Режимы резания металлов

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Общий раздел

1.1 Назначение детали

1.2 Материал детали и его свойства

1.3 Анализ технологичности детали

2.Технологический раздел

2.1 Определение типа производства

2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Предварительный выбор двух вариантов получения заготовки

2.2.2 Технико-экономическое обоснование выбора лучшего варианта заготовки. Анализ заводского технологического процесса

2.3 Разработка проектного варианта технологического процесса

2.3.1 Разработка маршрута обработки детали

2.3.2 Краткая техническая характеристика используемого оборудования

2.4 Расчёт промежуточных припусков и размеров заготовки

2.5 Подробная разработка операций

2.5.1 Подробная разработка операции с ЧПУ

3.Конструкторский раздел

3.1 Проектирование станочного приспособления

3.1.1 Описание конструкции и принципа действия приспособления

3.1.2 Расчёт точности базирования заготовки. Расчётная схема для определения усилия зажима. Определение основных параметров зажимного механизма и привода

3.2 Описание и расчёт режущего инструмента

3.3 Описание и расчёт средства измерения

4.Организационно-экономический раздел

Список использованной литературы

Введение

В настоящее время машиностроение в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства республики.

В свое время машиностроение пережило несколько этапов своего развития. Первые этапы характеризовались накоплением опыта производства машин, опубликовывались статьи по обработке заготовок и появлялись нормативные материалы. Появлялись теоретические труды в области машиностроения, разрабатываемые методы анализа точности и управления качеством продукции с помощью математической статистики и теории вероятности.

В наши дни широко используются фундаментальные и теоретические науки. Для решения теоретических и практических задач используются современные вычислительные средства. Создаются и развиваются системы автоматизированного производства.

В процессе механической обработки деталей машин возникают проблемные ситуации, связанные с необходимостью выполнения технических требований, поставленных конструктором перед производством. Производственный процесс связан с эксплуатацией сложного металлорежущего оборудования, в том числе полуавтоматического, оснащенного системами числового программного управления, быстродействующей технологической оснасткой. Механическая обработка определяет трудоёмкость и себестоимость продукции, а так же долговечность эксплуатационных свойств деталей машин.

Требование современности - выпуск конкурентоспособных изделий, востребованных на внутреннем и внешнем рынке. В связи с этим основными направлениями развития современной технологии являются: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем, широкое использование роботов и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и приборостроении.

Технический прогресс всего народного хозяйства зависит от уровня развития машиностроительной промышленности. Целью проекта является закрепление, расширение и углубление теоретических знаний по технологии машиностроения, приобретение навыков практического применения полученных теоретических знаний к комплексному решению конкретных задач, предусмотренных в дипломном проекте.



1. Общий раздел

1.1 Назначение детали

Деталь цапфа относится к классу валов и предназначена для передачи крутящего момента через муфту от двигателя на винт. Цапфа соединяется с винтом с помощью прессовой посадки. Деталь входит в узел газорезочной машины.

Заготовка детали может быть получена как из проката, так и штамповкой. Деталь представляет собой вал, у которого диаметры увеличиваются от одного торца к другому.

На цапфе расположены два шпоночных паза для установки призматических шпонок. На поверхности 48 нарезана резьба М48х1,5-8g. Так же на цапфе имеется канавка 4 мм. На некоторых ступенях вала имеются скругления R1. Так же с двух сторон цапфы наблюдается конусность 1:20.

1.2 Материал детали и его свойства

Сталь 45 ГОСТ 1050-74 - среднеуглеродистая качественная сталь, имеющая хорошие механические свойства для обрабатывания резанием, хорошо закаливается, достаточно недорогостойкая. Сталь 45 применяют для изготовления средненагруженных деталей: валов, втулок, вилок, кулачков, зубчатых колес. В данном случае применение данного материала целесообразно.

Таблица 1.1 - Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74

Режим термообработки	, МПа	, МПа	%	%	HB
Операция	Температура,	Охлаждающая среда	не менее
Закалка	840	Вода (масло)	560	800	13	48	220
Нормализованная	-	Вода или воздух	360	610	16	40	229

Таблица 1.2 - Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-74, %

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu
			не более
0,42-0,5	0,17-0,37	0,50-0,80	?0,04	?0,035	0,25	?0,30	?0,30

1.3 Анализ технологичности детали

Качественный анализ:

Данная деталь относится к деталям типа «вал». Материал - углеродистая, качественная сталь 45 ГОСТ 1050-74, позволяющая цапфе воспринимать достаточно высокую нагрузку в процессе работы. Жёсткость конструкции детали является достаточной и не ограничит режимы резания при обработке.

Конструкция детали имеет достаточные по размерам и расположению базовые поверхности, что позволяет при обработке применять принципы совмещения и постоянства баз, обеспечивая точность формы обрабатываемых поверхностей, точности их расположения и точность размеров.

Конструкция детали позволяет обрабатывать её стандартными режущими инструментами. Возможно совмещение технологических и измерительных баз. Для обработки поверхностей не требуется изготовления специальных инструментов. К нетехнологичным элементам можно отнести: закрытый шпоночный паз O8^(+0,1), обработка в упор, канавка.

Вывод: на основании качественной оценки деталь можно считать технологичной.

Количественная оценка технологичности детали сводится к определению показателей технологичности в соответствии с ГОСТ 14202-73.

Коэффициент унификации:

К_у.э.= (1.1)

где Q_у.э.- число унифицированных размеров конструктивных элементов,

Q_э - число конструктивных элементов в детали

К_у.э.=13/13=1

Остальные коэффициенты принимаю равные единице.

Вывод: по результатам качественного анализа выявлено, что деталь технологична.



2. Технологический раздел

2.1 Определение типа производства

Выбираю тип производства предварительно в зависимости от заданной годовой программы (N=1200 шт.) и массы (m=6,7 кг) детали.

Таблица 2.1 - Предварительный выбор типа производства.

Масса, кг	Годовая программа
	единичное	мелкосерийное	серийное	крупносерийное	массовое
до 1	до 20	10?1500	1500?75000	75000?200тыс.	>200тыс.
1?2,5	до 10	10?1000	1000?50000	50000?100тыс.	>100тыс.
2,5?5	до 10	10?500	500?35000	35000?75тыс.	>75тыс.
5?10	до 10	10?300	300?25000	25000?50тыс.	>50тыс.
>10	до 10	10?200	200?10000	10000?25тыс.	>25тыс.

По таблице 3 определяю тип производства - серийный.

Далее определяю партию запуска деталей n, шт.:

(2.1)

где, N - годовая программа выпуска деталей;

а - необходимый запас деталей в днях (принимается от 5 до 10дн.);

- действительный годовой фонд времени работы (=260дн.)

.

Принимаю партию запуска 37 штук.



2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Предварительный выбор двух вариантов получения заготовки

Для серийного типа производства я выбираю два метода получения заготовки:

а) сортовой круглый прокат ГОСТ 2590 - 88

б) штамповка на КГШП ГОСТ 7503 - 89

а) Определяю размеры заготовки из проката.

