t_всп - вспомогательное время, мин;

t_обсл - время обслуживания рабочего места, мин;

t_пер - время перерывов и отдыха, мин.

Основное технологическое время для токарных, сверлильных операций определяется по формуле на стр. 47, [9]:

, мин,

Где L - расчетная длина обработки, мм;

- число проходов;

S_мин - минутная подача инструмента;

а - число одновременно обрабатываемых деталей.

Расчетная длина обработки определяется по формуле:

L = L_рез + l₁ + l₂ + l₃.

Где L_рез - длина резания, мм;

l₁ - длина подвода инструмента, мм;

l₂ - длина врезания инструмента, мм;

l₃ - длина перебега инструмента, мм.

Время обслуживания рабочего места определяется по формуле:

t_обсл = t_{техн.обсл} + t_{орг.обсл},

где t_{техн.обсл} - время технического обслуживания, мин;

t_{орг.обсл} - время организационного обслуживания, мин.

,

Где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

,

Где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

Время на перерыв и отдых определяется по формуле:

,

где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

Приведем расчет норм времени для трех различных операций

9.12 Токарная

Предварительно определим расчетную длину обработки. l₁, l₂, l₃ определим по данным табл.3.31 и 3.32 на стр.85 [3].

L = 12 + 6 +2 = 20 мм.

Минутная подача

S_мин = S_об•n, мм/мин,

где S_об - оборотная подача, мм/об;

n - число оборотов, об/мин.

S_мин = 0,5•1500 = 750 мм/мин.

Основное технологическое время:

мин.

Вспомогательное время состоит из трех составляющих: на установку и на снятие детали, на переход, на измерение. Это время определяется по картам 51, 60, 64 на стр. 132, 150, 160 по [10]:

t_{уст/снят} = 1,2 мин;

t_{переход} = 0,03 мин;

t_изм = 0,12 мин;

t_всп = 1,2 + 0,03 + 0,12 = 1,35 мин.

Время технического обслуживания

мин.

Время организационного обслуживания

мин.

Время перерывов

мин.

Норма штучного времени на операцию:

Т_шт = 0,03 + 1,35 + 0,09 + 0,07 = 1,48 мин.

9.13 Сверлильная

Сверление отверстия Ш8 мм.

Определим расчетную длину обработки.

L = 12 + 10,5 + 5,5 = 28 мм.

Минутная подача

S_мин = 0,15•800 = 120 мм/мин.

Основное технологическое время:

мин.

Обработка производится на станке с ЧПУ. Время цикла автоматической работы станка по программе определяется по формуле:

Т_ц.а = Т_о + Т_мв, мин,

Где Т_о - основное время автоматической работы станка, Т_о = t_осн;

Т_мв - машинно-вспомогательное время.

Т_мв = Т_мв.и + Т_мв.х, мин,

Где Т_мв.и - машинно-вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин;

Т_мв.х - машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов, мин.

Т_мв.и определяем по приложению 47, [11].

Принимаем Т_мв.х = Т_о/20 = 0,0115 мин.

Т_ц.а = 0,23 + 0,05 + 0,0115 = 0,2915 мин.

Норма штучного времени определяется по формуле:

,

Где Т_в - вспомогательное время, мин. Определяется по карте 7, [12];

а_тех, а_орг, а_отл - время на обслуживание и отдых, определяется по [12], карта

16: а_тех + а_орг + а_отл = 8%;

Т_в = 0,49 мин.

мин.

9.14 Шлифовальная

Определение основного (технологического) времени:

,

Где l - длина обрабатываемой части;

l₁ - величина врезания и перебега инструмента по карте 43, [12];

i - число проходов;

S - подача инструмента, мм.

мин

Определение вспомогательного времени см. карту 44, [5]

Т_в=0,14+0,1+0,06+0,03=0,33 мин

Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:

,

где а_обс и а_отд - время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени по карте 50, [5]:

а_обс = 2% и а_отд = 4%.

мин

Определение нормы штучного времени:

Т_ш=Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд = 3,52 + 0,33 + 0,231 = 4,081 мин

1.11 Экономическое сравнение 2-х вариантов операций

При разработке технологического процесса механической обработки возникает задача выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков позволяют создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающих всем требованиям чертежа.

В соответствии с положениями по оценке экономической эффективности новой техники признается наиболее выгодным тот вариант, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной. В число слагаемых суммы приведенных затрат следует включать лишь те затраты, которые изменяют свою величину при переходе на новый вариант технологического процесса.

Сумму этих расходов, отнесенную к часам работы машины, можно назвать часовыми приведенными затратами .

Рассмотрим следующие два варианта выполнения токарной операции, в которых обработка ведется на разных станках:

1. по первому варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на универсальном токарно-винторезном станке модели 1К62;

2. по второму варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на токарно-револьверном станке модели 1П365.

1. Операция 10 выполняется на станке 1К62.

Величина характеризует экономичность оборудования. Меньшее значение для сопоставления станков при равной производительности свидетельствует о том, что станок более экономичен.

Величина часовых приведенных затрат

,

Где - основная и дополнительная заработная плата, а также начисления на соцстрах оператору и наладчику за физический час работы обслуживаемых машин, коп/ч;

- коэффициент многостаночности, принимаемый по фактическому состоянию на рассматриваемом участке, принимаем М = 1;

- часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений: для машиностроения = 2;

- удельные часовые капитальные вложения в станок, коп/ч;

- удельные часовые капитальные вложения в здание, коп/ч.

Основную и дополнительную заработную плату, а также отчисления на соцстрах оператору и наладчику можно определить по формуле:

, коп/ч,

Где - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда, коп/ч;

1,53 - суммарный коэффициент, представляющий произведение следующих частных коэффициентов:

1,3 - коэффициент выполнения норм;

1,09 - коэффициент дополнительной зарплаты;

1,077 - коэффициент отчислений на соцстрах;

к - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, принимаем к = 1,15.

Величина часовых затрат по эксплуатации рабочего места в случае понижения

загрузки станка должна быть скорректирована с помощью коэффициента , если станок не может быть дозагружен. В этом случае скорректированная величина часовых затрат:

, коп/ч,

где - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

- поправочный коэффициент:

,

- удельный вес условно-постоянных затрат в часовых затратах на рабочем месте, принимаем ;

- коэффициент загрузки станка.

,

Где Т_ШТ - штучное время на операции, Т_ШТ = 2,54 мин;

t_В - такт выпуска, принимаем t_В = 17,7 мин;

m_П - принятое число станков на операции, m_П = 1.

;

,

Где - практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте, коп;

- машино-коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше , чем аналогичные расходы у базового станка. Принимаем .

коп.

коп/ч.

Капитальные вложения в станок и здание можно определить:

, коп/ч,

Где Ц - балансовая стоимость станка, принимаем Ц = 2200.

, коп/ч,

Где F - производственна площадь, занимаемая станком, с учетом проходов:

, м²,

Где - производственная площадь, занимаемая станком, м²;

- коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь,

.

м².

коп/ч.

коп/ч.

коп/ч.

Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции:

, коп.

коп.

2. Операция 10 выполняется на станке 1П365.

Ц = 3800 руб.

м².

Т_ШТ = 1,48 мин.

m_П = 1.

М = 1.

.

.

коп.

коп/ч.

коп/ч.

м².

коп/ч.

коп/ч.

коп.

Сопоставив варианты выполнения токарной операции на различных станках, приходим к выводу, что токарную обработку наружных поверхностей детали следует производить на токарно-револьверном станке модели 1П365. Так как себестоимость механической обработки детали ниже, чем если выполнять ее на станке модели 1К62.

2 Проектирование специальной станочной оснастки

2.1 Исходные данные для проектирования станочной оснастки

В данном курсовом проекте разработано станочное приспособление для

операции №35, в которой производится сверление, зенкерование и развертывание отверстий при помощи станка с ЧПУ.

Тип производства, программа выпуска, а также затраты времени на операцию, определяющие уровень быстродействия приспособления при установке и снятии детали, повлияли на решение механизировать приспособление (зажим детали в тиках происходит за счет пневмоцилиндра).

Приспособление используется для установки только одной детали.

Рассмотрим схему базирования детали в приспособлении:

Рисунок 2.1 Схема установки детали в тисках

1, 2, 3 - установочная база - лишает заготовку трех степеней свободы: перемещение вдоль оси ОХ и вращения вокруг осей ОZ и ОY; 4, 5 - двойная опорная база - лишает двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OZ;

6 - опорная база - лишает вращения вокруг оси ОХ.

2.2 Принципиальная схема станочного приспособления

В качестве станочного приспособления будем использовать машинные тиски, оснащенные пневмоприводом. Пневмопривод обеспечивает постоянство усилия зажима детали, а также быстроту закрепления и открепления обрабатываемой детали.

2.3 Описание конструкции и принципа работы

Универсальные самоцентрирующие тиски с двумя подвижными сменными губками предназначены для закрепления деталей типа ось при проведении сверления, зенкерования и развертывания отверстий. Рассмотрим конструкцию и принцип работы приспособления.

На левом торце корпуса 1 тисков закреплена переходная втулка 2, а на ней пневмокамера 3. Между двумя крышками пневмокамеры зажата диафрагма 4, которая жестко закреплена на стальном диске 5, в свою очередь, закрепленном на штоке 6. Шток 6 пневмокамеры 3 через тягу 7 соединен со скалкой 8, на правом конце которой расположена рейка 9. Рейка 9 находится в зацеплении с зубчатым колесом 10, а зубчатое колесо 10 - с верхней подвижной рейкой 11, на которой установлена и закреплена с помощью двух штифтов 23 и двух болтов 17 правая подвижная губка 12. В кольцевую выточку на левом конце скалки 8 входит нижний конец пальца 14, верхний его конец запрессован в отверстие левой подвижной губки 13. Сменные зажимные призмы 15, соответствующие диаметру обрабатываемой оси, закрепляются винтами 19 на подвижных губках 12 и 13. Пневмокамера 3 прикрепляется к переходной втулке 2 с помощью 4 болтов 18. В свою очередь переходная втулка 2 присоединяется к корпусу приспособления 1 при помощи болтов 16.

При поступлении сжатого воздуха в левую полость пневмокамеры 3 диафрагма 4 прогибается и перемещает вправо шток 6, тягу 7 и скалку 8. Скалка 8 пальцем 14 передвигает губку 13 вправо, а левым реечным концом, вращая зубчатое колесо 10, перемещает верхнюю рейку 11 с губкой 12 влево. Таким образом, губки 12 и 13, сдвигаясь, зажимают обрабатываемую деталь. При поступлении сжатого воздуха в правую полость пневмокамеры 3 диафрагма 4 прогибается в другую сторону и перемещают влево шток 6, тягу 7 и скалку 8; скалка 8 разводит губки 12 и 13 с призмами 15.

2.4 Расчет станочного приспособления

Силовой расчет приспособления

Рисунок 2.2 Схема для определения усилий зажима заготовки

Для определения силы зажима упрощенно изобразим заготовку в приспособлении и изобразим моменты от сил резания и искомую потребную силу закрепления.

На рисунке 2.2:

М - крутящий момент на сверле;

W - потребное усилие закрепления;

б - угол призмы.

Потребное усилие закрепления заготовки определяется по формуле:

, Н,

Где М - крутящий момент на сверле;

б - угол призмы, б = 90;

- коэффициент трения на рабочих поверхностях призмы, принимаем ;

D - диаметр заготовки, D = 75 мм;

К - коэффициент запаса.

K = k₀•k₁•k₂•k₃•k₄•k₅•k₆ ,

где k₀ - гарантированный коэффициент запаса, для всех случаев обработки k₀ = 1,5

k₁ - коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на заготовках, что влечет за собой увеличение сил резания, принимаем k₁ = 1;

k₂ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента, k₂ = 1,2;

k₃ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, k₃ = 1,1;

k₄ - коэффициент, учитывающий непостоянство усилия зажима при использовании пневморычажных систем, k₄ = 1;

k₅ - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов, принимаем k₅ = 1;

k₆ - коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку, принимаем k₆=1.

K = 1,5•1•1,2•1,1•1•1•1 = 1,98.

Крутящий момент

М = 10•С_М• D^q • S^у •К_р.

где С_М, q, у, K_р, - коэффициенты [5], с.281.

S - подача, мм/об.

D - диаметр сверления, мм.

М = 10•0,0345• 8² • 0,15^0,8 •0,92 = 4,45 Н•м.

Н.

Определим усилие Q на штоке диафрагменной пневмокамеры. Усилие на штоке изменяется по мере его движения, так как на определенном участке перемещения начинает оказывать сопротивление диафрагма. Рациональная длина хода штока, при которой не происходит резкого изменения усилия Q, зависит от расчетного диаметра D, толщины t, материала и конструкции диафрагмы, а также от диаметра d опорного диска.

В нашем случае принимаем диаметр рабочей части диафрагмы D = 125 мм, диаметр опорного диска d = 0,7•D = 87,5 мм, диафрагма изготавливается из прорезиненной ткани, толщина диафрагмы t = 3 мм.

Усилие в исходном положении штока:

, Н,

где р - давление в пневмокамере, принимаем р = 0,4•10⁶ Па.

Н.

Усилие на штоке при перемещении на 0,3D:

, Н.

Н.

Расчет приспособления на точность

Исходя из точности выдерживаемого размера обрабатываемой детали к соответствующим размерам приспособления предъявляют следующие требования.

При расчете на точность приспособлений суммарная погрешность при обработке детали не должна превышать величину допуска T размера, т.е.

Суммарная погрешность приспособления рассчитывается по следующей формуле:

где Т - допуск выполняемого размера;

- погрешность базирования, ,так как в данном случае нет отклонения фактически достигнутого положения детали от требуемого;

- погрешность закрепления, ;

- погрешность установки приспособления на станке, ;

- погрешность положения детали из-за износа элементов приспособления;

Приближенно износ установочных элементов может определяться по формуле:

,

Где U₀ - средний износ установочных элементов, U₀ = 115 мкм;

k₁, k₂, k₃, k₄ - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки.

k₁ = 0,97; k₂ = 1,25; k₃ = 0,94; k₄ = 1;

мкм.

Принимаем мкм;

- погрешность от перекоса или смещения инструмента, , так как в приспособлении отсутствуют направляющие элементы;

- коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения,

- коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках,

- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления,

- экономическая точность обработки, = 90 мкм.

3. Проектирование специальной контрольной оснастки

3.1 Исходные данные для проектирования контрольного приспособления

Контрольно-измерительные приспособления служат для проверки соответствия параметров изготавливаемой детали требованиям технологической документации. Предпочтение отдается приспособлениям, позволяющим определить пространственное отклонение одних поверхностей по отношению к другим. Данное приспособление отвечает этим требованиям, т.к. измеряет радиальное биение. Приспособление имеет простое устройство, удобно в эксплуатации и не требует высокой квалификации контролера.

Детали типа ось в большинстве случаев передают механизмам значительные крутящие моменты. Чтобы они работали безотказно продолжительное время, большое значение имеет высокая точность выполнения основных рабочих поверхностей оси по диаметральным размерам.

Процесс контроля предусматривает преимущественно сплошную проверку радиального биения наружных поверхностей оси, которую можно проводить на многомерном контрольном приспособлении.

3.2 Принципиальная схема станочного приспособления

Рисунок 3.1 Принципиальная схема контрольного приспособления

На рисунке 3.1 изображена, принципиальна схема приспособления для контроля радиального биения наружных поверхностей детали ось. На схеме обозначены основные части приспособления:

1 - корпус приспособления;

2 - передняя бабка;

3 - задняя бабка;

4 - стойка;

5 - индикаторные головки;

6 - контролируемая деталь.

3.3 Описание конструкции и принципа работы

На корпусе 1 с помощью винтов 13 и шайб 26 закреплены передняя бабка 2 с оправкой 20 и задняя бабка 3 с неподвижным обратным центром 23, на которые устанавливают проверяемую ось. Осевое положение оси фиксируется неподвижным обратным центром 23. К последнему ось прижимается пружиной 21, которая расположена в центральном осевом отверстии пиноли 5 и воздействует на переходник 6. Пиноль 5 смонтирована в передней бабке 2 с возможностью вращения относительно продольной оси благодаря втулкам 4. на левом конце пиноли 5 установлен маховичок 19 с ручкой 22, который закреплен шайбой 8 и штифтом 28, крутящий момент от маховичка 19 передается на пиноль 5 с помощью шпонки 27. Переходнику 6 вращательное движение при измерении передается через штифт 29, который запрессован в пиноли 5. Помимо этого, на другом конце переходника 6 вставлена оправка 20 с конической рабочей поверхностью для точного беззазорного базирования оси, так как последняя имеет цилиндрическое осевое отверстие диаметром 12 мм. Конусность оправки зависит от допуска Т и диаметра отверстия оси и определяется по формуле:

, мм

мм.

В двух стойках 7, прикрепленных к корпусу 1 винтами 16 и шайбами 25, установлен вал 9, по которому перемещаются кронштейны 12 и фиксируются винтами 14. На кронштейнах 12 установлены с помощью винтов 14 скалки 10, на которых винтами 15, гайками 17 и шайбами 24 закреплены ИГ 30.

Две ИГ 30 служат для проверки радиального биения наружных поверхностей оси, которой дают один-два оборота и отсчитывают максимальные показания ИГ 30, определяющие биение. Приспособление обеспечивает высокую производительность процесса контроля.

3.4 Расчет контрольного приспособления

Важнейшим условием, которому должны удовлетворять контрольные приспособления, является обеспечение необходимой точности измерения. Точность в значительной степени зависит от принятого метода измерения, от степени совершенства принципиальной схемы и конструкции приспособления, а также от точности его изготовления. Не менее важным фактором, влияющим на точность, является точность изготовления поверхности, используемой в качестве измерительной базы у контролируемых деталей.

,

Где - погрешность изготовления установочных элементов и их расположения на корпусе приспособления, принимаем мм;

- погрешность, вызванная неточностью изготовления передаточных элементов, принимаем мм;

- систематическая погрешность, учитывающая отклонения установочных размеров от номинальных, принимаем мм;

- погрешность базирования, принимаем ;

- погрешность смещения измерительной базы детали от заданного положения, принимаем мм;

- погрешность закрепления, принимаем мм;

- погрешность от зазоров между осями рычагов, принимаем ;

- погрешность отклонения установочных элементов от правильной геометрической формы, принимаем ;

- погрешность метода измерения, принимаем мм.

мм

Суммарная погрешность может составлять до 30% допуска контролируемого параметра: 0,3•Т = 0,3•0,1 = 0,03 мм.

0,03 мм ? 0,0034 мм.

4. Разработка карты наладки на операцию № 30

Разработка карты наладки позволяет понять сущность настройки станка с ЧПУ при выполнении операции с автоматическим способом получения заданной точности.

В качестве настроечных размеров принимаем размеры, соответствующие середине поля допуска операционного размера. Величину допуска на настроечный размер принимаем

Т_н = 0,2 * Т_оп .

Где Т_н - допуск на настроечный размер.

Т_оп - допуск на операционный размер.

Например, на данной операции точим поверхность Ш 32,5_-0,08 , тогда настроечный размер будет равен

32,5 - 32,42

= 32,46 мм.

2

Тогда

Т_н = 0,2 * (-0,08) = - 0,016 мм.

Настроечный размер Ш 32,46_-0,016 .

Расчет остальных размеров ведется аналогично.

Выводы по проекту

Согласно заданию на курсовой проект спроектирован технологический процесс изготовления вала. Технологический процесс содержит 65 операций, на каждую из которых указаны режимы резания, нормы времени, оборудование и оснастка. Для сверлильной операции спроектировано специальное станочное приспособление, которое позволяет обеспечить необходимую точность изготовления детали, а также требуемое усилие зажима.

При проектировании технологического процесса изготовления вала разработана карта наладки на токарную операцию №30, которая позволяет понять сущность настройки станка с ЧПУ при выполнении операции с автоматическим способом получения заданной точности. При выполнении проекта была составлена расчетно-пояснительная записка, в которой подробно описываются все необходимые расчеты. Также расчетно-пояснительная записка содержит приложения, в которые входят операционные карты, а также чертежи.

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986 - 496 с.

2. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов :Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. _ М. : Высш. шк., 1985 - 304 с.

3. Марасинов М.А. Руководство по расчету операционных размеров.- Рыбинск. РГАТА, 1971.

4. Марасинов М.А. Проектирование технологических процессов в машиностроении : Учебное пособие.- Ярославль.1975.-196 с.

5. Технология машиностроения 6 : Учебное пособие по выполнению курсового проекта / В.Ф.Безъязычный, В.Д.Корнеев, Ю.П.Чистяков, М.Н. Аверьянов.- Рыбинск :РГАТА,2001.- 72 с.

6. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно - заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство.М,Машиностроение.1964г.

7. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. Изд-е 4-е, исправл. и доп.Л.,Машиностроение,1975 г.

Размещено на http://www.allbest.ru/