Введение
Машиностроение – важнейшая отрасльпромышленности. Совершенствование технологии машиностроения определяетсяпотребностями производства необходимых обществу машин и потребностьюпотребителей в постоянном совершенствовании продукции. Совершенство конструкциимашины характеризуется ее соответствием современному уровню техники,экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможностииспользования наиболее экономичных и производительных технологических методовее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.
Заданием на курсовой проект служит чертеждетали колесо червячное. Необходимо произвести технологический анализ детали,материала детали, твердости поверхности. Затем необходимо рассчитать припускина обработку, выбрать заготовку, произвести размерный анализ технологическихцепей размеров. Затем необходимо произвести расчет режимов резания по операциямтехнологического процесса, затем необходимо назначить нормы времени на каждуюоперацию. Затем необходимо разработать и вычертить приспособление для одной изопераций технологического процесса.
Для выполнения этой работы в определеннойпоследовательности необходимо будет затронуть ряд вопросов:
а) рассмотреть рациональность методаполучения заготовки для данного масштаба производства;
б) сопоставить соответствие реальнойзаготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполненияпрочих технических требований;
в) правильность выбора баз на операцияхтехнологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;
г) правильность установкипоследовательности операций процесса для достижения заданной точности деталей;
д) степень оснащенности операций;применяемость высокопроизводительного режущего инструмента;
е) произвести выбор, обоснование,конструирование и расчет одного станочного приспособления и т. д.
Только после качественного изучения этихвопросов возможно будет удовлетворить все требования предъявляемые кизготовлению детали и к ее качеству.
1. Анализ исходных данных
1.1 Описание детали
Колесо зубчатое представляет собой детальсреднего сечения из класса втулок, со средними перепадами диаметров до 110 мм.Изготавливается из стали 40Х ГОСТ4543-71 и имеет термообработку HRC32..38, чтосоответствует закалке и высокому отпуску с охлаждением на воздухе, химическийсостав стали и макроструктура должны соответствовать ГОСТ 4543-75, ГОСТ1435-74,ГОСТ 1414-75, ГОСТ5949-75, ГОСТ 20072-74.
Таблица 1.1 — Химический состав в % низколегированнойуглеродистой качественной конструкционной стали марки 40Х ГОСТ 4543-75.Марка материала С Si Mn Cr S P Ni не более
Ст. 40Х
ГОСТ 4543-75 0,36 – 0,44 0,17 –0,37 0,5 – 0,8 0.8 –1.1 0,035 0,035 0,3
Таблица 1.2- Механические свойства стали40Х.Твердость поверхности Предел прочности, МПа Предел текучести, МПа Термообработка НВ 217-552 980 785 Нормализация
Масса детали имеет существенное значение при решениивопросов проектирования технологического процесса т.к. в чертеже массанеуказанна, то рассчитаем ее согласно чертежа по формуле:
/>, (1.1)
где /> – плотность материала детали, />;
/> — диаметр i-ой цилиндрическойступени, м;
/> – длина i-ой цилиндрическойступени, м;
/> — длина j-ого паза, м;
/> — ширина j-ого паза, м;
/> — ширина j-ого паза, м;
/> — диаметр k-ого отверстия, м;
/> — глубина k-ого отверстия, м.
/>
1.2 Анализ точности детали
Анализ точности детали произведем в видетаблицы 1.3. Обозначения поверхностей смотри на листе 2 графической частипроекта.
Таблица 1.1- Анализ точности детали.Данные о поверхности Метод обработки поверхности по базовому варианту Номер поверхности Наименование, форма Основной размер Поле допуска и квалитет
Ra,
мкм 1 2 3 4 5 6 1, 12 Торец крайний, плоский, кольцо
L=55
D=273.15
h12
0.00
-0.2 2.5 Точение черновое, чиcтовое, 2,4,10,11, 16,17,18,19 Фаска коническая
1.6×450
h14
-0.25 12.5 Точение чистовое 3 Поверхность зубчатая m=4 7-с 1.25 Точение черновое, чиcтовое, зубонарезание, шевингование, шлифование 5 Ступень цилиндрическая D=95
h14
-0.62 12.5 Точение черновое, чиcтовое, 6 Торец плоский, кольцо
L=40
D=273.15
d=95
h14
-0.62
12.5 Точение черновое, чиcтовое, 7,8 Боковая поверхность паза b=18
Js9
-0.021
+0.021 3.2 Протягивание 9 Дно паза t=66.4
H10
+0.12 12.5 Протягивание 13,15 Отверстие цилиндрическое
D=20
L=12
H14
+0.21 12.5 Штамповка 14 Отверстие цилиндрическое
D=60
L=55
H7
+0.03 1.25 Штамповка, растачивание, протягивание
Количественная оценка технологичностидетали:
Для данной оценки надо рассчитать два коэффициента(показатели по признакам обработки):
— К т ч — коэффициент точности обработки;
— К ш — коэффициент шероховатости поверхности.
