Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный индустриальный университет (ГОУ МГИУ)

Филиал ГОУ МГИУ в г. Сергиевом Посаде М.О. (СПФ ГОУ МГИУ)

Кафедра «Технической физики и прикладной механики»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Основы отраслевых технологий»

на тему «Технологический процесс механической обработки шпильки с годовой программой 800 штук»

Выполнил:

Студент_Горохова Надежда Владимировна

Группа 876 2курс 4 семестр 8

Проверил:

Преподаватель Лиховидова Елени Николаевна .

Оценка работы

Дата сдано: «______»_______________2010 г.

Дата проверено: «______»_______________2010 г.

Сергиев Посад

2010

Задание

I. На курсовой проект по дисциплине «Основы отраслевых технологий» выдано студенту ___Гороховой Н.В. группы 8762

Тема курсового проекта: «Технологический процесс механической обработки шпильки с годовой программой 800 штук»

II. Структура пояснительной записки.

Титульный лист

Задание

Содержание

Введение

1. Технологическая часть.

1.1 Обоснование технических требований, предъявляемых к детали.

1.2 Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали.

1.3 Выбор типа и организационной формы производства.

1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок.

1.5 Обоснование и выбор технологических баз.

1.6 Обоснование и выбор последовательности операций обработки детали.

1.6.1 Анализ действующего процесса.

1.6.2 Обоснование и выбор последовательности операций проектируемого процесса.

1.7 Обоснование и выбор оборудования, инструмента, приспособления, средств контроля и автоматизации.

1.8 Разработка карты технологического маршрута обработки детали. Расчет технологической себестоимости на одну из операций.

1.9 Расчет межоперационных припусков и предельных размеров заготовки. Заполнение карты расчета припусков.

1.10 Расчет режимов резания, нормирование.

2. Конструкторская часть.

2.1 Описание установочно-зажимного приспособления.

2.2 Описание средств контроля.

3. Технико-экономическая часть.

3.1 Исходные данные.

3.2 Расчет технико-экономической эффективности процесса.

3.3 Выходные данные технико-экономической эффективности технологического процесса.

III. Структура графической части.

1. Чертеж детали (1 лист формата А3 или А4).

2. Схема наладок технологических операций (2-3 листа формата А4).

IV. Сроки: выдача задания: 25.02.2010г. окончание 25.05.2010 г.

Работа принята к исполнению студентом

(подпись)

Преподаватель ___________________ Е.Н. Лиховидова

(подпись)

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Обоснование технических требований, предъявляемых к детали

1.2 Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали

1.3 Выбор типа и организационной формы производства

1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок

1.5 Обоснование и выбор технологических баз

1.6 Обоснование и выбор последовательности операций обработки детали

1.6.1 Анализ действующего процесса

1.6.2 Обоснование и выбор последовательности операций проектируемого процесса

1.7 Обоснование и выбор оборудования, инструмента, приспособления, средств контроля и автоматизации

1.8 Разработка карты технологического маршрута обработки детали. Расчет технологической себестоимости на одну из операций

1.9 Расчет режимов резания, нормирование

2. Конструкторская часть

2.1 Описание установочно-зажимного приспособления

2.2 Описание средств контроля

3. Технико-экономическая часть

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет технико-экономической эффективности процесса

3.3 Выходные данные технико-экономической эффективности технологического процесса

4. Структура графической части

4.1 Чертеж детали (1 лист формата А 4 )

4.2 Схема наладок технологических операций ( листа формата А4)

Заключение

Приложение

Список литературы

Введение

Технология машиностроения - наука, занимающаяся исследованием закономерностей технологических процессов изготовления машиностроительных изделий, с целью использования результатов изучения для обеспечения требуемого качества и количества изделий с наивысшими технологическими качествами. Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом - установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса.

Под технологией машиностроения обычно понимают научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки заготовок и сборки машин и затрагивающие вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном механической обработкой.

В данном курсовом проекте рассмотрим технологический процесс изготовления шпильки из стали 45 ГОСТ 1050-88, сравним процесса изготовления детали из прутка горячекатаного и калиброванного, определим наиболее экономичный метод обработки детали на токарном станке или на станке с ЧПУ, рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали.

Знания основ техники и технологий отраслевых производств особенно важны при решении многих практических задач, возникающих в условиях рыночной экономики. Поэтому тема курсового проекта актуальна.

Целью работы является разработка технологического процесса механической обработки шпильки с годовой программой 800 штук и оценка технико-экономической эффективности процесса для нахождения оптимального способа получения детали «шпилька» с наименьшими затратами для предприятия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать технические требования, предъявляемые к детали и проанализировать технологичность конструкции обрабатываемой детали.

2. Выбрать тип и организационную форму производства.

3. Обосновать выбор способа получения заготовок, выбор технологических баз, а также последовательность операций проектируемого процесса.

4. Выбрать оборудование, инструменты, приспособления, средства контроля.

5. Разработать карты технологического маршрута обработки детали, рассчитать технологическую себестоимость изделия.

6. Рассчитать режимы резания, нормирование.

7. Провести расчет технико-экономической эффективности технологического процесса.