Общий припуск на обработку наружной цилиндрической поверхности определяется как сумма межоперационных припусков :

=(++)?2 (2.2)

Выбираю припуск под обработку на поверхность O:

Токарная черновая - 1,5 мм

Токарная чистовая - 1 мм

=(1,5+1)?2=5

Диаметр заготовки из проката по ГОСТ 2590 - 88:

=90+5=

Длина заготовки определяется по формуле l_заг., мм:

L_заг.=l_дет.+2z (2.3)

L_заг.=298+2?5=308_-0,57



Рисунок 2.1 - Сортовой круглый прокат ГОСТ 2590 - 88

б) Определяю размеры штампованной заготовки.

Выбираем припуск под обработку на поверхность O:

Токарная черновая - 1,5 мм

Токарная чистовая - 1 мм

Рассчитаю общий припуск по формуле 2.3

=(1,5+1)?2=5 мм

Диаметр заготовки равен

=90+5=

Выбираю припуск под обработку на поверхность O

Токарная черновая - 2,8 мм

2,8 мм

=68+2,8?2=72,6?

Выбираю припуск под обработку на поверхность O48

Токарная черновая - 2,8 мм

2,8 мм

=48+2,8?2=52,6?

Выбираю припуск под обработку на поверхность O

Токарная черновая - 1,6 мм; O30,5

Токарная чистовая - 0,30 мм; O30,2

Шлифовальная - 0,20 мм

=(1,6+0,30+0,20)?2=4,2 мм

=30+4,2=34,2?

Рисунок 2.2 - Штампованная заготовка

2.2.2 Технико-экономическое обоснование выбора лучшего варианта заготовки

а) Сортовой круглый прокат ГОСТ 2590 - 88:

Определяю объем заготовки с учётом потерь металла на разрезку проката В_р, при резке металла на ленточно-отрезном станке В_р=1,6 мм:

(2.4)

где, =3,14 - постоянное значение;

d - диаметр заготовки, мм;

h - длина заготовки, мм

Определяю объем заготовки по формуле 2.4:

Определяю массу заготовки по формуле Q_з, кг:



где, - плотность материала;

V - объем заготовки

Массу заготовки определяю по формуле 2.5:

Рассчитаю коэффициент использования материала по формуле

где - масса детали, кг;

- масса заготовки, кг

Себестоимость заготовки, руб.:

(2.7)

где Q - масса заготовки, кг;

S - цена материала заготовки, руб. (24000 руб.);

q - масса готовой детали, кг;

- цена за 1т стружки, руб. (4500 руб.)

=

б) штамповка

Разобью заготовку на элементы и найдём массу каждого элемента. Общую массу заготовки определяю по формуле, кг:

Q_общ=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄ (2.8)

Определяю объем цилиндра 1 по формуле 2.4:

Массу заготовки определяю по формуле 2.5:

Q₁=

Определяю объем цилиндра 2 по формуле 2.4:

Массу заготовки определяю по формуле 2.5:

Определяю объем цилиндра 3 по формуле 2.4:

Массу заготовки определяю по формуле 2.5:

Определяю объем цилиндра 4 по формуле 2.4:

Массу заготовки определяю по формуле 2.5:

Определяю общий объём заготовки по формуле 2.8:

Q_общ=5,4+3,4+0,51+0,54=9,85 кг

С учётом потерь металла на угар и облой (10…15)%, фактический расход определяю по формуле Q^I, кг:



Q^I=Q+0,1Q_дет (2.9)

Q^I=9,85+0,1?6,7=10,52 кг

Коэффициент использования материала определяю по формуле 2.6:

Себестоимость заготовки из штамповки:

(2.10)

где, стоимость 1т заготовки (48000 руб.);

Q - масса заготовки;

S - цена за 1кг заготовки материала, руб;

q - масса готовой детали;

- цена за 1т стружки;

- коэффициент, зависящий от класса точности штампов;

- коэффициент, зависящий от сложности штамповок;

- коэффициент, зависящий от массы штамповок;

- коэффициент, зависящий от годовой программы выпуска штамповок;

- коэффициент, зависящий от марки материала штамповок;

Определяю себестоимость заготовки из штамповки

=(551,75 руб.

Таблица 2.2 - Выбор варианта заготовок

Заготовка		С
Штамповка	0,64	551,75
Прокат	0,25	560,55

Вывод: Самым оптимальным вариантом выбора заготовки, исходя из табличных расчетов припуска на обработку, является штамповка.

2.3 Анализ заводского технологического процесса

Заводской технологический процесс разработан с учётом особенностей единичного производства, технических требований чертежа и с учётом принятой заготовки - проката.

Применение при механической обработке заготовок напайного режущего инструмента, имеющего стойкость и производительность на 30% ниже по сравнению со сборным инструментом, экономически нецелесообразно.

Равным образом и мерительный инструмент, применяемый при измерении параметров деталей, также является, в основном, нормализованным: штангенциркули, микрометры и т.д., что целесообразно для условия единичного производства. Для контроля профиля канавки и резьбовой поверхности предпочтительны калибры.

В заводском техпроцессе в связи с наличием припуска существуют промежуточная термическая операция: улучшение. Потому весь техпроцесс делится на два этапа обработки: до т.о. и после т.о.

В техпроцессе предусмотрены все необходимые черновые и чистовые операции для получения детали согласно требованиям чертежа по точности размеров, расположения поверхностей и по параметрам шероховатости, а также все необходимые операции разметочные и слесарные, что соответствует конкретно единичному типу производства. Оборудование для изготовления детали выбрано верно с учётом вида работ, габаритов детали и требуемой точности из наличия станков существующего механического парка.

Различная технологическая оснастка, которая используется в цехе, изготавливается в инструментальном производстве предприятия.

В маршрутных картах не указан весь применяемый нормализованный режущий инструмент, что объясняется спецификой данного предприятия.

Измерительные средства указаны, но запись их не всегда соответствует требованиям ЕСТД.

2.4 Разработка проектного варианта технологического процесса

2.4.1 Разработка маршрута обработки детали

Рисунок 2.3 - Деталь с нумерацией поверхностей

Таблица 2.3 - Маршрут обработки детали класса «Цапфа»

№ операции	Наименование операции	№уст. базы	№об пов.	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Средства измерения
1	2	3	4	5	6	7	8
005	Фрезерно-центровальная	3, 16, 21	1,22, 18, 19	Фрезерноцентро вальный МР-71	Призмы, пнев мо-прихват	Фреза торцевая 2шт. O120 Т5К10 центр.сверлов=3.15 Р6М5	Шаблон на центровые отв., образцы шероховатости ШЦ-II-320 ГОСТ 166-80
010	Токарная черновая	Уст.А 1,16, 19 Уст.Б 1,22, 20	4,3 5,23,7,9,10, 16	Токарно-винторезный. 16К20	3-х кулачковый самоцентр. патрон; задний вращ. центр	Резец проходной Т5К10, =	ШЦ-II-320 ГОСТ 166-80, Линейка 1-300
015	Токарная программная	18,1, 22	2,3,4	Токарный станок 16К20Т1	Патрон поводковый с плав.центром,центр задний вращ.	Резец контурный с механич. креплениемТ15К6,	ШЦ-II-320 ГОСТ 166-80
020	Токарная программная	1,18, 22	17,16,14,13, 10,9,87,6,5,23,11, 12	Токарный станок 16К20Т1	Патрон поводковый с плав.центром,центр задний вращ.	Резец контурный Т15К6, резец канавочный Т5К10, резец резьбовой Т15К6 в=60,	ШЦ-II-320 к-кольца М48?1,5,шаблоны на конусы, шаблоны канавочные, сартроник
025	Кругло-шлифовальная	Уст А 1,18, 19 УстБ 1,18, 22	3 7,16	Кругло-шлифо вальный 3М151	Мягкие про кладки, патрон поводковый, центра неподвижные	Шлифов. круг ПП600х100х 20 15А 40Н С2 6 К1 Б 35м/с	ИЧ-10-0,01 ГОСТ 577-68, к-скобы, сартроник
030	Шпоночно-фрезерная	3,16, 19	15,20	Шпоноч - но-фрезерный 6Д92	Призмы, упор, пневмо-прихват	Фреза концеваяO6, фреза шпоночная O8 Р6М5 ГОСТ 17026-71	ШЦ-II-320 ГОСТ 166-80 Микрометр

2.4.2 Краткая техническая характеристика используемого оборудования

Фрезерно-центровальный станок МР-71М

Краткая техническая характеристика.