/>, (1.2)
где Тi — квалитет (точность);
n i — число поверхностей детали одинаковогоквалитета.
/>, (1.3)
где m i — число поверхностей детали с одинаковымпараметром шероховатости;
R a i — параметр шероховатости поверхностидетали.
/>/>=0.915
/>
Значение первого коэффициента близко к единице, чтосвидетельствует о невысокой точности большинства поверхностей детали второйкоэффициент показывает что деталь имеет более жесткие требования кшероховатости некоторых поверхности.
1.3 Определение типа производства
Исходя из массы детали 4,512 кг и годовойпрограммы 25000 шт., принимаем среднесерийное производство (см. таблицу 1.2).Таблица 1.2- Определение типа производства Масса Величина годовой программы, шт. детали, кг Единич-ное (до) Мелкосерий-ное Средне-серийное Крупно-серийное Масссовое (свыше) до 1,0 10 10…1500 1500…75000 75000…200000 200000 1,0…2,5 10 10…1000 1000…50000 50000…100000 100000 2,5…5,0 10 10…500 500…35000 35000…75000 75000 5,0…10,0 10 10…300 300…25000 25000…50000 50000 10 и более 10 10…200 200…10000 10000…25000 25000
Для среднесерийного производстваопределяем партию запускаемых деталей по формуле:
/>, (1.4)
где n запуска — партиязапускаемых деталей;
N — годовая программа;
253 — число рабочих дней в году;
q — число дней запаса, в течение которыхдолжны быть заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5…8 дней.
n запуска =494 шт., при q =5дням.
Такт выпуска определим по формуле:
tв =/>(1.5)
где FД=2030 ч/см — действительный годовойфонд времени работы оборудования;
tв = /> = 4,87 мин./шт.
1.4 Выбор заготовки и метода ее получения
Стоимость заготовки – отливки:
/>
где kt – коэффициент точностиотливки, kt=1;
kc – коэффициент сложностиизготовления формы, kc=2
kв –коэффициент, зависящий отмассы отливки, kв=2;
kм –коэффициент, учитывающиймарку материала, kм=1;
kп –коэффициент, учитывающийгодовую программу выпуска, kп =1;
Принимаем цену стружки 500 руб./тонна, ценуотливки 50000 руб./тонна, массу отливки принимаем 7 кг:
/> руб.
Принимаем цену штамповки 40000 руб./тонна,массу штамповки принимаем 6 кг:
kt – коэффициент точностиштамповки, kt=1;
kc – коэффициент сложностиизготовления штампа, kc=1
kв –коэффициент, зависящий отмассы штамповки, kв=1;
kм –коэффициент, учитывающиймарку материала, kм=1;
kп –коэффициент, учитывающийгодовую программу выпуска, kп =1.
/> руб.
Получение заготовки из штамповки будетдешевле заготовки, полученной отливкой, так как не требует при изготовлениисложной и дорогой технологической оснастки.
Экономическую эффективность использованияштампованной заготовки над заготовкой из отливки определим с помощью коэффициентаиспользования и экономии материала в стоимостном выражении.
/>
/> у штамповочной заготовки больше,чем /> узаготовки из отливки.
На основании полученных данных дляпроизводства принимается заготовка, полученная на ГКМ.
2. Определение промежуточных припусков,технологических размеров и допусков
Промежуточные припуски имеют очень важноезначение в процессе разработки технологических операций механической обработкидеталей. Правильное назначение промежуточных припусков на обработку заготовкиобеспечивает экономию материальных и трудовых ресурсов, качество выпускаемойпродукции, снижает себестоимость изделий.
В массовом и крупносерийном производствепромежуточные припуски рекомендуется рассчитывать аналитическим методом, чтопозволяет обеспечить экономию материала, электроэнергии и других материальных итрудовых ресурсов производства.
В серийном и единичном производствахиспользуют статистический (табличный) метод определения промежуточных припусковна обработку заготовки, что обеспечивает более быструю подготовку производствапо выпуску планируемой продукции и освобождает инженерно – техническихработников от трудоемкой работы.
После расчета промежуточных размеровопределяют допуски на эти размеры, соответствующие экономической точностиданной операции. Промежуточные размеры и допуски на них определяют для каждойобрабатываемой поверхности детали.
Черновые операции обычно следует выполнятьс более низкими техническими требованиями на изготовление (12 – 14 квалитет),получистовые – на один – два квалитета ниже и окончательные операциивыполняются по требованиям рабочего чертежа детали.
Шероховатость обрабатываемых поверхностейзависит от степени точности и назначается по справочным таблицам [4], [6],[10].
Необоснованное повышение качестваповерхности и степени точности обработки повышает себестоимость изготовлениядетали на данной технологической операции.
2.1 Аналитический метод определения припусков
Для получения деталей более высокого качества необходимопри каждом технологическом переходе механической обработки заготовкипредусматривать производственные погрешности, характеризующие отклоненияразмеров, геометрические отклонения формы поверхности, микронеровности,отклонения расположения поверхностей. Все эти отклонения должны находиться впределах поля допуска на размер поверхности заготовки.
Аналитический метод определения припусков базируется наанализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условияхобработки заготовки.
Величина промежуточного припуска для плоских поверхностейзаготовки:
z min = Rz + T + po + εу;(2.1)
для поверхностей типа тел вращения (наружных и внутренних):
2z min = 2 (Rz + T +/>); (2.2)
где Rz – высота микронеровностей поверхности, оставшихсяпри выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;
T – глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося привыполнении предшествующего технологического перехода, мкм;
po – суммарные отклонения расположения,возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;
εу – величина погрешностей установкизаготовки при выполняемом технологическом переходе, мкм.
Отклонения после чистовой обработки обычно исключают прирасчетах из – за их малой величины. Отклонения и погрешности установки определяютв каждом конкретном случае в зависимости от метода получения заготовки.
Максимальный припуск на обработку поверхности заготовки:
для плоских поверхностей:
z max = z min + δп — δв; (2.3)
для поверхностей типа тел вращения:
2z max = 2z min + δ D п — δ D в, (2.4)
где δп и δ Dп — допуск наразмер на предшествующем переходе, мм;
δв и δ D в — допуск наразмер на выполняемом переходе, мм.
Допуски и шероховатость поверхности на окончательныхтехнологических переходах (операциях) принимаются по рабочему чертежу.
Для удобства определения промежуточных припусков перед ихрасчетом исходные и расчетные данные по каждой операции на конкретную обрабатываемуюповерхность в технологической последовательности заносим в таблицу 2.2.
Необходимые данные для определения элементов припускаследует выбираем из [4], [6].
Таблицу рекомендуется заполнять в такой последовательности:
— в графу “ Заготовка и технологическая операция”записывают вид заготовки и операции, установленные на данную обрабатываемуюповерхность в технологической последовательности;
— в графу “ Точность заготовки и обрабатываемыхповерхностей” записывают степень точности выбранной заготовки и квалитета напромежуточные размеры без предельных отклонений;
— в графу “ Элементы припусков” заносят величинумикронеровностей Rz и глубину дефектного поверхностного слоя Т на заготовку ина все операции в технологической последовательности в зависимости от методаобработки, а величину погрешностей установки заготовки на выполняемой операцииопределяют по таблице или производят расчет по формулам;
— суммарное значение отклонений pрассчитываютаналитическим методом и значения расчета заносят в графу таблицы;
— графу “ Допуски на размер” заполняют значениями допусковна заготовку и промежуточные размеры согласно степени точности заготовки иквалитета установленных на размер по каждой операции [6], [9].
Остальные значения промежуточных припусков и размеровзаносят в таблицу после расчетов.