8. Разработать сводную операционную карту технологического процесса.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Обоснование технических требований, предъявляемых к детали

В техническом смысле шпилька -- крепёжная деталь машин и механизмов, выполненная в виде цилиндрического стержня, на концах которого имеется резьба. Конструкция и размеры шпилек стандартизированы. Шпилька резьбовая используется для стягивания и фиксации на заданном расстоянии элементов металлических конструкций с метрической резьбой. Также шпилька резьбовая может использоваться для крепления подвесных конструкций (коробов для кабеля, каркасов подвесных потолков). Изготавливается с номинальным диаметром резьбы от 2 до 48 мм с различным сочетанием крупных и мелких шагов.

Шпилька изготовлена из углеродистой стали 45 ГОСТ 1050-88. Данная сталь применяется для изготовления деталей повышенной прочности, подвергаемых термообработке, и обладает характерными для нее химическими (табл. 1) и механическими (табл. 2) свойствами.

Химический состав, в % Таблица 1

(ГОСТ 1050-88)

Сталь	С	Si	Mn	Cr, не более
45	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25

Механические свойства Таблица 2

(ГОСТ 1050-88)

Сталь	Механические свойства
	Предел текучести, ут	Временное сопротивление разрыву, ув	Относительное удлинение, д5	Относительное сужение, ш
	Н/мм2(кгс/мм2)	%
	не менее
45	355(36)	600(61)	16	40

Исходя из описания детали ее целесообразно изготавливать именно из этого материала.

1.2 Анализ технологичности конструкции обрабатываемой детали

Технологичность - это совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимизации затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовления, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же наименования при обеспечении установленных значений показателей качества в принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.

Производственная технологичность конструкции детали -- это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали

Технологичность конструкции детали анализируют с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовления.

Технологичность конструкции оценивается качественно и количественно. Количественную оценку выполняют по принятым показателям технологичности путем расчета их значений.

Оценка технологичности проводится согласно ГОСТ 14.201-73 по качественным показателям:

1. Деталь должна изготавливаться из стандартных заготовок.

2. Конструкция детали должна обеспечивать доступность обработки ее поверхности.

3. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых, групповых или стандартных технологических процессов; размеры детали должны быть унифицированы.

4. Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки.

Таблица 3.

Анализ технологичности конструкции детали по геометрической форме и конфигурации поверхностей:

№	Требования технологичности	Эскиз (мм)	Характеристика технологичности
	1	2	3
1	Деталь должна изготавливаться из стандартных заготовок		Конструкция детали технологична, т.к. в качестве заготовки используется круглый калиброванный пруток
2	Конструкция детали должна обеспечивать доступность обработки ее поверхности		Конструкция детали технологична, т.к. поверхности доступны для обработки на станках
3	Конструкция детали возможность должна обеспечивать групповых или стандартных технологических процессов; размеры детали должны быть унифицированы		Конструкция детали технологична, т.к. размеры унифицированы и применен типовой технологический процесс
4	Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изготовления, хранения и транспортировки		Конструкция детали технологична, т.к. изготавливается из стали 45, что удовлетворяет следующей характеристике материала, технологии изготовления, хранения и транспортировки.

Вывод: деталь «шпилька» по геометрической форме и конфигурации поверхность детали имеет конструкцию, которая позволяет сказать, что деталь технологична.

1.3 Выбор типа и организационной формы производства

Тип производства - это совокупность признаков, определяющих организационно технологическую характеристику производственного процесса, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода.

Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции. В машиностроении тип производства определяет содержание, количество и последовательность выполнения операций технологического процесса обработки детали или сборки, используемое оборудование, оснастку, режущий и вспомогательный инструмент, средства контроля и автоматизации, а так же форму организации этих процессов.

Тип производства определяется в следующей последовательности:

1. Программа запуска заготовок

Пз= П + (П*Бз/100) + (П*Бн/100) + (П*БЧ/100), где

П - заданная программа выпуска деталей - шт.;

Бз- брак заготовительных цехов, % (1-3%);

Бн- брак на наладку оборудования, % (0,5-1%);

бч- запасные части, % (10-20%);

Пз=800+(800*2/100)+(800*0,7/100)+(800*15/100)=942 шт.

2. Такт выпуска деталей

Твып = 60*Fд*m/Пз, где

Fд- действительный годовой фонд времени за одну смену, час. ;

m - число рабочих смен, шт. - рабочих места;

Твып = 60*1987*1/942=126,56 мин.

3. Коэффициент серийности

Ксер =Твып/Тшт.ср. где

Тшт.ср. - среднее штучное время обработки детали, мин.;

В нашем случае Тшт.ср. = 22,25

Ксер =126,56/22,25=5,6

Так как Ксер=5,6, то производство имеет серийный характер.

В серийном производстве рассчитывается размер партии деталей:

n = Пз*А/Ф, где

А - число дней работы на запасе деталей со склада, шт.;

Ф - число рабочих дней в году;

В нашем случае Ф = 249 дней, а А = 8 дней.

n=942*8/249=30,3шт.

Для расчетов принимаем размер партии 30 шт.

Вывод: Данную деталь изготавливают сериями, регулярно повторяющимися через определенное время.

1.4 Обоснование и выбор способа получения заготовок

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. На выбор формы, размеров и способа получения заготовки большое значение оказывает конструкция, и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

При выборе вида заготовки необходимо учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. В рассматриваемом случае обоснование и выбор способа получения заготовки в значительной мере определяет металлоемкость, размеры припусков и качество детали, а также характер и экономичность технологического процесса обработки детали в целом.

Сравниваются следующие методы получения заготовок: пруток горячекатаный (базовый процесс) и пруток калиброванный (проектируемый процесс).

