Анализ конструкции и совершенствование технологического обеспечения изготовления детали

кВтМощность резания меньше мощности станка.Сводим результаты расчетов в таблицу. Таблица 10 Сводная таблица режимов резания Содержание переходаГлубина резания t, ммПодача s, мм/обСкорость резания v, м/минЧастота вращения шпинделя n, мин-1Мощность резания Nрез, кВт005 1 переход подрезка торцов2,00,151051339,32 переходсверление центровочных отверстий1,650,05157120,250101 переход точение черновое Ø170,94,551,035,8676,12 переход точение чистовое Ø170f90,450,311212260,713 переход точение однократное Ø1681,00,252124024,74 переход точение однократное Ø1405,01,01282916,55 переход точение однократное Ø1205,01,01283406,26 переход точение снятие фаски 2х45°2,01,01283404,80151 переход сверление Ø1350,350,560672,62 переход растачивание Ø145,31,01,03007083,03 переход растачивание Ø1460,350,560672,64 переход растачивание Ø149,31,01,03007083,05 переход растачивание Ø1500,350,560672,66 переход растачивание Ø156,9+0,530,350,560672,67 переход нарезание резьбы М160х31,53,07515212,28 переход сверление Ø72360,412,6566,59 переход растачивание Ø893,00,41053765,010 переход растачивание Ø92Н111,50,21404842,011 переход растачивание Ø95Н111,50,21404842,012 переход растачивание канавки Ø92,5Н120,250,21806201,512 переход растачивание канавки Ø102Н123,50,21003125,213 переход растачивание Ø97,95+0,41,50,21404842,014 переход растачивание канавки Ø1011,50,21404842,015 переход нарезание резьбы М100х21,12,0872778,416 переход сверление 3-х отв. Ø3,32,00,055644560,317 переход нарезание резьбы М40,350,775570,6Опреация025. 1 переход фрезерование пов.311,50,1517413851,22 переход фрезерование боковых поверхностей бобышки1,50,10519012101,13 переход фрезерование лысок7,00,1925860,64 переход сверление отв.Ø126,00,15184780,75 переход рассверливание Ø18,953,50,2264364,76 переход зенковка Ø27,54,250,419,22223,17 переход нарезка резьбы М20х1,50,751,510817194,68 переход сверление Ø31,50,053638200,34.4 Определение норм времениОпределение норм времени на операции производится на основании данных отраслевых нормативов. При этом в состав норм входят следующие слагаемые:Штучно-калькуляционное время:(4.15)где–штучное время, мин.;–подготовительно-заключительное время, мин.;–размер партии деталей, шт.Подготовительно-заключительное время включает в себя затраты времени на получение материалов, инструментов, приспособлений, технологической документации, наряда на работу; ознакомление с работой, чертежом; получение инструктажа; установку инструментов, приспособлений, наладку оборудования на соответствующий режим; снятие приспособлений и инструмента; сдачу готовой продукции, остатков материалов, приспособлений, инструмента, технологической документации и наряда.Штучное время:(4.16)где–основное время, мин.;–вспомогательное время, мин.;–время на отдых и личные потребности, мин.;–время на обслуживание рабочего места, мин.Основное время – основное технологическое время, в продолжение которого осуществляется изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала обрабатываемой заготовки. Оно определяется по следующей формуле:(4.17)где–расчётная длина, мм;–длина детали, мм;–длина врезания, мм;–длина перебега, мм;–величина подачи, мм/об.;–минутная подача, мм/мин.;–частота вращения шпинделя, об/мин.Вспомогательное время определяется как сумма затрат времени на вспомогательные приёмы, сопутствующие основной работе. В состав вспомогательного времени входит время на установку-снятие заготовки, управление станком, смену инструмента, измерение детали.Оперативное время:(4.18)Время на обслуживание рабочего места, затрачиваемое на смазывание станка, смену инструмента, удаление стружки, подготовка станка к работе в начале смены и приведение его в порядок после окончания работы (определяется в процентах от оперативного времени):(4.19)Время на отдых и личные потребности (определяется в процентах от оперативного времени):(4.20)Операция 010:Переход 1: Установить и снять.Основного времени нет.