Графы промежуточных размеров D min и D mах определяюти заполняют от окончательных промежуточных размеров до размеров заготовки.
Таблица 2.2 — Таблица расчета припусков, допусков ипромежуточных размеров по технологическим операциям для поверхности 3Вид заготовки и технологичес-кая операция
Точность
заготовки и обрабатыва-емой
поверхности
Допуск на
размер δ, мм
Элементы
припуска,
мкм
Промежуточ-ные размеры заготовки,
мм
Промежуточ-ные
припуски, мм
Rz T
po
εу
D mах
D min
2z max
2z min штамповка 14 1,30 80 500 520,4 – 277.0 275.7 – –
Токарная:
черновая
чистовая
h 12
h 10
0,52
0,2
60
10
40
20
31,2
–
45
35
273.85
273.15
273.33
272.95
3,1
0,7
2.98
0,63
2.2 Статистический (табличный) метод определения припусков
При статистическом (табличном) методе определенияпромежуточных припусков на обработку поверхностей заготовок пользуютсятаблицами соответствующих стандартов, нормативными материалами и данными техническихсправочников.
Статистический метод определения промежуточных припусковсравнительно прост, однако практическое применение его вызывает некотороезатруднение, которое объясняется тем, что таблицы находятся в разных справочныхизданиях, стандартах отраслей и предприятий, различных по содержанию и посистеме их построения.
Промежуточные припуски и допуски для каждой операцииопределяют, начиная от финишной операции к начальной, т.е. в направлении,обратном ходу технологического процесса обработки заготовки.
Для определения припусков табличным методом используем источник[4].
Припуск на черновую токарную 2.0 мм.
Припуск на чистовую токарную 0.8 мм.
Припуск на торцы 2.0 мм.
Припуск под шлифовку 0.6 мм
2.3 Размерный анализ технологического процесса
Размерный анализ технологического процесса выполняется спомощью метода графов.
В соответствии с принятым технологическим процессомизготовления колеса производится размерный анализ детали. Конструкторские А итехнологические S размеры, а также размеры заготовки З и припуски Z показаны налисте 3 графической части.
По схеме на листе 3 графической части составляется граф,представленный на этом же листе, по которому составляются следующие расчетныеуравнения:
Замыкающими размерами являются А и Z, следовательно,получаются следующие исходные уравнения.
Подставляя в уравнения имеющиеся данные и назначив соответствующиедопуски получим, технологические размеры Si приведенные в таблице2.4.
Таблица 2.4 — Расчет технологических размеровТехнологический размер Расчетная формула и его значение, мм
З1
З2
З1 = А1 +Z1 + Z3 =55 +2 +2 =59-0.74
З2= А2+Z1 + Z2 =40 +2 +2=44-0.62
Допуски на заготовку принимаем по 14 квалитету
S1
S2
S3
S1= З1 – Z3= 59-2 =57
S2= А1 — А2 = 55 — 40 =15
S3= А2 =40
Номиналы припусков:
Z1=2 мм;
Z2=2 мм;
Z3=2 мм.
В данной детали имеется три технологических размера,опредлим их номиналы по табл.2.4:
Принимаем S1 и S2 по 12 квалитету:
S1=57-0.12
S2=15-0.07
S3=40-0.12
Принимаем S1 и S2 по 12 квалитету:
Проверяем фактический припуск на обработку Z3:
Z3= З1 — S1=59-0.74-57-0.12=2-0.86
Минимального припуска на обработкунедостаточно поэтому принимаем З1=60-0.74, тогда Z3=3-0.86 при этомобработка возможна.
Проверяем выполнение размера А1:
А1= S3 + S2=40-0.12+15-0.07=55-0.19
т.к.размер А1должен быть 55-0.3,то обработка возможна.
Проверяем величину припуска Z1:
Z1= S1–S2– S3=57-0.12 – 40-0.12–15-0.07=2-0.12+0.19
при этом обработка возможна.
Проверяем величину припуска Z2:
Z2= З2– S3– Z1=44-0.62 –40-0.12–2-0.12+0.19 =2-0.81+0.24
при этом обработка невозможна, увеличиваемЗ2=45-0.62, тогда Z2=3-0.81+0.24 при этом обработка возможна.