Показатели предварительной оценки:

1. Коэффициент использования металла

Ки.м.=Gд/Gз, где

Gд,Gз - соответственно масса детали и масса заготовки;

В данном случае

Gд=3,14*0,5*0,5*9,5*7,8=58,2г=0,0582 кг

Gз (б)= 3,14*0,6*0,6*9,7*7,8=85,5г=0,0855 кг

Gз (н)= 3,14*0,55*0,55*9,7*7,8=71,9г=0,0719 кг

Ки.м.(б)=0,0582/0,0855=0,68

Ки.м.(н)= 0,0582/0,0791=0,81

2. Трудоемкость



где - трудоемкость нового процесса, мин.

- трудоемкость базового процесса, мин.

3. Снижение материалоемкости

ДG=(Gб-Gн)*Nr, где

Nr - годовая программа выпуска деталей, шт. - 800 шт.

ДG=(0,0855-0,0719)*800=10,88 кг

4. Себестоимость изготовления детали

С=Мо+Зо., где

Мо - стоимость основных материалов;

Зо - заработная плата основных производственных рабочих;

, где

- стоимость единицы массы заготовки, руб./кг.

- коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы (1,05-1,1)

- масса отходов на одну деталь, кг.

- стоимость отходов, руб./кг;

В нашем случае

= 30 руб/кг

= 35 руб/кг

= 1,05

(б)= 0,0273 кг.

(н)= 0,0137 кг.

=3 руб./кг

=3,5 руб/кг

Мо(б)= 0,0855*30*1,05-0,0273*3=2,6

Мо(н)=0,0719*35*1,05-0,0137*3,5=2,9

, где

Кв.н. - коэффициент, учитывающий средний процент выполнения плана. (0,15-1,2)

Кпр. - коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты (1,2 - 1,5)

1,25 - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и отчисления на социальное страхование.

tшт.i - штучное время на выполнение i-ой операции, мин.

Cti - часовая тарифная ставка рабочего на выполнение i-ой операции

В нашем случае

Кв.н. =1,1

Кпр. =1,3

tшт.i = 23мин.

Ct(б) = 86,7 (часовая тарифная ставка рабочего шестого разряда) руб./час.

Ct(н) = 74,7 (часовая тарифная ставка рабочего пятого разряда) руб./час.

Зо (б) =(1,1*1,3*1,25*21,5*86,7)/60=55,5 руб

Зо (н) =(1,1*1,3*1,25*23*74,7)/60=51,2 руб

После подсчета всех четырех показателей получаем:

ДС =(Сб-Сн)* Nr

ДС=((2,6+55,5)-(2,9+51,2))*800=3200 руб.

Вывод: Проведенные выше вычисления свидетельствуют о том, что более целесообразно будет применение калиброванного прутка.

1.5 Обоснование и выбор технологических баз

Особое внимание, при разработке технологических операций, необходимо уделить выбору баз для обеспечения точности обработки детали и выполнения технических требований чертежа. В процессе выбора баз необходимо принимать поверхности, от которых дан размер на чертеже, определяющий положение обрабатываемой поверхности.

Базирующие поверхности (база) - это поверхности, определяющие положение деталей при обработке. Базы подразделяются на установочные и измерительные.

Основная установочная база - поверхность детали, которая служит только для ее установки при обработке.

Измерительная база - поверхность, от которой производится отсчет размеров при измерении.

В токарной операции основной установочной базой является наружная поверхность, а вспомогательной установочной базой - центовое гнездо.

В свою очередь во фрезерной операции установочной базой является наружная поверхность, которой деталь крепится к станку, а измерительной базой - торец.

Выбор технологических баз определяет:

1. Простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали.

2. Удобство установления детали на станок и снятия с него;

3. Достаточную протяженность для обеспечения устойчивого положения детали;

4. Наименьшие деформации под действием сил резания, зажима и собственного и собственного веса;

5. Наименьшее время установки и обработки детали;

6. Принцип постоянства баз.

1.6 Обоснование и выбор последовательности операций обработки детали

Основным элементом любой стадии технологического процесса является технологическая операция. Она представляет собой операцию, законченную работником или бригадой на одном рабочем месте при постоянном наборе предметов и средств труда.

1.6.1 Анализ действующего процесса

При данной технологической обработке производится ряд операций, при которых достигается определенная форма и размеры детали (шпильки), ее заданная точность и определенная шероховатость.

В базовом процессе обработка заготовки проводится на одном станке: токарно-винторезном станке модели 16К20.

1.6.2 Обоснование и выбор последовательности операций проектируемого процесса

Каждый разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить быструю подготовку производства по выпуску определенного изделия с самыми минимальными трудовыми и материальными затратами. В содержании каждой технологической операции указываются все элементы операции, выполняемые в технологической последовательности.

Технологический процесс изготовления детали предусматривает несколько стадий. Если рассматривать данный процесс в укрупненном виде, то необходимо выделить черновую обработку и окончательную (абразивными инструментами). Каждая из этих стадий разбивается на необходимое количество технологических операций.

К окончательным технологическим операциям следует отнести упаковочную операцию и др.

Наглядно последовательность всех операций и их содержание для базового и проектируемого процессов демонстрируют операционные карты таблиц 4 и 5.