Вспомогательное время:Переход 2: Точить однократно пов. 4, 5, 6 и 7, предварительно пов.3Основное время:Вспомогательное время:Переход 3: Точить поверхность 3 окончательно.Основное время:Нормы времени в целом на операцию:Суммавспомогательного времени на операцию:Оперативное время:Время на обслуживание:Время на отдых:Штучное время:Штучно-калькуляционное время:Таблица 11Нормы времени в целом на операции№ операцииОсновное время на операцию, tо, мин.Вспомогательное время на операцию, tв, мин.Оперативное время, tоп, мин.Время на обслуживание, tобсВремя на отдых tотд.л.Штучное время, tшт, мин.Подготовительно-заключительное время на партию, Tпз, минВеличина партии, шт.Штучно-калькуляционное время, tшк, мин%мин.%мин.0058,153,5611,7160,8240,4713,00101213,8301033,883,9637,8462,6541,5142,00201243,6701544,564,2548,8163,4241,9554,18201255,8502028,964,2533,2162,3241,3336,86201237,5302524,573,5428,1161,9741,1231,20201232,87Сумма tшк = 184,74 мин или 3,08 ч. 4.5 Разработка механизированного установочно-зажимного приспособленияТак как приспособление устанавливается на вращающемся столе по двум осям, гидравлические и пневматические приводы применить не можем. Придется применить ручной зажим. Рассмотрим переход сверление отверстия Ø12 мм. Длина обработки составляет 45мм, отверстие сверлится в сплошном материале, диаметр сверла совпадает с диаметром отверстия: . Выбираем спиральное сверло из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком ГОСТ10903.Глубина резанияtравна радиусу сверла и составляет мм, а подачана оборот S в соответствии с даннымисправочника [4, стр.381]: 0,35…0,40 мм/об, выбираем 0,17∙0,9=0,15 мм/об. =7,0, =0,2, =0,7, =0,4, =45 минТогда:Подставим числовые значения:Показатели степеней определяются по [4, табл. 42, стр. 385].=0,0345=2,0=0,8=68=1,0=0,7Тогда:,.На деталь Цилиндр будет действовать осевая сила Р0 и крутящий момент Мкр. Осевую силу Р0 разложим на две составляющие Рх и Ру. Рис.12. Схема сил при сверлении Сила Ру = Р0 ∙cos60° = 2833 ∙ 0,5 = 1416,5 Нбудет при сверлении прижимать Цилиндр к призме. Сила Рх ∙ сos30° = 2454 Н будет прижимать торцевую поверхность детали к призме. Очевидно, что сила Рх = 2454 Н не сможет сдвинуть призму. Так как чтобы срезать 4 винта М20 и два штифта диаметром Ø16 мм усилия в 2454 Н никак не хватит. Такое усилие в 2454 Н сможет срезать 1 винт диаметром Ø6,3 мм и меньше, больше уже не сможет. Следовательно, нам прижим нужен только для чрезвычайной ситуации, например, при заедании сверла. Примем усилие зажима в 500 Н. Проектируем приспособление для перехода фрезерной операции 025 Мы применяем рычажный механизм по схеме: Рис.13. Схема применяемого рычажного механизма l1 = 170 мм; l2 = 390 мм. Определяем усилие на приводе механизма по формуле: где η – КПД рычажного механизма, (η = 0,85…0,95).Реакция опоры: Упор выдержит такое прижимающее усилие. Для динамометрического ключа момент, прилагаемый к ключу, будет равен: где - средний диаметр резьбы, мм; α – угол подъема резьбы; t – шагрезьбы, мм; - приведенный коэффициент трения, f – коэффициент трения, f= 0,16;м 𝛽 – половина угла при вершинепрофилярезьбы, 𝛽 = 15°. Такоезначениемоментадолжнобыть на индикаторе ключа. 4.6 Контрольное приспособлениеРассмотрим два технических требования: допуск перпендикулярности торцевой поверхности 3 (обозначим ее буквой А) относительно оси поверхности И, допуск равен 0,05 мм, и отклонение от соосности оси поверхности 17 относительно оси поверхности Е также равно 0,05 мм (допуск зависимый). Приспособление для измерения допуска перпендикулярности будет иметь вид: Рис.14. Схема контроля допуска перпендикулярности поверхности 3 относительно оси поверхности ИПоверхности А и И обрабатывались с одной установки, так что соблюсти требование перпендикулярности не сложно. Цилиндр укладывают на призмы, поверхность А упирается в торец призмы 3, подводится индикаторная головка. Вращаем рукой деталь и смотрим, чтобы разность показаний на индикаторе не превышало 0,05 мм. Рассмотрим отклонение от соосности поверхностей 17 (обозначим ее буквой Б) поверхности Е. Эти отверстия обрабатывались с разных установок, но базирование при обработке поверхности Б было по поверхности Е. Предполагаемая схема приспособления: такую большую деталь насаживаем на вертикальную оправку. Оправка 2 вращается на столе 3, который установлен на основании, а индикаторная головка 1 будет измерять разность показаний поверхности Б. Рис.15. Схема контроля требования отклонения от соосности поверхностей Б и Е не более 0,05 мм. Измерение надо будет сделать в начале поверхности Б и в конце, на двух поясках. 5 проектиование участка механической обработки детали ЦилиндрРасчет численности оборудованияПотребность в оборудовании рассчитывается по следующей формуле: (5.1)где tшт.к.штучно-калькуляционное время операции, мин;N - годовая программа выпуска детали-представителя, шт;60 перевод минут в часы;Fддействительный фонд времени работы оборудования, ч (при 1-сменной 2007 ч, при 2-сменной работе 4015 ч);kв коэффициент выполнения норм времени (принимается по данным предприятия);kзкоэффициент загрузки оборудования (принимается по данным предприятия, и составляет kз = 0,7- 0,8).Принятое количество технологического оборудования, qпр, определяется путем округления полученного расчетного количества до ближайшего целого числа.Если оборудование универсальное, то необходимо определить коэффициент занятости оборудования выполнением данной деталеоперации:(5.2)Если оборудование специальное, то принимают µ =1.Под специальным оборудованием понимается то, которое спроектировано специально для обработки конкретной детали. В нашем проекте нет специальных станков. ;принимаем 1 станок.; принимаем 1 станок. ;принимаем 1 станок.; принимаем 1 станок. ;принимаем 1 станок.Таблица 12Потребность в оборудовании (по операциям)№ опера-цииНаименование операцииМодель оборудованияШтучно-калькуляционное время,tшт.к, мин.Годовая программа выпуска деталей, N, шт.Действительный фонд времени работы оборудования, Fд, чКоэффициент выполнения норм времени,kвКоэффициент загрузки оборудования,kзПотребность в оборудовании,qКоэффициент занятости оборудования, µРасчётнаяПринятая005Фрезерно-центровальная2Г94213,83100020071,00,80,14410,144010Токарная F.O.R.T. ВНС-220043,67100020071,00,80,45410,454015ТокарнаяF.O.R.T. ВНС-220055,85100020071,00,80,5810,58020ТокарнаяF.O.R.T. ВНС-220037,53100020071,00,80,3910,39025ФрезернаяF.O.R.T. МС-5Х80032,87100020071,00,80,3410,34Таблица 13Потребность в оборудовании (по моделям)Технологическое оборудование (станок)Годовая программа выпуска деталей, N, шт.Действительный фонд времени работы оборудования, Fд, чКоэффициент выполнения норм времени, kвКоэффициент загрузки оборудования,kзПотребность в оборудовании, qКоэффициент занятости оборудования (средний),µсрТипМодельВыполняемые операцииСуммарное штучно-кальку-ляционное время, tшт.к, мин.РасчётнаяПринятаяФрезерно-ценро-вальный2Г94200513,83100020071,00,80,14410,144ТокарныйF.O.R.T. ВНС-2200010, 015, 020135,05100020071,00,81,420,7ШлифовальныйF.O.R.T. МС-5Х80002532,87100020071,00,80,3410,345.2 Расчет численности рабочихЧисленность рабочих рассчитывается по всем категориям: производственные рабочие (станочники, операторы), наладчики, электронщики, транспортные рабочие, контролеры.Численность станочников (операторов) рассчитывается по следующей формуле:(5.3)где Фр годовой фонд времени одного рабочего, ч (принимается по данным предприятия);Численность наладчиков, электронщиков рассчитывается по следующей формуле:(5.4)где n число смен работы оборудования;Нон(Э) число станков (станков с ЧПУ), обслуживаемых одним наладчиком (электронщиком), ед.(принимается по данным предприятия).Численность контролеров и транспортных рабочих рассчитывается в процентах от числа производственных рабочих (станочников, операторов). Численность контролеров – 3-5%, численность транспортных рабочих - 3-5%.Общая численность рабочих составит:(5.5)..Таблица 14Общая численность рабочих№ операцииШтучно-калькуляционное время, tшт.к, мин.Годовая программа выпуска деталей, N, шт. Годовой фонд времени одного рабочего, чЧисленность станочниковРасчётная потребность в оборудовании, qрЧисло смен работы оборудования, nНормы обслуживания станковЧисленность наладчиков, челЧисленность электронщиков, чел.Числен-ностьконтроле-ров, чел.Числен-ностьтранспорт-ных рабочих, чел.Общая численность рабочих, чел.наладчикамиэлектронщиками%чел%чел00513,83100017900,130,14415-0,029-30,004840,0640,1701043,67100017900,4440,4541530,0910,15130,020640,02740,73401555,85100017900,520,581530,1160,19330,02940,03320,88702037,53100017900,350,391530,0780,1330,016740,0220,602532,87100017900,310,341530,0680,11330,014740,020,526Итого:1,7540,3820,5870,0820,1092,925.3 Расчет производственной площади участкаПроизводственной площадь включаетплощадь, занятую основным оборудованием, местами для размещения рабочих у станков, площади для складирования заготовок и полуфабрикатов у оборудования, средствами межоперационного транспортирования и цеховыми проездами, образующимися рядами станков. Производственную площадь цеха определяют по показанию Sуд.пр. площади, приходящейся на 1 основной станок:Sпр = Sуд.пр · С.пр , где С.пр - принятое число станков участка. Спр1 = 1; Спр2 = 2.Спр3 = 1;ЗначениеSуд.прзависит от характера продукции, выпускаемой цехом и вида машиностроения. Требуемая площадь для установки по паспорту станка: Площадь станков в плане: 2Г942S1 = 5,47 ∙ 1,75 = 9,6 м2; F.O.R.T. ВНС-2200– S2 =2 ∙3,69 ∙ 2,245 = 16,6 м2; F.O.R.T. модели МС-5Х800– S3 = 5,5 ∙ 5= 27,5 м2.Sуд1 = 9,6 · 4,0≈39 м2. Sуд2 = 16,6 · 5,5 ≈92 м2. Sуд3 = 27,5 · 5,5 ≈151 м2. Участок механообработки детали Цилиндр, состоящий из четырех станков (прибавляем площадь проезда и место складирования заготовок и готовых деталей) имеет площадь: Sпр.мех. = 39 + 92+ 151+ 4 · 6 = 306 м2. Принимаем: 18х 18 = 324 м2. заключениеГлавный вывод, что на многоцелевых станках мы экономим время на операционные переходы и в целом на операцию. Экономится рабочее время оператора, экономится место для заделов заготовок и др. При штамповке на КГШП мы немного сэкономили металла, для массового производства это имело бы большое значение. В дипломной работе произведён анализ исходных данных для проектирования. Провели анализ технологичности детали Цилиндр; определили тип производства. Приведен аналитический обзор решений и выбраны наиболее рациональные, которые можно применить в технологическом процессе.Рассчитали припуски для наиболее точных поверхностей, аналитическим методом рассчитали режимы резания для большинства операций и переходов. Рассчитали усилие зажима на фрезерном приспособлении. В разделе «Проектирование цеха механической обработки» произведены расчёты количества основных и вспомогательных рабочих, количества оборудования и площадь цеха. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВКирсанов С.В., Гречишников В.А., Григорьев С.Н., Схиртладзе А.Г. Обработка глубоких отверстий в машиностроении: справочник / под общ.ред. С.В. Кирсанова. М: Машиностроение, 2010. 344 с.: ил. Звонцов И.Ф., Серебреницкий П.П., Схиртладзе А.Г. Технологии сверления глубоких отверстий: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2013. - 496 с.: ил. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т1 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 912 с., ил.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 944 с., ил.Безъязычный, В. Основы технологии машиностроения: Учебник / В. Безъязычный. - М.: Машиностроение, 2013. - 568 c.Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - М.: Альянс, 2015. - 256 c.Папенова, К.В. Основы технологии машиностроения (для бакалавров) / К.В. Папенова. - М.: КноРус, 2013. - 288 c.Харламов Г.А., Тарапанов А.С. Припуски на механическую обработку: Справочник. - М.: Машиностроение, 2008. - 256 c.: ил.ГОСТ 16085-80. Калибры контроля расположения поверхностей. Допуски. – Москва: Изд-во стандартов, 1980, 21 с. ГОСТ 1050-2013. Металлопродукция из нелигированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия. Москва, Стандартинформ, 2014, 35 с. ГОСТ 24643-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. Москва: Изд-во стандартов, 1981, 10 с.