3. Разработка технологических операций
План операций представим в виде таблицы 3.1Таблица 3.1-План операций.№ Наименование Содержание операции 000 Штамповочная Штамповать полуфабрикат 005
Токарная
многорезцовая
16К20
1. Установить деталь в патрон с обратными кулачками станка за ø 273.15-0.2.
2. Подрезать торцы на ø 95и ø 273.15-0.2 поперечным суппортом блоком из 2 резцов
3. Точить ø 95 и расточить начерно отверстие ø 58.8. 010
Токарная
многорезцовая
16К20
1. Установить деталь в кулачки за ø 95.
2. Подрезать торец на ø 95и ø 273.15-0.2 поперечным суппортом.
3. Точить ø 273.15-0.2 расточить центральное отверстие до
ø 59.3-0.12, выполнить фаски. 015
Протяжная
7Б55
1. Установить деталь на столе станка.
2. Протянуть отверстие ø 60Н7 020
Протяжная
7Б55
1. Установить деталь на столе станка.
2. Протянуть паз. 025
Зуборезная
5М324
1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.
2. Нарезать зубчатую поверхность. 030 Зубошевинговальная
1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.
2. Шевинговать деталь шевером. 035 Термическая
1. Уложить детали на поддон
2. Выполнить закалку с охлаждением в масле t=800 выдержка 15 мин.
3. Выполнить высокий отпуск с охлаждением в масле t=400 выдержка 2 часа. 040 Слесарная
1. Уложить деталь на стол пресса.
2. Калибровать паз твердосплавной пластинкой при помощи пресса. 045
Кругло-шлифовальная
3Н140
1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.
2. Шлифовать поверхность торцев. 050
Зубошлифовальная
5В830
1. Установить деталь на оправку, закрепить гайкой.
2. Шлифовать поверхность зубьев. 055 Слесарная Выполнить маркировку электрографическим карандашом 060 Моечная Вымыть детали до удаления загрязнений и сож. 065 Контрольная Контролировать размеры детали 070 Упаковочная Упаковать детали в бумагу, уложить в тару 075 Транспортировочная Детали увезти на склад.
4. Выбор технологических баз
Базами являются ø 273.15-0.2и ø 60Н7 мм, с упорами в соответствующий торец.
5. Назначение режимов резания
5.1 Теоретические сведения
Исходными данными для выбора рационального инструмента ирежимов резания являются:
— форма поверхности;
— величина и характер припуска на переходе и глубинарезания по проходам;
— марка и механические свойства материала детали;
— требования к шероховатости обработанной поверхности;
— тип оборудования;
— количество проходов и средняя стойкость инструмента на переходе.
Одной из основных задач расчета режимов резания являетсяустановление стойкости инструментов, обеспечивающей экономически рентабельныйрежим работы. Для этого созданы нормативы режимов резания, справочники,номограммы и др. Как правило, нормативы режимов рассчитаны для стойкостиинструмента Т = 30…60 мин., которая считается экономической стойкостью приработе на серийно выпускаемых станках. Чаще всего, при пользовании такимирекомендациями не учитываются специальные требования к операции, рядограничений – по расходу инструмента, загрузки оборудования, уровню затрат идр.
5.2 Режимы резания при зубофрезеровании
Деталь — цилиндрическое прямозубое колесо:
Модуль m=4.0 мм
Число зубьев z =62
Точность 9-С
Ширина венца 80 мм 2 заготовки.
Расчет по пособию [7].
Черновой проход – нарезание на глубину 9мм.
Фреза класса С, диаметр 90, длина 80 мм.
Станок 5М324 группа 3.
Выбираем подачу SO=2.0 мм/об.колеса.
Поправочные коэффициенты на подачу
SO=2.0·0.9·1=1.8 мм/об. колеса.
Выбираем скорость резания V=27 м/мин
Количество передвижек по W=3 шт.
С учетом поправок величина передвижекВ=17.9
Стойкость фрезы принимаем равной табличнойТ=240 мин.
Поправочные коэффициенты на скоростьрезания V=27·0.9·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0·1.0=24 м/мин
Определяем частоту вращения фрезы поформуле:
/>об/мин
Определяем основное время по формуле:
/>
где /> — ширина зубчатого венца: />=80 мм;
/> — величина врезания: />= 35.5 мм;
/> — величина перебега: />= 8 мм;
/>мин.
Определяем мощность резания N=1.3 кВт.
Поправочные коэффициенты на мощностьрезания
N=1.3·0.8·1·1·1·1.0=1.0 кВт.
Мощность станка Ncт.=3.2 кВт.
5.3 Режимы резания при точении
/>
Скорость резания рассчитывается по формуле[1,2]:
где kmv – коэффициент,учитывающий качество обрабатываемого материала;
knv – коэффициент, учитывающийсостояние поверхности заготовки;
kuv – коэффициент, учитывающийматериал режущей части;
/> — коэффициент,учитывающий главный угол в плане резца;
/> — коэффициент зависящийот вида обработки;
/> – глубина резания, мм;
/> — стойкость резца, мин;
/> — подача, мм/об.;
/>
где kг – коэффициент,характеризующий группу стали по обрабатываемости;
/> — показатель степени.
Для нашей детали из стали 40Х:
/>=0.727
Частота вращения шпинделя:
/>
/>
где D – диаметр в месте обработки, мм.
Сила резания:
/>– коэффициент,характеризующий обрабатываемость стали;
Мощность резания:
/>
Таблица 5.1- Расчет режимов резания.№ оп. Переход
Скорость резания
м/мин
S,
мм/об.
n,
мин-1 Сила резания, Н Мощность резания, 005 Подрезка торца
/>=78 0,3 100 5600 14.3 Продольное точение
/>=107 0,15 125 1300 4.5 010 Подрезка торца
/>=78 0,3 100 5600 14.3 Продольное точение
/>=107 0,15 125 1300 4.5 015 V=7 0,06 – 15000 9,7 020 V=4 0,12 – 4000 1,7 025 V=24 1,8 173 – 1,7 030 V=14 Осев. 120 мм/мин 80 – 0,4 045
V=30 — скорость круга
V=20 — скорость заготовки 0,025 2680 – 0.32 050 V=28 0,002 160 – 1,2
6. Нормирование операций технологическогопроцесса
6.1 Определение штучного времени
/>
Штучное время на обработку [3,5]:
Основное время на обработку:
/>
где lвр – длина врезания;
lпер – длина перебега;
L – длина обрабатываемой поверхности;
/> i –количество отверстий.
Вспомогательное время tвсп[5]:
на установку и снятие детали – 2,5 мин.;
по управлению станком – 0,9 мин.;
на контрольные измерения – 0,3 мин.;
повернуть делительное приспособление – 0,2мин.
Время на обслуживание рабочего места иличные потребности в процентах от оперативного (8%), оперативное время:
/>
Время штучное калькуляционное:
/>
где tп.з. – подготовительно-заключительноевремя;
n – количество деталей в партии.
Подготовительно-заключительное время tп.з.:
— получить наряд, чертеж 4 мин.,
— получить инструмент 5 мин.,
— ознакомиться с работой, чертежом,осмотреть заготовки 5 мин.,
— инструктаж мастера 2 мин.,
— настроить кулачки самоцентрирующегопатрона 1,5 мин.,
— установить инструмент 12 мин.,
— установить исходные режимы станка 1,5мин.
Пронормируем операции согласноперечисленных формул и данных, полученные значения сведем в таблицу 6.1
Таблица 6.1 – Нормы времени.№ операции
Наименование
операции
Оперативное время
tоп., мин
Время на обслуживание рабочего места
и личные потребности в % от оперативного
tл.п., мин.
Штучное время на операцию
Tшт., мин.
Время подготови-тель-но-заключитель-ное на партию деталей
tп.з., мин.
t0
tвсп. 005 Токарная 5,7 3,7 8 10,152 19,5 010 Токарная 4,12 3,7 8 8,4456 19,5 015 Протяжная 0,04 3,7 8 4,0392 17,5 020 Протяжная 0,08 3,7 8 4,0824 17,5 025
Зубофрезерная
На 2 детали 50,05 2,5 8 25,38 26,0 030 Зубошевинговальная 23 3,7 8 28,836 26,0 035
Термическая
На партию деталей 30 шт. 180 мин. 6 2.5 8 9,18 17,5 040 Слесарная 0,6 3,7 8 4,644 19,5 045 Круглошлиф. 4,6 3,7 8 8,964 21 050 Зубошлиф. 42 2,5 8 48,06 26,0 055 Слесарная 5,0 2,5 8 8,1 060 Моечная 2,5 2,5 8 5,4 065 Контрольная 6 2,5 8 9,18 070 Упаковочная – – – – – 075 Транспортировочная Итого: 175 210
Определяем штучно калькуляционное время:
/>
6.2 Выбор и определение потребного количестватехнологического оборудования.
Коэффициент загрузки станкаопределяется какотношение расчетного количества станков mp, занятых на даннойоперации процесса, к принятому числу станков mп: [3,5]:
KЗ=mp/mп
В свою очередь расчетное количество станков определяетсякак отношение штучного времени на данной операции к такту выпуска:
mp=TШТ/tв
Коэффициент использования оборудования по основному временисвидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка. Онопределяется как отношение основного времени к штучному:
К0=t0/Тшт.,
где tо -основное время на обработку, мин.;
Тшт… — штучное время на обработку, мин..
Коэффициент использования станков по мощности приводапредставляет собой отношение необходимой мощности на приводе станка к мощностиустановленного электродвигателя:
Км=NПР/NСТ,
где NПР — необходимая мощность привода, кВт.;
NСТ — мощность привода станка, кВт…
Вычисленные коэффициенты заложены при построении графиков.
Количество станков расчетное и принятое на каждой операцииуказано в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Данные по использованиюоборудованияОперации 005 010 015 020 025 030 045 050 число станков, рабочих мест 1,6 2,1 0,5 0,9 4,4 4,2 1,4 8,9 2 2 1 1 5 2 2 9
KЗ 0,80 1,05 0,5 0,9 0,9 0,89 0,7 0,99
К0 0,6 0,5 0,2 0,2 0,2 0,3 0,9 0,1
Км 1,0 0,8 0,7 0,8 0,6 0,7 0,4 0,1
7. Расчет и проектирование средствтехнологического оснащения
7.1 Разработка технического задания на проектированиеспециальных средств технологического оснащения
Таблица 7.1 — Техническое задание напроектирование специального приспособленияРаздел Содержание раздела I II Наименование и область применения Приспособление для закрепления детали с базированием по внутреннему отверстию диаметром 60Н7 и пазу 18Js9. Основание для разработки Операционная карта технологического процесса механической обработки колеса зуб. Цель и назначение разработки
Проектируемое приспособление должно обеспечить:
— точную установку и надежное закрепление заготовки, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента с целью получения необходимой точности размеров паза и его положения относительно других поверхностей заготовки;
— удобство установки, закрепления и снятия заготовки;
— время установки заготовки не должно превышать 0,05 мин; Документация, используемая при разработке
ЕСТПП. Правила выбора технологической оснастки. ГОСТ 14.305 – 73.
ЕСТПП. Общие правила обеспечения технологичности конструкций изделий. ГОСТ 14.201 — 83 Документация, подлежащая разработке Пояснительная записка (раздел – конструкторская часть), чертеж общего вида для технического проекта фрезерного приспособления; спецификация
7.2 Расчет силы зажима
При обработке заготовки, установленной наоправку с упором в торец, под действием составляющих силы резания РZ иРY возможен сдвиг заготовки под действием силы РZ,который предотвращается силами трения, возникающими в местах контакта заготовкис боковыми поверхностями оправки и закрепляющей ее гайкой с шайбой.
Определим силу закрепления:
Т= /> (7.1)
Введя коэффициент запаса надежностизакрепления К и подставив значения сил трения, после преобразований получим:
/> (7.2)
Откуда
/> (7.3)
где /> – угол подъема винтовой линиизакрепляющей гайки.
Коэффициент запаса определим по формуле из[2]
k = k0 k1 k2k3 k4 k5 k6; (7.4)
k0 = 1,5; k1 = 1; k2= 1,6; k3 = 1,2; k4 = 1; k5 = 1; k6= 1
k = 1,5 · 1,0 ·1,6 · 1,2 · 1,0 · 1,0 · 1,0= 2,9.
Окружная сила резания определяется поформуле [2, т.2, с. 282 ]
/> (7.5)
где Ср = 68,2;
х = 0,86;
у = 0,72;
и = 1,0;
q = 0,86;
w = 0 [24, т.2, с. 291];
k м. р = 1 [24, т.2, табл. 9,с. 264] – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала: z = 3; D= 50 мм; t = 3 мм; SZ = 0,09 мм/ зуб;
n = 170 мин– 1;
/>
Радиальная составляющая силы резания [2,т. 2, табл. 42, с. 292 ]
Рy = 0,5; РZ = 0,5 ·260 = 130Н.
Сила закрепления заготовки
/>
7.3 Расчет точности приспособления
1. Погрешность несовмещения баз.
/>н. б = 0
2. Погрешность закрепления заготовкиωз = 0, так как сила зажима действует перпендикулярновыдерживаемому параметру.
3. Погрешность установки
/>у = />н. б + />з =0 + 0 = 0
4. Суммарная погрешность обработки
/>∑ = К />т. с
где К – поправочный коэффициент; дляразмеров, выполненных по 8-му квалитету и выше, К = 0,5; для размеров,выполненных по 7-му квалитету и точнее, К = 0,7;
/>т. с — погрешностьтехнологической системы, определяемую как среднюю экономическую точностьобработки, принимают по таблицам
[9, 24 т.1]: ω∑ =0,5 х 0,04 = 0,02 мм.
5. Допустимая погрешность установки
/> (7.6)
где Т – допуск выдерживаемого параметра,мм.
Следовательно, />y y],и предлагаемая схема базирования допустима.
6. Суммарная погрешность приспособления
/>пр = Т — />
7. Допуск на расчетный размер собранногоприспособления
Тс = />пр — (/>уп + /> з +/> п),(9.7)
где ε уп — погрешностьустановки приспособления на станке;
/> уп = L S1 /l, (9.8)
где L – длина обрабатываемой заготовки, мм;
S1 – максимальный зазор междунаправляющей шпонкой приспособления и пазом стола станка; для посадки 14Н8/ h9 S1= 0,07 мм;
l – расстояние между шпонками, мм;
/> з — погрешность,возникающая вследствие конструктивных зазоров, необходимых для посадкизаготовки на установочные элементы приспособления; зазор рассчитывают попринятой посадке;
/> п — погрешностьсмещения инструмента, возникающая из – за неточности изготовления направляющихэлементов приспособления (кондукторных втулок, установов и др.);
/> уп = 20 · 0,07 / 20=0,07 мм.
/> з = 0.03 – установказаготовки производится с зазором;
/> уп = 0,01 мм — погрешностьсмещения инструмента при настройке по установу [24].
Тc = 0,28 – (0,07 + 0.03+ 0,01)= 0,17 мм.
Делаем вывод, что приспособление подходитдля фрезерования пазов.
Вывод по работе
В процессе разработки технологическогопроцесса детали мы затронули ряд вопросов. Рассмотрели насколько выгодно братьтот или иной метод получения заготовки для данного масштаба производства, столкнулисьс расчётом припусков на механическую обработку; рассмотрелитехнико-экономическое обоснование выбора технологического процесса, которое зависитот рационального выбора заготовки и оборудования. Столкнулись с вопросом, какправильно выбирать базы на операциях технологического процесса. Прошли через этапырасчёта и выбора режимов резания и технического нормирования. Определилипотребное количество оборудования на операциях и рассмотрели насколькоэффективно его использование.
Литература
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в трёх томах.М.: Машиностроение. 1999.
2. Справочник технолога — машиностроителя под редакцией А.Г.Косиловой, Р.К. Мещерикова в двух томах, 1986.
3. Локтев А.Д. и др. Общие машиностроительные нормативы режимоврезания. Справочник в двух томах — М.: Машиностроение, 1988.
4. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы,выполненные на металлорежущих станках (единичное, мелкосерийное исреднесерийное производство)- М.: Экономика, 1988.
5. ГорошкинА.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник — М.: Машиностроение,1971.
6. Общемашиностроительныенормативы времени и режимов резания для нормирования работ на металлорежущихстанках. М.: Экономика, 1990.
7. БолотинХ.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение.1973. 344с.
8. Общемашиностроительныенормативы режимов резания, норм износа и расхода зубофрезерного инструмента приобработке конструкционных сталей и чугунов, редактор Акатов Л.С. 224с-ил.