Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Введение
Современный этап социального и экономического развития общества характеризуется постепенным повышением развития многих отраслей производства, требующих создания новых машин, механизмов и оборудования для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов. Однако в современной промышленности остается не востребованным большое количество морально устаревших станков, заменить которые на современное, экономичное и высокотехнологичное оборудование в короткое время и с наименьшими затратами не представляется возможным.
Одним из путей решения этой проблемы является модернизация станков, которая предусматривает повышение их экономичности, универсальности и производительности, а так же комплексную механизацию и автоматизацию трудоемких процессов, сокращение потерь рабочего времени на вспомогательные и второстепенные операции.
Модернизация станочного парка обеспечивает повышение производительности, увеличения коэффициента использования оборудования, автоматизацию работы станков и т.д.
Металлорежущие станки предназначены для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий. Следовательно, их количество и качество, техническая оснащенность, характеризует производственную и экономическую мощь страны.
В настоящее время особое значение приобретает создание гибких производственных систем, способных быстро и с малыми затратами перестраиваться на выпуск новых изделий и работать без непосредственного участия человека в процессе изготовления продукции.
1. Общая часть
1.1 Назначение станка
Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий, нарезания в них резьбы метчиком, растачивания, развертывания и притирки отверстий, вырезания дисков из листового металла и т.д. Эти операции выполняют сверлами, зенкерами, развертками и другими инструментами.
Существуют несколько типов универсальных сверлильных станков. Наиболее распространенными являются вертикально-сверлильные станки. Их применяют преимущественно для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера. Для совмещения осей обрабатываемого отверстия и инструмента на этих станках предусмотрено перемещение заготовки относительно инструмента.
Станок 2Н150 является универсальным вертикально-сверлильным и относится к конструктивной гамме вертикально-сверлильных станков средних размеров, с условными диаметрами сверления 18…50 мм.
Станки этой группы широко унифицированы между собою.
Агрегатная компоновка и возможность автоматизации большинства типов операций обеспечивают создание на их базе более экономичных, узкоспециализированных станков, оптимизированных для изготовления конкретных деталей из конкретных, заранее обусловленных материалов.
1.2 Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр сверления d = 50 мм
Конус шпинделя Морзе № 4
Частота вращения шпинделя n = 22,4…1000 мин-1
Кол-во включений Zn = 12
Пределы передачS = 0,1…1,2 мм/об
Число подачZS = 12
Мощность эл.двигателяN = 7 кВт
Частота вращения эл.двигателяnэл.дв. = 1440 мин-1
2. Расчетно-конструкторская часть
2.1 Кинематический анализ коробки скоростей станка мод. 2Н150
2.1.1 Уточнение исходных данных
Определяем диапазон регулирования
Определяем знаменатель ряда частот вращения шпинделя.
2.1.2 Построение стандартного ряда
По нормали Н11-1 строим стандартный ряд частот вращения шпинделя.
n1 = 22,4 мин-1n7 = 180 мин-1
n2 = 31,5 мин-1n8 = 250 мин-1
n3 = 45 мин-1n9 = 355 мин-1
n4 = 63 мин-1n10 = 500 мин-1
n5 = 90 мин-1n11 = 710 мин-1
n6 = 125 мин-1n12 = 1000 мин-1
2.1.3 Определение функций групповых передач.
Составляем уравнение цепи главного движения
Группа “1”
Группа “2”
Группа “3”
Показатели степени при определении Ri обозначают характеристики этой групповой передачи.
Следовательно - гр “1” основная -“а” с характеристикой Х“а”=2
- гр “2” 1-я переборная -“б” с характеристикой Х“б”=3
- гр “3” 2-я переборная -“в” с характеристикой Х“в”=6
2.1.4 Составление структурной формулы
В коробке скоростей есть приводная передача, два блока двойчатки и тройчатка.
Структурная формула имеет вид:
P”a” P”б” P”в”
Проверяем структурную формулу на пригодность:
Следовательно, коробка скоростей будет простой конструкции, то есть без переборного механизма.
2.1.5 Построение структурной сетки
|
P”a”=3 Х”a”=2 |
P”б”=2 Х”б”=3 |
P”в”=2 Х”в”=6 |
|||
|
Эл. прив. |
I гр”a” |
II гр”б” |
III гр”в” |
IV |
V |
Рис 2.1 - Структурная сетка
2.1.6 Определение передаточных отношений
Приводная
Группа «а»
Группа «б»
Группа «в»
Постоянная
2.1.7 Построение структурного графика
|
2800 |
||||||
|
2000 |
||||||
|
nэл 1440 |
1400 |
|||||
|
1000 |
||||||
|
710 |
||||||
|
500 |
||||||
|
355 |
||||||
|
250 |
||||||
|
180 |
||||||
|
125 |
||||||
|
90 |
||||||
|
63 |
||||||
|
45 |
||||||
|
31,5 |
||||||
|
22,4 |
||||||
|
Эл. Прив. |
I гр”a” |
II гр”б” |
III гр”в” |
IV |
V |
Рис 2.2 - Структурный график
2.1.8 Определение действительных частот вращения шпинделя
2.1.9 Определение действительных отклонений и сравнение с допускаемыми значениями
Все отклонения вошли в пределы допустимых значений.
2.2 Кинематический расчет коробки скоростей согласно заданию на модернизацию
2.2.1 Уточнение исходных данных
Определяем знаменатель ряда частот вращения шпинделя.
2.2.2 Построение стандартного ряда
По нормали Н11-1 строим стандартный ряд частот вращения шпинделя.
n1 = 56 мин-1n5 = 355 мин-1
n2 = 90 мин-1n6 = 560 мин-1
n3 = 140 мин-1n7 = 900 мин-1
n4 = 224 мин-1n8 = 1400 мин-1
2.2.3 Составление структурной формулы
Расположение групповых передач оставляем, как на базовой модели.
Для получения (восемь включений) поменяем блок тройчатку на блок двойчатку в группе “а”.
Структурная формула примет вид:
Определяем характеристики групповых передач
Х”a” = P”a” – 1 = 2 - 1 = 1
Х”б” = P”a” (Р”б” - 1) = 2 (2-1) = 2
Х”в” = P”a” P”б” (Р”в” -1) = 2 2(2-1) = 4
Проверяем структурную формулу на пригодность:
Следовательно, коробка скоростей будет простой конструкции, то есть без переборного механизма.
2.2.4 Построение структурной сетки
|
P”a”=2 Х”a”=1 |
P”б”=2 Х”б”=2 |
P”в”=2 Х”в”=4 |
|||
|
Эл. Прив. |
I гр”a” |
II гр”б” |
III гр”в” |
IV |
V |
Рис 2.3 - Структурная сетка
2.2.5 Построение структурного графика
|
n мин-1 |
|||||
|
1400 |
|||||
|
1270 |
900 |
||||
|
560 |
|||||
|
355 |
|||||
|
224 |
|||||
|
140 |
|||||
|
90 |
|||||
|
56 |
|||||
|
I гр”a” |
II гр”б” |
III гр”в” |
IV пост. |
V |
Рис 2.4 - Структурный график
2.2.6 Определение числа зубьев групповых передач
Группа «а»
Z=60 (см. базовую модель)
Группа «б»
Z=57 (см. базовую модель)
Группа «в»
Z=84 (см. базовую модель)
Постоянная
Z=84 (см. базовую модель)
2.2.7 Определение действительных частот вращения шпинделя
2.2.8 Определение действительных отклонений и сравнение с допускаемыми значениями
Все отклонения вошли в пределы допустимых значений.
2.3.1 Выбор расчетной обработки
Выбираем расчетный диаметр
;
Dmax = 50 мм. (по паспорту)
Расчетное значение диаметра сверла корректируем по ГОСТ 885-64, в соответствии с градацией диаметра спиральных сверл.
Принимаем D = 33 мм.
Материал режущей части сверла Р6М5.
Определяем подачу:S = Cs D0,6 мм/об.
Обрабатываемый материал – медные сплавы.
S = (0,065 … 0,130) D0,6 – для медных сплавов.
S = (0,065 … 0,130) 330,6 = 0,52…1,05 – мм/об.
Корректируем подачу по паспорту станка, принимаем 1 мм/об.
Определяем скорость резания
- м/мин
Т = (3…4) D – стойкость инструмента
Т = 99…132 мин, Принимаем Т = 120 мин.
СV = 28,1 (медь) m = 0,125
qV = 0,25 yV = 0,55
( замена на Р6М5)
м/мин.
Определяем частоту вращения шпинделя
мин-1
Корректируем по графику станка:
nст= 355 мин-1
Определяем действительную скорость
м/мин.
2.3.2 Определение крутящего момента и потребной мощности
Определяем крутящий момент
СМ= 0,012; qm = 2; KP = 1 ( медные сплавы )
МКР= 9,810,01233210,81 = 128 нм
Определяем потребную мощность
К1 = 1,04 … 1,05 коэфф. учитывающий дополнительные затраты мощности на подачу суппорта.
К2 = 1 … 1,3 коэфф. учитывающий возможность кратковременных перегрузок.
гл – КПД цепи главного движения
гл = прив.пер. хмуфты узуб.пер zподшип.
гл = 0,98 0,99 0,9855 0,99512 = 0,83
Принимаем электродвигатель асинхронный 4А100L4
ГОСТ 19523-81
N = 5,5 кВт;nэл.дв.=1430 мин-1
2.4 Расчет приводной передачи
Приводная передача связывает вал электродвигателя с первым валом коробки скоростей.
2.4.1 Кинематический расчет приводной передачи
Приводная передача зубчатая.
Определяем передаточное отношение приводной передачи.
Z=50 (см. базовую модель)
Для погашения погрешности изменим
, тогда
На такое же число кол-во процентов изменятся все отклонения на шпинделе, но они не выйдут за пределы допускаемых значений.
2.4.2 Силовой проверочный расчет приводной передачи
Передачи коробки скоростей закрытые, расчет ведем по методике расчета цилиндрических зубчатых передач по ГОСТ 21354-78.
Зубчатые передачи проверяют на контактную выносливость зуба и на выносливость при изгибе по формулам:
ZH = 1,76 ( при = 20; = 0 ) – коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зуба.
ZM = 274 ( для стальных колес) - коэффициент учитывающий механические свойства материала сопряженных колес.
Z = 0,9 ( при = 20; = 0 ) - коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.
– расчетная окружная сила
d = m Z – диаметр делительной окружности
m – модуль зубчатого колеса
МКР – крутящий момент на рассчитываемом валу
КН – коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv
КН = 1 ( прямозубые колеса ) – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.
КН - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, выбирается по таблице (конспект).
КНv – динамический коэффициент, зависящий от окружной скорости, степени точности, твердости поверхности.
b – ширина венца зубчатого колеса
- передаточное число
Формула для проверки передач на выносливость при изгибе:
YF – коэффициент формы зуба, выбирается по таблице (конспект).
KF - коэффициент нагрузки
КF = КF КFv
КF - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба.
КFv – динамический коэффициент.
КFv = 2КHv – 1 при НВ < 350
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 24 b = 15мм, m = 2,5 мм
расположение консольное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 24 = 60 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,21 = 1,33
КН = 1 ( = 20; = 0 )
КН = 1,1 ( )
КНv = 1,21 ( )
Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 3,96 ( при Z = 24 )
Коэффициент нагрузки
КF = КF КFv = 1,37 1,42 = 1,94
КF = 1,37 ( )
КFv = 2КHv – 1 = 2 1,21 –1 = 1,42
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса –
сталь 40НХ закалка ТВЧ сквозная 48…56 HRC
2.5 Силовые проверочные расчеты зубчатых передач
Коробка скоростей тихоходная, так как nшп min< 80 мин-1
Расчетными будут являться нижние точки структурного графика, а на предшпиндельном валу определяем дополнительную точку исходя из условия:
2.5.1 Определение расчетных частот вращения валов
2.5.2 Определение крутящих моментов на валах
Строим структурный график с расчетными точками
|
n мин-1 |
|||||
|
nэл 1430 мин-1 |
1400 |
||||
|
900 |
|||||
|
500 |
|||||
|
355 |
|||||
|
224 |
|||||
|
140 |
|||||
|
90 |
|||||
|
56 |
|||||
|
Эл. Прив. |
I гр”a” |
II гр”б” |
III гр”в” |
IV пост. |
V |
Рис 2.5 - Структурный график
2.5.3 Силовой проверочный расчет зубчатых передач
В каждой групповой передаче будем проверять меньшее зубчатое колесо.
Группа «а»
Рассчитываемое колесо Z = 25 b = 13 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 25 = 62,5 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,14 = 1,25
КН = 1 ( колеса прямозубые )
КН = 1,1 ( )
КНv = 1,14 ( )
Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 3,96 ( при Z = 25 )
Коэффициент нагрузки
КF = КF КFv = 1,04 1,28 = 1,33
КF = 1,04 ( )
КFv = 2КHv – 1 = 2 1,14 – 1 = 1,28
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 45XH закалка ТВЧ, поверхностная НRС 48…52
Группа «б»
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 16 b = 18 мм, m = 3 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m Z = 3 16 = 48 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv = 1 1,25 1,07 = 1,33
КН = 1 ( колеса прямозубые )
КН = 1,25 ( )
КНv = 1,07 ( )
Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 4,3 ( при Z = 16 )
Коэффициент нагрузки
КF = КF КFv = 1,12 1,14 = 1,27
КF = 1,12 ( )
КFv = 2КHv – 1 = 2 1,07 – 1 = 1,14
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XГТ цементация рабочих поверхностей с закалкой (НRС 56…62 / НRС 30…40)
Группа «в»
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 20 b = 25 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 20 = 50 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,04 = 1,14
КН = 1 ( колеса прямозубые )
КН = 1,1 ( )
КНv = 1,04 ( )
Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 4,12 ( при Z = 20 )
Коэффициент нагрузки
КF = КF КFv = 1,07 1,08 = 1,15
КF = 1,07 ( )
КFv = 2КHv – 1 = 2 1,04 – 1 = 1,08
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация рабочих поверхностей с закалкой 56…62 НRС / 30…40 НRС
Постоянная
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 28 b = 22 мм, m = 3,5 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m Z = 3,5 28 = 98 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,04 = 1,14
КН = 1 ( колеса прямозубые )
КН = 1,1 ( )
КНv = 1,04 ( )
Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 3,85 ( при Z = 28 )
Коэффициент нагрузки
КF = КF КFv = 1,07 1,08 = 1,15
КF = 1,07 ( )
КFv = 2КHv – 1 = 2 1,04 – 1 = 1,08
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация с закалкой рабочих поверхностей 56…62 НRС / 30…40 НRС
2.6 Геометрический расчет зубчатых передач
Расчет сводится к определению межосевого расстояния и диаметра делительных окружностей колеса по формуле:
Приводная передача
Группа «а»
Группа «б»
Группа «в»
Постоянная передача
Все результаты сводим в таблицу 1.
Таблица 1
|
Групповая передача |
Модуль (мм) |
Обозначение |
Число зубьев |
Делительный диаметр (мм) |
Межосевое расстояние (мм) |
Ширина венца |
Материал, термообработка |
|
Привод. |
2,5 |
Z1 |
24 |
60 |
63,7 |
15 |
Сталь 40ХН Закалка ТВЧ сквозная |
|
Z2 |
27 |
67,5 |
|||||
|
Группа «а» |
2,5 |
Z3 |
25 |
62,5 |
75 |
13 |
Сталь 40ХН Закалка ТВЧ поверхностная |
|
Z4 |
35 |
87,5 |
|||||
|
Z5 |
31 |
77,5 |
|||||
|
Z6 |
28 |
70 |
|||||
|
Группа «б» |
3 |
Z7 |
16 |
48 |
85,5 |
18 |
Сталь 12ХГТ цементация с закалкой |
|
Z8 |
41 |
123 |
|||||
|
2,5 |
Z9 |
35 |
87,5 |
||||
|
Z10 |
35 |
87,5 |
|||||
|
Группа «в» |
2,5 |
Z11 |
20 |
50 |
105 |
25 |
Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой |
|
Z12 |
64 |
160 |
|||||
|
3,5 |
Z13 |
40 |
140 |
||||
|
Z14 |
20 |
70 |
|||||
|
Постоянная |
3,5 |
Z15 |
28 |
98 |
147 |
22 |
Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой |
|
Z16 |
56 |
196 |
2.7 Предварительный расчет валов коробки скоростей
Валы, их конструкцию, материал оставляем без изменений. как на базовой модели.
Валы проверяем на касательные напряжения кручения по формуле:
Мкр – крутящий момент на рассчитываемом валу.
dmin – наименьший диаметр вала под подшипник.
[кр] – допускаемое касательное напряжение
для стали 45 [кр] = 30 МПа
для стали 40Х [кр] = 47 МПа
Вал I
Мкр = 38,8 Н м
dmin = 20 мм
Назначаем материал вала Сталь 45
Вал II
Мкр = 52,6 Н м
dmin = 20 мм
Назначаем материал вала Сталь 40Х
Вал III
Мкр = 130,5 Н м
dmin = 25 мм
Вал V
Вал пустотелый.
Мкр = 488 Н м
d min = 70 мм
d нар. сред. = 50 мм
d вн. сред. = 69 мм
2.8 Окончательный расчет вала
Рассчитываем предшпиндельный вал, как наиболее нагруженный. Необходимо определить реакции возникающие в опорах и в местах наименьшего диаметра вала (под подшипники).
MкрIV = 261 Н м
Z1 = 28 мм, m = 3,5
Z2 = 64 мм, m = 2,5
Определяем окружные и радиальные усилия возникающие в зацеплении.
Определяем реакции возникающие в опорах в двух плоскостях. Для расчета составляем схему действия всех сил (нагружения вала).
Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости
Проверка: -5817+5326+3262-2770=0
Определяем реакции опор в вертикальной плоскости
Проверка: -1314+2482-1520+352=0
Определяем суммарные реакции в опорах
Определяем изгибающий момент в расчетных сечениях
Определяем приведенный момент.
Используем максимальное значение изгибающего момента
Определяем минимальный диаметр вала
n = 1,3 – коэффициент запаса прочности
-1 = 260 МПа – допускаемое напряжение – сталь 45
Принимаем диаметр вала d = 30 мм, без изменений.
2.9 Проверочный расчет подшипников
Подшипники проверяем на долговечность по их грузоподъемности и эквивалентной нагрузке.
n – частота вращения вала
C – динамическая грузоподъемность (Н)
Рэкв – эквивалентная нагрузка
V = 1,0 – коэффициент учитывающий какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо).
К = 1…1,2 – коэффициент безопасности (спокойная нагрузка)
Кt = 1,0 – температурный коэффициент ( t = 80C)
Проверяем подшипник роликовый - 306 ГОСТ 8328-75
С = 28100 Н[1] стр 117
Оставляем подшипник как на базовой модели.
2.10 Проверочный расчет шлицевых соединений
Шлицевые соединения проверяются на смятие по формуле:
Мкр – крутящий момент на валу
Z – количество шлицов
D и d – наружный и внутренний диаметр шлицевого соединения
lmin – минимальная длинна шлицевого соединения
[см] - допускаемое напряжение
[см] = 60 МПа – сталь сырая, соединение подвижное.
[см] = 120 МПа – соединение неподвижное.
Вал I
Соединение подвижное
Вал II
Соединение неподвижное
Вал III
Соединение подвижное
Вал IV
Соединение неподвижное
Все расчеты удовлетворяют требованиям.
2.11 Проверочный расчет шпоночных соединений
Так как шпоночные соединения в модернизируемой коробке остались без изменений, то их нужно проверить – ступицу на смятие, а шпонку на срез по формуле:
Мкр – крутящий момент на валу
b – ширина шпонки
h – высота шпонки
d – диаметр под шпонку
lmin – минимальная длинна шпонки или ступицы
[ср] = 120 МПа – допускаемое напряжение на срез.
[см] = 150 МПа – допускаемое напряжение на смятие.
Вал I
Шпонка сегментная 14 х 9 х 45 ГОСТ 23360-78
Вал III
Шпонка 10 х 8 х 45 ГОСТ 23360-78
Все расчеты удовлетворяют требованиям.
2.12 Расчет норм точности зубчатого колеса
Рассчитываем нормы точности для:
Z = 28m = 3,5 ммb = 20 ммd = m Z = 98 мм
Определяем длину общей нормали
W = WI m - мм
W1 - длина общей нормали при m = 1
WI = 10,7246 мм
W = 10,7246 3,5 = 37,5 мм
Определяем допуск на радиальное биение
Fr =0,04 мм [1] табл.24
Определяем допуск на колебание длинны общей нормали
Vw= 0,024 мм
Определяем допуск на колебание измерительного межосевого расстояния
FiII = 0,058 мм/об. fiII = 0,022 мм/зуб[1] табл.24,26
Определяем допуск на направление зуба
F = 0,012 мм [1] табл.29
Определяем верхнее отклонение
AWm = 0,065 мм (I слагаемое)[1] табл.31
AWm = 0,009 мм (II слагаемое)[1] табл.32
Верхнее отклонение = 0,065 + 0,009 = 0,074 мм
Определяем допуск на среднюю длину общей нормали
TWm = 0,048 мм [1] табл.33
Нижнее отклонение = 0,074 + 0,048 = 0,122 мм
Длина общей нормали
3. Технологическая часть
3.1 Описание детали. Анализ технологичности
Колесо зубчатое предназначено для передачи крутящего момента и вращательного движения с одного вала на другой. Применяется в коробках скоростей, подач и редукторах.
Колесо зубчатое представляет собой тело вращения, на поверхности большего диаметра нарезаны 28 зубьев модулем 3,5 мм, степенью точности 7-С, левый торец без ступицы. Центральное отверстие простой формы и имеет 8 шлицев d6 x 32H7 x 38H12 x 6F10. Поверхности зубьев закруглены.. Рабочие поверхности зубьев проходят термическую обработку, закалку ТВЧ до твердости 40...52 HRC, и цементацию 52... 56 HRC.
Материал детали и его свойства
Колесо зубчатое выполняется из материала сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71. Это легированная конструкционная сталь, применяется для деталей средних размеров с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной вязкой сердцевине, работающей при больших скоростях и средних давлениях. Из этой стали рекомендуется изготовлять зубчатые колеса, кулачковые муфты, втулки, плунжеры, копиры, шлицевые валы и т.п.
Таблица 3.1 - Химический состав стали 12ХН3А
Марка |
Содержание элементов, % |
|||||
|
Углерод |
Марганец |
Кремний |
Хром |
Никель |
Другие элементы |
|
|
12ХН3А |
0,37... 0,43 |
0,5... 0,8 |
0,17... 0,37 |
0,7-1,0 |
1,0 |
- |
Таблица 3.2 - Механические свойства стали 12ХН3А
Относительное сужение ψ, % |
Предел текучести σт, МПа |
Предел прочности σв, Мпа |
Относительное удлинение δ, % |
Ударная вязкость кГс*м/см2 |
Твердость НВ, не более МПа |
|
45 |
784 |
981 |
10 |
6 |
2820 |
|
Не менее |
Определение массы детали производится путем разделения детали на простые геометрические фигуры и суммированием масс составляющих фигур:
Анализ технологичности детали
Деталь «Колесо зубчатое» соответствует следующим требованиям технологичности согласно ГОСТ 14.204-73:
Таблица 3.3 - Количественная оценка технологичности конструкции детали
|
Номера поверхностей |
Точность ( квалитет ) |
Шероховатость Класс (Ra) |
Унификация элементов |
|
1 |
14 |
6 (1,2) |
|
|
2 |
14 |
4 (6,3) |
Фаска |
|
3 |
9 |
5 (3,2) |
|
|
4 |
14 |
4 (6,3) |
Фаска |
|
5 |
14 |
4 (6,3) |
|
|
6 |
14 |
4 (6,3) |
|
|
7 |
14 |
4 (6,3) |
Фаска |
|
9,11 |
14 |
4 (6,3) |
2 фаски |
|
10 |
7 |
7 (0,8) |
|
|
12-19 |
9 |
6 (1,6) |
8 шлицев |
|
8 |
14 |
6 (1,6) |
Фаски |
|
48-76 |
14 |
4 (6,3) |
29 закруглений |
|
20-47 |
7 – С |
7 (0,8) |
28 зубьев |
|
Всего: 76 |
Из них унифицированных - 70 |
Коэффициент унификации элементов:
где: Qу.э - количество унифицированных элементов;
Qэ – общее количество элементов;
,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
Коэффициент точности: ,
где: Аср – средний квалитет точности детали; ,
тогда ,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
Коэффициент шероховатости:
,
где: Бср – средний класс шероховатости;
,
тогда
,
следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична.
3.2 Выбор типа производства
Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска и массу детали. По таблице 3.1, тип производства определен как среднесерийный.
Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися порциями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном типе производства используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными, а также универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, то есть расчленен на отдельные, самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.
При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные агрегатные станки, а так же станки с ЧПУ. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а так же ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.
При среднесерийном производстве запуск изделий производится порциями с определенной периодичностью.
Количество деталей в партии для одновременного запуска можно определить упрощенным способом:
шт
где: N = 12000 – годовая программа выпуска;
а = 6 – периодичность запаса в днях.
Принимаем n=300 шт, что кратно годовой программе.
3.3 Технические условия на деталь и методы их обеспечения
|
Техническое условие |
Метод обеспечения |
Метод контроля |
|
0,04 А |
Шлифованием при установке на оправке |
Индикатором на оправке ИЧ-10 |
|
0,025 А |
Шлифованием на плоскошлифовальном станке |
Индикатором на плите |
|
Номер поверхности |
Квалитет |
Параметр шероховатости |
Метод получения |
|
2,4,5,6,7 |
14 |
6,3 |
Точение |
|
3 |
9 |
3,2 |
Протачивание черновое и чистовое |
|
1,8 |
14 |
1,6 |
Точение черновое и чистовое, шлифование |
|
10 |
7 |
0,8 |
Растачивание, протягивание, шлифование |
|
12-19 |
9 |
1,6 |
Протягивание |
|
9,11 |
14 |
6,3 |
Растачивание |
|
48-76 |
14 |
6,3 |
Зубозакругление |
|
20-47 |
7 - С |
0,8 |
Зубофрезерование, зубошлифование |
3.4 Выбор и обоснование метода получения заготовки
Учитывая конфигурацию детали и тип производства наиболее целесообразными методами получения заготовки являются:
3.4.1 Заготовка из проката
Выбираем диаметр проката по максимальному диаметру и длине детали:
Dmax = 105 мм; Ld = 50 мм
Припуск на обработку наружных цилиндрических поверхностей выбираем по табл.3.13. с.41[*]
2Z = 5 мм
Расчетный диаметр проката:
Dрасч = Dmax + 2Z = 105 + 5 = 110 мм
По ГОСТ 2590-88 принимаем диаметр проката
Dпр = 110 мм
Припуск на чистовое подрезание торцев по табл.3.12, с.40 [*]
2Z = 2 + 2 мм
Длинна заготовки
Lзаг = Ld + 2Z = 50 + 4 = 54 мм
Масса заготовки из проката
Коэффициент использования материала
Стоимость заготовки из проката
,
где См = 280 грн. – стоимость 1 т проката;
Сотх = 90 грн. – стоимость 1 т металлоотходов.
Норма расхода материала на одну деталь
Нрасх = Мпр (100+ 4) 100% =4 1,04 = 4,16 кг
3.4.2 Заготовка штамповка
Расчет производим по ГОСТ 7505-89
Масса поковки расчетная
Мпок = Мдет К = 1,5 1,6 = 2,4 кг,
где К=1,5...1,8 с.31
Класс точности [табл.19,с.28] – Т2
Группа стали [табл.1,с.8] – М2
Степень сложности определяем, вычисляя отношение массы поковки расчетной к массе описывающей фигуры (массы проката):
что соответствует степени сложности С1.
Исходный индекс поковки на с.10 по номограмме получается – 8.
Определяем припуски на обработку в таблице.
Таблица 3.4 - Припуски на обработку
|
Размеры детали, мм |
Шероховатость, Ra, мкм |
Общий припуск на обработку, мм |
Размеры заготовки с отклонениями, мм |
|
Ø105h9 |
3,2 |
2(1,4+0,3+0,2)=3,8 |
Ø 108,8 прин. Ø |
|
Ø50h14 |
6,3 |
2(1,3+0,3+0,2)=3,6 |
Ø 53,6 прин. Ø |
Линейные размеры |
|||
|
50h14 |
1,6 |
2(1,4+0,3+0,2)=3,8 |
53,8 прин. |
|
20h14 |
1,6/6,3 |
(1,1+0,3+0,2)+ (0,9+0,2-0,2)=3,3 |
23,3 прин. |
Расчет массы поковки
Разбиваем поковку на простые геометрические фигуры
Определяем массу поковки
кг
кг
Принимаем технологические потери при горячей объемной штамповке равными 10% от массы поковки, определяем норму расхода материала на одну деталь.
Нрасх=Мпок (100+10)/100 = 2,05 (100+10)/100 = 2,25 кг
Коэффициент использования материала
Стоимость заготовки штамповки:
Себестоимость поковки штампованной выше, чем заготовки из проката. Однако при использовании проката значительно увеличивается трудоемкость черновых операций. Установлено, что при разнице коэффициентов использования материалов выше 0,15 целесообразно применение штамповки.
Для данной детали Кпок - Кпр = 0,73 – 0,375 =0,355
Следовательно, в качестве заготовки используем поковку штампованную.
3.5 Разработка проектного технологического процесса с применением станков с ЧПУ
005.Токарная с ЧПУ
010.Токарная с ЧПУ
1. Протянуть отв.10, шлицы 12-19
020.Зубофрезерная
1. Фрезеровать зубья 20-47
025.Зубозакругловочная
1. Закруглить зубья 48-76
030.Термическая
035.Внутришлифовальная
1. Шлифовать отв.10, торец 8
040.Плоскошлифовальная
1. Шлифовать торец 1
045.Зубошлифовальная
1. Шлифовать зубья 20-47
050.Контрольная
Принимаем для изготовления детали «Колесо зубчатое» технологический процесс с применением ЧПУ, как наиболее перспективный.
3.5.1 Обоснование выбора баз
|
Номер операции |
Наименование операции |
Базирование |
|
005 |
Токарная с ЧПУ |
В патроне по цилиндрической поверхности 3, торцу 1 |
|
010 |
Токарная с ЧПУ |
В патроне по цилиндрической поверхности 6, торцу 8 |
|
015 |
Горизонтально-протяжная |
На опоре сферической по торцу 8 |
|
020 |
Зубофрезерная |
На оправке по отв.10 и торцу 1 |
|
025 |
Зубозакругловочная |
На оправке по отв.10 и торцу 1 |
|
035 |
Внутришлифовальная |
В патроне по делительному диаметру и торцу 1 |
|
040 |
Плоскошлифовальная |
На магнитной плите по торцу 8 |
|
045 |
Зубошлифовальная |
На оправке по отв.10 и торцу 1 |
3.5.2 Выбор технологического оснащения
|
Номер операции |
Наименование операции |
Оборудование |
Приспособление |
Режущийинструмент |
Мерительный инструмент |
|
005 |
3808 Токарная с ЧПУ |
381021 16К20Ф3 |
396112 Патрон 7100-0007 ГОСТ 2675-80 |
392191 Резец 2302-0311 Т15К6 ГОСТ 21151-75 392192 Резец 2101-0647 Т30К4 ГОСТ 20872-80 392193 Резец 2145-0551 Т15К6 ГОСТ 20874-80 |
393120 Калибр-скоба 8113-0144 ГОСТ 18362-73 393610 Шаблон линейный И01.00.000 393111 Калибр-пробка И02.00.000 |
|
010 |
3808 Токарная с ЧПУ |
381021 16К20Ф3 |
396112 Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80 |
392191 Резец 2302-0311 Т15К6 ГОСТ 21151-75 392192 Резец 2101-0647 Т30К4 ГОСТ 20872-80 392193 Резец 2145-0551 Т15К6 ГОСТ 20874-80 |
393120 Калибр-скоба 8118-0015h14 ГОСТ 2216-84 393610 Шаблон линейный И03.00.000 393111 Калибр-пробка И04.00.000 |
|
015 |
4180 Горизонтально-протяжная |
381756 7Б510 |
392870 Адаптер АВ 2871 |
392330 Протяжка 2402-2187 Р6М5 ГОСТ 25971-83 |
393182 Калибр-пробка 8311-0437 Н7 ГОСТ 24960-81 |
|
020 |
4153 Зубофрезерная |
381572 53А50 |
392800 Оправка 7150- 0368 ГОСТ 18437-73 |
391814 Фреза 2510-4074 Р6М5 ГОСТ 9324-80 |
394520 Зубомер ГОСТ 5368-81 |
|
025 |
4156 Зубозакругловочная |
381575 5Н580 |
392800 Оправка 7150- 0368 ГОСТ 18437-73 |
391820 Фреза 2223-0129 Р6М5 ГОСТ 17026-71 |
393612 Шаблон радиусный И05.00.000 |
|
035 |
4132 Внутришлифовальная |
381312 3К228В |
396112 Патрон 7100-0007В ГОСТ 2675-80 |
397110 Круг 5 20х26х10 23А16СТ15К8 35 м/сек Акл. 1 ГОСТ 2424-83 |
393112 Калибр-пробка 8311-0437 Н7 ГОСТ 24960-81 |
|
040 |
4133 Плоскошлифовальная |
381313 3Л722 |
396100 Плита 7208-0019 ГОСТ 16528-81 |
397112 Круг 1 450х125х250 14А25ПСМ27К1 35 м/сек Акл. 1 ГОСТ 2424-83 |
393610 Шаблон линейный И06.00.000 |
|
045 |
4151 Зубошлифовальная |
381561 5В833 |
396100 Оправка 7150-0450 ГОСТ 18438-73 |
397735 Круг червячный 400х40х127 44А12СМ19К 35 м/сек Акл. 2 ГОСТ 2424-83 |
394500 Прибор ГОСТ 9776-82 |
3.6 Разработка операционного технологического процесса
3.6.1 Определение операционных процессов и межоперационных размеров
|
Последовательность обработки |
Квалитет |
Шероховатость, Rа мкм |
Припуск на обработку, мм |
Размер с отклонениями, мм |
|
поверхность 3 Ø105h9 |
||||
|
Заготовка |
Т3 |
50 |
4,0 |
Ø |
|
Точение черновое |
h14 |
12,5 |
3,0 |
Ø106 |
|
Точение чистовое |
h9 |
3,2 |
1,0 |
Ø105h9 |
|
поверхность 6 Ø50h14 |
||||
|
Заготовка |
T3 |
50 |
4,0 |
Ø |
|
Точение черновое |
h14 |
12,5 |
3,0 |
Ø51h14 |
|
Точение чистовое |
h14 |
6,3 |
1,0 |
Ø51h14 |
|
отверстие 32H7 |
||||
|
Заготовка |
T3 |
v |
4,5 |
Ø27,5H14(+0,52) |
|
Растачивание |
H11 |
3,2 |
3,5 |
Ø31H11(+0,13) |
|
Протягивание |
H7 |
1,6 |
0,6 |
Ø31,6H7(+0,021) |
|
Шлифование |
H7 |
0,8 |
0,4 |
Ø32H7(+0,021) |
|
р-р 50h14 |
||||
|
Заготовка |
T3 |
50 |
4 |
|
|
Точение черновое |
h14 |
6,3 |
2,6 |
51,4 |
|
Точение чистовое |
h14 |
1,6 |
1,0 |
50,4 |
|
Шлифование |
h14 |
0,8 |
0,4 |
50h14 |
3.6.2 Определение режимов резанья, норм времени и расценок
3.6.2.1 Определение режимов резанья, норм времени для операции 005 Токарной с ЧПУ
Операция выполняется на станке 16К20Ф3.
Паспортные данные станка:
Частота вращения шпинделя, об/мин:
10; 18; 25; 35,5; 50; 71; 100; 140; 180; 200; 250
280; 355; 500; 560; 710; 800; 1000; 1400; 2000.
Диапазон подач, мм/мин: по оси Х – 0,05... 2800
по оси Z – 0,1... 5600
Наибольшая сила, допускаемая механизмом подач:
продольной – 8000 Н;
поперечной – 3600 Н.
Мощность привода главного движения - 11 кВт
Инструмент – резец упорный с сечением державки 25х25 мм со сменной пластиной толщиной 6,4 мм. Материал Т15К6. Углы в плане φ = 92º; φ1 = 5º. Стойкость Т=30 мин. Радиус вершины резца rв = 1 мм.
Глубина резанья:
t6,5 = 1,5 мм; t8 = 1,3 мм;
Определяем подачу [ к 3 стр.38 ]
S8,6 = 0,45 мм/обS5 = 0,73 мм/об
Поправочные коэффициенты [к 53 стр.143]
КSn = 1; КSд = 1; КSh = 1; КSм = 0,7;
КSу = 1,2; КSп = 0,8; КSр = 1; КSj = 1;
S = 0,73 0,7 1,2 0,8 = 0,49 мм/об
Проверяем по составляющим силы резанья
Рх = 750 H Ру = 270 H [к.32 стр.98]
что значительно меньше допускаемых
РХ.доп = 8000 H РY.доп = 3600 H
Определяем скорость резанья
V = 146 м/мин [к.21 стр.74]
Поправочные коэффициенты [к.23 стр.82]
КVn = 1,1; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1;
КVм = 0,6; КVр = 1; КVт = 1; КVж = 1; V = 146 1,1 0,6 = 96,4 м/мин
Определяем частоту вращения шпинделя
для поверхности 5
принимаем ncт= 250 об/мин,
для поверхности 6,8
принимаем ncт=500 об/мин,
Тогда фактическая скорость резанья
Проверяем по требуемой мощности [к.21.с.74]
Nт = 6,5 кВт
Получаем
,
что равно мощности привода.
Минутная подача
SМ5 = 0,49 250 = 122,5 мм/мин
SМ6,8 = 0,49 500 = 245 мм/мин
Переход 2. Точение чистовое
Инструмент – резец контурный с сечением державки 25х25 мм со сменной пластиной толщиной 6,4 мм. Материал Т30К4. Углы в плане φ = 93º φ1 = 32º. Стойкость Т=30 мин. Радиус вершины резца rв =1 мм.
Глубина резанья:
t = 0,5 мм;
Определяем подачу [к.6 стр.46]
S = 0,25 мм/об
Поправочные коэффициенты [к 53 стр.143]
КSn = 1; КSд = 1; КSh = 1; КSм = 0,7;
КSу = 1,2; КSп = 0,8;КSр = 1; КSj = 1;
S = 0,25 0,7 1,2 1 = 0,21 мм/об
Определяем скорость резанья
V = 308 м/мин [ к.22 стр.81]
Поправочные коэффициенты
КVn = 0,8; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1;
КVм = 0,6; КVр = 0,95; КVт = 1; КVж = 1; V = 308 0,8 0,6 0,95 = 140,4 м/мин
Определяем частоту вращения шпинделя
принимаем ncт=500 об/мин,
принимаем ncт=1000 об/мин,
Тогда фактическая скорость резанья
Минутная подача
Sм5 = 0,21 500 = 105 мм/мин
Sм6,8 = 0,21 1000 = 210 мм/мин
Переход 3. Растачивание фаски
Глубина резанья - t = 1,6 мм;
Определяем подачу [к.16 стр.62]
S=0,66 мм/об
Поправочные коэффициенты [к 11 стр.62]
КSn = 1; КSd = 0,62; КSм = 0,7;
КSу = 1,15; КSр = 1; КSo = 1;
S = 0,66 0,7 1,15 0,62 = 0,33 мм/об
Определяем скорость резанья
V = 121 м/мин [ к.21 стр.76]
Поправочные коэффициенты [ к.23 стр.82]
КVн = 1,1; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1;
КVм = 0,6; КVр = 1; КVт = 1; КVж = 1; V = 121 1,1 0,6 = 79,8 м/мин
Определяем частоту вращения шпинделя
принимаем ncт=630 об/мин,
Тогда фактическая скорость резанья
Минутная подача
Sм6 = 0,33 630 = 208 мм/мин
Определяем основное время
мин.
L = l + l1 + l2
где l – длинна обрабатываемой поверхности
l1 + l2 - врезание и перебег инструмента
Переход 1.
мм мин.
мм мин.
мм мин.
Переход 2.
мм мин.
мм мин.
мм мин.
Переход 3.
мин.
Суммарное основное время автоматической работы станка:
ΣТо = 0,006 + 0,118 + 0,24 + 0,065 + 0,28 + 0,3 + 0,03=1,093 мин
Определяем время автоматического цикла (время автоматической работы станка по программе)
Тц.а = ΣТо + Тм.в,
Тц.а - время автоматической работы станка
Тм.в – машинно-вспомогательное время [прил.46]
Тм.в = 1,46 мин
Тц.а = 1,093 + 1,46 = 2,55 мин
Вспомогательное время на установку и снятие детали
Туст = 0,17 мин [к.3, стр.52]
Время связанное с операцией
Топ = 0,18 мин [к.14, стр.79]
Время на контрольные измерения
Тизм = 0,08 + 0,06 + 0,05 + 0,06 = 0,25 мин [к.15, стр.80]
Суммарное
Тв = 0,17 + 0,18 + 0,25 = 0,60 мин
Время на оргтехобслуживание и отдых [к.16, стр.90]
атех + аорг + аотл = 8%
Штучное время
, мин
мин
Подготовительно-заготовительное время [к.21, стр.96]
- на получение документации и оснастки 9 мин
- на ознакомление с чертежом 2 мин
- инструктаж мастера 2 мин
- установка патрона 4 мин
- установка кулачков 8 мин
- установка инструмента 0,83=2,4 мин
- ввод программы с пульта 0,412=4,8 мин
- настройка подачи СОЖ 0,1 мин
- на пробную обработку детали Тца + 9,211,7 мин
Тпз = 9 + 2 + 2 + 4 + 8 + 2,4 + 4,8 + 0,1 + 11,7 = 44 мин
Штучно калькуляционное время
, мин
Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 3 разряда составляет 97 коп.
Расценка на операцию
грн
3.6.2.2 Определение режимов резанья, норм времени и расценок для операции
020 Зубофрезерная
Операция выполняется на станке 53А50.
Паспортные данные станка:
Наибольший наружный диаметр колеса - 500 мм
Наибольший модуль нарезаемого колеса - 8 мм
Мощность двигателя - 8 кВт
КПД станка - 0,65
Частота вращения шпинделя, об/мин:
40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 240; 315; 405
Вертикальные подачи суппорта за один оборот заготовки, мм/об:
0,75; 0,92; 1,1; 1,4; 1,7; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,1; 3,4; 3,7; 4,0; 5,1; 6,2; 7,5
Радиальные подачи, мм/об:
0,22; 0,27; 0,33; 0,4; 0,48; 0,55; 0,66; 0,75; 0,84; 1,0; 1,2; 1,53; 1,8; 2,25
Режущий инструмент: червячная модульная фреза, цельная, двухзаходовая.
Материал фрезы Р6М5.
Модуль фрезы mфр=3,5 мм, наружный диаметр Дфр= 65 мм,
число зубьев Zфр=10.
Период стойкости Т=240 мин.
Нарезаем на колесе 28 зубьев m=3,5 мм, ширина венца в=20 мм. Для повышения производительности труда одновременно обрабатываются два колеса.
Глубина резанья
t = h = 2,2m = 2,2 3,5 = 7,7 мм
Подача на один оборот колеса [к.3,стр.27]
S = 2,0... 2,4 мм/об
Поправочные коэффициенты
КSm = 0,7; КSβ = 1
Тогда S = 2,4 0,7 = 1,68 мм/об
Корректируем по паспорту станка Sст=1,7 мм/об
Определяем скорость резанья [ к.5,стр.30 ]
v = 34 м/мин (найдено интерполированием)
Поправочные коэффициенты
КVM = 0,6; КVβ = 1; КVω = 1;
Тогда v = 34 0,6 = 20,4 м/мин
Частота вращения фрезы
Корректируем nст = 100 об/мин
Vф=20 м/мин
Мощность, затрачиваемая на резанье [ к.5 стр.30 ]
Nрез = 1,6 кВт
Мощность привода станка
Nшп = Nd η = 7,5 0,65 = 4,9 кВт
Nрез < Nшп, значит, обработка возможна.
Основное время
мин.
где L – длинна прохода фрезы L = b + l1
l1 - врезание и перебег, по примеру 4, [cтр.168]
l1 = 34 мм
L = 2в + l1 = 2 20 + 34 = 74 мм
Время на две детали
мин
Основное время на одну деталь
мин
Вспомогательное время [к.7,с.40; к.63,с.152] на установку и снятие двух деталей Тв.уст = 0,57 мин, время на операцию для двух деталей Тв.оп = 0,68 мин, время на контрольное измерение перекрываемое основным
Тв.2 = 0,57 + 0,68 = 1,25 мин, на одну деталь
Тв. = 1,25/2 = 0,63 мин,
Время на оргтехобслуживание [к.84, стр.154]
атех + аобс = 4,5%
Время отдыха и личных потребностей [к.88, стр.202]
аотл = 4%
Штучное время
, мин
мин
Тпз = 30 + 3 + 7 = 40 мин
Штучно калькуляционное время
, мин
Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 4 разряда составляет 1,09 грн.
Расценка на операцию
грн
3.6.2.3 Определение режимов резанья, норм времени и расценок на операцию
045 Зубошлифовальная
Операция выполняется на станке 5В833.
Паспортные данные станка:
Диаметр обрабатываемого колеса - 40... 320 мм
Модуль обрабатываемого колеса - 0,5... 4 мм
Наибольшая длинна шлифуемого зуба - 150 мм
Число зубьев обрабатываемого колеса - 12... 200
Частота вращения шлифовального круга - 1500 об/мин:
Вертикальная подача суппорта - 3,78... 165 мм/мин
Радиальная подача шпиндельной бабки за один ход - 0,02... 0,08
Мощность двигателя главного движения - 4 кВт
Шлифуются 28 зубьев зубчатого колеса, модулем m = 3,5 мм.
Ширина зубчатого венца в=20 мм.
Степень точности 7-С, шероховатость Ra=0,8 мкм.
После закалки.
Инструмент – шлифовальный круг червячный, двухзаходовый.
Определяем припуск на шлифование [табл.26,с.607]
a = 0,15... 0,25 мм, принимаем
a = 0,2 мм,
Полная величина радиального врезания
Р = 1,462 а = 1,462 0,2 = 0,29 мм
При черновом шлифовании удаляется 80% припуска, остальное – при чистовом.
hчерн = 0,29 0,8 = 0,23 мм
hчист = 0,29 - 0,23 = 0,06 мм
Радиальная подача круга:
черновое -Sр.черн = 0,05... 0,08 мм/раб. ход
принимаем Sр.черн = 0,08 мм/раб. ход
чистовое-Sр.чист = 0,01... 0,02 мм/раб. ход
принимаем Sр.чист = 0,02 мм/раб. ход
Вертикальная подача круга:
черновое -Sв.черн = 1,5... 3,0 мм/об
принимаем Sв.черн = 3,0 мм/об
чистовое-Sв.чист = 0,2... 0,3 мм/об
принимаем Sр.чист = 0,3 мм/об
Количество проходов:
при черновом шлифовании
прохода
при чистовом шлифовании
прохода
Длинна рабочего хода суппорта
L = в + (2... 3) мм
L = 20 + 3 = 23 мм
Основное время
мин,
где Z – число зубьев колеса, Z = 28
Z0 - число зубьев круга, Z0 = 2
мин.
Вспомогательное время: на установку и снятие детали Тв.уст = 0,42 мин, время на операцию Тв.оп = 0,8 мин, время на контрольное измерение перекрываемое основным
Тв = 0,42 + 0,8 = 1,22 мин,
Время на обслуживание рабочего места
аобс = 12%
Время отдыха и личных потребностей
аотл = 4%
Штучное время
, мин
мин
Подготовительно-заключительное время
Тпз = 19 + 4 + 5 = 28 мин
Штучно калькуляционное время
, мин
Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 4 разряда
составляет 1,21 грн.
Расценка на операцию
грн
3.6.3 Техника безопасности при работе на сверлильных станках
Перед началом работы на сверлильных станках
При работе на сверлильных станках.
4. Расчет экономической части дипломного проекта
4.1 Расчет партии деталей
Тп.з.- подготовительно-заключительное время на партию (мин)
Тшт.- штучное время (мин) где - наибольшее по основной операции
Кс.- коэффициент, показывающий отношение подготовительно-заключительного времени ко времени работы оборудования в течении которого на нем будет обрабатываться данная партия деталей Кс =(0,03 – 0,10).
шт
Принимаю n=300 шт.
4.2 Расчет штучно-калькуляционной нормы времени на обработку одной детали
, мин
где n – размер партии деталей (шт).
Тшт.к. =3,54+3,04+6,25+4,12+1,76+1,82+1,24+4,24 = 26,01 мин
4.3 Расчет потребного количества оборудования
; шт.
где N – годовая программа деталей N=12000 шт.
Тшт.к - норма времени на обработку деталей (мин)
Кз – коэффициент загрузки
Кн – коэффициент учитывающий переработку норм 1,1 – 1,15
Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования (час)
Fд = (Дк - ( Дв + Дпр )) · 2 · 8 · 0,95
где Дк – календарные дни в плановом периоде (год)
Дв - кол-во выходных дней (год)
Дпр- кол-во праздничных дней (год)
0,95 – коэфф., учитывающий простои оборудования в ремонте
На 2003 год действительный фонд времени составляет:
Fд = (365 - ( 102 + 8 )) · 2 · 8 · 0,95 = 3876 (час).
4.4 Расчет стоимости основных материалов
Стоимость материалов на одну деталь
Мо=m · P – m1 · P1 грн.
где m – черновой вес заготовки (кг) mзаг=2,05 кг
Р – стоимость одного килограмма заготовки в грн. Р=1,68 грн.
m1 – вес отходов (кг) m1 = mзаг-mдет= 2,05 – 1,5 = 0,55 кг.
Р1 – стоимость одного килограмма отходов в грн. Р1 = 0,18грн.
Мо=2,05 · 1,68 – 0,55 · 0,18 = 3,43 грн.
4.5 Определение величины затрат по прямой заработной плате
;
где Сч = 1,37 (грн) – среднечасовая тарифная ставка рабочих, занятых обработкой детали
грн.
4.6 Определение косвенных затрат
Расчет дополнительной заработной платы и отчислений на социальное страхование рабочих рассчитывается по формуле:
Зд = Зо · Кд · Кдоп · Ксоц - Зо
где Кдоп = 1,2 – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату в размере 20% от основной зарплаты;
Кд = 1,1 – коэффициент, учитывающий сумму доплат к прямой заработной плате;
Ксоц = 1,367 – коэффициент, учитывающий отчисления в соцстрах;
Зд = 0,593 · 1,1 · 1,2 · 1,367 – 0,593 = 0,477 грн.
4.7 Определение стоимости вспомогательных материалов
Вспомогательные материалы составляют в среднем 5-8% от стоимости основных материалов
грн.
грн.
4.8 Заработная плата вспомогательных рабочих (наладчиков)
где Сч =1,41 грн. – часовая тарифная ставка наладчика 4-го разряда;
Кр – кол-во наладчиков (принимаем из расчета обслуживания одним наладчиком пяти станков);
Ксоц = 1,367 – коэффициент, учитывающий отчисления в соцстрах;
Fд – фонд времени одного рабочего в год;
N – годовая программа;
Fд = (365 – 104) · 8 · 0,88 = 1837,44 (час)
4.9 Амортизационные отчисления и затраты на ремонт и содержание оборудования
где N – годовая программа деталей N=12000 шт.
На - норма годовых амортизационных отчислений 12%
Коб = 0,1 - коэффициент, учитывающий годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования
Кмонт =1,15 – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования
Ко – стоимость оборудования
4.10 Затраты на силовую электроэнергию
где Nуст – установленная мощность эл.двигателей оборудования (кВт).
Кз = 0,85 - коэффициент загрузки двигателей
Кв = 0,7 – коэффициент одновременной работы оборудования
ηдв = 0,9 – К.П.Д. двигателя
ηq = 0,95 – коэффициент потерь эл.энергии в сети
ΣТшт.к. – продолжительной операции в час
Цэ =0,236 – стоимость эл.энергии (кВт/час)
4.11 Затраты на инструмент и приспособление
Стоимость инструмента (Кинстр) принимается в размере 5% балансовой стоимости оборудования Кинстр = 0,05.
Стоимость приспособления (Кприсп) составляет в среднем 1% от балансовой стоимости оборудования Кприсп = 0,01.
Расходы на амортизацию, ремонт и восстановление инструмента и приспособлений, приходящиеся на 1 деталь в год определяется по формуле
где 0,4 – коэффициент, учитывающий расходы на амортизацию, ремонт и восстановление инструмента и приспособлений.
Ко - балансовая стоимость оборудования
Кинстр = 0,05 Кприсп = 0,01
N = 12000 годовая программа деталей (шт.)
грн.
4.12 Затраты на содержание и амортизацию производственной площади
Площадь на принятое количество оборудования определяется по формуле
Ру = Рпр + Рвсп (м2)
где Рпр - производственная площадь на один станок: (для средних станков – 8 м2) (для тяжелых станков – 14 м2) Рвсп - вспомогательная площадь на один станок: (для средних станков – 4 м2 ) (для тяжелых станков – 6 м2) Ру = 8 + 4 = 12 м2
Затраты на одну деталь составляют:
грн.
4.13 Прочие цеховые расходы
К прочим цеховым расходам относятся зарплата ИТР, СКП, затраты на новую технику, расходы на содержание транспорта, по рационализации, охране труда и т.д.
Эти расходы принимаются в размере 20-30% к прямой заработной плате производственных рабочих. (Кпр.р.=0,2...0,3)
Зпр = 0,593 0,3 = 0,177
Итого косвенные затраты:
Кз.ц. = Зд + Мв + Звсп + Со + Зз + Сп + Зп.у. + Зпр
Кз.ц. =0,477+0,24+0,354+1,518+0,783+0,144+0,01+0,177=3,7
Процент цеховых косвенных затрат определяется по формуле:
Цеховая себестоимость одной детали определяется по формуле
Сц = Мо + Зо + Кз.ц. (грн.)
Сц = 3,43 + 0,593 + 3,7 = 7,723 грн.
Общезаводские косвенные затраты на предприятие машиностроения и станкостроения обычно составляют до 110% от прямой заработной платы производственных рабочих
Производственная себестоимость одной детали определяется по формуле:
Спр = Сц + Козр (грн.)
Спр = 7,723 + 0,563 = 8,286 грн.
Внепроизводственные расходы принимаются 20% от производственной себестоимости
грн.
Всего полная себестоимость одной детали составляет:
Сп,с = Спр + Рв.р (грн.)
Сп.с = 8,286 + 1,657 = 9,943 грн.
Список используемой литературы
Ø 54