Операционная карта Таблица 4

№ опе-рации	БАЗОВЫЙ ПРОЦЕСС
	Наименование операции	Обору-дование	Приспо- собление	Режущий инструмент	Средства измерения
005	Заготовительная	Отрезной станок		Пила 830	Линейка ГОСТ 427-75
010	Токарная	Токарный станок 16К20	З-х кулачковый патрон
	Подрезать торец на 1 мм			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Обточить поверхность Ш 10 мм на длину 45 мм			Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Проточить канавку 10 мм до Ш 8 мм			Резец 2126-0113 СТП 2082-90-72	Штангенглуби-нометр ГОСТ 162-80
	Точить фаску 1,6 х45°			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
015	Токарная	16К20	3-х кулачковый патрон
	Подрезать торец на 1 мм			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Обточить поверхность Ш 10 мм на длину 40 мм			Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Точить фаску 1,6х45°			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
025	Токарная	16К20	3-х кулачковый патрон
	Нарезать резьбу справа М10-8g			Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82	Кольца резьбовые М ГОСТ 17763-78ПР
	Нарезать резьбу слева М10-8g			Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82	Кольца резьбовые М ГОСТ 17763-78ПР
030	Слесарная

Операционная карта Таблица 5

№ опе-рации	ПРОЕКТИРУЕМЫЙ ПРОЦЕСС
	Наименование операции	Обору-дование	Приспо-собление	Режущий инструмент	Средства измерения
005	Заготовительная	Отрезной станок		Пила 830	Линейка ГОСТ 427-75
010	Токарная	Токарный станок 16К20ФЗ	Поводковый патрон
	Подрезать торец на 1 мм			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Обточить в один переход две поверхности Ш10 мм на длину 45 мм, Ш10 мм на длину 40 мм			Резец 2103-0023 ГОСТ 188979-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Проточить канавку 10 мм до Ш 8мм			Резец 2126-0113 СТП 2082-90-72	Штангенглуби-нометр ГОСТ 162-80
	Точить фаску 1,6х45°			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Нарезать резьбу М10-8g			Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82	Кольца резьбовые М ГОСТ 17763-78ПР
015	Токарная	16К20ФЗ	Поводковый патрон
	Подрезать торец			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Точить фаску 1,6x45°			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Нарезать резьбу М10-8g			Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82	Кольца резьбовые М ГОСТ 17763-78ПР
025	Слесарная

1.7 Обоснование и выбор оборудования, инструмента, приспособлений, средств контроля и автоматизации

Выбор оборудования.

Проектирование процесса начинают с выбора оборудования, на котором будут выполнять операции. Выбирать станок таким образом, чтобы он удовлетворял техническим требованиям, соответствовал размерам заготовки. Одновременно с выбором оборудования подбирают приспособления, которые должны обеспечить эффективность использования станка.

Выбор оборудования является одной из важнейших задач при разработке технологического процесса механической обработки заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизации и автоматизации ручного труда, электроэнергии, а также и себестоимости изделия

Станки токарной группы являются наиболее распространенными в машиностроении и металлообработке среди других групп станков. В состав этой группы входят токарно-винторезные, токарно-револьверные и токарно-карусельные станки, токарные автоматы и полуавтоматы. Токарно-винторезные станки предназначены для обработки единичных деталей и малых групп деталей типов волов, дисков и втулок. Универсальный токарно-винторезный станок повышенной точности 16К20 и 16К20ФЗ предназначен для выполнения различных токарных работ, в том числе для обтачивания наружных цилиндрических поверхностей, торцов, прорезания канавок, нарезания метрической, дюймовой, модульной резьб повышенной точности и т.д..

Техническая характеристика токарного станка 16К20 Таблица 6

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки мм:
над станиной	400
над поперечными салазками суппорта	220
Расстояние между центрами (РМЦ)	710,1000,1400,2000
Число частот вращения шпинделя	24
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	12,5-1900
Пределы подач, мм/об
продольных	0,05-2,8
поперечных	0,0025-1,4
Шаги нарезаемых резьб:
метрической	0,5-112
Дюймовой, число ниток на 1 `'	56-0,5
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры станка	2470
длина	3160
высота	1470
ширина	1195
Масса станка, кг	2835

технологический заготовка шпилька деталь

Техническая характеристика токарного станка 16К20ФЗ Таблица 7

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки мм:
над станиной	400
над поперечными салазками суппорта	220
Расстояние между центрами (РМЦ)	1000
Число частот вращения шпинделя	22
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	12,5-2000
Пределы подач, мм/об
продольных	3-1200
поперечных	1,5-600-1,4
Шаги нарезаемых резьб:	0,01-10
Количество инструментов	6
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	9
Габаритные размеры станка, мм	3360х1710х1750
Наибольшее перемещение суппорта, мм
продольное	900
поперечное	250
Масса станка, кг	4000
Дискретность отчета по осям координат, мм.
продольной	0,01
поперечной	0,005
Скорости ускоренных перемещений ,мм/мин:
продольных	4800
поперечных	2400

По возможности используются стандартные инструменты, но вместе с тем, лучше применять специальный, комбинированный фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей, сокращая тем самым основное время.

Выбор приспособлений.

Приспособлениями называют вспомогательные сменные устройства, устанавливаемые на станках и предназначенные для повышения производительности и точности обработки, расширения технологических возможностей станка и облегчения условий работы станочника.

Приспособления для токарного станка по назначению можно разделить на 3 группы:

1) приспособления для закрепления обрабатываемых заготовок;

2) вспомогательный инструмент для закрепления режущего инструмента;

3) приспособления, расширяющие технологические возможности станков, т.е. позволяющие производить не свойственные этим станкам работы (фрезерование, одновременное сверление нескольких отверстий и т.д.)

По степени специализации приспособления подразделяются на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные приспособления применяют для закрепления заготовок, размеры которых в значительной степени различаются между собой (например универсальный трехкулачковый патрон)

В трехкулачковых самоцентрирующихся патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы. Универсальные приспособления применяют в серийном производстве, поэтому в качестве приспособлений выбран трехкулачковый патрон.

Выбор инструмента.

Для токарной обработки применяют разнообразные резцы. В зависимости от направления движения подачи различают левые и правые резцы. По форме и расположению головки относительно стержня резцы могут быть прямые, отогнутые и оттянутые. По назначению различают проходные, упорные, подрезные, прорезные, отрезные, фасонные резцы.

Выбор средств контроля.

При обработке данной детали в качестве средств контроля используются универсальные инструменты: линейка, штангельциркуль. Они предназначены для измерения наружных и внутренних размеров и других линейных параметров деталей.

1.8 Разработка карты технологического маршрута обработки детали

Расчет технологической себестоимости на одну из операций.

Разработка карты технологического маршрута обработки детали является основой курсового проекта. От правильности и полноты разработки маршрутного технологического процесса во многом зависят организация производства и дальнейшие технико-экономические расчеты.

В технологической части курсового проекта необходимо дать анализ и обоснование разрабатываемого технологического процесса. Прежде всего, необходимо выделить все операции, в которых применяется прогрессивное станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент. Характер технологического процесса определяется среднесерийным типом производства и условиями проектирования, указанными в задании. Разработка технологического процесса основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

Карту технологического маршрута обработки шпильки для процесса можно видеть в таблице 8.

Карта технологического маршрута обработки детали Таблица 8

№ операции

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование, инвентарный номер)

Приспособление и вспомогательный инструмент (код, наименование)

Режущий инструмент (код, наименовние)

Измерительный инструмент (код, наименование)

t, мм

Разряд рабочего

Режимы обработки детали

Т

i

S, мм/об

n, об/мин

V, м/мин

Тосн мин

Твсп мин

Тшт. мин (б).

Тшт. мин (н)

005

Заготовительная

Отрезной станок

0,08

1,06

1,2

1,2

Отрезать заготовку на длину 97 мм

Пила 830

Линейка ГОСТ 427-75

К

Контроль на ОТК

010

Токарная

16К20

6

3,06

3,12

6,5

7,0

Установить деталь в патрон

3-х кулачковый патрон

Подрезать торец на 1 мм

Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73

0,2

1186,5

70

Обточить поверхность Ш10 на длину 45

Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73

Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

0,2

1724,3

70

Проточить канавку 10 мм до Ш 8 мм

Резец 2126-0113 СТП 2082-90-72

Штангенглубинометр ГОСТ 162-80

0,2

2035,2

70

Точить фаску 1,6 х45°

Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73

Зацентровать отвертсие

Центровка

К

Контроль на ОТК

015

Токарная

16К20

6

2,46

2,62

5,6

6,2

Переустановить деталь в патрон

3-х кулачковый патрон

Подрезать торец на 1 мм

Резец 2142-0561 ГОСТ 9795-84

0,2

1134,5

70

Обточить поверхность Ш 10 на длину 40мм

Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73

Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80

0,2

1879,3

70

Точить фаску 1,6 х45°

Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73

Зацентровать отвертсие

Центровка

К

Контроль на ОТК

020

Токарная

16К20

6

3,16

2,53

6,2

6,6

Установить деталь в центра

Поводковый патрон

Нарезать резьбу справа М10-8g

Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82

Кольца резьбовые М30х3,5-89 ГОСТ 17763-78ПР

Переустановить деталь

Поводковый патрон

Нарезать резьбу слева М10-8g

Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82

Кольца резьбовые М30х3,5-89 ГОСТ 17763-78ПР

К

Контроль на ОТК

025

Слесарная

Надфиль ГОСТ 1513-73

0,34

0,7

2

2

Запилить заусенцы и притупить острые кромки

К

Контроль на ОТК

Расчет технологической себестоимости на одну из операций.

Технологическая себестоимость детали представляет собой ту часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса.

Таблица исходных данных для базового процесса Таблица 9

Данные
Модуль станка	16К20
tшт.к., мин	22,1
Разряд станочника	6
Число станков, обслуживающих в смену станочником	1
Fд	1987
Оптовая цена станка, руб.	850000
Размеры станка в плане, мм.	2505х1190
Площадь станка в плане, кв. м	3,8
Nэ, кВт	10
Категория ремонтной сложности: Км Кз	11 8,5

Таблица исходных данных для проектируемого процесса Таблица 10

Данные
Модуль станка	16К20 ФЗ
tшт.к., мин	23,6
Разряд станочника	6
Число станков, обслуживающих в смену станочником	1
Fд	1987
Оптовая цена станка, руб.	980000
Размеры станка в плане, мм.	3360х1710х1750
Площадь станка в плане, кв. м	6,3
Nэ, кВт	9
Категория ремонтной сложности: Км Кэ	14 26

Расчет технологической себестоимости производится по следующей формуле:

Соп=Зо+Зв.р.+Ао+Ат.о.+Ро+И+Пэ+Пп+Ппр, где

Зо.Зв.р-заработная плата станочника и наладчика;

ао - амортизационные отчисления на оборудование;

Ат.о. - амортизационные отчисления на технологическое оснащение;

Ро - затраты на ремонт и обслуживание оборудования;

И - затраты на инструмент;

Пэ - затраты на силовую электроэнергию;

Пп - затраты на амортизацию и содержание производственных площадей;

Ппр - затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ (для станков с ЧПУ).

1. Заработная плата станочника (основных производственных рабочих), руб.

Зо=(Но.ч.*tшт.к*Км)/60, где

Но.ч. - норматив среднечасовой заработной платы станочника соответствующего разряда, руб./час;

Км - коэффициент, учитывающий оплату основного рабочего при многостаночном обслуживании.

В нашем случае Но.ч. (б) =86,7руб/час., а Но.ч.(н) =74,7руб/час. Км(б)=1, Км(н)= 1

Зо (б)=(86,7*22,1*1)/60= 31,95руб.

Зо (н)=(74,7*23,6*1)/60=28,38руб.

2. Заработная плата наладчика, руб.:

Зв.р.=(Нн,г, * tшт.к *m)/(60 * Ко.н * Fд), где

Нн.г, - норматив годовой заработной платы наладчика соответствующего разряда;

m - число смен работы станка (1);

Ко.н, - число станков, обслуживаемых наладчиком в смену (7-10) ;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час (1987).

Зв.р.(н)=(148428,9*23,6*1)/(60*8*1987)=3,67 руб.

(для универсальных станков наладчики не требуются).

3. Амортизационные отчисления от стоимости оборудования:

Ао=(Ф * На* tшт.к)/(100 * 60* Fд), где

Ф - стоимость оборудования, руб. (определяется как произведение оптовой цены станка Ц на коэффициент 1,122, учитывающий затраты на транспортирование и монтаж станка;

На - общая норма амортизационных отчислений, %;

Ао(б)=(850000*1,122*1,5*22,1)/(100*60*1987)=2,65 руб

Ао(н) =(980000*1,122*1,5*23,6)/(100*60*1987)=3,18 руб.

4. Затраты на ремонт и обслуживание оборудования

Ро=[(Нм*Км+Нэ*Кэ)*tшт.к.]/(60*Fд*Кт), где

Нм, Нэ - нормативы годовых затрат на ремонт соответственно механической и электрической частей оборудования, руб./год; Нм(б)= 2100, Нм(н)=1000, Нэ(б)=1400, Нэ(н)=2500

Км, Кэ- категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей оборудования; Км (б)=11, Км (н)=14, Кэ(б)=8,5, Кэ(н)=26

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности оборудования;

Ро (б)=((2100*11+1400*8,5)*22,1)/(60*1987*1,5)=4,33 руб.

Ро (н)= ((1000*14+2500*26)*23,6)/(60*1987*2,5)=6,25 руб.

5. Затраты на силовую энергию

Пэ == (Nэ*зз.о.*tшт.к*Цэ)/7200, где

Nэ - установленная мощность электродвигателей станка, кВт; Nэ(б)= 10кВт, Nэ(н)= 9 кВт

зз.о - общий коэффициент загрузки двигателя; зз.о(б)=0,88 , зз.о(н)=0,98

Цэ - цена одного киловатт-часа. Цэ=3,07 руб.

Пэ (б)=(10*0,88*22,1*3,07)/7200=0,08 руб.

Пэ (н)= (9*0,98*23,6*3,07)/7200=0,09 руб.

6. Затраты на амортизацию производственных площадей:

Пп= (Нп*Пс*Кc.ц* tшт.к)/(60*Fд), где

Нп - норматив издержек, приходящихся на м2 производственной площади, руб/м2 Нп= 50 руб/ м2

Пс - площадь, занимаемая станком; Пс(б)= 6 м2, Пс(н)= 6,3 м2

Кс.ц - коэффициент, учитывающий площадь для систем управления станков. Кс.ц.=1,8

Пп(б)=(50*6*1,8*22,1)/(60*1987)=0,10 руб.

Пп(н)= (50*6,3*1,8*23,6)/(60*1987)=0,11 руб.

7. Затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ:

Ппр=( *Кв)/(Nr*Тд), где

- стоимость программы, руб.;

Кв - коэффициент, учитывающий потребность восстановления программы-носителя;

Тд - срок выпуска данной детали, год,

ПпР=(1000*0,2)/(800*1)=0,25 руб.

Сводная таблица выходных данных технологической

себестоимости для базового и проектируемого процессов Таблица 11

Элементы (руб.)	Базовый технологический процесс	Проектируемый технологический процесс
Зо	31,94	28,38
Зв.р.	-	3,67
Ао	2,65	3,18
Ро	4,33	6,25
Пэ	0,08	0,09
Пп	0,10	0,11
Ппр	0,25	0,25
Со.п.	40,35	39,85

*Ат.о и И для обоих случаев одинаковы, в базовом и проектируемом технологических процессах они не оказывают никакого влияния поэтому на себестоимости операций

Вывод: результаты расчетов показывают экономическую целесообразность обработки детали шпилька в проектируемом процессе с использованием станка 16К20ФЗ.

1.9 Расчет режимов резания, нормирование

Операция: токарная.

Универсальный токарно-винторезный станок модели 16К20.

Заготовка - прокат.

1. Расчет длины рабочего хода суппорта:

Lp.x. = Lpeз. + Lтреб. =95+2=97 мм.

2. Расчет глубины резания:

t = (Дзаг. - Ддет.)/2 =(11-10)/2=0,5 мм.

3. Определение стойкости инструмента:

Тр = Тм*л, где

Тм - стойкость машинной работы станка, мин.( с одним инструментом в наладке = 50 мин.);

л - коэффициент времени резания

л = Lpeз/Lp.х.=0,98

Тр = 50*0,98=49 мин.

4. Расчет скорости резания:

V= Vтабл.*К1*К2*К3, где

K1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала (1,15);

К2- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава (1,0);

К3 - коэффициент, зависящий от вида обработки (0,8);

V= 70*1,15*1,0*0,8=63,8 м/мин.

Расчет частоты оборотов шпинделя:

n=(1000*V)/(р *d)=(63,8*1000)/(3,14*10)=2032об/мин.

Уточнение частоты оборотов шпинделя по паспорту станка (n=2000 об/мин.);

Vд =(р*d*n)/1000=62,8 м/мин.

5. Расчет основного времени

to = [Lp.x/(So*n)]*i = (97/(0,2*2000))*1=0,24 мин.

6. Расчет мощности резания

Nрез.= [(Nтаб *V)/100]*k7, где

k7- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал, его величина берется из таблицы (k7=1, так как сталь данной детали имеет НВ =);

Nтаб- условная расчетная мощность приведенная в таблице (Nтаб= 9 кВт.).

Nрез =((9*62,8)/100)*1=5,65 кВт.

7. Расчетно-необходимая мощность:

Nnp = Npeз/КПД

КПД=5,65/9=0,63

Nnp=5,65/0,63=9

По паспорту станка мощность электродвигателя равна 9 кВт.

Nэл.двиг?Nпр

9=9

зм = Nпр/Nэл.двиг =9/9=1

Вывод: режимы резания расчитаны правильно,следовательно обработка возможна.

Нормирование (по всем операциям технологического процесса обработки детали.

Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Тшт для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Тшт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Тпз.

Величины и Тшк определяют по формулам:

Тшт=То+Твсп.+Тоб+Тп+Tо.т ; Tвсп=0,4 x Tшт. ; Тшк = Тш + Тпз/n, где

То - основное технологическое время, мин;

Тв - вспомогательное время, мин

Тоб - время обслуживания рабочего места, мин;

Тд - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Tо.т - время простоев по организационно техническим причинам.

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.

Рассчитаем нормирование технологического процесса обработки одной детали

Tшт=23 мин.

Тоб, Тп, Tо.т - берется в процентах от оперативного времени (tоп..) в пределах от 4-х до 6 %;

Топ.= То+Твсп = 9,1+10,03=19,13 мин.

Tшт.к = Тшт.+(Tn.3,/n)= 23+(18/30)=23,6 мин.

2. Конструкторская часть

2.1 Описание установочно-зажимного приспособления

Трех кулачковый патрон используется в качестве установочно-зажимного приспособления. Он предназначен для центрирования и крепления шпильки на универсальном токарно-винторезном станке 16К20. Приспособление устанавливается на столе станка с помощью шпонок и быстросъемных болтов к станочным пазам.

Шпилька вставляется в отверстие патрона и зажимается ручным приводом рукоятки. Поворот рукоятки осуществляет зажим и освобождение детали. Наладка осуществляется до установки на станок.

2.2 Описание средств контроля

Для измерения и контроля всех размеров обрабатываемой детали получаемых на разных этапах технологического процесса используются следующие средства:

1. Штангенциркуль -- универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий. Штангенциркуль это один из самых распространенных инструментов измерения, благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе. Он имеет измерительную штангу с основной шкалой и нониус -- вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения -- десятые доли миллиметра.

2. Штангенглубиномер служит для измерений глубин выточек, канавок, уступов и т. д. Отличается от штангенциркуля тем, что не имеет на штанге подвижных губок. Помимо обычных штангенглубиномеров, существуют цифровые (или электронные) штангенглубиномеры, имеющие электронное табло и кнопки управления. Штангенглубиномеры, предназначенные для измерения предельно малых глубин называют микрометрическими. Как и следует из названия, штангенглубиномер предназначен для измерения глубины пазов, однако с его же помощью определяют и высоту уступов. Инструмент состоит из штанги с разметкой, рамки с нониусом и винта. Рабочая часть штанги штангенглубиномера вводится в замеряемый паз, рамка опускается до упора и фиксируется, а затем снимаются показания. Цена деления рамки, как и у штангенциркуля, 0,5 мм, нониуса - 0,02 мм.

3. Кольца резьбовые представляют собой калибры, которые применяются для проверки наружной резьбы. Кроме того, кольцо установочное может применяться для тестирования по нему других колец и измерительных приборов.

3. Технико-экономическая часть

3.1 Исходные данные

Наименование продукции:	шпилька
Производство:	серийное
Годовая программа выпуска:	800
Масса готовой детали:	0,0582 кг

3.2 Расчет технико-экономической эффективности процесса

По приведенным выше исходным данным рассчитывается ряд технико-экономических показателей:

1 Трудоемкость процесса изготовления детали или сборки, мин. ;

Т=?Тшт

Тшт-штучное время на выполнение i-й операции, мин.;

Т(б)= 21,5 мин

Т(н)= 23 мин,

2. Стоимость изготовления детали, руб. :

Си=?Тшт x Cт, где

Ст - среднечасовая тарифная ставка;

Си (б)=31,06 руб.

Си (н)=28,63 руб.

2. Количество требуемых производственных рабочих, чел.:

R=?Тшт.х П/(Fдр.х абс.х Fo)* 60, где

П - годовая программа, шт.;

Fдр. - годовой действительный фонд времени рабочего, час.

абс. - коэффициент многостаночного обслуживания;

R(б)=(21,5*800)/(1987*60*1*1)=0,144 чел

R(н)= (23*800)/(1987*60*1*1)=0,154 чел.

R(б)=1 чел.

R(н)=1 чел.

4. Коэффициент использования металла:

К.м.=(Мд/Мз)х100%

где Мд и Мз - соответственно масса детали и заготовки, кг;

Ки.м.(б)=0,0582/0,0855=68 %

Ки.м.(н)= 0,0582/0,0791=81 %

5. Коэффициент использования оборудования:

о=?(То/Тшт.)х100%

где То - основное время обработки детали, мин.;

о(б)=9,1/21,5=42,3 %

|о(н)=9,1/23=39,6 %

3.3 Выходные данные технико-экономической эффективности технологического процесса

Основные технико-экономические показатели эффективности технологического процесса можно представить в виде следующей таблицы:

Технико-экономические показатели эффективности технологического процесса Таблица 14

№ п/п	Наименование показателей	Раз-мерность	Числовые значения	Отклонение, %
			По базовому процессу	По проекти-руемому процессу
1	Трудоемкость процесса Т	Мин.	21,5	23	+6,9
2	Стоимость процесса изготовления детали Си'	Руб.	31,06	28,63	-7,8
3	Количество операций Non	Шт.	17	17	0
4	Количество используемых производственных рабочих Np	Чел.	1	1	0
5	Масса заготовки Мз	Кг	0,855	0,719	-16
6	Коэффициент использования металла Км	%	68	81	+19
7	Коэффициент использования оборудования -0	%	42,3	39,6	-6,4

Обобщенная экономическая эффективность рассчитывается по формуле:

Эп=[(С'(б)+Мз(б) х См) - ( С'(н)+Мз(н) х См)] х П, где

С'(б) и С'(н) - соответственно стоимости изготовления детали базового и проектируемого процесса, руб.;

Мбз и Мрз - соответственно массы заготовок базового и разработанного процесса, кг; См - стоимость металла, руб.;

Эп=((31,06+0,855*30)-(28,63+0,719*35))*800=2332 руб.

Таким образом, экономическая эффективность разработанного процесса по сравнению с базовым составляет 2332 руб.

4. СТРУКТУРА ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

4.1 Чертеж детали (1 лист формата А4)

Чертеж детали представлен в приложении 1.

4.2 Схема наладок технологических операций (2 листа формата А4)

Схема наладок технологических операций представлена в приложении 2 и приложении 3.

Заключение

В данном курсовом проекте была поставлена цель, которая заключается в разработке технологического процесса механической обработки шпильки с годовой программой 800 штук и оценке технико-экономической эффективности этого процесса.

Для достижения поставленной цели проводилось обоснование технических требований, предъявляемых к детали, анализировалась технологичность конструкции обрабатываемой детали, производился выбор типа и организационной формы производства, обосновывался выбор способа получения заготовок, выбор технологических баз и последовательности операций проектируемого процесса, выбор оборудования, инструментов, приспособлений, средств контроля и автоматизации, также был проведен расчет технико-экономической эффективности технологического процесса.

В результате проведенных расчетов можно придти к следующему заключению. Если рассматривать процесс получения изделия путем его обработки резанием, то наиболее выгодным будет проектируемый вариант с применением токарного станка с ЧПУ модели 16К20ФЗ. Так как с его применением снижается трудоемкость производственного процесса, снижается потребность в трудовых ресурсах, улучшается качество изготавливаемого изделия.

Если же рассматривать характеристики самого процесса производства, то значения некоторых факторов говорят о неэффективности метода обработки метала резанием, поскольку около 20% металла заготовки идет в отход. Поэтому можно предложить вариант безотходного производства. При наличии специального оборудования можно обрабатывать металлическую стружку и использовать ее в другом производстве.

Список литературы

1. Денежный М.П., Стискин Г.М., Тхор «Токарное дело», М., Высш. шк. 1979г.;

2. Панова А.А. «Обработка металлов резанием», справочник технолога, М., Машиностроение, 1988 г.;

3. Дриц М. Е., Москалев М. А. "Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. - М., Высш. шк., 1990г.;

4. «Технология машиностроения», под редакцией Егорова М.Е., М., 1965г.;

5. Воровьев Л.Н. «Технология машиностроения и ремонт машин», М., 1981г.;

6. Бесиалов Б.Л. «Технология машиностроения», 1973г.;

7. Денежный М.П., Стискин Г.М., Тхор «Токарное дело», М., Высш. шк. 1973г.;

8. Васильев В.З. «Справочные таблицы по деталям машин», т.1, М., 1965г.;

9. «Режимы резания металлов», под редакцией Барановского Ю.В.,М., 1972г.;

10. Дунаев П.Ф. и др. Допуски и посадки. Обоснование выбора: Учебное пособие для студентов машиностроительных вузов. -- М.: Высш. шк., 1984 г.;

11. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. -- 4-е изд., переработанное и дополненное -- Мн.: Высш. школа,1983г.

Размещено на Allbest.ru