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	25-125
Длина обрабатываемой заготовки, мм	200-500
Число скоростей шпинделя фрезы	6
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту	125-712
Наибольший ход головки фрезы (стола), мм	220
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Пределы чисел оборотов сверлильного шпинделя в минуту	238-1125
Ход сверлильной головки, мм	75
Пределы рабочих подач сверлильной головки (бесступенчатое регулирование), мм/мин	20-300
Мощность электродвигателя, кВт: фрезерной головки сверлильной головки	7,5/10 2,2/3
Габариты станка: Длина, мм Ширина, мм	3140 1630
Категория ремонтной сложности	7

Токарно-винторезный станок 16К20

Краткая техническая характеристика.

Диаметр обработки над станиной, мм	400
Диаметр обработки над суппортом, мм	220
Расстояние между центрам	1000/1500
Максимальная масса заготовки, закрепленной в патроне, кг	300
Пределы рабочих подач - продольных, мм/об	0,7 - 4,16
Наибольший крутящий момент, кНм	2
Мощность электродвигателя главного привода	10 кВт
Габаритные размеры станка (Д х Ш х В), мм	3 200х1 166х 1 324

Шпоночно-фрезерный станок 6Д92

Краткая техническая характеристика.

Пределы частоты вращения шпинделя Min об/мин 250

Пределы частоты вращения шпинделя Max об/мин 3150

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С) П

Мощность двигателя кВт 2.2

Число инструментов в магазине 4

Диаметр обрабатываемой детали, мм 120

Длина детали, мм 600

Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки, мм 8500

Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм) 1995_1115_1530

Масса, кг 2650

2.5 Расчёт промежуточных припусков и размеров заготовки

Расчетный пространственного отклонения, мкм/1/,/2/,/3/:

Rz=150 - высота микронеровностей,

T=200- глубина дефекта поверхностного

Рассчитаю пространственные отклонения Р:

?=(?кор.2+?смещ.2)0,5 , мкм (2.11)

где, ?кор.=250 - общая кривизна заготовки;

?смещ.=400 - погрешность смещения

Определяю пространственные отклонения по формуле 2.11:

?=(2502+4002)0,5=471 мкм

?₁=0,06??заг.=28 мкм

?₂=0,04??чер.=18 мкм

?₃=0,03??чист.=14 мкм

Расчетный припуск 2Zmin, мкм:



2Zmin=2?[(Rz+T)+(P²+E²)?0,5] (2.12)

где, E - погрешность базирования

Zmin₁ = 2?[(150 + 200) + (471²+0²)?0,5] = 1,642 мкм

Zmin₂ = 2?[(50 + 50) + (28²+0²)?0,5] = 0,256 мкм

Zmin₃ = 2?[(25 + 25) + (18²+0²)?0,5] = 0,136 мкм

Расчетный размер dр, мм:

dр=dр[i-1]+2Zmin[i-1] (2.13)

dр₁=60 + (-0,004)= 59,996 мм

dр₂=59,996+0,136= 60,132 мм

dр₃=60,132+0,256=60,388 мм

dр₄=60,388+1,642=62,03 мм

Предельный размер dmin, мм:

dmin= (2.14)

dmin₁=59,996 мм

dmin₂=60,132 60,1 мм

dmin₃=60,388 60,4 мм

dmin₄=62,03 62 мм

Предельный размер dmax, определяю по формуле, мм:

dmax=dmin+Td (2.15)

dmin₁=59,996 + 0,019=60,015 мм

dmax₂=60,132+0,12=60,252 60,3 мм

dmax₃=60,388+0,3=60,688 60,7 мм

dmax₄=62,03 +1,2=63,2363,2 мм

Предельный припуск 2Zmin, мм:

2Zmin=dmin[i]-dmin[i-1] (2.16)

2Zmin₁=62 - 60,4= 1,6 мкм

2Zmin₂=60,4 - 60,1= 0,3 мкм

2Zmin₃=60,1 - 59,996= 0,104 мкм

Предельный припуск 2Zmax, мкм:

2Zmax=dmax[i]-dmax[i-1] (2.17)

2Zmax₁=63,2 - 60,7= 2,5 мкм

2Zmax₂=60,7 - 60,22= 0,48 мкм

2Zmax₃=60,22 - 60,015= 0,205 мкм

Общий припуск:

2Zmin=2,004 мкм

2Zmax=3,185 мкм

Проверка:

ITзаг - ITдет = 2Zmax-2Zmin (2.18)

1,2 - 0,019 = 3,185 - 2,004

1,181 = 1,181 (и)

0,3 - 0,12 = 0,48 - 0,3

0,18 = 0,18 (и)

Вывод: расчёты сделаны верно.

Таблица 2.4 - Расчет промежуточных припусков и предельных размеров

Последовательностьобработки	Поле допуска	Шерохо-ватость	Rz	T	P	E	Расчетный припуск	Расчетный размер	Td	dmin	dmax	2Zmin	2Zmаx
Заготовка			150	200	471			59,996	1,2	59,996	60,015
Точение черновое	h12	12,5	50	50	28	0	1,642	60,132	0,3	60,1	60,3	1,6	2,5
Точение чистовое	h10	6,3	25	25	18	0	0,256	60,388	0,12	60,4	60,7	0,3	0,48
Шлифование чистовое	k6	3,2	5	5	14	0	0,136	62,03	0,019	62	63,2	0,104	0,205
Итого:												2,004	3,185

Рисунок 2.4 - Схема расположения припусков, допусков и межоперационных размеров

2.6 Подробная разработка операций

2.6.1 Подробная разработка операции с ЧПУ

а) Подробная разработка операции с числовым программным управлением

Оборудование: Токарный станок мод. 16К20Т1 с ЧПУ

Краткая техническая характеристика.

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм	500
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах, мм	1000
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей продольной подачи, мм/мин	2000
Точность позиционирования, мм	0,01
Диапазон частот вращения шпинделя, 1/об	20-2500
Количество позиций инструментальной головки	6
Мощность привода главного движения кВт	11
Габаритные размеры станка, мм	3700х2260х1650

Базовые поверхности: центровые отверстия, левый торец.

020 Токарная программная

Установить деталь в поводковый патрон и поджать задним центром

Т1 1. Точить конусную поверхность 1:20 в размер 8_-0,062

2. Точить поверхность 16 до O30,2_-0,062 и торец 21 в размер 69_-0,074

3. Снять фаску 2?45⁰

4. Точить поверхность 13 O47,85_-0,26 в размер 30_-0,21

5. Снять фаску 2?45⁰

6. Точить поверхность 9 O58_-0,30 в размер 23_-0,21

7. Снять фаску 2?45⁰

8. Точить поверхность 7 O60,2_-0,074 в размер 43_-0,25

9. Снять фаску 2?45⁰

10. Точить поверхность 5 O68_-0,30 и торец 23 в размер 35_-0,25

Т2 1. Проточить канавку b=4

Т3 1. Нарезать резьбу поверхность 12 по УП М48?1,5 - 8g в размер 26_-0,21

Открепить, снять деталь

Приспособление: патрон поводковый с плавающим центром, центр задний вращающийся.

Режущий инструмент: резец проходной контурный с углом ?=93 Т15К6 20?16?120мм, резьбовой резец Т15К6, резец канавочный 16х16х170 b=4

Средства измерения: Штангенциркуль ШЦ II - 320; к-кольца М48?1,5 ПР,НЕ; Шаблоны на конус, шаблоны канавочные, сартроник.

СОТС: 5% Аквол - 11.



Рисунок 2.5 - Операционный эскиз

Расчёт режимов резания аналитическим методом /1/,/2/,/3/

Т1:1 переход - точить конус 1:20 в размер 8_-0,062

Глубина резания t, мм:

t=h/2 (2.19)

где, h - припуск.

t=0,9/2=0,45 мм

Подача S, мм/об:

Подачу выбираем по таблицам:

S=0,45 - 0,60 => 0,6 мм/об

Уточним подачу по паспортным данным Sд:

Sд=0,6 мм/об

Диапазон: 0,01-20,47

Стойкость резца Т:

Т=60 мин.

Определяю cкорость резания V, м/мин:

V=(Cv/T^m*t^x*S^y)*Kv (2.20)

где, Kv=Kmv*Knv*Kиv*Kфиv*Kфи1v*Krv, значения коэффициентов: Kmv, Knv, Kиv, Kфиv*Kфи1v*Krv

Определяю значение коэффициента:

Kmv=Kr(750/qB)^nv (2.21)

Kmv=1*(750/750)¹=1

Определяю скорость по формуле 2.20:

V=(290/60^0,2*0,45^0,15*0,6^0,45)*1*1*1*1*1*1=172,4 м/мин

Частота вращения шпинделя n, мин^-1:

n=1000*V/3.14*D (2.22)

n=1000*172,4/3.14*28=1960,9 мин^-1

Тангенциальная сила Pz, Н:

Pz=10*Cpz*t^x*S^y*Vⁿ*Kpz (2.23)

где, Kpz=Kmpz*Kфиpz*Kгаммаpz*Kлямбдаpz*Krpz, значения коэффициентов: Kmpz , Kфиp, Kгаммаpz, Kлямбдаpz, Krpz

Определяю значение коэффициента:

Kmpz=(qB/750)ⁿ (2.24)

Kmpz=(750/750)^0,75)=1

Найду тангенциальную силу Pz по формуле 2.23:

Pz=10*300*0,45¹*0,6^0,75*172,4^-0,15*1*1*1*1*1=425,08 Н

Проверка мощности резания N, квт:

Nэ<Nшп

Nэ=Pz*Vд/60*1020 (2.25)

Nэ=425,08*172,4/60*1020=1,2 квт

Определяю мощность шпинделя Nшп, кВт:

Nшп=Nд*n (2.26)

Nшп=11*0,85=9,3 квт

1,2<9,3

Основное время Т, мин:

T_о=(L/n*S)*i (2,27)

где, i - число переходов, L - длина, мм.

L=l+y+x (2.28)

L=8+0+0,9=8,9 мм

Определяю основное время по формуле 2.27:

T_о=(8,9/1961*0,6)*1=0,01 мин.

На остальные поверхности режимы резания определяем табличным методом и сводим в таблицу 2.7

Таблица 2.5 - Табличные показатели режимов резания

инструмент	переход	t, мм	i	S, мм/об	n, мин-1	V,м/мин	T0, мин
Резец проходной контурный с углом ?=93 Т15К6 20?16?120мм	2	0,35	1	0,6	1900	179	0,07
	3	0,25	1	0,6	1249	188,2	0,01
	4	0,4	1	0,6	1164	175,4	0,04
	5	0,5	1	0,6	932	169,7	0,01
	6	0,6	1	0,6	906	165	0,04
	7	0,45	1	0,6	915	172,4	0,01
	8	0,7	1	0,6	856	161,3	0,09
	9	0,65	1	0,6	764	163,1	0,01
	10	0,7	1	0,6	755	161,2	0,09
Резец резьбовой Т15К6	11	0,22	5	5	677	102	0,12
резец канавочный 16х16х170 b=4	12	0,3	1	0,54	1224	173	0,01

Нормирование операции:

Время на установку и снятие делали Туст:

Туст=0,25 мин

Вспомогательное время, мин:

Tв.=Tуст.+Tх.х.+Tпер.+Тсм.+Твыд.+Тдоп. (2.29)

где, Tх.х. - сумма времени холостых ходов, мин;

Tх.х.=Tх.х.(Х)+Tх.х.(Z) (2.30)

где, Tх.х.(Х) - времени холостых ходов по оси Х;

Tх.х.(Х)=L(х)/Sмин х.х. (2.31)

где, L(х) - суммарная длина холостых ходов по оси Х, мм;

Sмин х.х - скорость быстрого перемещения инструмента, мм/мин;

Sмин х.х=2000 мм/мин;

По паспортным данных станка:0..7000

Определим время холостых ходов по оси Х по формуле 2.32:

Tх.х.(Х) =200/2000 = 0,1 мин.

Tх.х.(Z) - времени холостых ходов по оси Х:



Tх.х.(Z)=L(z)/Sмин х.х. (2.32)

где, L(z) - суммарная длина холостых ходов по оси Z, мм;

Sмин х.х - скорость быстрого перемещения инструмента, мм/мин;

По паспортным данных станка:0..5000;

Sмин х.х=500 мм/мин;

Определим время холостых ходов по оси Х по формуле 2.33:

Tх.х.(Х)=150/500=0,3 мин.

Определим сумму времени холостых ходов по формуле 2.31:

Tх.х.=0,1+0,3=0,4 мин.

Tпер. - сумма времени на переход с одного кадра УП на последующий, мин;

Tпер.=tпер.*K (2.33)

где, tпер.=0,02 мин;

К - количество кадров УП, К=48;

Tпер.=0,02*48=0,96 мин.

Tсм. - сумма времени на смену инструмента, мин;

Tсм.=0,12 мин.

Tвыд. - сумма времени выдержки между кадрами при обработки УП, мин;

Tвыд.=0,33 мин.

Tдоп. - дополнительное время управления станком, мин;

время на включение и выключение станка - 0,04 мин;

время на открытие и закрытие заградительных щитов - 0,03 мин;

время на ввод коррекции - 0,04 мин;

время на установку координат Х и Z - 0,15 мин;

Tдоп.=0,04+0,03+0,04+0,15=0,26 мин.

Определим вспомогательное время по формуле 2.30:

Tв.=0,25+0,4+0,96+0,12+0,33+0,26=2,32 мин.

Оперативное время, мин:

Tоп.=Tо.+Tв. (2.34)

Топ.=13,76+2,32=16,08 мин.

Время на обслуживание рабочего места Тобс, мин:

Tобс.=(a%/100)*Tоп (2.35)

где, a% - процентная величина, a%=7

Tобс.=(7/100)*16,08=1,12 мин.

Штучное время Тшт., мин.:

Tшт.=Tоп.+Tобс.отл.+Tотл (2.36)

Tшт.=16,08+1,12 =17,20 мин.

Штучно-калькуляционное время Тшт. к., мин.:

Tшт.к.=Tшт.+(Tпз./N) (2.37)

где, Tпз. - подготовительно заключительное время, мин

Tпз.=Tпз.1+Tпз.2+Tпз.3+...+Tпз.n (2.38)

Тпз.=0+0,2+0,5+0,4+1=2,01 мин.

Tшт.к.=17,20+(2,01/1200)=17,20 мин.



Разработка УП

Траектория	Кадры программы	Пояснение
	N1M3	По часовой стрелке
	N2M40	Диапазон частот вращения
	N3S9	Частота вращ. 2000 мин-1
	N4F50	Подача 0,5 мм/мин
	N5T1	Инструмент №1
	N6M8	Включение СОЖ
0 - 1	N7X2600~	Подвод на быстром ходу
	N8Z30200~
1 - 2	N9X3000	Обработка конуса
	N10Z29200*
2 - 3	N11Z22300
3 - 4	N12X4500
4 - 5	N13X4800 - 450	Обработка фаски
5 - 6	N14Z19300
6 - 7	N15X5400
7 - 8	N16X5800 - 450
8 - 9	N17Z17000
9 - 10	N18X6000 - 450
10 - 11	N19Z12500
11 - 12	N20X6800 - 450
12 - 13	N21Z8000
13 - 14	N22X7200
14 - 15	N23X10000~
	N24Z10000~
	N25T2	Инструмент №2
	N26S3
	N27F10
0 - 1	N28X5800
	N29Z19300
1 - 2	N30X4500
2 - 3	N31X10000~
3 - 4	N32Z19300~
	N33T3	Инструмент №3
	N34S8
	N35F10
	N36X4800~
	N37Z22500~
	N38G31	Нарезание резьбы
	N39X4800*
	N40Z2600*
	N41F15000*
	N42P200*
	N43P20*
	N44X10000~
	N45Z10000~
	N46M9	Выключение СОЖ
	N47M5	Останов шпинделя
	N48M30	Конец программы

2.1.2 Подробная разработка универсальной операции

025 Круглошлифовальная операция

Оборудование: круглошлифовальный станок мод. 3М151

Технические характеристики станка

Наибольший диаметр заготовки, мм 200

Наибольшая длина заготовки, мм 700

Наибольший диаметр шлифуемого отверстия, мм 2700

Наибольшие размеры шлифовального круга, мм:

Частота вращения шпинделя об/мин 1590

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С) П

Частота вращения шпинделя бабки изделия, об/мин 30 - 500

Мощность двигателя кВт 10

Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм) 4635_2450_2170

Масса, кг 6032

Базовые поверхности: центровые отверстия, торец.

Содержание операции:

Установ А:

Установить и закрепить деталь в поводковом патроне

1. Шлифовать поверхность 16 O в меру

2. Шлифовать поверхность 7 O в меру

Открепить деталь

Установ Б:

Установить и закрепить деталь в поводковом патроне и центрах

1. Шлифовать поверхность 3 O в меру

Открепить, снять деталь.

Приспособление: патрон поводковый, центра неподвижные.

Режущий инструмент: шлифовальный круг ПП600х100х20 15А 40Н С2 6 К1 Б 35м/с

Средство измерения: ИЧ-10, калибры-скобы, сартроник.

СОТС: 5% Аквол - 11 .

Рисунок 2.6 - Операционный эскиз

Определим режимы резания аналитическим методом - шлифовать наружную цилиндрическую поверхность ф30к6.

1. Припуск, мм:

h=0,15

2. Стойкость шлифовального круга:

T=25 мин.

3. Допустимая скорость шлифовального круга, м/с:

по маркировке V=35

Определим скорость шлифовального круга Vкр, м/с:

Vкр.=3.14*600*1590/1000*60=34,92 м/с.

4. Скорость детали, м/мин:

30 м/мин.

n=1000*30/3.14*30=318,47 мин^-1

V=3.14*30*318,47/1000=30 м/мин.

7. Поперечная подача, мм/об:

S=0,005-0,050=0,05

Vstx=Stx*n (2.42)

V =0,05*318,47=15,92 мм/мин;

8. Машинное время, мин:

T=(h*k)/(n*S) (2.43)

где L=l+(1-0,4)*Bk;

k=1,5;

T=( 0,15*1,5 ) / ( 318,47*0,05 )=0,01 мин.

На остальные поверхности режимы резания определяем табличным методом и сводим в таблицу 2.8

Таблица 2.6 - Табличные сведения режимов резания

инструмент	переходы	t, мм	i	S,мм/об	nд, мин-1	V,м/с	T,мин	Тв	Тшт.к
Шлифовальный круг ПП600х100х 20 15А 40Н С2 6 К1 Б 35м/с	2	0,15	1	0,05	196,39	34,92	0,02	7,48	12,28
	3	0,15	1	0,05	194,19	34,92	0,02

Нормирование шлифовальной операции:

Время на установку и снятие делали, мин:

Туст=3,5 мин.

2. Время, связанное с переходам, мин:

Tпер.=1,18 мин.

3. Время, связанное с контрольным измерением, мин:

Tки.=2,8 мин.

4. Вспомогательное время, мин:

Tв.= 3,5+1,18+2,8=7,48 мин.

5. Оперативное время, мин:

Tоп.= 4,05+7,48=11,53 мин.

6. Время на обслуживание рабочего места, мин:

a%=2,5

Tобс.=(2,5/100)*11,53=0,29 мин.

7. Время на отдых и личные надобности, мин:

a%=4

Tотл.=(4/100)*11,53=0,46 мин.

8. Штучное время, мин:

Tшт=11,53+0,29+0,46=12,28 мин.

9. Штучно-калькуляционное время, мин:

Tшт.к.=12,28+( (9+8)/1200) )=12,28 мин.

Для остальных операций норму времени назначим табличным методом и сведем в таблицу 2.7 /2/, /12/, /11,5/

Таблица 2.7 - Нормирование операций табличным методом

№ операции	То, мин	Тв, мин	Тпз, мин	Тшт, мин	Тшт.-к, мин
005	2,7	1,63	29	3,27	27,12
010	1,8	1,64	24,2	3,78	21,10
015	1,47	1,32	22	2,13	10,45
030	1,24	1,07	32,5	2,54	15,34



3. Конструкторский раздел

3.1 Проектирование станочного приспособления

3.1.2 Описание конструкции и принципа действия приспособления

Назначение и устройство приспособления

Приспособление спроектировано для операции 030 и предназначается для закрепления заготовки при фрезеровании шпоночного паза на шпоночно-фрезерном полуавтомате модели 6Д92. Приспособление является универсально переналаживаемым, что важно для серийного производства.

Приспособление состоит из следующих элементов:

- установочные элементы - две призмы ?90⁰;

- зажимные элементы: прихват и пневматический привод диафрагменного мембранного типа двухстороннего действия;

-основание, на котором установлены установочные призмы и пневматический привод;

- направляющие шпонки - 2 штуки;

Крепление приспособления осуществляется на столе станка двумя болтами, которые вставляются в проушины паза в основании приспособления. Деталь наружной цилиндрической поверхностью O82 и O30 устанавливается на установочных призмах 90⁰. Зажим осуществляется прихватом за поверхность O60 мм. Для зажима детали сжатый воздух подается в бесштоковую полость цилиндра. Поршень перемещается вверх, зажимным штоком давит на правое плечо прихвата, а левое плечо осуществляет зажим детали. Для того чтобы снять деталь после окончания обработки, сжатый воздух подается в штоковую полость цилиндра: поршень начинает перемещаться вниз и прихват освобождает деталь.

Схема базирования, сил резанья и усилий зажима детали показана на рис.3.1

Рисунок 3.1 - Схема базирования, сил резания и усилий зажима детали

3.1.2 Расчёт точности базирования заготовки. Расчётная схема для определения усилия зажима. Определение основных параметров зажимного механизма и привода

1Определение погрешности базирования.

Деталь O30к6(0,1) устанавливается на призму с углом ?=90⁰. Размер глубины шпоночной канавки задан от верхней образующей 8^+0,1.

Погрешность базирования можно определить по следующей формуле:

?=1,21TD (3.1)

где, TD - допуск на наружную цилиндрическую поверхность, которой деталь устанавливается на призму, TD=0,1

Тогда погрешность базирования будет:

?=1,21?0,1=0,121 мм

Такая погрешность базирования по высоте укладывается в допуск размера 8, который составляет 0,25 мм. Расчёт потребной силы зажима детали Сдвигающая сила Рос, кГс:

Рос=1,2?Рz (3.2)

Pz=?K_p (3.3)

где, C_p - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

K_p - общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение коэффициентов, отражающих состояние отдельных параметров, влияющих на величину силы резания;

K_р = K_mp ? K_vp ? K_gр ? K_jv (3.4)

где, K_mр - коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки;

K_vр - коэффициент, учитывающий скорость резания;

K_gр - коэффициент, учитывающий величину переднего угла g;

K_jр - коэффициент, учитывающий величину угла в плане j.

Значения коэффициента С_р и показателей степеней x , y, u, q, w приведены в /табл.16 /карта 3 технолога машиностроителя/

K_р =1,02?1?1,20?1,06=1,3

Pz=?1,30=4,62 Н

Рос=1,2?3,08=5,54 Н

Определим удерживающую силу детали Т, кГс:

Т=Qзаж?f (3.5)

где, Qзаж - усилие зажима детали, кГс;

f - коэффициент силы трения, f=0,2

Условие надёжного зажима

Т?К?Рос (3.6)

где, К - коэффициент надёжности закрепления

Q?f?1,5Pос (3.7)

Откуда

Q=1,5Pосf (3.8)

Q=1,5?5,54?0,2=1,67 Н

Определение размеров привода зажима (диаметра пневмоцилиндра, диаметра зажимного штока).

Диаметр цилиндра диафрагменного мембранного типа определяется по формулам:

для пневмокамеры двухстороннего действия, кГс:

Q=0,2(D+d)² Рв??=0,58?D²?P_в?? (3.9)

где, D - диаметр диафрагмы внутри камеры, см;

d - диаметр шайбы штока, см. d=0,7D;

Рв - давление воздуха в магистрали,

Принимаем Рв=4 кГс/см² (0,4 МПа);

? - коэффициент полезного действия, ?=0,95;

q - усилие сопротивления пружины (5 кГс)

D_диафр.= (3.10)

D_диафр.==2,76 см

Принимаем ближний больший размер диафрагмы (23, 24, 25).

D=100 мм Определим диаметр зажимного штока, мм:

dштока=0,7D (3.11)

dштока=0,7?100=70 мм

Рисунок 3.2 - Схема сил, действующих на прихват

3.2 Описание и расчёт режущего инструмента

Рассчитаем и сконструируем канавочный резец с пластиной из твёрдого сплава для чернового обтачивания детали «Цапфа» из стали 3 кл. 2.

Dзаг=95h10

h=2мм.

So=0,6 мм/об.

l=20 мм

где, Dзаг - диаметр заготовки, h - припуск на обработку детали, So - технологическая подача, l - расчётная длина.

1.В качестве материала для корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с ?=650 мПа (?65 кгс/) и допустимым напряжением на изгиб =200 мПа (?20 кгс/).

2.Главная составляющая силы резания Pz, кгс/:

Pz=10*** (3.12)

где, , x, - эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t - глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении - длина лезвия резца), мм;

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Определим главную составляющую силы резания по формуле 58:

Pz=10*300*2**1=409 кгс/

3.При условии, что h?1,6b, то ширина прямоугольного сечения корпуса резца:

b= (3.13)

b==9,8 мм

Принимаем ближнее большее сечение b?10 мм

h=1,6b

h=1,6*10=16 мм

Принимаем h=16 мм.

4.Проверим прочность и жёсткость резца: Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца Pzдоп, кгс/:

Pzдоп.= (3.14)

цапфа прокат штамповка

Pzдоп.==426 кгс/

Максимальная нагрузка, допускаемая жёсткостью резца Pzжёст., кгс/:

Pzжёст.= (3.15)

где, f=0,1*(?0,1 кгс/) - допускаемая стрела прогиба резца;

Е=20000 кгс/ - модуль упругости материала корпуса резца;

J - момент инерции прямоугольного сечения корпуса резца, :

J= (3.16)

J==3400

Рассчитаем максимальную нагрузку, допускаемой жесткостью резца по формуле 3.14:

Pzжёст.==2550 кгс/

Резец обладает прочность и жёсткостью, так как:

Pzдоп.>Pz<Pzжёст.

426>409<2550

5.Конструктивные размеры резца берём по СТСЭВ100 - 75. Общая длина резца L=180 мм; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n=5 мм; радиус кривизны вершины лезвия резца r=10 мм; пластина из твёрдого сплава l=35 мм.

6.Геометрические элементы лезвия резца выбираем по карте 18 справочника ([12], с. 188, 189).

7.По ГОСТ 5688 - 61 принимаем: качество отделки (параметр шероховатости) передней и задней поверхности лезвия, резца и опорной поверхности корпуса, предельные отклонения габарит размеров резца.



Рисунок 3.3 - Канавочный резец

3.3 Описание и расчёт средства измерения

По СТ СЭВ 144-95 находим допуск IT=6 мкм и подсчитываем предельные отклонения: es=93, ei=71. Следовательно предельные размеры будут: Dmax=82,093 мм, Dmin=81,929 мм.

По таб. 1 для IT6 и интервала номинальных размеров 80 - 120 мм, находим данные (в мкм) для расчёта размеров калибров: z₁=5;y₁=4;d₁=0;Н₁=6;Н_р=2,5.

Предельные размеры определяют по соответствующим формулам см. таб.2. Схема расположения полей допусков приведена на рис. 10.

В нашем случае наименьший размер проходного нового калибр-скобы:

ПРmin=Dmax-z₁- (3.17)

ПРmin=82,093-0,005-=82,085 мм

Исполнительным размером калибра скобы ПР 82,085^+0,006

Наибольший размер изношенного проходного калибр скобы:



ПРизн.=Dmax+Y₁ (3.18)

ПРизн.=82,093+0,004=82,097 мм

Когда калибр ПР будет иметь этот размер его нужно будет изъять из эксплуатации.

Наименьший размер непроходного калибр скобы:

НЕmin=Dmin- (3.19)

НЕmin=81,929 -=81,926 мм

Исполнительный размер калибра скобы НЕ 81,926^+0,006

Определим размеры контрольных калибров для рабочих калибров скоб предназначенных для вала 82s6.

По таб.1 для IT 6 и интервала номинальных размеров находим данные (в мкм) для расчёта размеров контркалибров: z₁=5;y₁=4;d₁=0;Н₁=6;Н_р=2,5.

Предельные размеры контркалибров определяют по соответствующим формулам(см. таб.2)

В нашем случае:

К-ПРmax=Dmax- z₁+ (3.20)

К-ПРmax=82,093-0,005+=82,08675?82,088 мм

Исполнительный размер проходного контркалибра К-ПР 82,088_-0,0025

Исполнительный размер непроходного контркалибра:

К-НЕmin=Dmin+ (3.21)



К-НЕmin=81,929+=82,930

Исполнительный размер контркалибра:

К-Н= Dmax- ?₁+ (3.22)

К-Н=82,093+=82,105_-0,0025

Рисунок 3.4 - Схема расположения допусков



4. Организационно-экономический раздел

Расчёт количества оборудования и его загрузки

Годовая трудоёмкость работ механического участка составляет 83400 н.ч. Маршрут обработки детали «Цапфа», № чертежа 5621.92.207 состоит из следующих операций:

005Фрезерно-центровальная - 5%

010 Токарная черновая - 10%

015 Токарная программная - 10%

020 Токарная программная - 11%

025 Круглошлифовальная - 11%

Фрезерная - 20%

Дополнительно:

Расточная - 5%

Зубофрезерная - 8%

Сверлильная - 11%

Протяжная - 5%

Прочие операции - 4%

Итого: 100%

Для расчёта загрузки участка необходимо рассчитать количество оборудования, для этого определим трудоёмкость работ по каждой операции по формуле:

Топер.=Тшт.к.?%, н. - ч. (4.1)

где, % - процент работ в общей сумме работ

Тфрез.-центр.=83400?0,05=4170 н. - ч.

Тток.=83400?0,31=25854 н. - ч.

Тшлиф.=83400?0,11=9174 н. - ч.

Тфрез.=83400?0,20=16680 н. - ч.

Траст.=83400?0,05=4170 н. - ч.

Тзуб.=83400?0,08=6672 н. - ч.

Тсверл.=83400?0,11=9174 н. - ч.

Тпротяж.=83400?0,05=4170 н. - ч.

Тпроч.оп.=83400?0,04=3336 н. - ч.

Итого: 83400 н. - ч.

Рассчитаем количество оборудования по операциям по формуле:

Ср=Топер./(Тn?Kв), ед. (4.2)

где, Тn - полезный фонд времени работы оборудования, при 2-сменном рабочем дне принимаем 3850 н. ч.;

Кв - коэффициент выполнения норм 1,1…1,2, принимаем 1,2.

Ср фрез.-центр.=4170/(3850?1,2)=0,9 Спр=1

Ср ток..=25854/(3850?1,2)=5,6 Спр=6

Ср шлиф.=9174/3850?1,2=1,9 Спр=2

Ср фрез.=16680/3850?1,2=3,6 Спр=4

Ср раст.=4170/3850?1,2=0,9 Спр=1

Ср зуб.=6672/3850?1,2=1,4 Спр=2

Ср сверл.=9174/(3850?1,2)=1,9 Спр=2

Ср протяж.=4170/3850?1,2=0,9 Спр=1

Ср проч.оп.=3336/3850?1,2=0,7 Спр=1

Определим коэффициент загрузки оборудования по формуле:

Кз.о.=Ср/Спр?1 (4.3)

где, Спр - принятое количество оборудования;

Кз.о.фрез.-центр.=0,9/1=0,90

Кз.о.ток.=5,6/6=0,93

Кз.о.шлиф.=1,9/2=0,95

Кз.о.фрез.=3,6/4=0,90

Кз.о.раст.=0,9/1=0,90

Кз.о.зуб.=1,4/2=0,70

Кз.о.сверл.=1,9/2=0,95

Кз.о.протяж.=0,9/1=0,90

Кз.о.проч.оп.=0,7/1=0,70

Определим средний коэффициент загрузки по формуле:

Кз.ср.=?Ср/?Спр?1 (4.4)

Кз.ср.= = =0,89

Расчёт коэффициента загрузки оборудования показан в сводной таблице 4.1:

Таблица 4.1 - Расчёт коэффициента загрузки оборудования

Наименование операций	Расчётное количество, ед.	Принимаемое количество, ед.	Коэффициент загрузки
1	2	3	4
Фрезерно-центровальная	0,9	1	0,90
Токарная	5,6	6	0,93
Круглошлифовальная	1,9	2	0,95
Фрезерная	3,6	4	0,90
Расточная	0,9	1	0,90
Зубофрезерная	1,4	2	0,70
Протяжная	1,9	1	0,95
Сверлильная	0,9	2	0,90
Прочие операции	0,7	1	0,70
Итого:	17,8	20	0,89

Построим график загрузки оборудования, рис. 4.1:



Рисунок 4.1 - График загрузки оборудования

Расчёт площади участка и планировка оборудования

Общая площадь участка рассчитывается по формуле, м²:

Робщ.=Рпр.+Рвсп. (4.5)

где, Рпр. - производственная площадь, м²

Производственная площадь участка рассчитывается по формуле:

Рпр.=(а?в+Рдоп.)?Спр (4.6)

где, а, в - габаритные размеры оборудования, м²;

Рдоп. - дополнительная площадь на проходы, Рдоп.=10 м²;

Спр - принятое количество оборудования данной модели

Рпр МР-71=(3,140?1,630+10) ?1=15,12 м²

Рпр 16К20=(2,505?1,198+10) ?3=39,00 м²

Рпр 16К20Т1=(3,080?1,700+10) ?3=45,70 м²

Рпр 3М151=(3,100?2,100+10) ?2=33,02 м²

Рпр 6Д92=(1,995?1,115+10) ?2=24,45 м²

Рпр 6Р80=(1,525?1,875+10) ?2=25,72 м²

Рпр 2М614=(4,330?2,715+10) ?1=21,76 м²

Рпр 53А10=(1,300?0,980+10) ?2=22,55 м²

Рпр 7Б75=(3,600?1,260+10) ?1=14,54 м²

Рпр2Н135=(1,030?0,835+10) ?2=21,72 м²

Рпр 7А311=(1,380?0,800+10) ?1=11,10 м²

Рассчитаем общую площадь участка по формуле 4.5:

Рпр.общ.=15,12+39,00+45,70+33,02+24,45+25,72+21,76+22,55+14,54+21,72+11,10=274,68 м²

Общая вспомогательная площадь включает:

1.Склад заготовок и готовых деталей 15% от производственной площади

Рсклад.=0,15?274,68=41,20 м²

2.Инструментальная раздаточная кладовая 0,65 м² на один станок

Ринструм.=0,65?20=13 м²

3.Служебное помещение - 12 м²

4.Контрольное отделение 5% от производственной площади

Рконтр.отд.=0,05?274,68=13,73 м²

Общая вспомогательная площадь

Рвсп.=41,20+13+12+13,73=79,93 м²

Общая площадь участка, Робщ.:

Робщ.=274,68+79,93=354,61 м²

Расчётная длина участка Lр рассчитывается по формуле, м:

Lр=Робщ./В (4.7)

где, В - ширина участка, по нормативам составляет 18 или 24 м

Принимаем 18 м

Lр=354,61/18=19,70 м

Принятая длина участка должна быть кратка шагу колон. Шаг колон 6 м.

Принятая длина участка Lр=24 м

Объём здания рассчитывается по формуле, м³:

V=Lp?B?H (4.8)

где, Н - высота здания по нормативам составляет 9 - 12 м, принимаем 10 м.

V=18?24?10=4320 м³

Стоимость одного м³ строительных работ здания принимаем в размере 5000 рублей

Общая стоимость здания рассчитывается по формуле 1.10:

Ст. зд.=V?5000, руб. (4.9)

Ст.зд.=4320?5000=21600000 руб.

Расчёт численности работающих

Численность основных и производственных рабочих рассчитывается по формуле, чел.:

Кр=Т/(Fg?Кв) (4.10)

где, Fg - действительный фонд времени 1 работающего, принимаем 1850 ч/год.

Кр фрез.-центр.=4170/1850?1,2=1,9?2 чел.

Кр ток.=25854/1850?1,2=11,6?12 чел.

Кр шлиф.=9174/1850?1,2=4,1?5 чел.

Кр фрез.=16680/1850?1,2=7,5?8 чел.

Кр раст.=4170/1850?1,2=1,9?2 чел.

Кр зубофрез.=6672/1850?1,2=3 чел.

Кр свер.=9174/1850?1,2=4,1?5 чел.

Кр протяж.=4170/1850?1,2=1,9?2 чел.

Кр прочие.=3336/1850?1,2=1,5?2 чел.

Общая численность основных рабочих составляет:

Кр общ.=2+12+5+8+2+3+5+2+2=41 чел.

Численность вспомогательных рабочих планируется в размере 20% от общей численности основных рабочих, чел.:

Кр всп.=% ? Кр (4.11)

Кр=0,2?41=8.2?9 чел.

К вспомогательным рабочим участка относят:

Слесари по ремонту оборудования - 4 чел.

Наладчики оборудования - 3 чел.

Крановщики - 1 чел.

Контролеры - 1 чел.

Численность инженерно-технических работников зависит от числа смен. Так как предприятие работает в 2 смены, принимаем 2 мастера.

Численность младшего обслуживающего персонала планируется в размере 2% от общей численности работающих, чел.:

МОП=2%?Кр (4.12)

МОП=0,02?50?2 чел.

Составляется сводная ведомость работающих:



Таблица4.3 - Сводная ведомость работающих

Категория работающих	Численность	По сменам	В % к общей численности
		I	II
1	2	3	4	5
1.Основные рабочие	41	24	17	75,93
2.Вспомогательные рабочие	9	5	4	16,67
3.ИТР	2	1	1	3,70
4.МОП	2	1	1	3,70
ИТОГО:	54	31	23	100

Для распределения рабочих по разрядам и сменам составляется таблица 4.4:

Организация рабочих мест и многостаночное обслуживание

Рабочее место - это зона нахождения работника и приложение его труда.

Рабочая зона определяется на основе технологичных и энергомичных нормативов и оснащены различным оборудованием.

В зависимости от производственного процесса и характера выполненных работ, рабочее место подразделяется на:

1Простое;

2.Многостаночное;

3.Коллективное;

4.Стационарное:

5.Подвижное;

6.Пространственное.

Простым называется рабочее место, где один работник обслуживает один станок.

Многостаночное рабочее место предполагает обслуживание одним работником одновременно нескольких агрегатов.

Коллективные рабочие места характерны для химической промышленности, нефтехимической, металлургической и ряде подотраслей пищевой промышленности, а также крупных транспортных средств.

Стационарные рабочие места неподвижны, располагаются на закреплённой производственной площади и оснащаются стационарными средствами труда (машинами, механизмами, инструментами). Предметы труда подаются непосредственно к рабочему месту.

Подвижные рабочие места не имеют закрепленных за ними производственных площадей, а сами продвигаются к месту расположения предметов труда.

Свободное рабочее место - это рабочая зона, в которой данная категория работников может свободно использовать любую точку территории предприятия для выполнения возложенных обязанностей.

Численность и профессиональный состав персонала регламентируется количеством и характером рабочих мест на предприятии. Наличие рабочих мест, строго учитывается и постоянно регулируется.

Факторы и производственные связи между отдельными рабочими местами, бригадами, участками, на основе которых происходит их объединение. Это единообразие обрабатываемых изделий сходство технологии обработки продукции или близость территории, на которой размещены рабочие места.

Рисунок 1.2 - Схема рабочего места

Организация обслуживания производства и техники безопасности

Под типом организации производства понимают комплексную характеристику особенностей организации и технического уровня промышленного производства. На тип организации производства оказывает влияние ряд факторов: уровень специализации; масштабность производства; сложность и устойчивость изготовляемой номенклатуры изделий, обусловленной размерами и повторяемостью выпуска. Различают три основных типа производства: единичное, серийное, массовое.

Единичное производство предусматривает штучный выпуск изделий разнообразной и непостоянной номенклатуры ограниченного потребления.

Важнейшие особенности этого типа производства:

- многономенклатурность выпускаемой продукции, зачастую не повторяющейся;

- организация рабочих мест по технологической специализации; отсутствие возможности закрепления постоянной номенклатуры деталей, узлов и агрегатов, сборочных и монтажных операций за рабочими;

- использование универсального оборудования и технологической оснастки;

- наличие большого объема ручных сборочных и доводочных операций;

- преимущественная численность высококвалифицированных рабочих-универсалов, занятых в производственном процессе; большая длительность производственного цикла;

-значительная величина незавершенного производства; децентрализация оперативно-производственного планирования и руководства производством;

- нецелесообразность автоматизации процессов контроля качества изделий;

- невозможность использования статистических методов в управлении качеством продукции; относительно большие затраты живого труда.

Серийное производство предусматривает одновременное изготовление сериями широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени. Под серией понимается выпуск ряда конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производство партиями, одновременно или последовательно, непрерывно в течение планового периода.

Основные особенности организации серийного производственного процесса:

- постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготовляемой в значительных количествах;

- специализация рабочих мест для выполнения нескольких закрепленных операций;

- периодичность изготовления изделий сериями, обработка деталей партиями;

- преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения;

- наличие незначительного объема ручных сборочных и доводочных операций;

- преимущественная численность рабочих средней квалификации; незначительная длительность производственного цикла;

- централизация оперативно-производственного планирования и руководства производством;

- автоматизация контроля качества изготовляемой продукции; применение статистических методов управления качеством продукции;

- унификация конструкций деталей и изделий, типизация технологических процессов и оснастки.

В зависимости от количества одновременно изготовляемых изделий в серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства..

Массовое производство характеризуется непрерывностью и относительно длительным периодом изготовления ограниченной номенклатуры однородной продукции в больших количествах. К предприятиям с массовым выпуском продукции можно отнести, например, автомобильные, тракторные заводы, заводы автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.