологических баз.

Назначение черновых технологических баз

При назначении черновых технологических баз учитываем те условия, при которых обеспечивается заданная точность при минимуме припусков на обработку. Для базирования на первой операции используется наружная поверхность стальной трубы, диаметр которой 245 мм. Эта поверхность удовлетворяет требованиям для черновых баз:

- достаточные размеры для закрепления;

- на поверхностях отсутствуют дефекты;

- используются только на первых переходах.

- наиболее ответственные поверхности при прокате.

Схема базирования представлена на рис. 4

Назначение чистовых технологических баз

Назначение чистовых технологических баз является многовариантной задачей. Оптимальный вариант можно отыскать только на основе анализа решений технологических размерных цепей. При этом должны соблюдаться принципы соответствия конструкторских и технологических баз (по мере возможности).

Рис. 6. Схемы базирования и установки на черновых операциях



Рис. 7. Схемы базирования и установки на чистовых операциях

1.7 Выбор методов обработки отдельных поверхностей с альтернативными вариантами

Оптимальный способ обработки поверхностей детали означает, что удалось отыскать технологический переход. Таким образом, это является началом поиска структуры технологической операции, а затем и всего технологического процесса.

Применим таблично-расчётный метод выбора способа обработки более точных поверхностей, основанный на определении уточнения.

Уточнение - это отношение допусков заготовки Тзаг на каждую поверхность к соответственным допускам детали Тдет, проставленным на чертеже детали:

,

такое уточнение называется общим.

1. Найдём число операций для обработки поверхности (4): . Для данной поверхности общее уточнение равно:

Необходимо обеспечить условие:

общ.расч. = 1*2*3*…*n ? общ

Методом подбора определяем количество технологических переходов на обработку данной поверхности. Получаем 3 - черновое точение, получистовое и чистовое.

1. Находим уточнение после чернового точения

Ra = 6,3

2. Находим уточнение после получистого точения

Ra = 3,2

3. Находим уточнение после чистого точения

Ra = 2,5

Общее уточнение после трёхкратной обработки:

общ.расч. = 1*2*3*…*n = 16,25 ? общ = 15,97

Условие выполнено, следовательно, другие методы обработки данной поверхности не нужны.

II. Найдём число операций для обработки поверхности (3): . Для данной поверхности общее уточнение равно:

Необходимо обеспечить условие:

общ.расч. = 1*2*3*…*n ? общ

Методом подбора определяем количество технологических переходов на обработку данной поверхности. Получаем 3 - черновое точение, получистовое и чистовое.

1. Находим уточнение после чернового точения

Ra = 6,3

2. Находим уточнение после получистого точения

Ra = 3,2

3. Находим уточнение после чистого точения

Ra = 2,5

Общее уточнение после трёхкратной обработки:

общ.расч. = 1*2*3*…*n = 10 ? общ = 10

Условие выполнено, следовательно, другие методы обработки данной поверхности не нужны.

На остальные поверхности с невысокими технологическими требованиями для выбора способов обработки воспользуемся табличным методом.

После определения методов обработки каждой поверхности детали заполним таблицу 4.

Таблица 4. Методы обработки поверхностей детали

Номер	Метод обработки	Квалитет точности	Допуск обработки, мкм	Шероховатость поверхности, мкм
1	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
2	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование Чист. Фрезерование	12 10 9	300 140 55	6,3 3,2 1,6
3	Черн. Точение П-чист. Точение Чист. Точение	12 10 9	460 185 115	6,3 3,2 2,5
4	Черн. Точение П-чист. Точение Чист. Точение	12 10 8	460 185 72	6,3 3,2 2,5
5	Черн. Точение П-чист. Точение Чист. Точение	12 10 8	460 185 72	6,3 3,2 2,5
6	Нарезание резьбы	8	72	3,2
7	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
8	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
9	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
10	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
11	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
12	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
13	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
14	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
15	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
16	Черн. Точение П-чист. Точение	14 12	1000 500	6,3 3,2
17	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование Чист. Фрезерование	12 10 9	300 140 55	6,3 3,2 1,6
18	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование Чист. Фрезерование	12 10 9	300 140 55	6,3 3,2 1,6
19	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование	12 10	300 140	6,3 3,2
20	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование	12 10	300 140	6,3 3,2
21	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование	12 10	300 140	6,3 3,2
22	Черн. Фрезерование П-чист. Фрезерование	12 10	300 140	6,3 3,2
23	Сверление	7	12	3,2
24	Зенкование	7	12	3,2
25	Нарезание резьбы	7	12	3,2

1.8 Формирование структуры вариантов технологического процесса

Для формирования структуры технологического процесса необходимо сначала наметить структуру технологических операций. Для этого компонуем одинаковые методы обработки однообразных поверхностей:

§ Ф для поверхностей 2,17,18,19, 20, 21, 22;

§ Cв для поверхностей 23, 24, 25;

§ Т для поверхностей 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,15, 16;

Выше приняты следующие обозначения: Ф - фрезерование, Св - сверление, Т - точение.

После чего, оцениваем возможность объединения методов обработки для реализации их на металлорежущем оборудовании.

Процесс механической обработки должен проходить в следующей последовательности:

1. Обработка поверхностей, образующих установочные базы для всех последующих операций.

2. Черновая обработка основных поверхностей детали.

3. Чистовая обработка основных поверхностей детали.

4. Черновая и чистовая обработка второстепенных поверхностей.

5. Термическая обработка, если она предусмотрена чертежом и техническими требованиями.

6. Выполнение второстепенных операций, связанных с термообработкой.

7. Выполнение отделочных операций основных поверхностей.

8. Выполнение доводочных операций основных поверхностей.

При формировании операций в условиях действующего завода необходимо учитывать возможности имеющегося оборудования, перспективы его модернизации, замены или пополнения новым.

Таблица 5. Исходные данные сравниваемых вариантов

Базовый вариант	Предлагаемый вариант
Содержание технологических процессов
010 Заготовительная	010 Заготовительная
Станок	Hercules	Станок	Hercules
Приспособление		Приспособление
020 Токарно-винторезная	020 Токарно-винторезная
Станок	1м63	Станок	1м63
Приспособление	3-х кулачковый патрон	Приспособление	3-х кулачковый патрон
030 Токарно-винторезная	030 Токарно-винторезная
Станок	1м63	Станок	1м63
Приспособление	3-х кулачковый патрон	Приспособление	3-х кулачковый патрон
040 Токарно-винторезная	070 Токарная с ЧПУ
Станок	1м63	Станок	Monforts RNC 700
Приспособление	3-х кулачковый патрон	Приспособление	3-х кулачковый патрон
080 Токарно-винторезная	080 Токарная с ЧПУ
Станок	1м63	Станок	Monforts RNC 700
Приспособление	3-х кулачковый патрон	Приспособление	3-х кулачковый патрон
090 Токарная с ЧПУ
Станок	16К30 NC 210
Приспособление	3-х кулачковый патрон
100 Токарная с ЧПУ
Станок	16К30 NC 210
Приспособление	3-х кулачковый патрон
110 Вертикально-фрезерная
Станок	6Р12
Приспособление	УДГ
120 Вертикально-фрезерная
Станок	6Р12
Приспособление	УДГ
130 Радиально-сверлильная
Станок	2Н55
Приспособление	Тиски с призм. губками
Штучное время
оп. 10	10,1	оп. 10	10,1
оп. 20	15,3	оп. 20	15,3
оп. 30	24,9	оп. 30	24,9
оп. 40	11,6	оп. 70	40,1
оп. 80	12,3	оп. 80	38,22
оп. 90	50,1
оп. 100	18,7
оп. 110	11,2
оп. 120	13,4
оп. 130	27,5
Итого: (мин)	195,1	Итого: (мин)	128,6

Построение операций с разработкой схем обработки

010 Заготовительная

1. Резать трубу на заготовки по типовому техпроцессу цеха №1

020 Токарно-винторезная

1. Точить поверхность 1

2. Точить поверхность 9

3. Расточить поверхность 16

4. Притупить острые кромки

030 Токарно-винторезная

1. Точить поверхность 10

2. Точить поверхность 9

3. Притупить острые кромки

040 Слесарная

1. Вырезать бирку из листа в размер 50х30 мм

2. Маркировать черт. номер детали на бирке

3. Прикрепить бирку к детали

050 Контрольная

1. Проверить марку материала

2. Проверить деталь на отсутствие мех. повреждений и коррозии

3. Проверить шероховатость

4. Проверить размеры

060 Термическая

1. Произвести термообработку

070 Токарная с ЧПУ

1. Точить поверхности 1, 3, 5, 7, 8 (черн.)

2. Точить поверхности 1, 3, 5, 7, 8 (чист.)

3. Нарезать резьбу 6

4. Точить канавку 4

5. Точить поверхность 16 (черн.)

6. Точить поверхность 16 (чист.)

7. Фрезеровать поверхность 2

8. Фрезеровать поверхность 17

9. Фрезеровать поверхность 18

10. Снять заусенцы по контуру

080 Токарная с ЧПУ

1. Точить поверхности 9, 10

2. Точить поверхности 11, 12, 13, 14 (черн.)

3. Точить поверхности 11, 12, 13, 14, 15 (чист.)

4. Сверлить 12 отв. - 23

5. Цековать 12 отв. - 24

6. Нарезать резьбу в 12 отв. - 25

7. Фрезеровать поверхность 19

8. Фрезеровать поверхность 20

9. Фрезеровать поверхность 21

10. Фрезеровать поверхность 22

11. Снять заусенцы по контуру

090 Контрольная

1. Произвести магнитный контроль

100 Слесарная

1. Зачистить дефектные места после магнитного контроля

110 Контрольная

1. Проверить деталь на отсутствие мех. повреждений и коррозии

2. Проверить шероховатость

3. Проверить размеры

4. Клеймить деталь на бирке

120 Прессовая

1. Получить втулку ТМ966.2120-36

2. Запрессовать втулку до упора

130 Радиально-сверлильная

1. Сверлить отверстие 26

2. Зенкеровать отверстие 26

3. Развернуть отверстие 26

4. Сверлить отверстие 27

5. Зенкеровать отверстие 27

6. Развернуть отверстие 27

140 Промывочная

150 Штифтование

1. Получить штифты ТМ966.2120-37 - 2шт.

2. Запрессовать штифты

160 Токарная с ЧПУ

1. Точить поверхности 11, 12, 16 (черн.)

2. Точить поверхности 11, 12, 16 (чист.)

3. Точить канавки 28, 29

170 Промывочная

180 Контрольная

190 Покрытие

200 Промасливание

210 Контрольная

1.9 Выбор оборудования и средств технологического оснащения (приспособлений, инструмента, контрольно-измерительных средств)

Для выполнения токарных операций с ЧПУ применяем станок Monforts RNC 700. Станки модельного ряда RNC фирмы Monforts высокопроизводительные токарные станки с ЧПУ.

Наличие бесступенчатых приводов и современной техники управления позволяет экономично обрабатывать единичные детали и мелкие серии. Возможность задания элементов контура открывает новые дополнительные возможности токарной обработки:

1. Визуализация значения подачи и числа оборотов

2. Обработка фасок и радиусов без фасонных инструментов

3. Обработка сферических поверхностей без специальных приспособлений.

4. Обработка конических поверхностей без смещения верхнего суппорта

5. Точение резьбы с любым шагом в многопроходном цикле

6. Циклы черновой обработки

7. Циклы обработки канавок и сверления

8. Компенсация радиуса инструмента

9. Графическое представление контура детали

10. Запоминание с последующей отработкой отдельных перемещений и циклов

11. Графическое представление перемещений, сделанных в процессе «обучения»

Станок имеет высокую жесткость конструкции, что необходимо при выполнении черновых операций.

Рис. 8. Токарный станок с ЧПУ Monforts RNC 700

Таблица 6. Технические данные станка Monforts RNC 700

Рабочая зона
Макс. диаметр обработки над станиной	720 мм
Макс. диаметр обработки над суппортом	550 мм
Макс. длина обрабатываемой детали	1500 мм
Ход револьверной головки по оси X	430 мм
Ход револьверной головки по оси Z	1600 мм
Шпиндельная бабка
Диаметр шпинделя в переднем подшипнике	150 мм
Посадочное место под патрон по DIN 55026	A11
Диаметр отверстия в шпинделе	85 мм
Главный привод
Главный привод переменного тока (100 %/40 % ED) с прямой передачей:	37/46 кВт
Частота вращения	6-4000 мин-1
Макс. крутящий момент	2121/2636 Н*м
Приводы подачи
Скорость холостого хода оси X	12 м/мин
Скорость холостого хода оси Z	12 м/мин
Усилие подачи оси X	13,6 кН
Усилие подачи оси Z	13,6 кН
Охлаждение
Емкость бака	420 л
Насос	40 л/мин, 3 бар

Для закрепления обрабатываемой детали, используется гидравлический трехкулачковые патрон.

Выбор режущего инструмента определяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точности обработки и качество обрабатываемой поверхности. Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для производства труда и снижение себестоимости обработки. В серийном типе производства в основном применяется стандартный режущий инструмент и реже специальный.

Таблица 7. Выбор оборудования и режущего инструмента

№	Наименование операции	Оборудование	Режущий инструмент
010	Заготовительная	Пилоотрезной станок «HERCULES».	Ленточная пила
020	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 1М63	Расточной резец 616/1715/ Т15К6 Подрезной резец 2102/0055/Т15К6
030	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 1М63	Подрезной резец 2102/0055/Т15К6
040	Слесарная	Верстак слесарный Н2.007	Пневмошлифмашинка ГОСТ 12633 - 90, шлиф. ГЦ25х32х6 головка ГОСТ2447 - 82, напильник ГОСТ 1465 - 80
050	Контрольная	Стол контролера
060	Термическая	Печь
070	Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ MONFORTS - RNC 700 Пульт: Sinumerik 840D	Весь инструмент фирмы KennaMetall 1. Резец расточной черновой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: CNMG 120412 MN KC9125 2. Резец подрезной чистовой Чертежный номер державки: MVJNL3225P16 Тип пластины: VNMG 160404 MN KC9110 3. Резец подрезной черновой Чертежный номер державки: PDJNL 32325 P15 Тип пластины: DNMG 150612 MN KC9125 4. Резец резьбовой Чертежный номер державки: A2532LSER 16 Тип пластины (SANDVIK): ICTR 3300F 5. Резец канавочный Чертежный номер державки: A4SML2525M0520 Тип пластины: A4G0500M05P04GMP 6. Резец расточной чистовой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: DNMG 150612 MN KC9125 7. Фреза концевая Чертежный номер державки: FBAV2500ADL45 Диаметр фрезы: 25мм
080	Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ MONFORTS - RNC 700 Пульт: Sinumerik 840D	Весь инструмент фирмы KennaMetall 1. Резец расточной черновой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: CNMG 120412 MN KC91253. 2. Резец подрезной черновой Чертежный номер державки: PDJNL 32325 P15 Тип пластины: DNMG 150612 MN KC9125 3. Резец расточной чистовой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: DNMG 150612 MN KC9125
090	Контрольная	Установка УМДЭ-1000
100	Слесарная	Верстак слесарный Н2.007	Пневмошлифмашинка ГОСТ 12633 - 90, шлиф. ГЦ25х32х6 головка ГОСТ2447 - 82, напильник ГОСТ 1465 - 80
110	Контрольная	Стол контролера
120	Прессовая	Верстак слесарный Н2.007	Молоток ГОСТ 2310-77
130	Радиально-сверлильная	2Н55	Сверло 2301-3001 Ф5 ГОСТ 10903-77 Зенкер2320-2531 Ф5,8 ГОСТ 21543-76 Развертка 2363-1127 Ф6 ГОСТ 16086-70
140	Промывочная	По инструкции 26-02-82
150	Штифтование	Верстак слесарный Н2.007	Молоток ГОСТ 2310-77
160	Токарная с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ MONFORTS - RNC 700 Пульт: Sinumerik 840D	1. Резец расточной черновой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: CNMG 120412 MN KC9125 2. Резец расточной чистовой Чертежный номер державки: D40MTTB530 Тип пластины: DNMG 150612 MN KC9125 3. Резец канавочный Чертежный номер державки: A4OTA4EMLO416M Тип пластины: A4GD4D5MO4UO4GMN KC 9110
170	Промывочная	По инструкции 26-02-82
180	Контрольная	Стол контролера
190	Покрытие	По технологии цеха №10
200	Промасливание	По технологии цеха №10
210	Контрольная	Стол контролера

1.10 Выбор и расчет припусков и операционных размеров

Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходится повышать точность заготовки, что также увеличивает стоимость изготовления детали.

Для определения припуска на обработку и предотвращения перерасхода материала применяют аналитический метод для каждого конкретного случая с учётом всех требований выполнения заготовок и промежуточных операций.

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

^{Произведем определение припусков аналитическим методом на пов.26, при этом, учитывая многоинструментальную наладку на каждой из операций в маршруте.}

Порядок расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

1. Пользуясь рабочим чертежом детали и картой технологического процесса механической обработки, записываем в расчетную карту обрабатываемые поверхности заготовки и технологические переходы обработки в порядке последовательности их выполнения.

2. Записываем значения Rz, h, ?, ? и ?.

3. Определяем минимальные припуски на обработку по всем технологическим переходам.

2zi min = 2*(Rz+h)

4. Запишем для конечного перехода в графу «Расчетный размер» наибольший предельный размер детали по чертежу.

5. Для перехода, предшествующего конечному, определим расчетный размер вычитанием из наибольшего предельного размера по чертежу расчетного припуска

Zmin.dр.чист. = dр.тонк - Zmin тонк

6. Последовательно определим расчетные размеры для каждого предшествующего перехода вычитанием из расчетного размера расчетного припуска Zmin следующего за ним смежного перехода.

7. Запишем наибольшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

8. Определим наименьшие предельные размеры путем вычитания допуска из округленного наибольшего предельного размера.

9. Запишем предельные значения припусков Zmax, как разность наименьших предельных размеров и Zmin, как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов.

Zmax = dmin тонк - dmin чист

Zmin = dmax тонк - dmax чист

10. Общие припуски

ZOmax = Сумма промежуточных припусков

ZOmin = Сумма промежуточных припусков

11. Проверка

^{Таблица №8. Расчет припусков и предельных размеров}

Технологические переходы обработки поверхности №3 D200	Элементы припуска	Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск, ?	Пред. размеры мм	Пред. значения припусков мм
	Rz	h	?	?				dmin	dmax	2zmin	2zmax
Прокат	150	250	-	-	-	198,85	-	-	-	-	-
Черновое точение	40	50	-	-	800	199,65	400	198,82	199,22	-	-
Получистовое точение	20	40	-	-	180	199,83	250	199,47	199,72	0,5	0,65
Чистовое точение	10	30	-	-	120	199,95	115	199,835	199,95	0,23	0,365

Проверка:

0,400-0,115=(0,5+0,365)-(0,5+0,23)

0,285=1,015-0,73

0,285=0,285

1.11 Выбор и расчёт режимов резания

Рассчитанные или выбранные режимы резания при выполнении технологической операции должны обеспечивать требуемую точность обработки при максимальной производительности труда и минимальной себестоимости.

При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определённого порядка, т. е. при назначении и расчёте режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Следует помнить, что элементы режимов обработки находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами.

При расчёте режимов резания сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания назначают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности, шероховатости обрабатываемой поверхности и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную с учётом погрешности обработки жёсткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности по нормативным таблицам. Величину подачи согласовывают с паспортными данными станка. От правильно выбранной подачи во многом зависят точность и качество обработки, и производительность труда. Для черновых технологических операций назначают максимально допустимую подачу.

Операция 070 Токарная с ЧПУ

Переход 1 Черновое точение пов-ей 1, 3, 5, 7, 8

Токарный подрезной резец
Пластина	DNMG 150612 MN KC9125
Державка	PDJNL 32325 P15
Инструментальный блок	B5 11/6032/25

tmax=3 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,3 мм/об

D=200 мм об/мин

Тм = 18,2 мин.

Переход 2 Чистовое точение пов-ей 1, 3, 5, 7, 8

Токарный подрезной резец
Пластина	VNMG 160404 MN KC9110
Державка	MVJNL3225P16
Инструментальный блок	B5 11/6032/25

tmax=0,5 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,3 мм/об

D1=200 мм; об/мин.

Тм =3,75 мин.

Переход 3 Нарезание резьбы 6

Токарный резьбовой резец
Пластина	ICTR 3300F (Sandvik)
Державка	A2532LSER 16
Инструментальный блок	B5 11/6032/25

tmax=0,25 мм

Vc =95 м/мин

fn=3 мм/об.

D=210 мм; об/мин

Тм = 1,8 мин

Переход 4 Точение канавки 4

Токарный канавочный резец
Пластина	A4G0500M05P04GMP
Державка	A4SML2525M0520
Инструментальный блок	B5 11/6032/25

tmax=5 мм

Vc =65 м/мин

fn=0,05 мм/об.

D1=203 мм; об/мин.

Тм =4,7 мин.

Переход 5 Черновое точение поверхности 16

Токарный расточной резец
Пластина	CNMG 120412 MN KC9125
Державка	D40MTTB530
Инструментальный блок	EWS-Sonder

tmax=2 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,3 мм/об.

D1=178 мм; об/мин.

Тм = 2,9 мин.

Переход 6 Чистовое точение поверхности 16

Токарный расточной резец
Пластина	DNMG 150612 MN KC9125
Державка	D40MTTB530
Инструментальный блок	EWS-Sonder

tmax=0,5 мм

Vc =170 м/мин

fn=0,2 мм/об.

D1=180мм; об/мин.

Тм = 1,83 мин.

Переходы 7, 8, 9 Фрезерование поверхностей 2, 17, 18

Фреза
Инструмент	F8AV2500ADL45 KC637M
Инструментальный блок	80.6040 5482

Частота вращения шпинделя: ,

где Vc - скорость резания, Vc =87 м/мин;

D - диаметр фрезы, D=25 мм.

об/мин.

Подача: ,

где fz - подача на зуб фрезы, fz=0,03;

z - число зубьев фрезы, z=8.

мм/мин.

Тм =6,09 мин.

Переход 10 Снятие заусенцев по контуру

Металлическая щетка
Инструмент	OSBORN PRO
Инструментальный блок	80.6040 5482

fn=0,5 мм/об

n=1500 об/мин

Тм =1,5 мин

Операция 080 Токарная с ЧПУ

Переход 1 Точение поверхностей 9, 10

Токарный подрезной резец
Пластина	DNMG 150612 MN KC9125
Державка	PDJNL 32325 P15
Инструментальный блок	B5 11/6032/25

tmax=0,5 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,2 мм/об

D1=230 мм; об/мин.

Тм =1,05 мин.

Переход 2 Черновое точение пов-ей 11, 12, 13, 14, 15

Токарный расточной резец
Пластина	CNMG 120412 MN KC9125
Державка	D40MTTB530
Инструментальный блок	EWS-Sonder

tmax=2 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,3 мм/об.

D1=190 мм; об/мин.

Тм = 4,05 мин.

Переход 3 Чистовое точение пов-ей 11, 12, 13, 14, 15

Токарный расточной резец
Пластина	DNMG 150612 MN KC9125
Державка	D40MTTB530
Инструментальный блок	EWS-Sonder

tmax=0,5 мм

Vc =160 м/мин

fn=0,15 мм/об

D1=190 мм; об/мин.

Тм = 2,2 мин.

Переход 4 Сверление 12 отв. - 23

Сверло
Инструмент	SD-203A-14.07-37-14R1-M
Инструментальный блок	80.6040 5485

tmax=5 мм

Vc =28 м/мин

fn=0,3 мм/об

D1=5 мм; об/мин.

Тм = 6,6 мин

Переход 5 Цекование 12 отв. - 24

Цековка
Инструмент	SD200-C45-8R1
Инструментальный блок	80.6040 5485

tmax=1 мм

Vc =25 м/мин

fn=0,3 мм/об

D1=6 мм; об/мин.

Тм = 3,6 мин

Переход 6 Нарезание резьбы 12 отв. - 25

Метчик
Инструмент	OO315-8.000 M6
Инструментальный блок	80.6040 5485

tmax=0,5 мм

Vc =5 м/мин

fn=1 мм/об

D1=6 мм; об/мин.

Тм = 5,4 мин

Переходы 7, 8, 9, 10 Фрезерование поверхностей 19, 20, 21, 22

Фреза
Инструмент	F8AV1600ADL45 KC637M
Инструментальный блок	80.6040 5482

Частота вращения шпинделя: ,

где Vc - скорость резания, Vc =60 м/мин;

D - диаметр фрезы, D=15 мм.

об/мин.

Подача: ,

где fz - подача на зуб фрезы, fz=0,03;

z - число зубьев фрезы, z=8.

мм/мин.

Тм =13,6 мин.

Переход 11 Снятие заусенцев по контуру

Металлическая щетка
Инструмент	OSBORN PRO
Инструментальный блок	80.6040 5482

fn = 0,75 мм/об

n = 1200 об/мин

t =1 мм

Тм =1,7 мин

1.12 Расчёт норм времени

При нормировании в мелкосерийном производстве штучно-калькуляционное время определяется по формуле

Т шт-к = Т шт + Т п-з / n,

где штучное время Т шт находим из выражения

Т шт = Т о+ Т в+ Т об+ Т от

где Т п-з - подготовительно-заключительное время; n - число заготовок в операционной партии; Т в - вспомогательное время, Т об - время обслуживания рабочего места в % от оперативного Т о; Т от - время на отдых и личные надобности.

Операция 070 Токарная с ЧПУ

Общее время операции

Топ = 40,1 мин

Вспомогательное время

Т в= 8,02 мин

Время обслуживания рабочего места в % от оперативного То

Т об = Т о 14%/100% = 5,614 мин

Время на отдых и личные надобности

Т об = Т о 10%/100% = 4,01мин

Т шт = 40,1+8,02+5,614+4,01 =57,75 мин

Определяем состав подготовительно-заключительного времени:

· Получение задания у мастера - 5 мин.

Штучно-калькуляционное время на операцию будет равно:

Т шт-к = 57,75 + 5/100 = 57,8 мин.

Операция 080 Токарная с ЧПУ

Общее время операции

Топ = 38,2 мин

Вспомогательное время

Т в= 7,64 мин

Время обслуживания рабочего места в % от оперативного То

Т об = Т о 14%/100% = 5,35 мин

Время на отдых и личные надобности

Т об = Т о 10%/100% = 3,82мин

Т шт = 38,2+7,64+5,35+3,82 =55 мин

Определяем состав подготовительно-заключительного времени:

· Получение задания у мастера - 5 мин.

Штучно-калькуляционное время на операцию будет равно:

Т шт-к = 55 + 5/100 = 55,058 мин.

1.13 Технико-экономический анализ вариантов технологических операций по себестоимости

Таблица 9. Содержание базового технологического процесса

№	Наименование операции	Оборудование	Нормы времени, мин.	Разряд рабочего	Часовая тариф. ставка, руб.	Расценка, руб.
			Тмаш	Твсп	Тшт
020	Токарно-винторезная	1М63	12,2	3,1	15,3	3	45	11,5
030	Токарно-винторезная	1М63	19,9	5,0	24,9	3	45	18,7
040	Токарно-винторезная	1М63	9,3	2,3	11,6	3	45	8,7
080	Токарно-винторезная	1М63	9,8	2,5	12,3	3	45	9,2
090	Токарная ЧПУ	16К30 NC 210	40,1	10,0	50,1	4	66,81	55,8
100	Токарная ЧПУ	16К30 NC 210	15,0	3,7	18,7	4	66,81	20,8
110	Вертикально-фрезерная	6Р12	9,0	2,2	11,2	4	51	9,5
120	Вертикально-фрезерная	6Р12	10,7	2,7	13,4	4	51	11,4
130	Радиально-сверлильная	2Н55	22,0	5,5	27,5	4	51	23,4
	И Т О Г О		148	37	185			169

Таблица 10. Содержание предлагаемого технологического процесса

№	Наименование операции	Оборудование	Нормы времени, мин.	Разряд рабочего	Часовая тариф. ставка, руб.	Расценка, руб.
			Тмаш	Твсп	Тшт
20	Токарно-винторезная	1М63	15,3	3,06	18,3	3	45	13,77
30	Токарно-винторезная	1М63	24,9	4,98	29,8	3	45	22,41
70	Токарная ЧПУ	Monforts RNC 700	40,1	8,02	48,1	4	65	52,13
80	Токарная ЧПУ	Monforts RNC 700	38,2	7,64	45,8	4	65	49,66
	И Т О Г О		118	23,7	94,8			137,97

1. Определение стоимости затрат на материал одной детали:

Зм = (Gз • Цз) - (Gотх • Цотх), руб

где Gз - масса заготовки, Gз=36,4 кг;

Gотх - масса отходов, кг Gотх=28,7;

Цз= 44,1 руб/кг - цена 1 кг заготовки;

Цотх=2,5 руб. - цена1 кг отходов;

Зм= (36,4*44,1 ) - (28,7*2,5) =1605,24-71,75=1533 руб.

2. Определим заработную плату, приходящуюся в расчете на одну деталь. В данном случае она складывается из трех составляющих:

Зо -основной фонд заработной платы,

Зд -добавочный фонд заработной платы,

Зсоц. отчисления в фонд социального страхования.

Зпр= Зо + Зд + Зсоц.,

Основной фонд заработной платы при базовом технологическом процессе [табл.9]:

З0б = 169 руб.

Основной фонд заработной платы при предлагаемом технологическом процессе [табл.10]:

З0п = 137,97 руб.

Добавочный фонд заработной платы рассчитывается по формуле:

где, =15% величин добавочной заработной платы.

Откуда:

Определим величину отчислении в социальный фонд, их величина составляет 26 %:

Таким образом, заработная плата основных рабочих, приходящаяся на одну деталь, равна:

Зпр.б = 169 + 25,4 + 50,5 = 244,9 руб.

Зпр.п = 137,97 + 20,7 + 41,25 = 199,92 руб.

3. Амортизационные отчисления на оборудование и дорогостоящую оснастку с длительным сроком службы

где Кпервi - первоначальная стоимость оборудования (оснастки) на i-той операции, руб;

Наi - годовая норма амортизационных отчислений на оборудование (оснастку) на i-той операции, %;

tOC - основное (машинное) время на i-той операции, мин;

FД - действительный (эффективный) фонд времени работы оборудования (оснастки), ч.

Таблица 11. Амортизационные отчисления на оборудование для базового ТП

№	Стоимость станка, руб	Тмаш, мин	Нai, %	FД, час	Аотч, руб
20	250000	12,2	5	4015	0,63
30	250000	19,9			0,13
40	250000	9,3			0,48
80	250000	9,8			0,51
90	300000	40,1			1,55
100	300000	15			0,77
110	270000	9			0,50
120	270000	10,7			0,60
130	200000	22			0,49

АотчБАЗ = 0,63+0,13+0,48+0,51+1,55+0,77+0,5+0,6+0,49=5,66 руб.

Таблица 12. Амортизационные отчисления на оборудование для предлагаемого ТП

№	Стоимость станка, руб	Тмаш, мин	Нai, %	FД, час	Аотч, руб
20	250000	15,3	5	4015	0,79
30	250000	24,9			1,29
70	1500000	40,1			12,48
80	1500000	38,2			11,89

АотчПРЕД =0,79+1,29+12,48+11,89 =26,46 руб.

4. Затраты на инструмент.

Расчет зависит от типа инструмента (режущий, мерительный, вспомогательный и т.п.). Для режущего инструмента:

где ЦИНij - цена j-ого вида i-той операции, руб/шт.;

tMij - основное время работы j-ого инструмента на i-той операции, мин;

tстij - период стойкости j-ого инструмента, мин;

nПj - число переточек j-ого инструмента до полного износа.

Таблица 13. Затраты на инструмент в базовом ТП

№	Стоимость инструмента, руб.	Время работы инструмента, мин	Период стойкости, мин	Число переточек	Затраты на инструмент, руб.
20	200	12,2	40	3	15,25
30	200	2,5	40	3	3,13
	100	2,1	40	3	1,31
	250	15,3	40	3	23,91
40	200	9,3	40	3	11,63
80	200	9,8	40	3	12,25
90	500	24,86	40	4	62,15
	600	6,54	40	4	19,62
	500	8,7	40	4	21,75
100	500	2,7	35	4	7,71
	850	12,3	35	4	59,74
110	150	9	35	2	12,86
120	150	10,7	35	2	15,29
130	100	11,8	45	2	8,74
	100	3,3	45	2	2,44
	150	6,9	45	2	7,67
ИТОГО	285,44

Таблица 14. Затраты на инструмент в предлагаемом ТП

№	Стоимость инструмента, руб.	Время работы инструмента, мин	Период стойкости, мин	Число переточек	Затраты на инструмент, руб.
20	200	7,4	80	3	4,63
	200	4,8	80	3	3,00
30	200	19,9	80	3	12,44
70	1200	9,2	80	4	27,60
	1200	2,2	80	4	6,60
	1200	5,1	80	4	15,30
	1200	8,2	80	4	24,60
	2000	2,7	80	4	13,50
	2000	1,5	80	4	7,50
	1500	3,1	80	4	11,63
80	1200	1,5	80	4	4,50
	2000	3,3	80	4	16,50
	2000	1,8	80	4	9,00
	1000	6,1	80	4	15,25
	300	2,4	80	4	1,80
	550	3	80	4	4,13
	1500	12,4	80	4	46,50
ИТОГО	224,46

5. Затраты на технологическую электроэнергию

6. Затраты на обслуживание и ремонт оборудования



7. Прочие общезаводские расходы

СТБАЗ = 1533+244,9+5,66+285,44+19,83+82,2+594,88=2765,91 руб.

СТПРЕД = 1533+199,92+26,46+224,46+12,67+51,22+404,45=2452,18 руб.

Из выполненного расчета экономических параметров видно, что предлагаемый технологический процесс является экономически более эффективным.

2. Разработка и конструирование средств технологического оснащения

2.1 Описание приспособления

Деталь на токарных ЧПУ операциях наружной цилиндрической поверхностью устанавливается и зажимается в трехкулачковый патрон фирмы SMW-AUTOBLOCK.

Рис. 9 Патрон фирмы SMW-Autoblock

2.2 Определение сил резания

Силу резания Р принято раскладывать на составляющие направленные по осям координат станка Pz, Py, Px. При наружном продольном и поперечном точении, растачивание и отрезании эти составляющие вычисляются по следующей формуле

Px, y, z = 10*Cp*tx *sy *?n *Kp

где t, s, ? - глубина резания в мм, подача мм/об, скорость резания м/мин.

Постоянную Cp и показатели степени x, y и n выписываем из таблицы №22 книги «Справочник технолога - машиностроителя» том 2.

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведения ряда коэффициентов

Кр = Кмр К?р К?р К?р Кrр

Значения этих коэффициентов находим так же в «Справочнике технолога - машиностроителя».

В нашем случае значение нужных нам величин равны:

t = 2 мм

s = 0,3 об/мин

? = 160 м/мин

Кр = Кмр К?р К?р К?р Кrр = 0,85*0,94*1,1*0,93=0,81

Для силы Pz:

Сp = 300

x = 1

y = 0.75

n = -0.15

Для силы Px:

Сp = 339

x = 1

y = 0.5

n = -0.15

Находим численное значение составляющих сил резания:

P z = 10*Cp*tx *sy *?n *Kp

P z = 10* 300*21*0,30,75*160(-0,15)*0.81= 920.15 Н.

P x = 10*Cp*tx *sy *?n *Kp

P x = 10*339*21*0,30,5*160(-0,15)*0.81 = 1404.94 Н.

2.3 Силовой расчет приспособления

Определение силы зажима в патроне(1 способ)

Составляем схему взаимодействия сил резания и сил зажима на деталь установленную в патроне.

Рис. 10 Схема для расчета сил зажима заготовки

Рассмотрим действие двух сил Px и Pz на обрабатываемую деталь, зажатую в трехкулачковом патроне станка; сила резания Pz создает момент

Мрез = Pz * r1

который стремится повернуть обрабатываемую деталь вокруг ее оси, а сила Px - переместить деталь вдоль её оси.

Суммарная сила зажима обрабатываемой детали тремя кулачками патрона

Wсум *f*r = K*Mрез =К*Pz*r1,

откуда

Wсум = К*Мрез/(f*r) = K*Pz*r1/(f*r),

где:

К=1.4-2.6 - коэффициент запаса

Мрез - момент от силы резания Pz

f - коэффициент трения между поверхностями детали и кулачков

r - радиус обрабатываемой части детали

r1 - радиус обработанной части детали

Тогда сила зажима деталей одним кулачком патрона

W = Wсум/z

где z - число кулачков патрона, z=3.

Находим численное значение силы зажима:

Wсум = K*Pz*r1/(f*r)

Wсум = 2*920,15*226/(0.06*230)= 30133

Величину Wсум проверяют на возможность продольного сдвига обрабатываемой детали силой Рх по формуле: