10

11

12

БП

Н

0,00102

1-4

0,019

0,000284

3,59

3585,8

0,040888

0,9

0,010957

0,050629

0,097984

Н

0,000924

5-13

0,02

0,000314

2,94

3096,0

0,042417

0,15

0,001211

Н-С

0,000924

14-15

0,02

0,000314

2,94

3096,0

0,042417

0,07

0,000565

Н-С

0,000924

15-16

0,025

0,000491

1,88

2476,8

0,04485

1,6

0,004475

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

БП

Н

0,000924

17-18-20

0,017

0,000227

4,07

3642,3

0,040728

0,9

0,015722

0,050629

0,097984

Н-С

0,000924

25-25a

0,025

0,000491

1,88

2476,8

0,04485

0,4

0,001119

Н-С

0,000462

26-27

0,017

0,000227

2,04

1821,2

0,035142

2,2

0,00829

Н-С

0,000462

28-29

0,017

0,000227

2,04

1821,2

0,035142

2,2

0,00829

Н-С

0,000226

30-31

0,012

0,000113

2,00

1263,0

0,050673

1,9

0,014117

0,047355

Н-С

0,000226

32-33

0,012

0,000113

2,00

1263,0

0,050673

1,9

0,014117

Н-С

0,000452

34-35

0,017

0,000227

1,99

1783,1

0,035893

4,8

0,017709

Н-С

0,000452

35-36

0,02

0,000314

1,44

1515,6

0,042227

0,1

0,000193

С

0,000452

37-38

0,02

0,000314

1,44

1515,6

0,042227

0,1

0,000193

С

0,000452

38-39

0,025

0,000491

0,92

1212,5

0,052784

1,3

0,001026

Напорная линия: Рlн = 0,050629МПа

Сливная линия: Рlс = 0,047355МПа

Суммарные потери по длине при БП: Рl = 0,097984МПа

Местные потери давления

Местные потери давления складываются из потерь в различных местных сопротивлениях и определяются по формуле 2.55:

(2.55)

где жj - коэффициент j-го местного сопротивления;

nм - число местных сопротивлений;

fстj - площадь внутреннего сечения трубопровода перед j-м сопротивлением.

Коэффициент жj определяется по справочнику [1].

Расчет местных потерь производим для быстрого подвода.

Участок 1-4:

изгиб трубы R/do=4 ж=0,2 (2 изгиба)

вход в емкость ж=1

вход в трубу R/do=0,04 ж=0,26

тройник ж=0,1

ж1-4= 2·0,2+1+0,26+0,1=1,76,

Для остальных участков трубопровода расчет производим аналогично. Результаты расчетов сводим в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Местные потери давления

Этап цикла	Линия	Qmax [м3/с]	Учас-ток	fст; [м2]	Вид местного сопротивления	Кол-во	жi	Ужi	Д Рмj [МПа]
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
БП	Н	0,00102	1-4	0,000284	изгиб трубы R/d0=4	2	0,2	1,76	0,010033	0,049476
					вход в ёмкость	1	1
					вход в трубу	1	0,26
					Тройник	1	0,1
	Н	0,00102	4-6	0,000314	Тройник	1	0,1	0,1	0,000464
	Н	0,000924	6-13	0,000314	Тройник	1	0,1	0,1	0,000381
	Н-С	0,000924	14-15	0,000314	колено 900	1	1,2	1,6	0,006096
					резкое расширение d0/d=0,8 20/25	2	0,2
БП	Н-С	0,000924	15-16	0,000491	изгиб трубы R/d0=6	2	0,18	2,76	0,004307	0,049476
					резкое сужение d0/d=0,55 25/17	2	0,2
					Тройник	1	2
	Н	0,000924	17-18-25	0,000227	изгиб трубы R/d0=6	2	0,18	2,96	0,021605	0,049476 0,049476
					резкое расширение d0/d=0,55 17/25	2	0,3
					Тройник	1	2
	Н-С	0,000924	25-26	0,000491	изгиб трубы R/d0=6	2	0,18	2,96	0,004619
					резкое сужение d0/d=0,55 25/17	2	0,3
					Тройник	1	2
	Н-С	0,000462	26-27	0,000227	изгиб трубы R/d0=6	3	0,18	0,54	0,000985
	Н-С	0,000462	28-29	0,000227	изгиб трубы R/d0=6	3	0,18	0,54	0,000985
	Н-С	0,000226	30-31	0,000113	изгиб трубы R/d0=6	3	0,18	0,54	0,00095	0,010049 0,010049
	Н-С	0,000226	32-33	0,000113	изгиб трубы R/d0=6	3	0,18	0,54	0,00095
	Н-С	0,000452	33-35	0,000227	изгиб трубы R/d0=6	5	0,18	3	0,00524
					резкое расширение d0/d=0,8 12/17	2	0,3
					Тройник	1	1,5
	Н-С	0,000452	35-36	0,000314	колено 900	1	1,2	1,2	0,001094
	С	0,000452	37-38	0,000314	резкое расширение d0/d=0,8 20/25	1	0,3	1,5	0,001368
					колено 900	1	1,2
	С	0,000452	38-39	0,000491	изгиб трубы R/d0=4	6	0,2	1,2	0,000448

Напорная линия: РМн =0,049476МПа;

Сливная линия: РМс =0,049476МПа;

Суммарные местные потери давления: РМУ=0,059525.

По результатам расчетов потерь давления в гидроаппаратах, потерь по длине, местных потерь рассчитываются суммарные потери в напорной и сливной линиях. Результаты сводятся в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Суммарные потери давления

Линия	Этап цикла	Рга (МПа)	Рl (МПа)	Рм (МПа)	РУ (МПа)
Н	БП	0,629256	0,050629	0,049476	0,729361
С	БП	0,034506	0,047355	0,049476	0,1313

По полученным данным уточняем расчет насосной установки по давлению:

Рн_треб= Р1+Рн=10,67+0,729361=11,399361 (МПа)

11,399361<16

Условие выполняется.

2.5 Разработка рамы шнекового конвейера

2.5.1 Техническое задание для построения рамы шнекового конвейера

Рама шнекового конвейера представляет собой сварную конструкцию. Каркас рамы состоит из швеллеров №22. Сверху к каркасу приварен лист толщиной 6 мм. Внутри выполнена плита с пластинами для установки шнекового конвейера. Произведем расчеты рамы передаточной тележки на изгиб для наиболее нагруженных сечений А-А и Б-Б (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Каркас рамы тележки

2.5.2 Проверочный расчет на прочность от действия изгибающего момента в сечении А-А

В целях упрощения расчета нагрузку от собственного веса тележки и нагрузку от веса груза примем равномерно распределенными по раме тележки. При этом схема для расчета нагрузок в сечении А-А (рисунок 2.6)

Рисунок 2.6 - Расчетная схема сечения А-А

Распределенную нагрузку от веса тележки и веса груза определим по формуле 2.56 [20]:

(2.56)

где

- нагрузка от веса рамы, Н;

- нагрузка от веса груза, Н;

- динамический коэффициент ();

- расстояние между опорами ()

(2.57)

Изгибающий момент от распределенной нагрузки определяем по формуле:

(2.58)

Рассчитаем момент сопротивления сечения состоящего из настила (лист 6Ч5231Ч280) и швеллеров №22

Определяем площадь сечения настила по формуле 2.57:

(2.57)

где l - длина настила, (l=523,1 см);

h - толщина настила, (h=0,6 см).

Площади сечений швеллеров №22 по ГОСТ 8240-72 находим из справочных таблиц: [20].

Определяем суммарную площадь сечения по формуле 2.58:

(2.58)

Определяем статический момент сечения относительно оси 0XS по формуле 2.59:

(2.59)

где - статический момент настила 1 относительно оси X, см, определяем по формуле 2.60;

- статические моменты швеллеров 2,3,4,5,6,7 относительно оси X, см.

(2.60)

б=11+0,4=11,4 см,

(2.61)

Определяем статический момент сечения А-А относительно оси Y по формуле 2.62:

(2.62)

где статический момент относительно оси Y определяется по формуле 2.63:

(2.63)

где - расстояние от центра тяжести детали до оси 0Y, см.

Определяем статические моменты настила 1 и швеллеров 2,3,4,5,6,7:

Определяем координаты центра тяжести и всего сечения А-А по формулам 2.64 и 2.65:

(2.64),

(2.65),

Определяем осевой момент инерции относительно центральной оси по формуле 2.66 [20]:

(2.66)

где - момент инерции сечения листа настила, см;

- расстояние ЦТ листа 1 до оси ();

- момент инерции швеллера №22 ();

- расстояние от оси до оси (см).

(2.67)

Определяем сопротивление сечения для волокон верхнего пояса по формуле 2.68:

(2.68)

Определяем сопротивление сечения для волокон нижнего пояса по формуле 2.69:

(2.69)

Определяем напряжение изгиба в нижнем поясе, как наиболее нагруженном, по формуле 2.70:

(2.70)

Определим коэффициент запаса прочности по формуле 2.71 [20]:

(2.71)

где - допускаемое напряжение для стали Ст3, ();

- допускаемый коэффициент запаса прочности, ().

Следовательно, необходимый запас прочности обеспечен.

2.5.3 Проверочный расчет на прочность от действия изгибающего момента в сечении Б-Б

Нагрузку от собственного веса тележки и нагрузку от веса груза принимаем также, как и в сечении А-А, равномерно распределенной по раме тележки. При этом схема для расчета нагрузок в сечении Б-Б будет иметь вид согласно рисунке 2.7 Распределенную нагрузку от веса тележки и веса груза определяем по формуле 2.72 [20]:

(2.72)

где - нагрузка от веса тележки, Н;

- нагрузка от веса груза, Н;

- динамический коэффициент, учитывающий ударный характер приложения нагрузки ().

Изгибающий момент от распределенной нагрузки определяем по формуле 2.73:

(2.73)

Рисунок 2.7 - Расчетная схема сечения Б-Б

Определяем площадь сечения настила по формуле 2.74:

(2.74)

где - длина настила, ;

- толщина настила, см.

Площади сечений швеллеров 2,3,4, и 5 составляют 26,7 см (швеллер №22 ГОСТ 8240-73).

Определяем суммарную площадь сечения Б-Б по формуле 2.75:

(2.75)

Определяем статический момент сечения относительно оси 0XS по формуле 2.76:

(2.76)

где - статический момент настила 1 относительно оси Х, см, определяется по формуле 2.77;

- статические моменты швеллеров 2,3,4,5 относительно оси Х, см.

(2.77)

(2.78)

Определяем статический момент сечения Б-Б относительно оси Y по формуле 2.79:

(2.79)

где

статический момент относительно оси Y определяется по формуле 2.80:

(2.80)

где - расстояние от центра тяжести детали до оси 0Y, см.

Подставляя числовые значения, определяем статические моменты настила 1 и швеллеров 2,3,4,5:

Определяем координаты центра тяжести и всего сечения А-А, определяется по формуле 2.81 и 2.82:

(2.81)

(2.82)

Определяем осевой момент инерции относительно центральной оси по формуле 2.83 [20]:

(2.83)

где - момент инерции сечения листа настила, см, определяется по формуле 2.84;

- расстояние ЦТ листа 1до оси ();

- момент инерции швеллера №22 ();

- расстояние от оси до оси ().

(2.84)

Определяем сопротивление сечения для волокон верхнего пояса определяется по формуле 2.85:

(2.85),

Определяем сопротивление сечения для волокон нижнего пояса определяется по формуле 2.86:

(2.86)

Определяем напряжение изгиба в нижнем поясе, как наиболее нагруженном, по формуле 2.87:

(2.87)

Определяем коэффициент запаса прочности по формуле 2.88:

(2.88)

где - допускаемое напряжение для стали Ст3 ();

- допускаемый коэффициент запаса прочности ().

.

Следовательно, необходимый запас прочности обеспечен. Спроектированная металлоконструкция передаточной тележки обладает необходимой прочностью.

2.5.4 Расчет сварного шва на прочность

Проверочный расчет соединений деталей и узлов рамы производим в соответствии с требованиями [20] по формуле 2.89:

(2.89)

где - расстояние от оси Х до верхней кромки вертикального листа ();

- допускаемое напряжение для сварных швов на срез определяется по формуле 2.90, МПа.

(2.90)

Необходимая прочность сварного шва передаточной тележки обеспечена.

3. Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатого колеса"

Колесо зубчатое представляет собой обод со ступицей соединенное в единое целое диском. В ступице зубчатого колеса проточено посадочное отверстие Ш45Н7, а также просверлено два отверстия Ш13,7мм и отверстие М10 для фиксирования зубчатого колеса на валу от осевого смещения. На диске зубчатого колеса нарезано 36 зубьев модулем 4 мм. Колесо зубчатое является основным элементом зубчатой передачи и служит для передачи вращающего момента с одного вала на другой. Зубчатые передачи составляют наиболее распространённую и важную группу механических передач. Их применяют в широком диапазоне областей техники и условий работы. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают существенными достоинствами, а именно: малыми габаритами, высоким К.П.Д., большой долговечностью и надёжностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне моментов, скоростей, передаточных чисел. Наиболее сложными для обработки поверхностями в смысле точности и ответственности являются поверхность, на которой нарезаются зубья, внутреннее отверстие в ступице Ш 45Н7, а также торцевые поверхности зубчатого колеса. Выбранная для изготовления зубчатого колеса сталь 45 ГОСТ 1050-88 вполне соответствует тяжёлым условиям работы механизма. Химический состав стали 45 представлен в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Химический состав стали 45, %

С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
0.40-0.50	0.17-0.37	0.50-0.80	0.045	0.045	0.3	0.3

Таблица 3.2 - механические свойства стали 45

ут МПа	увр МПа	у5	Y	Dн Дж/см	НВ (не более)
360	610	16	40	50	241

Одним из факторов влияющих на характер технологического процесса является технологичность конструкции. Выполним оценку технологичности по элементам конструкции детали и технологическим условиям на ее изготовление.

1 Колесо зубчатое - цельной конструкции.

2 Материал детали - сталь 45

3 Выбранная заготовка предусматривает оптимальную механическую обработку.

4 Деталь достаточной жесткости при обработке.

5 Заготовка доступна для обработки и контроля.

6 Базы технологические и измерительные совмещены.

7 Контроль размеров производится универсальными средствами измерения.

8 При изготовлении колеса зубчатого используется действующее оборудование.

9. При изготовлении зубчатого колеса, применяются универсальные приспособления.

10 Применяется стандартный режущий инструмент.

Способ изготовления заготовки имеет решающее значение при выборе первых операций технологического процесса. На выборе заготовки и метода её получения значительное влияние оказывают характеристики материала из которого должна изготовляться деталь, её конструктивные формы и размеры, программа выпуска деталей в год. Метод получения заготовки должен обеспечивать наименьшую себестоимость изготовления детали среди предлагаемых вариантов. Для обеспечения правильности выбора рассмотрим два варианта получения заготовки для изготовления колеса зубчатого:

Вариант 1 - Заготовка из круглого проката (рисунок 3.1):

Рисунок 3.1 - Эскиз заготовки

В соответствии с ГОСТ 2590-88 "Прокат стальной горячекатаный круглый", выбираем заготовку Ш 170 мм, длиной L=102 мм. Объём заготовки определяем по формуле 3.1:

(3.1)

где D - диаметр заготовки, мм, L - длина заготовки, мм

Массу заготовки определяем по формуле 3.2:

Mз = с · Vз, кг, (3.2)

где с - удельный вес стали, равный 7,85 г/см³

Мз = 7,85 · 2314 = 18165г = 18,2кг.

Вариант 2 - Заготовка поковка - цилиндр ступенчатой формы с осевым отверстием Ш 35мм длиной 102мм (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Деталь изготовленная методом штамповка

Объем поковки определяем по формуле 3.3:

Vп = V1 + V2 - V3, см³, (3.3)

где V1, V2, V3 - объемы отдельных частей заготовки, см^3,

Vп = 3,14·172 /4·4+3,14·11/4·6,2-3,14·3/4·10,2 = 1405см³

mп = 7,85·1405 = 11030г = 11кг

Таким образом, наиболее экономичной с точки зрения расхода металла является заготовка - поковка.

Выбор плана (маршрута) обработки детали.

На основании типовых технологических маршрутов, исходя из выбранной заготовки (поковка) разработаем маршрут изготовления колеса зубчатого.

Операция 1 - Токарная

1.1 Подрезать торец ступицы на Ш 114

1.2 Проточить наружный диаметр ступицы до Ш104 на длину 60мм.

1.3 Проточить торец зубчатого венца.

Переустановить деталь.

1.4 Проточить торец зубчатого венца в размер 28мм.

1.5 Проточить наружный диаметр зубчатого венца Ш 152мм.

1.6 Снять фаски 1,6х45 на наружном диаметре зубчатого венца Ш152мм.

Операция 2 - Токарная

2.1 Расточить внутреннее отверстие Ш 44 Н11 на длину 90мм.

2.2 Снять фаски 1,6х45 во внутреннем отверстии Ш 44 Н11.

Операция 3 - Горизонтально - Фрезерная

3.1 Фрезеровать квадрат ? 80 на ступице колеса зубчатого.

Операция 4 - Вертикально - Сверлильная

4.1 Сверлить 2 отверстия Ш 13,7мм в ступице колеса зубчатого на длину 80мм.

4.2 Сверлить отверстие Ш 8,5мм под резьбу М10.

4.3 Нарезать резьбу М10.

Операция 5 - Зубофрезерная

5.1 Нарезать 36 зубьев модулем 4 мм с углом зацепления 20.

Операция 6 - Горизонтально - Протяжная

6.1 Протянуть отверстие Ш 45 H7 на длину 90мм.

Операция 7 - Внутришлифовальная

7.1 Шлифовка внутренней поверхности Ш45.

Операция 8 - Контроль

Расчёт припуска на обработку (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Схема допусков отверстия

Величина припуска на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от следующих факторов:

1. Материал заготовки.

2. Конфигурация и размеры заготовки.

3. Вид заготовки и способы её получения.

4. Требования в отношении механической обработки.

5. Технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности, точности размеров заготовки.

Из этого следует, что величина общего припуска зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припусков на промежуточные операции, погрешности установки, шероховатости поверхности. Выполним расчёт припуска на наружный диаметр заготовки по методу профессора Кована. Минимальный припуск на диаметр при обработке наружной поверхности вращения определяем по формуле 3.4:

(3.4)

где Rz - высота микронеровностей (параметр шероховатости поверхности поковки), Rz =0,32мм

Rt - глубина дефектного поверхностного слоя. Выбираем по таблице на поковку Rt= 3мм

Рi - суммарное значение поверхностных отклонений для расчётной поверхности. Поверхностные отклонения - это сумма допусков формы и расположения поверхностей. Выбираем по ГОСТ 24643-81 "Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей" следующие данные в зависимости от размера заготовки.

Допуск формы цилиндрической поверхности 0,6мм

Допуск цилиндричности, округлости 1,5мм

Допуск торцевого биения 0,4мм

Допуск соосности, симметричности 1,6мм

Отсюда,

Рi= 0,6 + 1,5 + 0,4 + 1,6 = 4,1мм,

Ey - погрешность установки на выполняемом переходе - сумма погрешностей базирования Eb и закрепления Ез.

Погрешность базирования Eb = 0, так как измерительная база совмещена с установочной, значит Еy = Ез.

Принимаем Еy = 0,5мм,

Рассчитаем максимальный припуск:

Zmax = Zi + Тп. п. + Тв. п.,

где Тп. п. - допуск на предшествующем переходе, принимаем для поковки

Тп. п. = 1,5мм.

Тв. п. - допуск на выполняемом переходе, принимаем для токарной операции Тв. п. = 0,08мм

Zmax = 14,9 + 1,5 + 0,08 = 16,48мм.

Определяем размеры заготовки:

Поковка Ш 170 - 0,6мм

Для остальных размеров заготовки колеса зубчатого припуски и допуски определяем из справочников и заносим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Выбор припусков и допусков по таблицам

Размер, мм	Припуск, мм	Допуск, мм	Размер заготовки, мм
Ш104 h14	6	4	Ш 114 h14
Ш 45 H7	6	4	Ш 35 H14
28 h 14	6	6	40 h14
90 h 14	6	6	102 h14

3.2 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

Выбор станочного 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 и в итоге себестоимость изделия.

На основании маршрута изготовления колеса зубчатого по справочникам выбираем необходимое оборудование и приспособления.

3.2.1 Токарная операция

Для выполнения токарной операции выбираем токарно-винторезный станок с ЧПУ, модели 16К20Ф3С5, который имеет следующие технические характеристики (таблица 3.4):

Таблица 3.4 - Характеристики токарно - винторезного станка

Класс точности по ГОСТ 8-82, (Н, П, В, А, С)	П
Диаметр обрабатываемой детали, мм	400
Диаметр детали над суппортом, мм	220
Длина обрабатываемой детали, мм	1000
Мощность двигателя главного движения, кВт	11
Габарит станка: Длина_Ширина_Высота, мм	3360_1710_1750
В качестве приспособления принимаю 3-х кулачковый патрон 7102-0077 по ГОСТ 24351-80

3.2.2 Горизонтально-фрезерная операция

Для выполнения фрезерной операции выбираем консольный вертикально - фрезерный станок модели 6Н82, который имеет следующие технические характеристики (таблица 3.5):

Таблица 3.5 - Характеристики консольного вертикально - фрезерного станка

Размер рабочей поверхности стола (ширина х длина), мм	250Х1000
Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола, мм	0-340
Наибольшее расстояние от вертикальных направляющих станины до середины стола, мм	370
Расстояние от оси шпинделя до хобота, мм	150
Число Т-образных пазов	3
Расстояние между Т-образными пазами, мм	50
Наибольший угол поворота стола, град	±45
Наибольшее перемещение стола, мм продольное поперечное вертикальное	600 200 340
Число ступеней оборотов шпинделя	16
Число оборотов шпинделя в минуту	65-1800
Подача стола, мм/мин продольная поперечная вертикальная	35-1020 28-790 14-390
Скорость быстрого перемещения стола, м/мин продольного поперечного вертикального	2,9 2,3 1,15
Мощность электродвигателей, кВт привода главного движения привода насоса охлаждения	4 0,125
Габариты станка (длина х ширина х высота), мм	2060Х1940Х1600
Вес станка, кг	2100
В качестве приспособления принимаю универсально делительную головку УДГ-160 и 3-х кулачковый патрон 7102 - 0077 по ГОСТ 24351-80

3.2.3 Вертикально-сверлильная операция

Для выполнения сверлильной операции выбираем вертикально - сверлильный станок модели 2Р135 Ф2, который имеет следующие технические характеристики (таблица 3.6):

Таблица 3.6 - Характеристики вертикального - сверлильного станка

Наибольший условный диметр сверления в стали, мм	35
Расстояние от торца шпинделя до плиты, мм наибольшее наименьшее	1100 750
Расстояние от оси шпинделя до вертикальных направляющих станины, мм	300
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм	750
Наибольшее перемещение шпинделя, мм	225
Число ступеней чисел оборотов	9
Пределы чисел оборотов в минуту	68 - 1100
Число ступеней подач	11
Пределы подач на один оборот шпинделя, мм	0,115 - 1,6
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подач, кг	1600
Размеры рабочей поверхности стола, мм	450 х 500
Наибольшее перемещение стола (вручную), мм	325
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	4,5
Габариты станка (длина х ширина х высота), мм	1240Х810Х2565
Вес станка, кг	1528

3.2.4 Зубофрезерная операция

Для выполнения зубофрезерной операции выбираем станок зубофрезерный вертикально одноколонный с неподвижной колонной и подающим столом модели 5А32Б. его характеристики представлены в таблице 3.7

Таблица 3.7 - Характеристика зубофрезерного станка модели 5А32Б

Наибольший диаметр нарезаемого колеса, мм	750
Наибольшая ширина нарезаемого колеса, мм	300
Диаметры фрезерных оправок, мм	27, 32, 40
Наибольшие размеры фрез, мм Диаметр Длина	200 155
Конус Морзе шпинделя, N	5
Мощность электродвигателей, кВт	8
Габариты станка, мм Длина Ширина	3200 1600
Вес станка, кг	8100

3.2.5 Горизонтально-протяжная операция

Для выполнения протяжной операции выбираем горизонтально-протяжной станок 7523, который имеет следующие технические характеристики (таблица 3.8):

Таблица 3.8 - Характеристики горизонтального - протяжного станка

Номинальная тяговая сила, Т·С	10
Количество плунжеров	1
Длина рабочего хода ползуна, мм	1250
Скорость рабочего хода, м/мин	11,5-1,5
Скорость обратного хода, м/мин	20
Мощность электродвигателя, кВт	18,5
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	6340 2090 1910

3.2.6 Внутришлифовальная операция

Для выполнения внутришлифовальной операции выбираем внутришлифовальный станок3К229А, который имеет следующие характеристики (таблица 3.9):

Таблица 3.9 - Характеристики внутришлифовального станка

Диаметр шлифуемого отверстия наибольший, мм	500
Наибольшая длина шлифования, мм	500
Наибольший наружный диаметр устанавливаемого изделия, мм	800/630
Наибольший угол шлифуемого конуса, град	60
Расстояние от оси шпинделя изделия до зеркала стола, мм	410
Мощность привода главного движения, кВт	7.5
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	14.63
Габариты станка длина. ширина. высота, мм	4165Х1780Х2000
Масса, кг	7300
Показатель точности обработки образца изделия: постоянство диаметра в продольном сечении, мкм круглость, мкм	3 1.6
Шероховатость поверхности образца-изделия: цилиндрической внутренней Ra, мкм плоской торцевой	0,08 0,32

3.3 Расчет режимов резания и техническое нормирование операций

3.3.1 Определяем тип производства

Тип производства определяем по коэффициенту штучного времени по формуле 3.4:

К = Тшт. ср N / Fд · 60, (3.4)

где

Т шт. ср. - среднее штучное время по операциям, мин

N - годовая программа выпуска деталей

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час. Для односменной работы Fд = 2015 час

Нормы времени определяем по приближённым формулам.

Операция 1 - Токарная

1.1 Подрезать торец ступицы

Черновое подрезание определяется по формуле 3.5:

to = 0.037 (D - d) · 0,001, мин, (3.5)

to = 0,037 (114 - 30) ·0,001 = 0,45мин.

Чистовое подрезание определяется по формуле 3.6:

to = 0.052 (D - d) · 0,001, мин, (3.6)

to= 0.052 (D - d) · 0,001 = 0,052 (114 - 30) · 0,001 = 0,63 мин,

Уto = 0,45 + 0,63 = 1,1 мин.

1.2 Проточить наружный диаметр ступицы

Черновая проточка определяется по формуле 3.7:

to = 0.17 · d · l · i · 0.001, мин, (3.7)

to = 0.17·114·60·1·0.001=1,2мин.

Чистовая проточка определяется по формуле, 3.8:

to = 0.1 · d · l · i · 0.001, мин, (3.8)

to = 0.1 · 114 · 60 · 1 · 0,001 = 0,7 мин,

Уto= 1.2 + 0.7 = 1.9 мин.

1.3 Проточить торец диска

Черновая проточка

to = 0,037 (170 - 130) · 0,001 = 0,5 мин,

Чистовая проточка

to = 0,052 (170 - 130) · 0,001 = 0,7 мин,

Уto = 0,5 + 0,7 = 1,2 мин.

1.4 Проточить торец диска

Черновая проточка

to = 0,037 (170 - 30) · 0,001 = 1,1 мин,

Чистовая проточка

to = 0,052 (170 - 30) · 0,001 = 1,5 мин,

У to = 1,1 + 1,5 = 2,6 мин.

1.5 Проточить наружный диаметр диска

Черновая проточка

to = 0.17 · 152 · 30 · 2 · 0,001 = 1,6 мин,

Чистовая проточка

to = 0,1 · 152 · 30 · 2 · 0,001 = 1 мин,

У to = 1,6 + 1 = 2,6 мин.

Операция 2 - Токарная

Расточить внутреннее отверстие Ш 45 Н11 определяется по формуле 3.9:

to = 0.18 · d · l · i · 0.001, мин, (3.9)

to =0,18 · 45 · 90 · 5 · 0,001 = 3,7 мин,

Уtток = 1,1 + 1,9 + 1,2 + 2,6 + 2,6 + 3,7 = 13,1 мин.

Тшт.к. ток = К · У t ток, мин, (3.10)

Тшт.к. ток = 2,14 · 13,1 = 28 мин.

Операция 3 - Горизонтально-фрезерная

Фрезерование квадрата 80 на ступице колеса зубчатого

Черновое фрезерование определяется по формуле 3.11:

to = 6 · l · i · 0.001, мин, (3.11)

to = 6 · 120 · 2 ·4 · 0,001 = 5,8 мин.

Чистовое фрезерование определяется по формуле 3.12:

to = 4 · l · i · 0,001, мин, (3.12)

to = 4 · 120 · 2 · 4 · 0.001 = 1,9 мин,

Уtфр = 5,8 + 1,9 = 7,7 мин.

Т шт.к. фр = К · У t фр, мин, (3.13)

Т шт.к. фр = К · У t фр = 1,84 · 7,7 = 14,2 мин.

Операция 4 - Вертикально-сверлильная

4.1 Сверлить два отверстия Ш13,7 мм в ступице колеса зубчатого определяется по формуле 3.14:

to = 0.52 · d · l · 0,001, мин, (3.14)

to = 0,52 · 13,7 · 80 · 2 · 0, 001 = 1,2 мин.

4.2 Сверлить отверстие Ш8,5 мм для нарезания резьбы М10

to = 0,52 · 8,5 · 40 · 0,001 = 0,2 мин.

4.3 Нарезание резьбы М10

to = 0,4 · d · l · 0.001, мин, (3.15)

to = 0,4 · 10 · l · 0.001 = 0,2 мин,

Уtcв = 1,2 + 0,2 + 0,2 = 1,6 мин.

Т шт.к. св = К · У t cв, мин, (3.16)

Т шт.к. св = 1,72 · 1,6 =2,8 мин.

Операция 5 - Зубофрезерная

to = 18 · D · l · 0,001, мин, (3.17)

to = 18 · 144 · 28· 0,001 = 72 мин.

Тшт.к. з. = К · У to, мин, (3.18)

Т шт.к. з. = 72 · 1,66 = 120 мин.

Операция 6 - Горизонтально-протяжная определяется по формуле 3.19:

to = 0.1 · d · l · 0,001, мин, (3.19)

to = 0.1· 45 · 90 · 0.001 = 0,405мин.

Операция 7 - Внутришлифовальная

Шлифовка внутренней поверхностиШ45 определяется по формуле 3.20

to=0.2d·l· 0,001, мин, (3.20)

to=0.2 · 45 · 90· 0,001=0,81 мин,

Общее время на операцию

to = 28 + 14.2 + 120 + 2.8 + 0,405+0,81= 165,4 мин.

Определяем среднее штучное время пор формуле 3.21:

tшт. Ср = to / n, мин, (3.21)

tшт. Ср = 165,4/4 =41,35 мин,

где n - число операций.

Определяем коэффициент штучного времени

К = 41 · 25/2015 · 60 = 0,01.

Значит производство - мелкосерийное

3.3.2 Выбор режущих инструментов

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предопределяется методами обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки. Выбор материала для режущего инструмента зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, техники резанья и типа производства. Для обработки стали рекомендуется применять инструмент, режущая часть которого изготовлена из титановольфрамовых твердых сплавов (Т5К10, Т15К6), быстрорежущих инструментальных сталей (Р6М5). Выбранный инструмент заносим в таблицу 3.10.

Таблица 3.10 - Выбор режущего инструмента

№	Операция	Маршрут обработки	Режущий инструмент
1	2	3	4
1	Токарная	подрезать торец	Токарный подрезной отогнутый правый резец с пластинкой из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18880-73
		Проточить наружный диаметр	Токарный проходной упорный резец ГОСТ 18879-73 из твердого сплава Т15К6
1	Токарная	Подрезать торец	Токарный подрезной отогнутый правый резец с пластинкой из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18880-73
		Проточить наружный диаметр	Токарный упорно - проходной отогнутый резец с углом в плане 45є и с пластинками из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18880-73
		Точить фаски	Токарный упорно - проходной отогнутый резец с углом в плане 45є и с пластинками из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18880-73
2	Токарная	Расточить отверстия	Резец токарный расточной Т15К6 ГОСТ 18882-73
		Точить фаски	Токарный упорно-проходной отогнутый резец с углом в плане 45є и с пластинками из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18880-73
3	Горизонтально-фрезерная	Фрезеровать квадрат	Фреза торцовая насадочная
4	Вертикально-сверлильная	Сверлить одно сквозное отверстия	Сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77; 13,7мм, L=140мм.
		Рассверлить одно отверстия	Сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77; 8,5мм, L=50мм.
4	Вертикально-сверлильная	Нарезать резьбу	Метчик машинный из быстрорежущей стали ГОСТ 17933-72, d=10мм, Р=1,25 мм.
5	Зубофрезерная	Нарезать зубья	Фреза червячная Р6М5, однозаходная. D =225 мм,Z=12, ГОСТ 9324-75, класс Б
6	Горизонтально-протяжная	Протянуть отверстие	Цилиндрическая протяжка Р18 ГОСТ 18217-80
7	Внутришлифовальная	Шлифовать отверстие	Круг ПП25.10. d24А,10ПС2 К5 35м/с А1 ГОСТ2424-83

3.3.3 Выбор режимов резания

По справочникам выбираем режимы резания и заносим их в таблицу 3.11

Таблица 3.11 - Режимы резания

Операция	Скорость резания V м/мин	Подача S мм/об	Глубина резанияt мм
Токарная 1. Подрезать торцы черновая чистовая 2. Проточить наружный диаметр черновая чистовая 3. Расточить отверстие Черновая чистовая	172,78 245,35 115,98 231,97 138,23 152,32	0,6 0,15 0,7 0,05 0,7 0,2	3 2 3 2 2 0,5
Горизонтально-фрезерная Фрезеровать ? 80	231,97	0,2	4
Вертикально-сверлильная Сверлить отверстие Нарезать резьбу	20,5 В ручную	0,15
Зубофрезерная Нарезать зубья черновая чистовая	20 28	3 0,5	4 1
Горизонтально-протяжная Протянуть отверстие	1,8
Внутришлифовальная Шлифовать отверстие	20

3.3.4 Уточненное нормирование времени операции

Норма штучного времени считается по формуле 3.22:

Tшт = То + Тв + Тоб + Тф, мин, (3.22)

где Тшт - штучное время, мин.

То - основное (технологическое) время, мин.

Тв - вспомогательное время, мин.

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин.

Тф - время на физические надобности, мин.

Т об = Тт. об + Т о. об, мин, (3.23)

где Т т. об - время на техническое обслуживание, мин.

Т о. об - время на организационное обслуживание, мин.

То = Тв + Топ, мин, (3.24)

где Топ - операционное время, мин

В условиях мелкосерийного производства нормативы на обслуживание рабочего места и естественные надобности можно объединить и принять в зависимости от размеров обрабатываемой детали в размере 4,6%.

Расчет основного (технологического) времени:

Расчет основного (технологического) времени определяем по формуле 3.25:

То = L · I / S · n, мин, (3.25)

где L - расчетная длина обработки определяется по формуле 3.26, мм

I - число проходов

S - подача, мм/об

N - число оборотов в минуту.

Расчетная длина обработки детали, мм

L = L1 + L2 + L3, мм, (3.26)

где L1 - длина обрабатываемой детали, мм

L2 - длина врезания и подвода инструмента, мм

L3 - длина перебега, мм

Длину врезания и подвода и длину перебега выбираем по справочникам.

Для расчета основного времени выбираем по справочникам режимы резания для технологических операций.

По формуле n = 1000·V / р · d и по таблицам режимов резания рассчитаем число оборотов детали (или инструмента) в минуту (округлим до ближайшего стандарта), по припуску определяем примерное число проходов и заносим все данные в таблицу 3.12.

Таблица 3.12 - Токарная операция

Операция	L. мм	П об/мин	i
Токарная1 1. Подрезать торец ступицы черновая чистовая 2. Проточить наружный диаметр ступицы черновая чистовая	70 70 80 80	500 710 355 710	2 1 2 1
3. Проточить торец диска черновая чистовая 4. Проточить торец диска черновая чистовая 5. Проточить наружный диаметр диска черновая чистовая 6. Снять две фаски 1,6 х 45	50 50 100 100 50 50 1,6	355 560 355 560 280 500 500	1 1 2 1 2 1 1
Токарная 2 7. Расточить отверстие 44Н11 Черновая 8. Снять две фаски 1,6 х 45	110 1,6	1000 1000	3 1

Подставив данные в формулу, для расчёта основного времени и составим таблицу для технологического времени по переходам (таблица 3.13).

Таблица 3.13 - Технологическое время для токарной операции

Операция	То, мин
1. Подрезать торец ступицы черновая чистовая	tо=70х2/0,6 х 500 = 0,47 to = 70 х1/0,4 х 710 =0,25
2. Проточить наружный диаметр ступицы черновая чистовая	To = 80 х2/0,7 х 355 = 0,65 to = 80 х 1/0,3 х 710 = 0,4
3. Проточить торец диска черновая чистовая	To = 50х 1/0,6 х355 = 0,3 to = 50 х 1/0,4 х 560 = 0,25
4. Проточить торец диска черновая чистовая	To = 100 х 2/0,6 х 355 = 1,2 to = 100 х 1/0,4 х 560 = 0,5
5. Проточить наружный диаметр диска черновая чистовая	To = 50 х 2/0,7 х 280 = 0,5 to = 50 х 1/0,3 х 500 = 0,35
6. Снять две фаски 1,6х45	To= 0.25 х 2 = 0,5
7. Расточить отверстие 44Н11 черновая	To = 110 х3/0,7 х 1000 = 0,5
8. Снять две фаски 1,6х45	To = 0.25 х 2 = 0,5
9. Итого	То1 = 5,9 То2 = 1

Вспомогательное время выберем по справочнику:

Tв1 = 5,05мин

Tв2 = 0,6 мин

Рассчитаем штучное время по полученным данным определяем по формуле 3.27:

Тшт= (То + Тв) · (1 + (б +в + г) / 100), мин, (3.27)

Тшт1 = (5,9 + 5,05) · (1 + 4,6/100) = 11,4мин,

Тшт2 = (1+0,6) · (1 + 4,6/100) = 1,67мин.

Таблица 3.14 - Фрезерная операция

Операция	L. мм	П. об/мин	i
Фрезеровать квадрат? 80?	120	400	4

Подставив данные в формулу для расчёта основного времени и составим таблицу 3.15 для технологического времени фрезерной операции.

Таблица3.15 - Технологическое время для фрезерной операции

Операция	То. мин
Фрезеровать квадрат 80?	То = (120 · 4/0,2 ·400) · 4 = 24

Вспомогательное время выбираем по справочнику: tв = 3,12 мин

Рассчитаем штучное время по полученным данным по формуле 3.28:

Тшт = (То + Тв) (1+ (б + в + г) / 100, мин, (3.28)

Тшт = (24 + 3,12) · (1 + 4,6/100) = 28,3 мин.

Расчет штучного времени для зубофрезерной операции.

Рассчитаем штучное время для зубофрезерной операции по формуле 3.29:

Тшт = Тп. з. + То + Тв + Тоб. + Тф, мин, (3.29)

где Тшт - штучное время, мин;

Тп. з. - подготовительно - заключительное время, мин.

Тп. з. = 0,2 мин;

То - основное (технологическое) время, мин;

Тв - вспомогательное время, мин.

Тв = 1,25 мин;

Тоб. - время на обслуживание рабочего места, мин;

Тф. - время на физические надобности, мин.

Тоб. = Тт. об. + То. об., мин, (3.30)

где Тт. об. - время на техническое обслуживание, мин;

То. об. - время на организационное обслуживание, мин.

То= Тв + Топ, мин, (3.31)

где Топ - оперативное время, мин;

Так как норма времени на техническое и организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от оперативного времени - (б + в + г) = 8%, то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт = Тп. з. + (То + Т) (1 + (б + в + г) /100), мин, (3.32)

Время может быть определено через скорость резания определяется по формуле 3.33

То = р d (L + l) z /1000 V S, мин, (3.33)

где L - длина нарезаемого зуба, мм;

l - величина врезания червячной фрезы, мм;

n - частота вращения червячной фрезы, об/мин;

S - подача на один оборот нарезаемой детали, мм/об;

z - число нарезаемых зубьев;

V - скорость резания, м/мин;

d - диаметр червячной фрезы, мм.

Основное время при черновой обработке:

T_о2 = 3,14 · 125 (28 + 40) · 36 /1000 · 20 · 3 = 16 мин,

Основное время при чистовой обработке:

T_о2 = 3,14 · 125 (28 + 40) · 36/1000 · 28 · 0,5 = 68 мин,

Основное время для операции:

То = 16 + 68 = 84 мин,

Штучное время для зубофрезерной операции:

Тшт = 0,2 + (84 + 1,25) · (1+ 8/100) = 92,3 мин.

Рассчитаем штучное время для сверлильной операции определяется по формуле 3.34:

Тшт = Тпз + То + Тв + Тоб + Тф, мин, (3.34)

где Тшт - штучное время, мин; Тпз - подготовительное - заключительное время, мин; Тпз - 0,2 мин; То - основное (технологическое) время, мин; Тв - вспомогательное время, мин; Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин; Тф - время на физические надобности, мин.

Тоб. = Тт. об. + То. об, мин, (3.35)

Так как норма времени на техническое, организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от оперативного времени (б + в + г) = 8%, то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт=Тпз + (То + Тв) · (1 + (б + в + г) /100, мин, (3.36)

Основное время сверления определяется по формуле 3.37:

Т_о = L / nS = l + l_1/nS, мин, (3.37)

где L - длина отверстия, мм;

l₁ - величина врезания, мм;

S - подача инструмента на один оборот;

n - число оборотов инструмента в минуту.

А так как n = 1000V/р·d, то технологическое время может быть определено через скорость резания определяется по формуле 3.38:

Т_о = р· d· (l + l₁) / 1000·V· S, мин, (3.38)

Технологическое время для сверления двух отверстий Ш13,7:

Т_о = 2 · 3,14 ·13,7· (80 + 20) / 1000 · 20,5 · 0,4 = 1,1мин,

Технологическое время для сверления отверстия под резьбу М10 диаметром Ш 8,5мм:

Т_о = 3,14 · 8,5 (40 + 20) / 1000 · 20,5 · 0,4 = 0,2мин,

Т_шт = 0,2 + (1,1 + 0,2) (1 + 0,08) = 1,4мин,

Для нарезания резьбы в отверстии:

То = 3,04 мин, Тв = 3,02мин, Тшт = 3,04 + 3,02 = 6,06мин,

Штучное время по всей операции:

Тшт = 1,4 + 6,06 = 7,46мин.

Рассчитаем штучное время для протяжной операции определяется по формуле 3.39:

Тшт = Тпз + То + Тв + Тоб + Тф, мин, (3.39)

где Тшт - штучное время, мин;

Тпз - подготовительное - заключительное время, мин;

Тпз - 0,2 мин;

То - основное (технологическое) время, мин;

Тв - вспомогательное время, мин;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин;

Тф - время на физические надобности, мин;

Тоб. = Тт. об. + То. об, мин, (3.40)

Так как норма времени на техническое, организационное обслуживание и физические надобности принимается в процентах от оперативного времени (б + в + г) = 8%, то формулу штучного времени можно записать в виде:

Тшт=Тпз + (То + Тв) · (1 + (б + в + г) /100, мин, (3.41)

Основное время протягивания определяется по формуле 3.42:

Tо= (Lр. х/ 1000·V) ·к, мин, (3.42)

где Lр. х - длина рабочего хода, мм;

V - скорость резания, м/мин.;

К - поправочный коэффициент в зависимости от обратного хода.

Определяем скорость резания по нормативам:V=4 м/мин.;

Принимаем по паспорту станка: V=3,6 м/мин;

Проверочный расчет по мощности резания определяется по формуле 3.43:

P=FУb, Н, (3.43)

где Уb - суммарная длина режущих кромок всех зубьев, мм; одновременно участвующих в резании определяется по формуле 3.44;

F - сила резани, приходящая на единицу длины режущей кромки зуба, кГ;

Уb= (bun/zс) ·ri, мм, (3.44)

Уb= (10.1/1).4=40 мм,

P=23,5.40=940кГ ?9400Н.

Корректируем скорость резания по мощности двигателя:

Vкор. =1,8 м/мин.

Определяем длину рабочего хода по формуле 3.45:

Lр. х=. lu. + ln + lдоп, мм, (3.45).

где lu. - длина протягивания, мм;

ln - длина рабочей части протяжки, мм;

lдоп. - дополнительная длина хода, мм;

Определяем длину рабочей части протяжки по формуле 3.46:

ln=L - l₁, мм, (3.46)

где L - Общая длина протяжки, мм;

l₁ - длина протяжки до первого режущего зуба, мм;

ln= 628-320 = 308мм;

Lр. х=.90+308+30=428мм;

Определяем основное время:

Tо= (428/1000·1,8) ·2=0,47 мин.;

Штучное время для протяжной операции:

Тшт = 0,2 + (0,47+ 1,28) · (1+ 8/100) = 2,05мин,

Штучно - калькуляционное время на изготовление колеса зубчатого:

Тшт = 11,4 + 28,3 + 7,46+1,67+92,3+ 2,05 = 143,18 мин.

Полученные результаты свожу в таблицу 3.16

Таблица 3.16 - Технологическое время на изготовление колеса зубчатого

Операция	Тпз мин.	Тв мин.	То мин.	Тшт мин.
Токарная Горизонтально-фрезерная Вертикально-сверлильная	0,2 0,2 0,2	5,05 3,12 3,22	5,9 24 4,14	11,4 28,3 7,46
Токарная	0,2	0,6	1 84 0,47	1,67 92,3 2,05
Зубофрезерная Горизонтально-протяжная	0,2 0,2	1,25 1,28
Итого				143,18

3.3.5 Составление управляющей программы для станка с ЧПУ

Порядок проектирования:

- Выбор состава переходов

- Выбор режущих инструментов

- Выбор режимов резания

- Составление геометрической информации

- Составление текста управляющей программы

Выбор состава переходов на операцию №2, согласно маршруту обработки:

1. Точить торец

2. Точить поверхность

3. Точить торец

4. Расточить отверстие

5. Фрезеровать квадрат

6. Сверлить отверстие Ш13,7 мм, Ш8,5 мм

7. Нарезать резьбу

8. Фрезеровать зубья

9. Протянуть отверстие Ш45 мм

10. Шлифовать отверстие Ш45 мм.

Режущие инструменты:

1. Резец подрезной проходной Т5К6

2. Фреза торцевая насадная Т5К10 Ш160 мм

3. Сверло спиральное Ш13,7; Ш8,5 мм Р6М5

4. Метчик машинный Ш10 мм Р6М5

5. Резец расточной Т5К6

6. Фреза червячная Р6М5

7. Круг ПП25.10. d24А,10ПС2 К5 35м/с А1 ГОСТ2424-83

Выбор геометрической информации:

- Координаты начальной точки: 100; 141

- Траектории движения инструментов

Текст управляющей программы:

%

N001G27T101S041M104

N002G58Z+000000F70000

N003X+000000

N004G26

N005G01F10100L31

N006Z?14100F70000

N007X?02500

N008X?07500F10013

N009Z+14100F70000

N010X+10000

N011G40F10100L31

N012T102S041

N013G26

N014G01F10100L32

N015Z?14300F70000

N016X?02500

N017X?03900F10013

N018Z+00200F70000

N019X+03900

N020Z?00200

N021X?03900F10013

N022Z+00200F70000

N023X+03700

N024Z?09100F10013

N025X+00200F70000

N026Z+09100

N027X?00380

N028Z?09100F10013

N029X+02880F70000

N030Z+13200

N031G40F10100L32

N032T111

N033G26

N034G01F10100L21

N035Z?14000F70000

N036Z?20000F10054

N037Z+34000F70000

N038G40F10100L21

N039T104S044

N040G26

N041G01F10100L34

N042X?07670F70000

N043Z?14000

N044Z?09200F10025

N045X?00100F70000

N046Z+09200

N047X+00180

N048Z?09200F10025

N049X?00100F70000

N050Z+09200

N051X+00150

N052Z?09200F10025

N053X?00100F70000

N054Z+23200

N055X+07540

N056G40F10100L34

N057T105S044

N058G01F10100L35

N059X?07370F70000

N060Z?14000

N061Z?00100F10011

N062X?00150Z?00150

N063Z?09050

N064X?00100F70000

N065Z+23300

N066X+07620

N067G40F10100L35

N068T106S043

N069G01F10100L36

N070X?07600F70000

N071Z?14100

N072X+00970F10013

N073X+00150Z?00150

N074Z?00250

N075G03X+00100Z?00100I+00200

N076G01X+03200

N077X+00300Z?00300

N078Z?08300

N079X+00100F70000

N080Z+23200

N081G40F10100L36

N082G25X+999999F70000

N083M105

N084G25Z+999999

N085M002

3.4 Расчет и конструирование фрезы для нарезания зубьев на детали "колесо зубчатое"

3.4.1 Расчёт дисковой зубофрезерной модульной фрезы. Определение эвольвентного участка

Исходные данные, необходимые для расчета фрезы.

Модуль m=2,25

Число зубьев колеса Z=42

Угол исходного контура б=200, Х=0.

Так как дисковая зуборезная модульная фреза имеет нулевой передний угол и при нарезании цилиндрического прямозубого колеса работает методом копирования, то профилирование ее режущих кромок сводится к определению формы впадин зубьев обрабатываемого изделия. Согласно ГОСТ 10996-64 профиль зуба фрезы состоит из эвольвентного, неэвольвентного участков и прямой.

Радиус основной окружности [16] определяется по формуле 3.47, мм:

(3.47)

мм.

Радиус делительной окружности определяется по формуле 3.48, мм:

(3.48)

Радиус вершины зубьев колеса определяется по формуле 3.49, мм:

(3.49)

мм.

Радиус окружности впадин колеса определяется по формуле 3.50, мм:

(3.50), мм.

Координаты Х и Y любой точки эвольвенты можно определить по формуле 3.51, 3.52, 3.53:

(3.51)

(3.52)

(3.53)

где Sg - ширина впадины зуба по делительному диаметру определяется по формуле 3.54:

Т. к Х=0;

(3.54)

.

На эвольвентном участке профиля условно отмечаем десять точек так, чтобы выполнялось условие:

, мм, (3.55)

где - радиус произвольных окружностей, проведенных через выбранные точки.

, мм, (3.56)

.

Для получения координат различных точек эвольвенты задают несколько значений rх. Для определения соответствующих им углов х используют формулу 3.57, 3.58:

(3.57)

, (3.58)

,

;

,

,

.

Расчет остальных точек производим аналогично, результаты заносим в Таблицу 3.17

Таблица 3.17 - Расчетные значения точек эвольвенты

диаметр	50,625	49,23	48,54	47,85	47,16	46,47	45,78	45.09	44,4
Х, мм	3,497	2,695	2,342	2,02	1,731	1,477	1,263	1,084	0,999
Y, мм	50,504	49,156	48,483	47,807	47,128	46,477	45,763	45,017	44,389

3.4.2 Определение профиля неэвольвентного участка

В зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса устанавливают два типа профилей зуба. У нас z =42, поэтому в этом случае профиль зуба колеса будет эвольвентным только на протяжении АВ - от окружности выступов до основной окружности. Участок же О1В от основной окружности до окружности впадин будет неэвольвентным. Профилирование фрезы представлено на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 - Профилирование фрезы

Учитывая, что зубчатые колеса, нарезанные стандартными дисковыми фрезами, требования высокой точности не удовлетворяют, радиус закругления вершины зубьев инструмента можно находить по формуле 3.59:

(3.60)

где - нормальный модуль, мм;

- коэффициент, зависящий от числа зубьев нарезаемого колеса и угла зацепления .

Согласно [17] .

.

3.4.3 Конструктивные параметры дисковых фрез

Угол подбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить на боковых сторонах профиля задние углы 1 не менее 3°. Угол в точке М,м и 1 связаны между собой следующим соотношением [16] определяется по формуле 3.60:

(3.60)

Угол ц для любой точки можно определить, построив касательную к профилю в этой точке. Он должен быть не менее 30°, тогда угол получится равным 10-15°.

(3.61)

Принимаем K=3мм. [2]

Передний угол = 0.

Размер Н фрез с зубьями без подфрезерования (рис.3.4) определяют по формуле 3.62:

(3.62)

где - высота профиля, мм, определяется построением.

Ширину В определяют после расчета профиля фрезы определяется по формуле 3.63:

(3.63)

где Ха - ширина впадины зуба на окружности вершин;

В0 - коэффициент, учитывающий увеличение ширины фрезы по сравнению с шириной впадины зуба на окружности вершин (В0=35% - для m=1мм; В0=15% - для m=8мм). Для промежуточных значений модуля данный коэффициент находится интерполированием).

Принимаем 7 мм.

Угол и радиус r впадины определяют по формулам для обычных затылованных фасонных фрез т.е. r=1.5мм, .

Наружный диаметр фрезы D, число зубьев Z и диаметр отверстия dотв следует выбирать по ГОСТ 10996 - 64 в зависимости от модуля зубчатого колеса.

Поэтому принимаем D=63мм, Z=12, dотв=22мм.

Для изготовления дисковой зубофрезерной модульной фрезы, по ГОСТ 19265 - 73, принимаем сталь инструментальную быстрорежущую Р6М5.

4. Организационно-экономическая часть

4.1 Оценка затрат на проведение модернизации

По принятой технологической схеме в настоящее время известково-доломитная пыль подается вручную с использованием электрического тельфера. Подача осуществляется при помощи фронтального погрузчика. Во всем процессе задействовано 7 человек обслуживающего персонала, которые постоянно работают во вредных условиях.

Под инвестициями в данной работе подразумеваем сумму денежных средств, необходимую на проектные работы и строительство объекта, покупку основных средств для его дальнейшей эксплуатации, а также начальный оборотный капитал, необходимый для покрытия текущих затрат при начальной эксплуатации объекта до тех пор, пока выручка не будет покрывать текущие расходы.

Проведем экономический расчет системы автоматической подачи известково-доломитной пыли в бункер мусоросжигательной печи.

В данном случае величина капитальных вложений ?С будет состоять из следующих элементов (рисунок 4.1):

1. Стоимость проектных работ - Спр;

2. Стоимость общестроительных работ (земляные работы, устройство фундамента) - Сстр;

3. Стоимость изготовления металлоконструкций (в т. ч. стоимость металла) - Сизг;

4. Стоимость монтажа металлоконструкций - См;

5. Стоимость оборудования - Соб;

6. Стоимость монтажа и пуско-наладки оборудования - См. об.

1. Стоимость проектных работ Спр определяется:

Спр=Цл•Nл, руб, (4.1)

где Цл - цена одного условного листа, взятая по средним ценам по г. Череповцу - 6000 руб.,

Nл - количество условных листов, равное 30 по экспертным оценкам аналогичных работ.

Спр=6000•30=180 000 руб.

2. Стоимость общестроительных работ Сстр определяется:

Сстр=Цстр•Nз, руб, (4.2)

где Цстр - средняя сметная стоимость земляных и фундаментных работ, 17 000 руб. за куб. м по г. Череповцу,

Nз - общее количество куб метров работ, 10 куб. м в соответствии с объемом работ.

Сстр=17 000•10=170 000 руб.

3. Стоимость изготовления металлоконструкций Сизг определяется следующим образом:

Сизг= (Цм+Уизг) •Nм, руб, (4.3)

где Цм - средняя стоимость металла, 28 000 руб. за 1 тонну,

Уизг - стоимость услуги по изготовлению металлоконструкций, 26 000 руб. за тонну по г. Череповцу,

Nм - количество тонн металлоконструкций, 2,5 т по проекту.

Сизг= (28 000+26 000) •2,5=125 000 руб.

4. Стоимость монтажа металлоконструкций См:

См=Ум•Nм,руб, (4.4)

где Ум - стоимость услуги по монтажу металлоконструкций, принимается по средним городским показателям 22 000 руб. за тонну,

См=22 000•10=220 000 руб.

5. Стоимость оборудования Соб определяется как сумма всего закупаемого оборудования: транспортера, датчики уровня пыли, электрического привода и составляет 400 000 руб.

6. Стоимость монтажа и пуско-наладки оборудования См. об определяется в размере 15% от стоимости самого оборудования и составляет:

См. об= Соб•0,15=400 000•0,15=60 000 руб.

Таким образом, величина капитальных вложений (рисунок4.1):

?С= Спр+Сстр+Сизг+См+Соб+ См. об, руб, (4.5)

?С=240 000+170 000+125 000+220 000+400 000+60 000=1 155 000 руб.

Рисунок 4.1 - Величина капитальных вложений в проект

4.2 Затраты на оказание услуг

Затраты на подачу известково-доломитной пыли в бункер включают в себя следующие элементы:

- Материальные затраты;

- Оплата труда;

- Текущее обслуживание и ремонт;

- Амортизационные отчисления;

Электроэнергия и прочие расходы (на охрану труда, спецодежду, ГСМ и т.д.). К эксплуатационным или текущим затратам относятся следующие затраты:

4.2.1 Материальные

Затраты на текущий ремонт, руб/год принимаются в размере 25-30% затрат на амортизацию:

Sт. р= (0,2-0,3) Sам, руб. /год, (4.6)

До внедрения проекта затраты на текущий ремонт составляли:

Sт. р.0=0,25•28400=7 100 руб. /год,

После внедрения проекта затраты:

Sт. р.1=0,25•74010=18 503 руб. /год.

Расчёт затрат на электроэнергию:

Sэ=Р•hгод•Сэл, руб, (4.7)

где Р - установленная мощность электродвигателей, кВт;

hгод - число часов использования установленной мощности в году;

Сэл - стоимость электроэнергии за 1 кВт/ч потребляемой мощности.

До модернизации проекта потреблялась энергия электрическим тельфером в объеме 3,5 кВт/ч в течение 1620 часов в год. Стоимость электроэнергии - 2766 руб. за 1000 кВт/ч (по данным бухгалтерии).

После внедрения проекта электроэнергия потребляется электродвигателем привода в объеме 1,5 кВт/ч в течение такого же количества времени.

Sэ= (3,5-1,5) •1620•2,766=8961руб.

4.2.2 Оплата труда

Sз=S1з•n•12•1,3,руб., (4.8)

где S1з - средняя заработная плата 1 человека, обслуживающего оборудование, в месяц (15 500 рублей). До внедрения проекта в технологическом процессе было задействовано 7 человек обслуживающего персонала, а после проекта число обслуживающего персонала сократилась до 3 человек, тогда экономия на затраты а заработной плату составит: