У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Введение Технология определяет состояние и развитие производства.

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 26.12.2024

Введение

Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов  обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.

Важная роль в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении отводится подготовке высококвалифицированных инженерных кадров, освоению ими современных способов изготовления и контроля продукции, методик проектирования прогрессивных технологических процессов.

Целью данного курсового проекта является изучение методики разработки технологического процесса изготовления детали – зубчатое колесо, а также проектирования станочных и контрольных приспособлений на базе имеющихся данных. В данном курсовом проекте будут рассмотрены такие вопросы как:

–  определение типа производства;

 –  анализ конструкции и технологичности детали;

 –  выбор заготовки;

 –  выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;

 –  выбор оборудования;

 –  расчет и назначение припусков;

 –  расчет режимов резания и нормирование операций;

 –  расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.

      Помимо этого, курсовой проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.  

1. Разработка технологического процесса

1.1Служебное назначение и конструкция детали

Шестерня В3-ОРА-2.01.014 (рис.1.1) входит в состав насоса ВЗ-ОР2-А2, который используется в пищевой промышленности для перекачки вязких молочных продуктов. Ведущая шестерня предназначена для передачи крутящего момента от вала на ведомую шестерню.

К детали предъявляются высокие требования по точности и жёсткости. Это обуславливается тем, что насос работает в тяжелых условиях при высокой нагрузке.

Рисунок 1.1 – Эскиз детали и её основные поверхности

Рассмотрим основные поверхности детали исходя из ее служебного назначения.

Поверхности 1 и 2 формируют шпоночный паз зубчатого колеса шириной , шероховатостью Ra3,2 и служат для установки шпонки, а также  поверхность 2 передает вращающий момент. Поверхность 3 имеет размер , шероховатость Ra 1,6 и служит для базирования и установки зубчатого колеса на валу. Поверхности 4 и 5 формируют ширину зубчатого колеса размером , шероховатостьюRa 12,5 и служат для базирования зубчатого колеса на валу. Поверхность 6 является боковой поверхностью зубьев колеса, имеет шероховатость Ra 1,6и служит для передачи  вращающего момента. Конические поверхности 7,9 и 10 имеют размер 1х45°, шероховатостьRa 3,2ислужат для облегчения сборки. Поверхность 8 имеет размер , шероховатость Ra 3,2.

Основные конструкторские базы: поверхности 2, 3, 5.

Вспомогательные конструкторские базы: поверхность 4.

Исполнительные поверхностями являются: поверхности 2, 6.

Материал детали – конструкционная легированная  сталь 40Х (ГОСТ 4543-71) широко используется для изготовления различных видов и типоразмеров валов, осей, шестерен и т.п. работающих в условиях требующих повышенной прочности и износостойкости.

Таблица 1.1 – Химический состав стали 40Х,%

С

Si

Cr

Мп

S

Си

P

Ni

не более

0,36-0,44

0,17-0,37

0,8-1,1

0,5-0,8

0,035

0,3

0,035

0,3

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 40Х.

Предел прочности в , Мпа

Предел текучести т , Мпа

Относи-тельное удлинение, %

Относи-тельное сужение , %

Твердость

НВ,МПа

Удельный вес,

г/см3

Модуль упругости,

Мпа

980

780

10

45

21700

7,82

2·105

1.2 Анализ технических условий на изготовления деталей

Исходя из назначения и условий работы детали наиболее важными и ответственными поверхностями являются: посадочная поверхность и эвольвентные зубья.

Необходимую твердость деталь получает после улучшения 262…302 НВ.

Внутреннюю посадочную поверхность выполняют , с параметром  шероховатости Ra 1,6. Этот размер необходимо точно выдержать, т.к. от её точности зависит правильность и надежность установки шестерни на валу, а следовательно и надежность ее работы. Шпоночный паз выполняют по  с параметром  шероховатости боковых поверхностей Ra 3,2, допуск параллельности 0,018мм, допуск симметричности Т0,072 мм от оси отверстия (базы А).

Допуск на радиальное биение наружного цилиндра относительно оси колеса Td=0,036 мм, параметр шероховатости Ra 1,6.

Допуск на торцовое биение боковой поверхности колеса Td=0,05мм относительно оси колеса (базы А), необходим для более точной установки блоков зубчатых колес между собой.

Степень точности шестерни 7 по всем трем нормам (по кинематической  точности, по плавности работы, по контакту зубьев), сопряжением D и допуском на боковой зазор d: 7-D ГОСТ 1643-81.

1.3 Предварительное определение типа производства

По таблице 1.3 ориентировочно определим тип производства шестерни ведущей. После разработки технологического процесса механической обработки изделия, а так же основного оборудования, тип производства подлежит уточнению по коэффициенту закрепления операций.

Таблица 1.3 − Ориентировочное определение типа производства.

Тип производ-ства

Годовой объем выпуска деталей в штуках

Единичное

Мелко-

серийное

Средне-

серийное

Крупно-серийное

Массовое

До 1кг

10

10…2000

2000…100000

100000...200000

св. 200000

1 до 2,5 кг

10

10…1000

1000…50000

50000…100000

св. 100000

2,5…5

10

10…500

500…35000

35000…75000

св. 75000

5…10 кг

10

10…300

300…25000

25000…50000

св. 50000

Св. 10 кг

10

10…200

200…10000

10000…25000

св. 25000

Тип производства корпуса (годовая программа выпуска Q=25000 штук, масса m=0,11кг) среднесерийное.

Серийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями. В среднесерийномпроизводстве оборудование располагают по изготавливаемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым ТП. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций.

1.4Анализ технологичности детали

        Произведем анализ конструкции детали с точки зрения возможности использования рациональных методов получения заготовки:

- конструкция детали позволяет использовать в качестве заготовки поковку, которая наиболее приближена по форме и размерам к детали. В частности несложная форма детали позволяет использовать достаточно точную закрытую штамповку.

 Произведём анализ технологичности конструкции детали с точки зрения механической обработки:

- обрабатываемость материала сталь 40Х нормальная, коэффициент обрабатываемости равен 0,95. Это обуславливается средним содержанием углерода в материале и, соответственно, средней твердостью;

- деталь имеет относительно простую геометрическую форму, но также присутствуют эвольвентные поверхности зубьев, которые снижают технологичность детали.

- для обработки применяется  стандартный инструмент (резцы, фреза червячная, протяжка). Это повышает технологичность детали, так как не требуются дополнительные затраты на изготовление специального инструмента.

- для получения детали необходимо применять ряд станков повышенного класса точности, что в определённой степени увеличивает себестоимость изготовления детали;

- все участки поверхности шестерни доступны для термообработки;

- при данной конструкции детали невозможно использовать один комплект технологических баз, следовательно, принцип постоянства  технологических баз не соблюдается;

- контроль выдерживания требуемых допусков формы и расположения поверхностей требует применения специальных измерительных приспособлений, большинство линейных размеров можно контролировать калибрами (что характерно для серийного и массового производства);

- не все размеры на чертеже детали проставлены от поверхностей, которые удобно использовать как технологические базы.

На основании вышеперечисленного делаем вывод об удовлетворительной технологичности конструкции детали с точки зрения ее механической обработки.

1.5 Критический анализ заводского техпроцесса

Анализ базового технологического процесса обработки детали приведём с точки зрения обеспечения заданного качества детали (точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а также технических требований  к детали), производительности, обеспечения заданного объёма выпуска.

Таблица  1.4 - Анализ базового варианта техпроцесса

  N

Опер

Краткое содержание операции.

Тип

оборудования

Приспособление

Режущий

инструмент.

Измеритель.

инструмент.

1

2

3

4

5

6

005

Отрезная.

1. отрезать заготовку в размер

Ленточно-отрезной Юнимак-10АА

Тиски

Пила

Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89

+

+

+

+

+

+

007

Термическая

Печь ТВЧ

-

-

-

+

+

+

+

+

+

010

Контрольная.

1.контролировать размер

Стол ОТК

-

-

Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89

+

+

+

+

+

+

015

Токарная с ЧПУ

1.установить заготовку закрепить

2. подрезать торец

3.точить поверхность выдерживая размеры  2 фаски,

4. центровать торец

5. сверлить отверстие

6. расточить отверстие выдерживая размеры  2 фаски, , Rz20

Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели

СТП-220АП

Патрон трехкулачковый

ГОСТ 2675-80

Резец.

2100-4127-01

Резец

2100-4056-05

Сверло

2317-0108

Сверло

2301-0087

Резец

2100-4006-06

Резец

2100-4092

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89 Штангенфаскомер

8371-4016

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

-

+

+

+

+

020

Токарная с ЧПУ

1. установить деталь закрепить

2. подрезать торец выдерживая размеры , ,

Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели

СТП-220АП

Патрон трехкулачковый

7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Резец.

2100-4127

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Штангенфаскомер

8371-4016

+

-

+

-

+

+

025

Контрольная.

  1.  контролируемые параметры: ,,

,,Rz20

Стол ОТК

-

-

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

Штангенфаскомер

8371-4016

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

030

Шлифовальная с ЧПУ 1. установить деталь закрепить

2. шлифовать отверстие предварительно, выдерживая размер

3. шлифовать торец выдерживая размер , торцевое биение не более 0,02

Внутришлифовальный станок с ЧПУ модели 3М227ВФ2

Патрон трехкулачковый

7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Оправка С3 7600-4135-01

Круг

23А15НСМ26К1Б1 50м/c

Круг

14А50НСМ19Б1      8 м/c

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

Нутромер

НИ 18-50-1

ГОСТ 868-82

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Индикатор 1МИГ ГОСТ 9696-82

-

-

-

-

-

-

035

Слесарная.

1. притупить острые кромки

Верстак слесарный

Тиски

слесарные

-

-

+

-

+

+

+

+

040

Плоскошлифовальная.

1. шлифовать торец в размер  и шероховатость Ra 2,5

Плоскошлифовальный станок модели

3Д722

Плита 7208-0037 20 110 ГОСТ 17519-82

Круг

15А40НМ38К1Б1  50м/c

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Скоба

СР 25 ГОСТ 11098-75

-

-

-

-

-

-

045

Слесарная.

1. притупить острые кромки, снять заусенцы

Верстак слесарный

Тиски

слесарные

-

-

+

-

+

+

+

+

050

Контрольная.

  1.  установить, закрепить деталь

шлифовать поверхность в размер , радиальное биение не более 0,04 с шероховатостью Ra 6,3

Стол ОТК

Оправка С3-8700-4073-47

-

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

С3-8130-4001-318

Индикатор 1МИГ

ГОСТ 9696-82

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

055

Круглошлифовальная

1.установить,

закрепить деталь

2.шлифовать поверхность в размер , радиальное биение не более 0,04 с шероховатостью Ra 6,3

Станок модели

3М152

Центр 7032-0039 Морзе 4

ГОСТ 13214-79

Полуцентр 7032-0080 Морзе 4 ГОСТ 2576-79

Хомутик 7107-0065

ГОСТ 16488-70

Оправка С3 7100-4180

Круг

14А23А40НСТ1.6К1 35 м/c

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Профилометр

ГОСТ 19300-86

-

-

-

-

-

-

060

Контрольная.

1. контролируемые параметры: , радиальное биение не более 0,04

Стол ОТК

Оправка С3-8700-4073-47

-

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Оправка

С3-8700-4073-47

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

+

+

+

+

+

+

065

Зубофрезерная.

1. фрезеровать зубья, выдерживая размеры и ТТ согласно таблицы эскиза

Станок модели

53А30

Оправка С3 7200-4176

Фреза

2510-4002А

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Прибор БВ-5056

ГОСТ 5368-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23 ГОСТ 8074-82

+

-

-

+

-

+

070

Моечная.

1. промыть деталь и просушить согласно инструкции 022.10500.252.00.00002 в составе №2 в течении 5 минут. Площадь промывки 0,0032 м2

Ванна цеховая

-

-

-

+

+

+

+

+

+

075

Слесарная.

1.снять заусенцы, притупить острые кромки

Верстак слесарный

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

Шабер цеховой

-

+

+

+

+

+

+

080

Контрольная.

1. контролируемые параметры: ,,,, Ra3,2

стол ОТК

-

-

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23

ГОСТ 8074-82

+

+

+

+

+

+

085

Протяжная

1.протянуть предварительно шпоночный паз в размеры ,

Протяжной  станок модели 7Б56

Адаптер С3 7600-4111

Протяжка

2405-1266-I

Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89

090

Слесарная

1. притупить острые кромки.

Верстак слесарный

-

-

-

+

+

+

+

+

+

095

Контрольная

1.контролируемые параметры:,

стол ОТК

-

-

Штангенциркуль

ЩЦ-1-125-0,1

ГОСТ 166-80

+

+

+

+

+

+

105

Моечная

1. промыть деталь и просушить согласно инструкции 022.10500.252.00.00002 в составе №2 в течении 5 минут. Площадь промывки 0,0053 м2

Ванна цеховая

-

-

-

+

+

+

+

+

+

110

Контрольная

1. проверить качество промывки, отсутствие масла

стол ОТК

-

-

-

+

+

+

+

+

+

115

Шлифовальная с ЧПУ

1.установить, закрепить деталь

2.шлифовать отверстие выдерживая размер , Ra 1,6

3. шлифовать торец выдерживая размеры ,торцевое биение не более 0,02, Ra 2,5

Внутришлифовальный станок с ЧПУ модели

3М227ВФ2

Патрон 7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Оправка С3 8700-4073-22

Круг

23А40МСМ26К1Б1 50 м/c

Круг

14А50НСМ19Б1
8 м/c

Калибр-пробка

С3-8130-4001-178

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Нутромер НИ 18-50-1

ГОСТ868-82

+

+

+

+

+

+

120

Слесарная.

1. притупить острые кромки

Верстак слесарный

-

Шабер цеховой

Шкурка ЗЭ 820х50 ЛОГ 15А5 НМА ГОСТ5009-82

-

+

+

+

+

+

+

125

Плоскошлифовальная

1. шлифовать торец в размер  с шероховатостью Ra 12,5

Плоскошлифовальный станок модели

3Д722

-

Круг

15А40НМ38К1Б1  50 м/c

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Профилометр

ГОСТ 19300-86

-

-

-

-

-

-

130

Слесарная.

1.притупить острые кромки

2. размагнитить деталь

Слесарный верстак

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

Шабер цеховой

-

+

+

+

+

+

+

135

Круглошлифовальная

  1.  установить, закрепить деталь

 2. шлифовать поверхность в размеры , радиальное биение не более 0,05

Станок модели 3М152В

Центр 7032-0039 Морзе 5

ГОСТ 13214-79

Полуцентр 7032-0080 Морзе 4 ГОСТ 2576-79

Хомутик 7107-0065

ГОСТ 16488-70

Оправка С3 7600-4063

Круг

14А40НCМ27К1   35 м/c

СкобаС3-100-4001-39

Прибор ПБ-500 ТУ-2-034-543-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Индикатор  02ИГ

ГОСТ 577-68

-

-

-

-

-

-

140

Контрольная

1. контролируемые параметры: , , , радиальное биение не более 0,05, шероховатость Ra 1,6 и Ra 12,5

стол ОТК

-

-

Калибр-пробка

С3-8130-4001-178

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Скоба

С3-8100-4001-39

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Индикатор 1МИГ

ГОСТ 9696-82

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

145

Протяжная

1. протянуть шпоночный паз в размеры , отклонение от параллельности не более 0,072, отклонение от симметричности не более 0,018, шероховатость Ra 3,2, ,

Протяжной  станок модели 7Б56

Адаптер С3 7600-4003-03

Протяжка

2405-1057-I

Калибр-шпоночный С3-8130-4003-37

Калибр С3-8130-4021-17

Калибр-пробка

С3-8130-4001-178

Калибр-глубиномер

С3-8130-4022-26

Профилометр

ГОСТ 19300-86

-

-

+

-

-

-

150

Слесарная

1.притупить острые кромки

размагнитить деталь

Слесарный верстак

Оправка цеховая

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

-

+

+

+

+

+

+

155

Контрольная

1. контролируемые параметры: , отклонение от параллельности не более 0,072, отклонение от симметричности не более 0,018, , , шероховатость Ra 3,2

стол ОТК

-

-

Калибр шпоночный

С3-8130-4003-37

Калибр-глубиномер

С3-8130-4022-26

Калибр-пробка

С3-8130-4001-91

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

-

160

Зубошлифовальная

1. шлифовать зубья, выдерживая размеры и ТТ согласно таблице эскиза

Станок модели 5В833

Оправка С3 7600-4099-05

Круг

25А12СМ18К5  

 35 м/c

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23

ГОСТ 15150-69

-

-

-

-

-

-

165

Слесарная

1. снять заусенцы, притупить острые кромки

Слесарный верстак

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

-

+

+

+

+

+

+

170

Моечная

1. промыть деталь и просушить согласно инструкции 022.10500.252.00.00002 в составе №2 в течении 5 минут. Площадь промывки 0,0053 м2

Ванна цеховая

-

-

-

+

+

+

+

+

+

175

Контрольная

1. контролируемые параметры: , колебания длины общей нормали , радиальное биение зубчатого венца

Стол ОТК

-

-

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Определим основные недостатки базового технологического процесса:

- Применение операций 040, 055, 125делает базовый технологический процесс более дифференцированным. В данном случае будет более предпочтительно применение принципа концентрации операций, реализовать который можно используя вместо вышеперечисленных операций две токарные с ЧПУ. Это позволит повысить производительность за счёт совмещения переходов во времени, сократить количество применяемого оборудования, повысить точность взаимного расположения поверхностей, обработанных за один установ.

- Разработчики исходного ТП не учли принцип постоянства технологических баз, так как в качестве чистовых используется несколько комплектов баз.

- На зубофрезерной операции (065) большое Тшт, так как применяется однозаходная червячная фреза. Поэтому целесообразно использовать многозаходную фрезу, что повлечет за собой уменьшение Тшт и увеличение производительности.

- Зубошлифовальную операция (160) является трудоёмкой и дорогостоящей. В связи с этим её можно исключить, так как требуемую точность и шероховатость поверхности зубьев (Ra 1,6) можно получить более производительной отделочной накаткой зубьев.

- Использование универсального измерительного инструмента не соответствует заданному типу производства, поэтому  необходимо выполнять контроль преимущественно с помощью специального измерительного инструмента (скобы, шаблоны и т.д.).

1.6 Выбор метода получения заготовки и разработка ее конструкции

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основе всестороннего анализа и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Он должен соответствовать следующим требованиям: максимальное приближение заготовки по форме и размерам к детали по чертежу; экономия материала, применение прогрессивных методов получения заготовки.

При выборе  способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению ее конфигурации к конфигурации  готовой  детали,  то есть  снижению отходов в стружку и возможно большую экономию средств и времени на ее изготовление и изготовление  детали.

На действующем производстве деталь получают из проката 56.

В качестве альтернативного варианта получения заготовки предлагается более прогрессивный способ - штамповка на КГШП в закрытом штампе.

Этот способ имеет ряд преимуществ:

  •   более высокая точность поковок ( особенно по высоте) ;
  •   существенная экономия металла и сокращение объема механической обработки за счет снижения припусков ( на 20-30%) и штамповочных уклонов ( в 2-3 раза);
  •   форма поковки более близка к форме готовой детали;
  •   повышение производительности труда в среднем в 1,4 раза;
  •   возможность полной автоматизации
  •   снижение себестоимости изготовления поковок примерно на 10-30% по сравнению с другими методами обработки.

Вариант 1 -Заготовка из проката.

Рассмотрим получение заготовки из проката:

масса детали

Принимаем прокат длиной 2 метра.

Определим количество заготовок, получаемых из проката:

                                                                                                (1.1)

где L=2000 мм - длина выбранного проката;

l1=25 мм- минимальная длина для зажима при резке;

В=1,6 мм- ширина реза пилы;

L2  -  длина торцевого обрезка проката.

Длина торцового обрезка проката:

       ;                                                       (1.2)      

где Dз=56 мм – диаметр заготовки.

                                                                                   (1.3)

Принимаем Х=73

масса заготовки:

Припуск на обработку торцов:

                                    ;                                                 

Длина заготовки:

                             ;                                      (1.4)

где L – длина детали.

Допуск на длину заготовки: ТА=1500мкм.:

- длина мм;

Потери на не кратность

                                 ;                                    (1.5)

Общие потери

                                                                                    (1.6)

Общие потери в % от длины проката

                                                  (1.7)

 

Масса заготовки из проката с учетом потерь

                                                 (1.8)

Затраты на материал:

                                                                      (1.9)

Sб=160 руб. (по прейскуранту 25-01 1981 г.);

Sотх=28,1 руб. (по прейскуранту 25-01 1981 г.);

Технологическая себестоимость заготовительной операции:

                                    ;                                            (1.10)

 

где   Спз=121 коп/ч - приведенные затраты на заготовительные операции;

Тшт.к. – штучно-калькуляционное время на операцию ( 2 мин );

Прокат режут на мерные заготовки на ленточно-отрезном станке ленточной пилой.

Стоимость мерной заготовки из проката:

                           Sз=Sм+Cз.о.=0,076+0,04=0,116 руб;                         (1.11)

Выбор наиболее рационального варианта из нескольких технологически возможных вариантов осуществляется путем сравнения заготовок по стоимости и коэффициенте использования материала.

Коэффициент использования металла:

                                                          (1.12)                                    

При получении заготовки методом проката:    

Вариант 2- Заготовка получаемая в закрытом штампе:

С целью максимального приближения формы и размеров исходной заготовки к форме и размерам готовой детали, то есть повышения КИМ, рассчитаем поковку, полученную штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе. Штамповка на КГШП обеспечит изготовление поковки близкой по форме к детали, с малыми припусками и с повышенной, по сравнению с молотами, производительностью. Для уточнения варианта получения заготовки проведем расчет припусков на поверхности для обработки детали, назначим допуски, радиус закруглений по ГОСТ 7505-89 [2].

Исходные данный:

Штамповочное оборудование – КГШП. Материал заготовки сталь  40Х ГОСТ 4543-71.

Масса детали 0,11 кг.

Расчетная ориентировочная масса поковки:

                                                        (1.13)

- расчетный коэффициент, принимаем .

Класс точности Т3 (получение заготовки в закрытых штампах).

Группа стали  М2 (сталь с массовой долей углерода 0,35…0,65% и суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2%).

Конфигурация поверхности разъема штампа Ис (симметрично изогнутая).

Степень сложности определяется в зависимости от соотношения объемов (масс) поковки VП (mП) и простой геометрической фигуры Vф (mФ), описывающей поковку.

         (1.14)        

                                                (1.15)

                                

                                                                     (1.16)

Степень сложности С2, и исходный индекс 7.

Основные припуски на механическую обработку (на сторону):

основные припуски на размеры:

1,1 – диаметр 52 с шероховатостью 6,3.

1,1 – диаметр 30 с шероховатостью 1,25.

     0,8 – толщина 20 с шероховатостью 12,5.

Дополнительные припуски, учитывающие: смещение по поверхности разъема штампа 0,1 мм; изогнутость, отклонение от плоскостности и от прямолинейности – 0,2 мм.

Размеры поковки:

диаметр 52+(1,1+0,2)2=54,6мм  принимаем 55 мм,

   диаметр 30-(1,1+0,2)2=27,4мм  принимаем 27,5 мм,

    толщина 20+(0,8+0,2)2=22мм  принимаем 22 мм.

Допускаемые отклонения размеров:

диаметр  

диаметр

            толщина

Радиус закругления наружных углов 1,6 мм

Штампованные уклоны:

на наружной поверхности 5

на внутренней поверхности 7

Рассчитаем массу по полученным размерам поковки в КОМПАС 3D:

МЦХ

заготовка

Заданные параметры

Масса заданная   M = 306.749285 г

Материал                        Сталь 40Х  ГОСТ 4543-71

Плотность материала  Ro =0.007825 г/мм3

 

Расчетные параметры

Масса при плотности Ro             M = 306.749285 г

Площадь                            S = 9265.734991 мм2

Объем                              V = 39201.186558 мм3

Центр масс                        Xc = 0.000000 мм

                                 Yc = 0.000000 мм

                                 Zc = -11.000000 мм

Коэффициент использования материала:

                                                                                           (1.17)

Cебестоимость штампованной заготовки определим из формулы:

  ,                    (1.18)

где S2=373 руб. (прейскурант 25-01 1981 г.)- стоимость 1 т заготовки;

- коэффициент класса точности заготовки. Для нормальной точности =1.

 - коэффициент сложности (поковки гладкие, простые, получаемые за 1-2 перехода-0,78; поковки с незначительно меняющимся сечением-0,88; поковки, имеющее выступающие части и отверстия-1; поковки со сложной конфигурацией, получаемые менее чем в 3-х ручьях-1,14). Принимаем =0,88;

 - коэффициент материала, принимаем для стали 40Х =1,79;

 - коэффициент массы заготовки, принимаем =0,8;

 - коэффициент, зависящий от объема производства заготовок. =1,0.

- стоимость 1т отходов, руб.

Таким образом имеем ;., Заготовка, получаемая штамповкой на КГШП имеет преимущество, так как у нее выше КИМ и ее экономически целесообразно применять для получения заготовки шестерни в среднесерийном производстве.

1.7 Выбор и обоснование методов обработки поверхностей

детали

Выбор и обоснование методов обработки проведем для наиболее ответственных поверхностей.  Обоснование выбора методов обработки будем производить на основе требуемых величин уточнения Ку, рассчитанных по допускам линейных размеров соответствующих поверхностей.

При выборе методов обработки будем пользоваться справочными таблицами экономической точности  обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

При обработке отверстия  целесообразно применить растачивание, а не зенкерование, развертывание и шлифование , так как это сократит общее количество операций, длительность цикла обработки, повысит производительность, уменьшится количество номенклатуры режущих инструментов.

Выберем методы для обработки внутреннего посадочного отверстия 30 (IT8, Ra1,25),учитывая,  что заготовкой является поковка соответствующая 16 квалитету Ra 25; δ=0,9 мм.

    - термообработка - улучшение (IT 17)

- растачивание черновое (IT14) δ= 0,52 мм;

- растачивание получистовое (IT12) δ= 0,21 мм;

- растачивание чистовое (IT10) δ=0,084 мм;

- шлифование  черновое (IT8)) δ=0,033 мм;

Требуемый коэффициент уточнения:

                                                                                             (1.19)

где  Ку - требуемая величина уточнения;

      заг - допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;

      дет - допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.

Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

             (1.20)

    где  К1, К2…Кn - величины уточнения по каждому переходу или операции при обработке рассматриваемой поверхности. Точность на черновом переходе обработки сталей обычно повышается на 1…3 квалитета размерной точности. Точность на каждом чистовом и отделочном переходе при обработке сталей повышается на 1…2 квалитета точности. Единая система допусков и посадок ЕСДП построена так, что для одного интервала номинальных размеров допуски в соседних квалитетах отличаются в 1,6 раз. Поэтому расчетные величины уточнений для сталей будут равны:

К = 1,6…1,63 = 1,6…4,1 – для черновой обработке;

К = 1,6…1,62 = 1,6…2,56 – для чистовой обработки.

Так как соблюдается условие Ку. расч. ≥ Ку значит, требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.

Методы обработки на другие поверхности сведем в таблицу 4

Поскольку термообработка проводится после получения заготовки – поковки (перед всеми операциями резания), то в таблицу, для каждого метода обработки заготовки её вписывать не будем.  

Таблица 1.5 - Выбор методов обработки.

№

Поверхность

Точность

Шероховатость

Методы обработки

1

Торец (с 2-х сторон) выдерживая размер 20-0,1 и фаски 1х45.

11

Ra12,5

Точение черновое, получистовое.

2

Наружная цилиндрическая поверхность

9

Ra6,3

Точение черновое, получистовое, чистовое, черновое шлифование.

3

Отверстие выдерживая размер

Ø30

8

Rа1,25

Растачивание черновое, получистовое и чистовое,  черновое шлифование.

4

Шпоночный паз 33,3,

8Js9

9

Ra3,2

Протягивание чистовое.

5

Зубчатый контур

7-Д

Rа1,6

Фрезерование черновое, чистовое, обкатывание.

1.8 Выбор и обоснование технологических баз, составление схем базирования

Выбор баз для механической обработки производим с учётом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям.

Сначала производим выбор чистовых и промежуточных баз.

При черновом и чистовом шлифовании внутреннего отверстия базирование будем осуществлять по делительному цилиндру эвольвентной поверхности зубьев и поверхности одного из торцов. На рисунке 1.3 показаны позиционные связи в виде точек контакта поверхностей заготовки и приспособления, лишающие определенной степени свободы. Приведем их описание.

Точки 1, 2, 3, образуемые в результате контакта развитой поверхности цилиндра ∅52 с элементами приспособления, теряют для заготовки три степени свободы  – поступательного перемещения вдоль оси заготовки, поворота вокруг этой оси и поворота в вокруг оси в радиальном направлении. Точки 4, 5 – центрирующая база, то есть ось наружной цилиндрической поверхности, реализуемая равномерно сходящимися кулачками. В данном случае заготовка лишается двух степеней свободы – перемещение вдоль одной координатной оси и поворота вокруг этой оси. Базирование осуществляется в приспособление мембранного патрона.

Рисунок 1.3 – Схема базирования при шлифовании внутреннего отверстия.

При фрезеровании зубьев червячной фрезой, установка  заготовки осуществляется по внутреннему цилиндру ∅ 30 и торцу. Базирование можно реализовать при помощи оправки.

В данном случае комплект баз тот же, что и для обработки  при шлифовании внутренней поверхности (см. выше).

Такую же схему базирования можно использовать и при последующем накатывании зубьев.

Рисунок 1.4 – Схема базирования при обработке зубчатого контура.

При протягивании паза базирование будем осуществлять по поверхности посадочного отверстия и поверхности одного из торцов. Опорные точки 1,2,3 приложены на схеме к установочной базе, то есть к поверхности торца, которые лишают заготовку трех степеней свободы  – поступательного перемещения вдоль оси заготовки, поворота вокруг этой оси и поворота в вокруг оси в радиальном направлении. Точки 4,5- двойная направляющая база, которые приложены  на схеме к поверхности отверстия.

В данном случае, базирование реализуем при помощи приспособления – адаптер.

Рисунок 1.5 – Схема базирования при обработке шпоночного паза.

При точении торца, наружной цилиндрической поверхности и фасок базирование будем осуществлять по поверхности посадочного отверстия и торца. В качестве упорной базы будем использовать развитую поверхность торца. В качестве центрирующей базы будем использовать ось посадочного отверстия. Базирование реализуем при помощи оправки.

Такую же схему базирования можно использовать и при шлифовании наружной цилиндрической поверхности.

Рисунок 1.6 – Схема базирования при точении торца, наружной цилиндрической поверхности и фасок, а также шлифовании наружного цилиндра.

Производим выбор черновых баз.

При базировании по черновым базам следует обработать промежуточные базы, в данном случае поверхность посадочного отверстия и торца. В качестве установочной базы (точки 1,2,3) будем использовать развитую поверхность торца. Точки 4,5-это центрирующая база, которой является ось посадочного отверстия. Базирование будем реализовывать с установкой заготовки в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне.

  

Рисунок 1.7 – Схема базирования при точении торца, растачивании посадочного отверстия и фасок.

  1.  Разработка технологического маршрута обработки

На этом этапе определяется состав и последовательность выполнения технологических операций, а также предварительно выбираются типы или модели оборудования для выполнения отдельных операций.

Разработаем последовательность всех переходов обработки «шестерни»:

-термическая: объемная закалка с высоким отпуском с целью улучшения   структуры материала для облегчения последующей механической обработки;

- подрезание торца, растачивание отверстия и точение фасок с двух сторон необходимо выполнять вначале техпроцесса, так как на этих переходах формируются поверхности детали, используемые как чистовые базы на токарных, зубофрезерных и шлифовальных переходах;

- далее производим черновое и чистовое точение наружной цилиндрической поверхности заготовки, затем протягивание шпоночного паза и фрезерование зубьев ;

- переходы чистового шлифования посадочного отверстия, чернового шлифования наружной цилиндрической поверхности, а также отделочную обработку обкаткой зубьев колеса располагаем в конце техпроцесса после подготовки чистовых баз.

Расположим последовательность переходов в хронологической последовательности:  

  1.  Термическая обработка: объемная закалка с высоким отпуском.
  2.  Подрезание торца и фаски, черновое;
  3.  Подрезание торца и фаски, получистовое;
  4.  Растачивание посадочного отверстия, черновое;
  5.  Растачивание посадочного отверстия, получистовое;
  6.  Растачивание посадочного отверстия, чистовое;
  7.  Подрезание торца и фаски, черновое;
  8.  Подрезание торца и фаски, получистовое;
  9.  Точение наружной поверхности и фаски, черновое;
  10.   Точение наружной поверхности и фаски, получистовое;
  11.  Точение наружной поверхности и фаски, чистовое;
  12.  Протягивание шпоночного паза;
  13.  Фрезерование зубьев, черновое;
  14.   Фрезерование зубьев, чистовое;
  15.  Шлифование отверстия на проход, черновое;
  16.  Шлифование наружной цилиндрической поверхности, черновое;
  17.  Обкатывание зубьев шестерни, выдержав параметры согласно таблице эскиза;

    По общим признакам (одинаковое оборудование, схемы базирования, и др.) объединим переходы в операции. Выделим следующие операции:

1. Операция 005– термическая обработка.

2. Операция 010 – токарная с ЧПУ (переходы 2-6)

Для операций, относящихся к черновой и получистовой стадиям обработки, желательно добиваться максимально возможной концентрации переходов. Объединяем выбранные переходы, так как возможности выбранного оборудования (емкость инструментального магазина, высокая жесткость несущей системы, мощность привода) позволяют это сделать. Также эти переходы обладают общим набором следующих признаков: принадлежность к одной стадии обработки, одинаковость метода обработки, позволяющих применять одинаковое оборудование, вспомогательные и режущие инструменты, общность схемы базирования и закрепления, позволяющая использовать одно приспособление – патрон 3-х кулачковый самоцентрирующийся. Количество инструментов, необходимых для выполнения технологических переходов равно 2, а магазин рассчитан на 4.  

     3.Операция 015 – токарная с ЧПУ (переход 7-11)

Для данной операции объединяем переходы 7-11, так как они принадлежат к одной стадии обработки, позволяют применять одинаковое оборудование, вспомогательные и режущие инструменты, а так же имеют общность схемы базирования и закрепления, позволяющая использовать одно приспособление – патрон 3-х кулачковый самоцентрирующийся. Количество инструментов, необходимых для выполнения технологических переходов равно 1, а магазин рассчитан на 4.  

4. Операция 020 – слесарная.

На этой операции выполняют осмотр заготовки, при наличии заусенцев, острых кромок на детали их необходимо удалить.

5. Операция 025 – моечная.

Данная операция проводится с целью очистки от остатков стружки и мусора в растворе моечной машины.

6. Операция 030 – контрольная.

На данной операции контролируются параметры обработанных поверхностей  наружного цилиндра, торцов, внутреннего цилиндра и фасок. А так же проверить качество промывки, отсутствия масла.

7. Операция 035 – протяжная (переход 12).

8. Операция 040 – слесарная.

На этой операции выполняют осмотр заготовки, при наличии заусенцев, острых кромок на детали их необходимо удалить.

9. Операция 045 – моечная.

Данная операция проводится с целью очистки от остатков стружки и мусора в растворе моечной машины.

10. Операция 050 – контрольная.

На данной операции контролируются параметры шпоночного паза.

11. Операция 055 – зубофрезерная (переход 13).

12. Операция 060 – контрольная.

На данной операции контролируются параметры зубьев.

13. Операция 065 – зубофрезерная (переход 14).

12. Операция 070 – слесарная.

На этой операции выполняют осмотр заготовки, при наличии заусенцев, острых кромок на детали их необходимо удалить.

13. Операция 075 – моечная.

Данная операция проводится с целью очистки от остатков стружки и мусора в растворе моечной машины.

14. Операция 080 – контрольная.

На данной операции контролируется параметры зубьев.

15. Операция 085 – внутришлифовальная (переход 15).

16. Операция 090 – круглошлифовальная (переход 16).

17. Операция 095 – зубообкатывающая(переход 17).

18. Операция 100 – слесарная.

Выполняют осмотр заготовки, при наличии заусенцев, острых кромок на детали их необходимо удалить.

  1.  Операция 105 – моечная.

Данная операция проводится с целью очистки от остатков стружки и мусора в растворе моечной машины.

  1.  Операция 110 – контрольная.

На данной операции контролируются: колебание длины общей нормали, радиальное биение зубчатого венца, длина общей нормали и погрешность направления зуба.

Таблица 1.6 –Типы станков.

№ п/п

№ операции

Типы станков

1

010-015

Токарно-винторезный с ЧПУ

2

035

Вертикально-протяжной

3

055

Зубофрезерный

4

075

Внутришлифовальный

5

080

Круглошлифовальный

6

085

Зубонагортовочный

  1.   Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяем состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции (структура операции), производим окончательный выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

Рассмотрим более подробно выбор режущего инструмента, вспомогательного и измерительного для токарной с ЧПУ операция 010 и внутришлифовальной  операция 085.

Операция – 005 – термическая.

Операция – 010 – токарная с ЧПУ.

Выбираем токарно-винторезный станок с ЧПУ САК16 (наибольший диаметр устанавливаемой заготовки в патроне 160мм, что достаточно для установки зубчатого колеса диаметром 55мм. Станок имеет повышенную степень точности, что позволяет получить необходимое качество обрабатываемой поверхности).

1.Установить заготовку и закрепить

2.Точить торец и фаски, выдерживая размеры ,

3.Расточить отверстие, выдерживая размеры

При таком порядке технологических переходов соблюдается минимальные затраты времени на подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям детали.

Для контроля размера  используем калибр 8130-4026. Для контроля размера  используем  штангенфаскомер 8371-4016.  Погрешность измерения инструмента не должна превышать примерно трети допуска контролируемой величины. В нашем случае это требование выполняется, а, значит, измерение может быть выполнено с достаточной точностью.

Режущий инструмент: Так как обработка ведется в несколько переходов, для достижения высокой точности будем использовать резцы с разными материалами режущей части. В качестве режущей части будем использовать титановольфрамовые сплавы. Данный сплав обладает большим, чем вольфрамовые сплавы твердостью и теплостойкостью, но менее прочны. Из-за этого сплавы с большим содержанием титана целесообразно использовать для чистовой и получистовой обработки, а сплавы с меньшим содержанием титана для черновой обработки. Резцы будем использовать с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин  с отверстием.

В качестве режущего инструмента для черновой обработки используем резец контурный, с трёхгранной пластиной из материала Т5К10 ГОСТ 20872-80. Для чистовой – резец контурный с ромбической пластиной из материала Т15К6 ГОСТ 20872-80.

В данном случае нельзя использовать металлокерамические режущие пластинки, так как при черновой обработке сила резания не постоянная и имеет большую амплитуду колебаний, что может привести к быстрому разрушению металлокерамики.

Приспособление: Трех кулачковый патрон 7100-0007В ГОСТ 24351-80 Диаметры зажимаемых поверхностей 15-160мм (возможна установка заготовки диаметром  54,6), точность центрирования на всем диапазоне зажима 60-75мкм (Обеспечивается хорошая точность центрирования).

Вспомогательный инструмент  выбираем с учетом посадочных мест станков и крепежной части режущего инструмента. Выбранные нами резцы имеют прямоугольное сечение хвостовика и они могут непосредственно крепится в канавках револьверной головки с помощью державок имеющихся в револьверной головке.

Операция – 015 – токарная с ЧПУ.

1.Установить заготовку  и закрепить

2.Точить торец, выдерживая размер

3.Точить наружную поверхность и две фаски, выдерживая размеры  и  

При таком порядке технологических переходов соблюдается минимальные затраты времени на подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям детали.

Для контроля размера  используем микрометр МК 75-1 ГОСТ 6507-78.

Для контроля размера  используем микрометр МК 25-1 ГОСТ 6507-78. Для контроля размера  используем штангенфаскомер 8371-4016.  

Режущий инструмент: резец проходной с трёхгранными твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6; резец расточной с твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6.

Приспособление: Оправка кулачковая (Данное приспособление позволяет с достаточной точностью центрировать заготовку при обработке.)

Операция – 020 – слесарная.

Операция – 025 – моечная.

Операция – 030 – контрольная.

Операция – 035 – вертикально-протяжная.

Станок протяжной 7Б34

1.Протянуть шпоночный паз выдерживая размеры  и

Размер и   контролируется при помощи калибра - шпоночного С3-8130-4003-37 и Калибр С3-8130-4021-17.

Приспособление: Разжимная оправка .

Режущий инструмент: протяжка из быстрорежущей стали Р6М5

Операция – 040 – моечная.

Операция – 045 –слесарная.

Операция – 050 – контрольная.

Операция – 055 – зубофрезерная.

Выбираем станок зубофрезерный нормальной точности 53А30 (данный станок имеет необходимую точность и жёсткость, достаточные технологические возможности для получения зубьев колеса, а также необходимую производительность).

1.Установить деталь в приспособление и закрепить.

2.Фрезеровать зубья, выдерживая параметры и ТТ согласно таблицы эскиза.

Для контроля используется микрометр М325-1 ГОСТ 6507-78, прибор БВ-5056 ГОСТ 5368-81 и профилометр ГОСТ19300-86.

Приспособление: оправка.

Режущий инструмент: фреза червячная двухзаходная (Р6М5).

Операция – 060– контрольная.

Операция – 065 – зубофрезерная.

Выбираем станок зубофрезерный нормальной точности 53А30 (данный станок имеет необходимую точность и жёсткость, достаточные технологические возможности для получения зубьев колеса, а также необходимую производительность).

1.Установить деталь в приспособление и закрепить.

2.Фрезеровать зубья, выдерживая параметры и ТТ согласно таблицы эскиза.

Для контроля используется микрометр М325-1 ГОСТ 6507-78, прибор БВ-5056 ГОСТ 5368-81 и профилометр ГОСТ19300-86.

Приспособление: оправка.

Режущий инструмент: фреза червячная двухзаходная (Р6М5)

Операция – 070 – моечная.

Операция – 075 –слесарная.

Операция – 080 – контрольная

Операция – 085 – внутришлифовальная.

Выбираем станок внутришлифовальный высокой точности 3К227В (данный станок позволяет получить необходимую точность посадочного отверстия, а также имеет невысокую стоимость и необходимую производительность).

1.Установить и закрепить деталь в патроне.

2.Шлифовать отверстие на проход выдерживая размер

Размер  контролируется при помощи калибра 8141-7968.

Приспособление: патрон мембранный 7155-6701.

Режущий инструмент: круг шлифовальный ПП 25х25х8 23А25 НСМ 26К1 151 50м/с кл.А ГОСТ 2424-83(данный круг предназначен для внутришлифовальных работ; имеет достаточную ширину алмазоносного слоя, так как в этом случае удельный износ алмаза будет минимальным; диаметр круга соответствует принятым режимам резания; средняя мягкость круга выбрана по причине достаточно большой площади соприкосновения круга с обрабатываемой поверхностью, а также малой массы заготовки; абразивный материал – электрокорунд белый на керамической связке, который применяется для стальных заготовок).

Операция – 090 – круглошлифовальная.

Станок круглошлифовальная 3У121А.

1.Установить и закрепить деталь.

2.Шлифовать  наружную цилиндрическую поверхность, выдерживая размер  

Размер  контролируется при помощи Микрометра МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Приспособление: куллачковая оправка.

Режущий инструмент: круг шлифовальный 1.450х63х205 24А25-П СМ1…СМ2 7К5 35м/с 1-2 клА. ГОСТ 2424-83; карандаш 3908-0082 ГОСТ 607-80.

Операция – 095 – зубообкатывающая.

Станок зубонагартовочный ВС-667.

1.Установить и закрепить деталь между обкатными шестернями.

2.Обкатать зубья в обе стороны.

Режущий инструмент: обкатные шестерни 2698-5008 (ХВГ 3шт.)

Операция – 100 – слесарная.

Операция – 105 – моечная.

Операция – 110 – контрольная.

1.11 Расчет припусков на обработку

Произведём расчёт припусков расчётно-аналитическим методом на две различные поверхности, а так же построим для них схемы расположения припусков и допусков.

Произведём  расчет припусков на обработку внутренней поверхности (+0,033).

Заготовка шестерни – поковка, получаемая штамповкой КГШП, массой 0,307 кг., из стали 40Х. Характеристика поковки по ГОСТ 7505-89: класс точности – Т3; группа стали – М2; степень сложности С2; исходный индекс 7. Точность размеров соответствует 16 кв. Rz=80мкм; h=150мкм;

Обработку произведем в следующей последовательности:

1)1-й переход: Термообработка.

2)4-й переход: черновое растачивание  14 кв.; Rz = 50; h = 50;

3)5-й переход: получистовое растачивание 12 кв.; Rz = 20; h = 35;

4)6-й переход: чистовое растачивание 10 кв.; Rz = 12,5; h = 25;

5)15-й переход: шлифование черновое 8 кв.; Rz = 5; h = 10.

где Rz  - высота неровностей профиля по 10 точкам (шероховатость поверхности). h - глубина дефектного слоя после обработки.

Переходы 4-6 выполняются на токарном станке с ЧПУ САК16. В качестве приспособления используется трехкулачковый патрон.

Переход 15 выполняется на  внутришлифовальном станке 3К227В. В качестве приспособления используется мембранный патрон.

Определим значения пространственных отклонений для заготовки.

                                                  (1.21)

где  – учитывает смещение частей штампа, формирующих заготовку по обе стороны разъёма;

– учитывает эксцентричность (несоосность)  прошиваемого отверстия по отношению к наружному контуру заготовки.

– учитывает коробление заготовки.

По ГОСТ 7505-89 табл.9 стр.20 = 0,2мм = 200мкм; табл.12 стр.23

=0,6мм = 600мкм,

                          мкм.                        (1.22)

Следовательно в нашем случае:

 

мкм

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

                                                                                   (1.23)

где К  - коэффициент уточнения формы;

ρi-2 –  суммарная погрешность формы и расположения поверхности после i-2 перехода;

термообработка   

            мм;           (1.24)

после чернового растачивания : 1 = 0,633/6,3 = 0,1 мм;

после получистового растачивания: 2 = 0,1/2,56= 0,04 мм;

после чистового растачивания: 3 = 0,04 /2,56 = 0,015 мм;

после чернового шлифования:  4 = 0,015/2,56 = 0,006 мм;

Погрешность установки заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем токарном патроне рассчитывается по формуле:

                                             (1.25)  

где  - погрешность базирования, вызванная неточностью размера базы, возникает при базировании по поверхностям вращения;              

- погрешность базирования, вызванная неточностью формы и шероховатостью базы;

- погрешность закрепления;

- погрешность приспособления.

При базировании по наружной цилиндрической базе в трехкулачковом самоцентрирующем патроне рассеяние диаметра наружной цилиндрической базы не вызывает рассеяния положений ее оси относительно центра схождения кулачков, и поэтому =0 во всех радиальных направлениях.

Величина =0, так как для обработки всей партии будем использовать один экземпляр приспособления, и погрешность его изготовления можно компенсировать при настройке станка.

     В нашем случае значения  и   трудно определить раздельно, поэтому их сумму находим по справочным данным - ε = 0,3 мм.

Погрешность установки в мембранном патроне находим по справочным данным, = 5 мкм.

Тогда погрешность установки:

     Так как условия установки для выполнения переходов 4-6 одинаковы, то .

Погрешность позиционирования револьверной головки с набором инструментов на токарном станке с ЧПУ в состав минимальных припусков не включаем, так как она не влияет на расположение оси обрабатываемой поверхности. Она входит в технологический допуск на получаемый диаметр и учитывается в максимальном припуске.

Погрешность позиционирования рабочих органов станка с ЧПУ будет иметь место, по причине обусловленной неодинаковым положением рабочего органа при его нескольких повторяющихся выходах в одну и ту же заданную программой координату. Также на точность позиционирования может влиять и тип системы ЧПУ станка. Величина погрешности токарно-револьверного станка согласно справочным данным - εпоз=8,6 мкм.

     Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле:

                               (1.26)

где i – выполняемый переход.

Тогда минимальный припуск по переходам будет следующим:

  1.  4-й переход (черновое  растачивание)

мм

  1.  5-й переход (получистовое растачивание)

мм

  1.  6-й переход (чистовое растачивание)

мм

  1.  15-й переход (черновое шлифование)

мм

Максимальные размеры для каждого перехода определяем, начиная с последнего перехода, формирующего размер готового отверстия детали.

Для шлифования:

= 30,033 мм;

Для предыдущих переходов:

                                                                        (1.27)

- для чистового растачивания:

A3max = 30,033-0,107=29,926 мм;

- для получистового растачивания:

A2max = 29,926 -0,732=29,194 мм;

- для чернового растачивания:

A1max = 29,194-0,849=28,345 мм;

- для штамповки

A0max = 28,345 -1,868=26,477 мм;

     Минимальные размеры для каждого перехода:

                                         ;                                       (1.28)

- для шлифования:

;

- для чистового растачивания:

A3min= 29,926-0,084=29,842 мм;

- для получистового растачивания:  

A2min = 29,194-0,21=28,984 мм;

- для чернового растачивания:

A1min = 28,345-0,52=27,825 мм;

- для штамповки:

A0min =26,477-2,1=24,377 мм;

Максимальный двухсторонний припуск для каждого перехода мехобработки определяется по формуле:

                                                                             (1.29)

- для шлифования:

2Z4max =30-29,842 =0,158 мм;

- для чистового растачивания:

2Z3max =29,842 -28,984 =0,858 мм;

- для получистового растачивания:

2Z2max =28,984-27,825 =1,159 мм;

- для чернового растачивания:

2Z1max =27,825 -24,377 =3,448 мм;

Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный – как сумму максимальных припускав:      

                                                                                          (1.30)

                         мм;

                                                                                                     (1.31)

                         мм.                          

Общий номинальный припуск находим по формуле:

                                                          (1.32)

где В - верхнее отклонение заготовки по ГОСТ 7505-89;

   В - верхнее отклонение детали по чертежу.

тогда номинальный диаметр прошитого отверстия заготовки:

                             (1.33)

Проверяем правильность произведённых расчётов:

                                                           (1.34)

                                                            (1.35)

1) 0,158-0,107 = 51 мкм                    84-33=51 мкм

2) 0,858-0,732 = 126 мкм                   210-84=126 мкм

3) 1,159-0,849 = 310 мкм                  520-210=310 мкм

4) 3,448-1,868 =1580 мкм                  2100-520=1580 мкм

Проверка правильна, следовательно расчёты межоперационных припусков произведены правильно.  Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.7.

Таблица 1.7- Параметры припусков.

Технологи-ческие переходы обработки поверхн. 30

Элементы припуска, мм

Допуск на размер D, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мм

Rz

h

ρ

Dmin

Dmax

2ZminПР

2ZmaxПР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Заготовка

0,08

0,15

0,633

-

2100

24,377

26,477

-

-

4-й переход

0,05

0,05

0,1

0,3

520

27,825

28,345

1,868

3,448

5-й переход

0,02

0,035

0,04

0,3

210

28,984

29,194

0,849

1,159

6-й переход

0,0125

0,025

0,01

0,3

84

29,842

29,926

0,732

0,858

15-й переход

0,005

0,01

0,006

0,005

33

30

30,033

0,107

0,158

Общий припуск

3,556

5,623

                                  

Рисунок 1.7 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности диаметром 30H8

Расчет припусков для обработки наружной цилиндрической поверхноси  52 и определим величину h и Rz для заготовок по переходам:

     1)1-й переход: Термообработка

     2)9-й переход: точение черновое  13 кв.; Rz = 63; h = 100;

     3)10-й переход: получистовое точение 11 кв.; Rz = 50; h = 50;

     4)11-й переход: чистовое точение 10 кв.; Rz = 25; h = 20;

     5)16-й переход: предварительное шлифование 9 кв.; Rz = 25; h = 20;

где Rz  - высота неровностей профиля по 10 точкам (шероховатость поверхности). h - глубина дефектного слоя после обработки.

Определим значения пространственных отклонений для заготовки.

 

где  - погрешность радиального смещения оси обрабатываемого цилиндра ( = 200 мкм ), мм;

      - погрешность коробления заготовки в месте расположения обрабатываемого цилиндра, мм;            

мкм.

Следовательно в нашем случае:

мм

Значения  для припусков на другие переходы определим упрощенно по формуле:

где  Kуi-1 - коэффициент уточнения i-1 перехода;

          ρi-2 –  суммарная погрешность формы и расположения поверхности после                               i-2 перехода

  термообработка  :

мм;

после чернового точения: 1 = 0,207/4,1 = 0,051 мм;

после получистового точения: 2 = 0,051/2,56 = 0,02мм;

после чистового точения: 3 = 0,02/2,56 = 0,0078 мм;

после предварительного шлифования: 4 = 0,0078/1,6 =0,0048 мм;

Погрешность установки заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем токарном патроне рассчитывается по формуле:

     

где - погрешность базирования, вызванная неточностью размера базы, возникает при базировании по поверхностям вращения;              

- погрешность базирования, вызванная неточностью формы и шероховатостью базы;

- погрешность закрепления;

- погрешность приспособления.

При базировании по наружной цилиндрической базе в трехкулачковом самоцентрирующем патроне рассеяние диаметра наружной цилиндрической базы не вызывает рассеяния положений ее оси относительно центра схождения кулачков, и поэтому = 0 во всех радиальных направлениях.

Величина =0, так как для обработки всей партии будем использовать один экземпляр приспособления, и погрешность его изготовления можно компенсировать при настройке станка.

     В нашем случае значения  и   трудно определить раздельно, поэтому их сумму находим по справочным данным - ε = 0,4 мм.

Тогда погрешность установки в 3-х кулачковый патрон:

     Так как условия установки для выполнения всех переходов одинаковы, то .

Погрешность позиционирования револьверной головки с набором инструментов на токарном станке с ЧПУ в состав минимальных припусков не включаем, так как она не влияет на расположение оси обрабатываемой поверхности. Она входит в технологический допуск на получаемый диаметр и учитывается в максимальном припуске.

Погрешность позиционирования рабочих органов станка с ЧПУ имеет место (причина была рассмотрена выше, см. расчет поверхности ∅30Н8). Согласно справочнику величина погрешности токарно-револьверного станка - εпоз=8,6 мкм.

Погрешность установки на центрирующую оправку на шлифовальной операции рассчитываем по тем же принципам, которые описаны выше.

Значения  и   определить раздельно затруднительно, поэтому их сумму находим по справочным данным - ε = 0,04 мм, а учитывая то, что погрешность установки на оправках с пневмозажимом меньше на 30% по сравнению с указанными в таблице, имеем ε = 0,028 мм.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков:

 

где i – выполняемый переход.

     Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле:

- для чернового точения:

=1,361 мм;

- для получистового точения:

=1,149 мм;

- для чистового точения:

=1,018мм;

- для предварительного шлифования:

=0,897 мм;

     Минимальные размеры, получаемые на отдельных переходах, определяем начиная с последнего перехода, формирующего размер поверхности готовой детали.

Для предварительного шлифования:

= 51,926 мм;

Для предыдущих переходов:

                                                                            (1.36)

- для чистового точения:

A3min = 51,926 +0,897=52,823 мм;

- для получистового точения:

A2min = 52,823 +1,018=53,841 мм;

- для чернового точения:

A1min = 53,841 +1,149=54,99 мм;

- для штамповки:

A0min = 54,99 +1,361=56,351 мм;

     Максимальные размеры для каждого перехода:

                                          ;                                     (1.37)

- для предварительного шлифования:

A4max=  мм;

- для чистового точения:

A3max= 52,823+0,12=52,943 мм;

- для получистового точения:  

A2max = 53,841+0,19=54,031 мм;

- для чернового точения:  

A1max = 54,99+0,46=55,45 мм;

- для штамповки:

A0max = 56,351+0,9=57,251 мм;

Максимальный двухсторонний припуск для каждого перехода мехобработки определяется по формуле:

                                                                                 (1.38)

- для предварительного шлифования:

2Z4max =52,943-52=0,943мм;

- для чистового точения:

2Z3max =54,031-52,943=1,088 мм;

- для получистового точения:

2Z2max =55,45-54,031=1,419 мм;

- для чернового точения:

2Z1max =57,251-55,45=1,801 мм;

Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный – как сумму максимальных припускав:

мм;

мм.

Общий номинальный припуск находим по формуле:

тогда номинальный диаметр заготовки:

                                          (1.39)

Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.8.

Таблица 1.8-Параметры  припусков.

Технологи-ческие переходы обработки поверхности 52

Элементы припуска, мм

Допуск на размер D, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мм

Rz

h

ρ

Dmin

Dmax

2ZminПР

2ZmaxПР

1

2

3

4

5

8

9

10

11

12

Заготовка

0,08

0,1

206,5

-

900

56,351

57,251

-

-

9-й переход

0,063

0,1

12,39

0,4

460

54,99

55,45

1,361

1,801

10-й переход

0,05

0,05

0,62

0,4

190

53,841

54,031

1,149

1,419

11-й переход

0,02

0,02

0,025

0,4

120

52,823

52,943

1,018

1,088

16-й переход

0,02

0,02

0

0,028

74

51,926

52

0,897

0,943

Общий припуск

4,425

5,251

Рисунок 1.8 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку 52

1.12 Выявление и расчёт технологической размерной цепи

При разработке технологических процессов механической обработке заготовок деталей машин технологу часто приходится вместо конструкторских размеров использовать иные размеры и определять допуски на них, но так, чтобы в результате их выполнения обеспечивались размеры и допуски, установленные чертежом детали. Определение технологических размеров и допусков должно производиться на основе выявления и расчёта технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса.

Рассмотрим размерную цепь, возникающую при чистовом точении фаски. После выполнения токарного перехода по обработке поверхности фаски размер ее в осевом направлении будет равен  мм. Данный размер отсчитывается не от технологической базы , а от предварительно обработанной поверхности торца. При этом не соблюдается принцип единства технологической и измерительной базы поэтому необходимо рассчитать размер АΔ, на который будет настраиваться инструмент. В размерную цепь входят следующие размеры: расстояние от технологической базы до ранее обработанной поверхности, от которой проставлен чертежный размер; расстояние от технологической базы  до обрабатываемой поверхности. Размерная цепь имеет вид:


Рисунок 1.9 - Технологическая размерная цепь

Составляющими звеньями являются: уменьшающее звено А2, увеличивающее звено    А1=20 мм. Номинальный размер звена:

А2= А1-AΔ=20-1=19мм                                       (1.40)

К замыкающему звену предъявляются следующие требования:

Связь между допуском замыкающего звена и допусками составляющих звеньев устанавливается способом одинакового квалитета. Найдём количество единиц допуска:

     (1.43)

где ij- единица допуска j-го звена. Значение i=1,31 для интервалов свыше 18 до 30 в ЕСДП  СЭВ.

Квалитет составляющих звеньев в зависимости от коэффициента точности  аС  принимаем 11 по таблицам [8].

По полученному значению аС назначаем допуски и предельные отклонения по 11 квалитету  точности на все звенья, кроме замыкающего и корректирующего:

ТА1=130 мкм;      А1=20-0,13мм;

Расчет допуска корректирующего звена:

                                                                  (1.44)

                                             ТА2=250-130=120 мкм;

Расчет координаты середины поля допуска составляющих звеньев:

                         (1.45)

                                        ECA1=0-130/2= -65 мкм.

Расчет координаты середины поля допуска корректирующего звена:

                                   (1.46)

где – ξ коэффициент для увеличивающего звена - 1, для уменьшающего   звена – ( -1):

 

ECА2=1/-1∙(0-(-65))= -65 мкм;

Расчет предельных отклонений корректирующего звена:

В итоге расчета размерной цепи получили следующие размеры:

Сделаем вывод о годности принятого технологического процесса для получения размеров с найденной точностью. Для этого сравним допуски полученных размеров с допусками соответствующими средней экономической точности примятых методов обработки. Так как размеры А1 и А2 имеет допуск по 10 квалитету соответственно, а принятый технологический процесс обеспечивает получение данных размеров по 11 квалитету, то необходимо ввести дополнительные стадии обработки для получения требуемой точности размеров. Так дополнительно вводим шлифование, что обеспечит получение заданных размеров по 10 квалитетам.   

  1.  Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания для двух переходов производится по эмпирическим формулам.

1. Произведём расчёт режимов резания чистовой обработки цилиндрической поверхности 52h9

Глубина резания – t = 0,544мм;

Подача при чистовом точении – S = 0,49 мм/об

Скорость резания при точении:

                                                                                         (1.49)

где Т – период стойкости .

     Сv = 280; x = 0,15; y = 0,45;  m = 0,2; T = 50 мин.

                                               KV = KМVKПVKИV,                                     (1.50)

где KМV – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

        KПV – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

        KИV – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

                                                                                    (1.51)

где B – физический параметр, характеризующий обрабатываемый материал;

      КГ; nv – коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости;

Коэффициенты: KИV  = 1,0;  KПV = 0,8.

KV = 0,90,81 = 0,72;

Определяем окружную скорость вращения фрезы:

Определяем скорость резания:

Определим частоту вращения:

                                                             (1.52)

Определяем силу резания Рz:

                                                                          (1.53)

Коэффициенты и показатели степеней определяем  по таблицам

                                   ,                                (1.54)

где  - коэффициенты, учитывающие фактические условия резания

КМР определяется по формуле:

                                                     (1.55)   

Тогда:

.

     Ср = 300; x = 1,0; y = 0,75; n= -0,15.

.

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

                                                       (1.56)

Определяем  основное  время  То:

                                         ,                                                    (1.57)

где Sо - оборотная подача, об/мин.

мин.

2. Произведем расчет режимов резания для чистового шлифования отверстия  

Основные параметры резания при шлифовании:

Скорость вращательного движения заготовки (при обработке конструкционных металлов и инструментальных сплавов при круглом внутреннем шлифовании)

Глубина шлифования  (Слой металла, снимаемый периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на каждый ход или двойной ход при круглом и плоском шлифовании.)

Продольная подача (Перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на один оборот заготовки при круглом шлифовании.)

Эффективная мощность.

                   (1.58)

Где - диаметр шлифования

      - коэффициент

На все остальные операции режимы резания определим по нормативам, приводимым в технических справочниках [16,17,18], и полученные результаты расчетов режимов резания сведём в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания.

№ оп.

Наименование операции или перехода

t,

мм

S,

мм/об

T,

мин

n,

мин-1

Uq,

м/мин

To,

мин

Lр.х. ,

мм

010

Токарная с ЧПУ

Подрезать торец, черновое

0,57

0,46

50

500

82

0,24

55

Подрезать торец, получистовое

0,18

0,36

50

860

138

0,18

55

Расточить отверстие, черновое

1,724

0,45

50

550

90

0,08

21

Расточить отверстие, получистовое

0,58

0,35

50

900

147

0,07

21

Расточить отверстие и точить выдерживая размер, Ø 29,4+0,05, чистовое

0,429

0,12

50

1200

160

0,15

21

015

Токарная с ЧПУ

Подрезать торец, черновое

0,57

0,47

50

500

82

0,24

55

Подрезать торец выдерживая размер 20-0,1,  получистовое

0,18

0,34

50

900

145

0,18

55

Точить наружную поверхность, черновое

0,9

0,41

50

860

141

0,06

20

Точить наружную поверхность и две фаски, выдерживая размеры 1. х450,  получистовое

0,71

0,3

50

950

155

0,07

20

Точить наружную поверхность выдерживая размер 52-0,074, чистовое

0,544

0,49

50

857

140

0,05

20

035

Протяжная

Протянуть шпоночный паз в размеры 8Js(±0,018) отклонение от параллельности не более 0,072, отклонение от симметричности не более 0,018; 33,3+0,2, Ø30+0,033

3,3

Sz мм/зуб

0,1

-

-

3

0,12

350

055

Зубофрезерная

Фрезеровать зубья выдерживая параметры и ТТ согласно таблицы эскиза

-

1,5

120

Nфр=241

nзаг=9,7

Vфр=39,5

Vзаг=15

4,5

29

Зубофрезерная

Фрезеровать зубья выдерживая параметры и ТТ согласно таблицы эскиза

-

0,8

120

Nфр=316,6

nзаг=12,6

Vфр=50

Vзаг=6

5,6

29

085

Внутришлифовальная

Шлифовать отверстие на проход выдерживая размер30+0,03, черновое

0,086

0,4

-

nкр=1530

nзаг=120

Vкр=35

Vзаг=20

0,37

21

             Круглошлифовальная

090

Шлифовать поверхность, выдерживая размер 52-0,074, черновое

0,47

0,2

30

nкр=1590

nзаг=153

Vкр=35

Vзаг=30

0,18

20

095

Зубообкатная

Обкатать деталь с сопряженным колесом, проверить боковой зазор в паре с сопряженным колецом,пятно контакта 60%-70%.

-

-

-

65

25

0,16

-

  1.  Определение норм времени на операции

В условиях серийного производства затраты времени на выполнение одной операции над одним объектом производства задаётся нормой штучно-калькуляционного времени:

                                      ;                                             (1.59)

где  – подготовительно-заключительное время, мин;

       m – количество деталей в партии, шт:

                                         m=N∙a/Ф;                                                   (1.60)            

где  N – годовой объём выпуска деталей, шт;

      а – число дней запаса деталей для сборки, дн;

     Ф – число рабочих дней в году,  дн.

Норма штучного времени определяется:

                              ;                            (1.61)

где атех – доля времени технического обслуживания от оперативного времени, %;

     аорг – доля времени организационного обслуживания от оперативного времени, %;

     аотд– доля времени на отдых и личные потребности от оперативного времени, %;

    

Оперативное время:

                                        Топ = То+ Тв;                                           (1.62)

где Тв – вспомогательное время, мин;

       То – основное время (сумма несовмещаемых времён всех основных технологических переходов операции), мин.

Также необходимо определить:

- время технического обслуживания (серийный тип производства):

                                        ;                                   (1.63)

- время организационного обслуживания:

                                         ;                                  (1.64)

- время на отдых и личные потребности:

                                         ;                                     (1.65)

- подготовительно заключительное время

- вспомогательное время

Подробно рассмотрим расчёт норм времени для операции 010 токарной с ЧПУ. Результаты расчёта указанной операции и всех остальных операций технологического процесса сведём в таблицу после проведения расчёта.

Основное время на данной операции  То=0,72 мин.

Определим вспомогательное время, которое включает в себя следующие составляющие:

- перемещение заготовки на рабочем месте из зоны хранения в промежуточное положение. Так как предусмотренное на эти перемещения время перекрывается машинным, то данное время не учитываем.

- перемещение заготовки из места хранения в зону установки. Ориентировочно место хранение заготовок расположено на расстоянии 2 м от зоны установки. Тогда время передвижения рабочего без груза 0,04 мин, с грузом массой до 5 кг 0,11мин . Суммарное время 0,15 мин.

- время на установку и снятие заготовки в бесключевом патроне, с массой до 0,25 кг  0,08мин.

- управление станком:

- время на смену инструмента: инструмент меняется два раза, время поворота резцедержателя на одну позицию 0,05 мин. Тогда суммарно получим время на смену инструмента 0,1 мин.;

- время холостых перемещений. Определим путь, который проходит инструмент в холостую, (при этом для совместного перемещения по ХZ учитываем только лимитирующее перемещение):

             по оси Х: lx = 460 мм                  

             по оси Z: lz =1510 мм                                

Ускоренная подача в направлении оси Х - vx = 10 м/мин.

Ускоренная подача в направлении оси Z – vz = 10 м/мин.

 

Тогда время на холостые перемещения:

                               (1.66)        

- время на запуск станка, технологические паузы - 0,4 мин;

Тогда вспомогательное время:

Тв=0,15+0,08+0,1+0,2+0,4=0,93 мин;

Определим оперативное время:

Топ= 0,72+0,93=1,65 мин;

Время технического обслуживания для серийного производства:

Время организационного обслуживания рассчитаем по формуле:

Время на отдых и личные потребности):

Норма подготовительно-заключительного времени:

4 мин – получить наряд, чертёж, технологическую документацию,  режущий и вспомогательный инструмент, контрольно-измерительный инструмент, заготовки и сдать их после окончания обработки партии деталей;

2 мин – инструктаж мастера;

2 мин – ознакомиться с работой, чертежом, технологической  документацией, осмотреть заготовки;

1 мин –  установить и снять инструмент (2 шт);

1 мин – установить программоноситель в считывающие устройство;

1 мин – проверить работоспособность считывающего устройства;

1 мин – ввести программу в память системы с ЧПУ с программоносителя;

0,2 мин - настроить устройство для подачи СОЖ.

Суммируя вышеуказанные параметры получим подготовительно заключительное время для 010 операции, Тпз=13,2 мин.

Штучное время найдем по следующей формуле:

                                                         (1.58)

Определим норму штучно-калькуляционного времени, но для этого изначально находим количество деталей в партии m:

m=25000∙3/255=294 шт;

Результаты расчетов по остальным операциям произведем аналогично по  вышеприведенным формулам и нормативам. Результаты занесём в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 – Нормативы времени по операциям, мин  

№ операции

Наименование опеации

То

ТВСП

ТОП

Ттех.обс

Торг.обс

ТОТД

ТШТ

Тп.з. наодну деталь

ТШТ. к.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

010

Токарная с ЧПУ

0,72

0,93

1,62

0,11

0,039

0,097

1,866

13,2

1,95

015

Токарная с ЧПУ

0,65

0,88

1,57

0,11

0,039

0,097

1,816

13,2

1,86

035

Протяжная

0,12

0,51

0,63

0,07

0,066

0,09

1,336

11

1,37

055

Зубофрезерная

4,5

0,41

4,91

0,56

0,49

2,19

8,15

13

8,2

065

Зубофрезерная

5,6

0,41

6,01

0,56

0,49

2,19

9,2

13

9,25

085

Внутришлифовальная

0,37

2,39

2,76

0,02

0,05

0,11

2,94

7

2,96

090

Круглошлифовальная

0,18

1,56

1,74

0,08

0,03

0,12

1,97

9

2,0

095

Зубообкатная

0,12

0,035

0,155

0,04

0,015

0,04

0,715

7

0,75

  1.  Определение необходимого количества оборудования

Расчетное количество оборудования для выполнения i-той операции.

                                                

                                                    (1.67)

где ТШТ.К.i - штучно-калькуляционное время на операцию;

        F - действительный годовой фонд времени, ч;

  КВ - коэффициент выполнения нормы времени (Кв = 1,1…1,3);

  Nj – годовой объем выпуска данной детали, шт;

Операция 010

; принимаем Р1п=1;

Операция 015

; принимаем Р2п=1;

Операция 035

; принимаем Р3п=1;

Операция 055

; принимаем Р4п=1;

Операция 065

; принимаем Р5п=1;

Операция 085

; принимаем Р5п=1;

Операция 090

; принимаем Р5п=1;

Операция 095

; принимаем Р5п=1;

Коэффициент загрузки i-го рабочего места выполнением i-ой операции в течение года, при объеме выпуска заданной детали.

                                                               (1.68)

Расчетный коэффициент загрузки ip не должен превышать нормативного значения н=0,85.

, так как <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

, так как <0,85, то данное рабочее место можно использовать и для выполнения аналогичных операций над другими деталями;

, так как 3p <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

, так как 4p <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

,, так как >0,85, то необходимо увеличить количество принятого оборудования – η3n=2;

Тогда получим:

- данное рабочее место можно догрузить до нормативного значения подобными операциями;

, так как 5p <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

, так как 5p <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

, так как 5p <0,85, то необходимо данное рабочее место догрузить до нормативного значения подобными операциями;

Рисунок 1.10 – График загрузки оборудования

  1.  Уточнённый расчёт типа производства

В соответствии с ГОСТ 3.1119-83 тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций.

                                                                   (1.69)

где - - суммарное число различных операций над одной или разными деталями, выполняемых в данном производственном подразделении за одну смену в течение планового периода;

       - явочное число основных производственных рабочих в одной смене в данном подразделении;

В предыдущем пункте мы определили коэффициенты загрузки оборудования разработанного техпроцесса. На каждой операции они являются меньше нормативного, для среднесерийного производства (η = 0,85). Их будем догружать однотипными другими деталями. При этом упрощенно считаем, что операции из техпроцессов-аналогов загружают станки так же, как и  одноименные операции из проектируемого техпроцесса.

Определим количество операций, выполняемых на каждом рабочем месте за год при нормативной загрузке оборудования:

                                                    ,                                                     (1.70)

где  η – нормативный коэффициент загрузки станков для серийного типа производства   (η = 0,85);

ηi – коэффициент загрузки станка на каждой операции;

Операция 010:              ;              

Операция 015:             ;                                 

Операция 035:             ;       

Операция 055:             ;         

                     

Операция 065:             ;                        

Операция 085:             ;                               

Операция 090:             ;                               

Операция 095:             ;                             

      

                       

Общее количество операция для всех для всех принятых рабочих мест:

Явочное число основных производственных рабочих:

                                           

                                                                                       (1.71)

Рассчитаем коэффициент закрепления операций Кзо:

Кзо=38,12/8=4,765

Полученное значение коэффициента закрепления операций характерно для крупносерийного типа производства (Кзо=1...10), что не соответствует раннее выбранному типу производства.

2 Расчёт и проектирование средств технологического оснащения

2.1 Расчет и проектирование приспособления для контроля параллельности шпоночного паза

2.1.1 Служебное назначение и описание конструкции приспособления

Проектируемое приспособление предназначено для контроля параллельности шпоночного паза шириной 8 мм.

Конструкция приспособления выполнена на плите 1, к которой шпильками 19 с гайками 17 крепятся корпуса 2 и 3 центров 9 и 10 и корпус 4 стойки 5. На стойке посредством винта 8 закреплена штанга 6, в которой при помощи винта 7 закреплена индикаторная головка 20. Фасонная гайка 21 позволяет откреплять центр 9.

Порядок контроля:

На приспособление, установленное в горизонтальном положении на столе в центрах  устанавливают контролируемую деталь в следующем порядке. Посредством сектора 12, закрепленного в корпусе центра 2 штифтом 13, отводят центр 10, скользящий во втулке 11. Деталь помещают между двумя центрами 9 и 10 и зажимают посредством сектора 12. Для фиксации зажима центр 10 зажимают эксцентриковым валиком 14, проворачивая рукоятку 16, при этом выбирается зазор между центром 10 и втулкой 11. Штангу 6 на стойке 5 подводят к детали так, чтобы щуп индикаторной головки 20 контактировал с проверяемой поверхностью с натягом. Посредством винтов 7 и 8 фиксируем положение штанги 6 и индикаторной головки 20 относительно детали. Устанавливаем шкалу индикатора на 0. Проворачивая деталь, снимаем показания индикаторов. Разность максимальных и минимальных показаний и будет характеризовать измеряемое биение.

2.1.2 Расчет приспособления на точность

Произведем расчет приспособления на точность при определении радиального биения.  

Для того чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность была не более 1/3 допуска на контролируемый параметр.

                         ;                                                                  (2.1)

                         ,                                                                       (2.2)                                                                  

где Еи - суммарное значение погрешностей в процессе измерения.

Определяется данная погрешность:

                       (2.3)

где εб - погрешность базирования;

εЗ - погрешность закрепления из-за нестабильности сил зажима;

εИ - погрешность износа установочных элементов за период между настройками приспособления;

εпу - погрешность положения установочных элементов во время измерительных движений;

εип - погрешность измерительного преобразователя;

εп - погрешность передачи измерительного сигнала от измеряемой поверхности до измерительного преобразователя;

εс - погрешность деформаций от измерительной силы;

εт - погрешность температурных деформаций;

εо - погрешность отсчёта показаний;

Найдем погрешности, возникающие в процессе измерения:

1. εб = 0, так как деталь и при обработке и при базировании устанавливается на оправку, поэтому соблюдается принцип единства баз;

2. εЗ = 0, так как в нашем случае не происходит закрепление детали на контрольном приспособлении;

3. εИ =  0, так как при установке детали на контрольное приспособление индикатор каждый раз выставляется на «0»;

4. εп = 0, так как передаточные механизмы отсутствуют;

5. εип = 0,002мм, так как в качестве средства измерения используется головка индикаторная с ценой деления равной 0,002 мм.

6. εт = 0,0003мм, принимается в размере 10% от суммы остальных погрешностей;

7. εс = 0, так как деформации от измерительной силы малы, поэтому ими можно пренебречь;

8. εо = 0,001мм, так как существует погрешность параллакса, поэтому принимаем половине цены деления;

9. εпу = 0, так как при измерении не происходит смещения установочных элементов во время измерительных движений.

Тогда  мм

Допустимая погрешность:

    

Если  условие выполняется, значит, измерение будет проведено с достаточной точностью.

 




1. Тема 4 ЗГУРТОВАНІСТЬ І СОЦІАЛЬНИЙ РОЗВИТОК КОЛЕКТИВУ Згуртованість колективу- сутність стадії
2. Государственные реформы Петра I
3. Общаться с ребенком.1
4. е с изменениями и дополнениями
5. Технологический центр Поломошнов С
6. Семёновский индустриальнохудожественный техникум КУРСОВАЯ РАБОТА
7. а назва навчальної дис
8. Лекция 5 ДОХОДЫ НАСЕЛЕНИЯ И ИСТОЧНИКИ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ
9. Туризм Филина Елизавета Ивановна Архангельск Ка
10. МОДУЛЬНОГО КОНТРОЛЮ З НОРМАЛЬНОЇ ФІЗІОЛОГІЇ МОДУЛЬ ~ 2 У студента після стандартного фізичного навант
11. тема взглядов на мир убеждений представлений человека ~это
12. ПРЕАМБУЛА Етичні засади у відносинах між людьми є основою збереження і прогресу демократичного суспі
13. Юриспруденция Казань 2006 Автор- Михалкин Н.html
14. Анализ актуального употребления категорий вежливости японского языка
15. Методика учета затрат и калькулирование себестоимости продукции и их влияние на организацию учета в
16. Право собственности как субъективное право
17. З Об энергосбережении Принят Палатой представителей 19 июня 1998 годаОдобрен Советом Республики 29 июня 1998
18. Тема твору Приклад з літератури Поганощо порожні храми ще гірше ~ пустота в серц
19. Цена и ценность Однажды к Мастеру пришёл молодой человек и сказал- Я пришёл к тебе потому что чувствую себя
20. внешнем облучении условия при которых проявляется его воздействие понятие о внутреннем облучении фак

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе