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
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
015Д-13.00.00.00.000 ПЗ
41
Реферат
В даному дипломному проекті проведено аналіз конструкції деталі 1301-3502070 «Барабан заднього гальма», проаналізовано технічні вимоги, які ставляться до цієї деталі, проведено наліз технологічності конструкції деталі в цілому.
На основі проведеного аналізу та оцінки існуючих умов спроектовано новий варіант технологічного процесу виготовлення деталі, запропоновано більш економічно вигідний спосіб одержання заготовки. Проведено техніко-економічне обґрунтування вибору оптимального техпроцесу. В ході проектування техпроцесу визначено базові поверхні для кожної операції, визначено припуски на обробку та спроектовано заготовку деталі. Для виконання операції техпроцесу вибрано різальний та вимірювальний інструмент, обладнання, розраховано режими різання та норми часу.
Для виконання обробки деталі спроектоване технологічне оснащення, проведено проектування техпроцесу за допомогою САПР ТП, спроектовано механічний цех та дільницю для виготовлення деталі1301-3502070 «Барабан заднього гальма» розглянуто питання охорони праці на спроектованій дільниці. Також в ході проектування розглянуто питання охорони праці, безпеки життєдіяльності та економічного обґрунтування прийнятих інженерно-конструкторських рішень, визначено річний економічний ефект від застосування більш прогресивної технології.
Дипломний проект включає пояснювальну записку (приблизно 150 листів), 9 листів графічного матеріалу формату А1 виконаних в AutoCAD 2010.
ЗМІСТ
Титульний лист
Завдання ……………………………………………………………………………1
Реферат ………… ………………………………………………….….…………..1
Зміст………..…………………………………………………………..………….. 2
Вступ……………………………………………..………………………..………...3
Загальні висновки до диплому……………………………………….45
Висновок…………………………………………………………………………
Перелік посилань…………………………………………………………………...46
Вступ
Ефективність виробництва, його технічний прогрес, якість випущеної продукції багато в чому залежить від розвитку виробництва нового обладнання, машин, верстатів, від всесвітнього вдосконалення методів технікоекономічного аналізу.
Машинобудівний комплекс є могутнім фактором економічної безпеки України. Як багатогалузевий комплекс, він являє собою один із провідних секторів національної економіки. Він має за своїми можливостями науково-технічний персонал .
В процесі організації галузевої науки зусилля спрямовуються на адаптацію науково-технічної сфери до ринкових умов функціонування. Державна підтримка надається науково-технічним розробкам і технологіям, які забезпечують підвищення конкурентоспроможності та нарощування експорту продукції.
1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ
В якості об’єкта виробництва в дипломному проекті розглядається деталь барабан заднього гальма 1301-3502070, який відноситься до групи дисків. Дана деталь використовується в роботі автомобілів а сама для гальмування руху авто.
Матеріал деталі – високоміцний чавун ВН 50-2. Хімічні и механічні властивості в таблицях.
Таблиця 1.1 – Хімічний склад високоміцного чавуну ВН 50-2.
|
C,% |
Mn, % |
Si, % |
P, % |
S, % |
Mg, % |
|
не більше |
|||||
|
3.2 |
0.8 |
2.8 |
0.12 |
0.03 |
0.025 |
Аналізуючи службове призначення, а також креслення можна сказати, що до деталі пред’являються слідуючи вимоги:
Таблиця 1.2 – Механічні властивості і допустимі напруги чавуну ВН 50-2 ГОСТ 7832-85
|
450 |
310 |
10 |
140-225 |
Базовий технологічний процес обробки деталі 1301-3502070. «Барабан заднього гальма» складається з таких операцій:
Таблиця 1.3.1 – Базовий технологічний процес виготовлення деталі 1301-3502070. «Барабан заднього гальма»
|
№ операції |
Зміст операції |
Обладнання |
Примітка |
|
005 |
Токарно-гвинторізна |
16К20 |
- |
|
010 |
Токарно-гвинторізна |
16К20 |
- |
|
015 |
Агрегатна |
АМ.М16457 |
- |
|
020 |
Вертикально-свердлильна |
2Н135 |
Можлива для вдосконалення |
|
025 |
Вертикально - фрезерна |
6Р13 |
Можлива для вдосконалення |
Існуючий маршрут технологічного процесу виготовлення деталі має ряд недоліків, які можна виправити використанням більш продуктивних методів обробки поверхонь, що дозволить зменшити трудомісткість виготовлення деталі та знизити її собівартість. Так, операції 005,010 виконуються на токарному напівавтоматі а об’єднавши їх можна скоротити час на переустановку деталі.
Досягнення високих показників в машинобудуванні базується на обліку та використанні основних напрямів сучасної технології та організації виробництва:
Найбільш прогресивним і високопродуктивним напрямком являються автоматичні лінії. Оскільки існує необхідність багаторазової зміни, схема базування в процесі обробки, що автоматичні лінії будуть мати складну структурну схему в зв’язку з великою кількістю маніпуляторів для перевантаження і заживних пристосувань.
Якщо при нормуванні операцій визначиться, що основний час приблизно рівний часу виміру, можливо буде використовувати автоматичне контрольне пристосування. Розробка системних пристосувань в темах змінення вартості та підвищення точності обробки буде найкращим прикладом при виготовленні подібних деталей.
При проектуванні технологічних процесів необхідно пам’ятати про те, що максимальна ефективність виробництва забезпечується розумним застосуванням цих принципів в конкретних умовах, після відповідного економічного обґрунтування.
Перш ніж прийняти рішення про методи і послідовність обробки окремих поверхонь деталей і скласти технологічний маршрут виготовлення всієї деталі, необхідно провести розрахунки економічної ефективності окремих варіантів і вибрати із них найбільш раціональний для даних виробництва. Критерієм оптимальності являється мінімум приведених затрат на одиницю продукції.
При виборі варіанта технологічного маршруту приведені затрати можуть бути визначені у вигляді відносних величин на одну годину роботи обладнання. В якості собівартості розглядається технологічна собівартість, яка включає статті витрат, які змінюються по варіантах.
Годинні приведені затрати можна визначити за формулою:
,
де основна і додаткова зарплата з нарахуванням;
годинні витрати по експлуатації економічної ефективності капітальних вкладень ();
питомі часові капітальні вкладення відповідно у верстат і споруду, коп./год.
Основна і додаткова зарплата з нарахуванням розраховується по формулі:
,
де коефіцієнт , що враховує додаткову зарплату, рівну 9 %, нарахування на соціальні страхування 7,6 % і прибуток до основної зарплати в результаті перевиконання норм на 30 %
;
часова тарифна ставка верстатника відповідного розряду, коп./год.
коефіцієнт, що враховує заробітну плату налагоджувальника (К=1);
коефіцієнт, що враховує заробітну плату при багатоверстатному обслуговуванні(у=1).
Часові затрати по експлуатації робочого місця:
,
практичні часові витрати на базовому робочу місці, коп./год;
Для серійного виробництва коп/год.
Капітальні вкладення у верстат:
,
Капітальні вкладення у споруду:
,
де Ц – балансова вартість верстата, грн.;
виробнича площа, що займає верстат з урахуванням проводів, м2;
,
площа верстата в плані,мм;
коефіцієнт, що враховує додаткову виробничу площу проходів;
дійсний річний фонд часу роботи верстата, год. ;
коефіцієнт завантаження верстата, згідно
Технологічна собівартість операцій механічної обробки ( коп./год):
штучний час на операцію, хв.;
коефіцієнт виконання норм;
Приведена річна економія:
;
технологічна собівартість порівняльних операцій.
Варіант 1. (розглянемо токарний верстат) 1В340Ф3
Ц= 22000 грн.
.
И=6.8 коп,
де : – встановлена потужність двигуна, кВт;
- категорія ремонтної складності відповідно механічних і електричних частин;
Н – часові затрати на відшкодування ріжучого інструменту
Визначаємо основну та допоміжну зарплату:
К=1,1 згідно . Е=1,53
Ст.ф.=67 коп./год., згідно
Для верстатника:
Для наладки верстата:
Ст.ф.=75,4 коп./г од,
– згідно
F = 3
Варіант 2. (розглянемо токарний-гвинторізний верстат) 1В340Ф3
Ц= 10200 грн
.
И=7,5 коп,
Визначаємо основну та допоміжну зарплату:
Ст.ф.=67 коп/год, згідно
Для верстатника:
Для наладки верстата:
Ст.ф.=75,4 коп/год,
– згідно
F = 3
(Алмазно- розточний) 2620
Ц=18000 грн;
.
Н=4,9 коп,
К=1,1, у=1;
де : – встановлена потужність двигуна, кВт;
- категорія ремонтної складності відповідно механічних і електричних частин;
Н – часові затрати на відшкодування ріжучого інструменту
;
Визначаємо основну та допоміжну зарплату:
Ст.ф.=67 коп./год., згідно
Для верстатника:
Для наладки верстата:
Ст.ф.=75,4 коп./г од,
– згідно
F = 2
Проведена річна економія для операцій:
Варіант 1. (агрегатний)
Ц= 22000 грн.
.
Н=56 коп,
К=1,1, у=1
де : – встановлена потужність двигуна, кВт;
- категорія ремонтної складності відповідно механічних і електричних частин;
Н – часові затрати на відшкодування ріжучого інструменту
Ст.ф.=60,6 коп./год., згідно
Для верстатника:
Для наладки верстата:
Ст.ф.=75,4 коп./г од,
,5 – згідно
F = 3
Варіант 2. (агрегатний)
Ц= 18000 грн.
.
Н=108,8коп,
К=1,1, у=1
де : – встановлена потужність двигуна, кВт;
- категорія ремонтної складності відповідно механічних і електричних частин;
Н – часові затрати на відшкодування ріжучого інструменту
,63
Ст.ф.=60,6 коп./год., згідно
Для верстатника:
Для наладки верстата:
Ст.ф.=75,4 коп./г од,
,5 – згідно
F = 3
Проведена річна економія для операцій:
Технологічний процес, який розроблений в ДП повинен забезпечувати виготовлення деталі заданої якості, задовольняти вимогам по точності і продуктивності обробки деталі, найбільшій собівартості продукції, безпеці і полегшенню праці.
При детальній розробці технологічного процесу виготовлення диску переднього необхідно проаналізувати можливості отримання заготовки і вибрати найбільше прогресивний і економічний метод.
При виборі обладнання: універсальне, застосовувати тільки для підготовки технологічний баз, обробку інших поверхонь проводиться на автоматах і напівавтоматах.
Робота над ДП ставить такі задачі:
Тип виробництва згідно ГОСТ 3.1121-84 визначається коефіцієнтом закріплення операцій формулою:
Визначаємо кількість верстатів:
,
де: , , ,
Час визначаємо по формулі і результати заносимо в таблицю 2.1.1
Таблиця 2.1.1
|
Операція |
,хв |
|
005 Токарна |
|
|
Продовження таблиці 2.1.1 |
|
|
010 Токарна |
|
|
015 Агрегатна |
|
|
020 Вертикально-свердлильна |
|
|
025Вертикально- фрезерна |
Визначаємо фактичний коефіцієнт завантаження обладнання:
Таблиця 2.1.2 Фактичний коефіцієнт завантаження обладнання
|
Назва операції |
|
|
005 Токарно-гвинторізна |
0,76/2 =0,38 |
|
010 Токарно-револьверна |
1,39/2=0,695 |
Визначаємо кількість операцій за формулою:
.
Таблиця 2.1.3 Кількість операцій
|
Назва операції |
Кількість операцій |
|
005 Токарно-гвинторізна |
0,7/0,38 =1,84 |
|
010 Токарно-револьверна |
0,7/0,695=1,01 |
Звідси визначаємо коефіцієнт закріплення операцій:
. =0,8
0,8<1,0 – масове виробництво.
Добовий випуск:
Приймаємо .
Добове виробництво потокових ліній:
де: - добовий фонд часу роботи обладнання(
- середня трудомісткість основних операцій,
- коефіціент завантаження обладнання.
Технологічний процес .
005 Токарна
010 Токарна
015 Агрегатна
020 Вертикально – свердлильна
025 Вертикально – фрезерна
Конструкцію деталі барабан гальмівний має перепади в діаметрах, що робить використання піщано-глинястих форм економічно невигідним із-за витрат великої кількості матеріалу. Одним з можливих методів отримання заготовки може бути лиття в кокіль.
По конструктивним оцінкам деталь не потребує особливих технічних вимог.
Деталь виготовлена із чавуну ВЧ-50-2 ГОСТ 7293-85, яка добре обробляється різанням. Точність виконання поверхонь деталі дозволяє проводити обробку на обладнанні нормальної точності.
Деталь має велику кількість поверхонь, які орієнтовані в одній площині, що дозволяє застосувати обробку поверхонь з одного установи на агрегатному верстаті.
Технологічність виробів деталей оцінюють по двох рівнянь - якісному і кількісному. Кількісну оцінку проводять по абсолютних і відносних показниках.
Коефіцієнт уніфікації елементів:
- кількість уніфіковаваних елементів в деталі;
- кількість загальних елементів в деталі;
0,722>0,6 умова виконується.
Коефіцієнт стандартизації:
- кількість стандартних розмірів.
-кількість загальних розмірів. Кст=28/34=0,82;
Коефіцієнт точності обробки:
- середня точність обробки.
0,9147>0,8 умова виконується;
Коефіцієнт шорсткості:
=1/<0,32;
- середня шорсткість обробки взята з ряду Rа;
= 1/6,88=0,145 < 0,32 умова виконується.
Метод одержання заготовок для деталей визначається призначенням, конструкцією деталі, матеріалом, технічними вимогами, масштабом і серійністю випуску, а також економічністю виготовлення. Вибрати заготовку - значить вибрати спосіб її одержання. Враховуючи тип виробництва, масу деталі, її конфігурацію і призначення, заготовку вибираємо виливок.
Призначення основних припусків і допусків необхідно визначити в залежності від маси,марки чавуну,ступеня складності і класу точності виливка вихідний індекс по ГОСТу 7505-85.
Розрахункова маса поковки визначається виходячи з її номінальних розмірів. Орієнтовно величину розрахункової маси виливка допускається вираховуючи по формулі :
-розрахункова маса виливка. - маса деталі.
= 1.5-розрахунковий встановлений відповідно по ([2],додЗ,таб20).
=4,11.5=6,15 кг
Визначаємо вихідний індекс по (таб.2 ст5) [2].
Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу:
Для вихідної заготовки цього типу цей показник свідчить про задовільне використання матеріалу.
Другим критерієм вибору раціонального отримання заготовки є його економічне обґрунтування.
Заготовку можна отримати двома методами: лиття в кокіль і лиття в піщано-глинясті моделі.
Вартість заготовок, які отримуються литвом в земляні форми і литвом в кокіль можна визначити за формулою:
де: - маса заготовки, кг.;
- базова вартість одної тонни заготовок, грн.;
- маса деталі, кг.;
- ціна одної тонни відходів, грн.;
- коефіцієнти, що враховують клас точності, групу складності, масу, марку матеріалу і об'єм випуску заготовок.
Проведемо розрахунок по двох різних варіантах виготовлення заготовки і порівняємо їх.
І варіант - лиття в піщано-глинясті форми.
= 6,56 кг. - маса заготовки, кг.;
= 4,1 кг. - маса деталі по кресленню;
= 985 грн. - базова вартість одної тонни чавуну;
= 25 грн. - вартість одної тонни відходів чавуну;
= 1 - коефіцієнт, що враховують клас точності виливка[1, с.37];
= 1 - коефіцієнт групи складності виливка [1, с.38];
=0,91 - коефіцієнт, що враховує масу заготовки [1, с.38];
= 1 - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу [1, с.34];
= 1 - коефіцієнт групи серійності виготовлення виливка [1, с.34];
II варіант - лиття в кокіль.
= 6,347 кг. - маса заготовки, кг.;
= 4,1 кг. - маса деталі по кресленню;
= 560 грн. - базова вартість одної тонни сталі 45Х ;
25 грн. - вартість одної тонни відходів сталі 45Х ;
= 1,1 - коефіцієнт, що враховують клас точності виливка[1, с.37];
= 1,12 - коефіцієнт групи складності виливка [1, с.38];
= 0,91 - коефіцієнт, що враховує масу заготовки [1, с.38];
= 1 - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу [1, с.34];
= 1 - коефіцієнт групи серійності виготовлення виливка [1, с.34];
Економічний ефект при співставленні способів отримання заготовок визначаємо за формулою [1, с.39]:
2.4. Вибір методу обробки поверхонь (за коефіцієнтами уточнення)
На вірний вибір методу обробки поверхонь заготовки впливають такі фактори:
Аналізуючи дану деталь приймаємо метод обробки різанням як найбільш поширений в машинобудуванні. Вимоги які ставляться до деталі, дозволяють зробити цей вибір. Обробку поверхонь необхідно виконувати за декілька переходів на кожному з яких використовується свій вид обробки.
Розглянемо поверхню Ø70 Н8 мм. Для пошуку методу і маршруту обробки такий шлях, як визнання числа ступенів обробки на основі розрахунків уточнення.
При аналізі встановлюємо, що допуск на розмір заготовки становить
Тdо=740 мм; Тdз=46 мм.
Визначаємо загальний коефіцієнт і збільшення жорсткості точності розміру:
Ку =Тdо/Тdз=740/46=16,08.
Визначаємо кількість технологічних переходів:
приймаємо n=3.
Допуск на розмір заготовки відповідає в 14 квалітету, деталь 8 квалітету. Відповідно точність підвищується на 14-8=6 квалітетів. По прийнятим переходам розділяємо 6 квалітетів по закону прогресивного зменшення:
6-3+2+1.
Точність проміжних розмірів заготовки в процесі механічної обробки відповідає після першого переходу 14-3=11 квалітету;
Після 2-го 11 -2=9 квалітету;
Після 3-го 9-1=8 квалітету.
Таблиця 2.4.1 Розрахунок кількості уточнення
|
Розмір поверхні |
Допуск заготовки, мкм |
Допуск деталі, мкм |
Уточнення |
Кількість переходів |
Метод обробки |
|
Ø70 Н8 |
870 |
46 |
18,9 |
3 |
Попереднє чистове тонке |
|
Ø 210 Н10 |
1150 |
185 |
6,2 |
2 |
Попереднє чистове |
|
Ø223 Н12 |
1150 |
460 |
2,5 |
1 |
Попереднє |
|
Ø244 Н12 |
1150 |
460 |
2,5 |
І |
Попереднє |
|
Ø273 |
1300 |
520 |
2,5 |
1 |
Попереднє |
|
61 h12 |
740 |
460 |
1.6 |
1 |
Попереднє |
|
25 Н12 |
740 |
300 |
2,46 |
2 |
Попереднє чистове |
При достатньо високих вимогах до точності обробки необхідно вибрати таку схему базування, яка забезпечує найменшу похибку установки. Для забезпечення точності виготовлення деталі необхідно із-за похибок взаємного розміщення нових і раніше застосовуваних баз дотримуватись принципу суміщення баз - технологічних, вимірювальних, установочних, намагатись забезпечити їх постійність при послідуючих операціях обробки.
Операція 005
;
Операція 010
;
Операція 015
;
Операція 025
2.6.1 Визначення допусків, припусків і операційних розмірів.
Проектування заготовки
Розраховуємо припуски на обробку і проміжні розміри Ø70Н8 .
Сумарне відхилення розташування заготовки при обробці в патроні для
зовнішньої поверхні:
- відхилення розташування заготовки,мм;
- деформація заготовки, мм.
Величину відхилення розташування заготовки визначають:
;
- величина питомого відхилення розташування мкм/мм [4, ст.60];
- відстань від січення, для якого визначають величину відхилення, розташовано до місця кріплення заготовки, мм.
-0,07 мкм/мм [4, ст64 табл3.22].
=50 мм.
=0,07*50=3,5 мкм;
=50 мкм;
= = 50,12 мкм.
Просторове відхилення для заготовки після чорнового точіння:
- коефіцієнт уточнення форми [1, ст73].
=0,06*304=18,23 мкм;
=0,04*304=12,16 мкм;
Похибка установки при чорновому точінні:
= 73мкм - похибка в зажимному патроні;
=6,5 мкм - похибка базування.
Похибка при чистовому точінні становить:
= *0,05=77,50,05=3,875мкм;
Розрахунок мінімальних значень припусків проводимо користуючись основною формулою:
;
Мінімальний припуск під чорнове обточування:
під чистове точіння :
під тонке точіння:
Виходячи з креслень деталі і розрахунковий розмір після останнього переходу для останніх отримуємо:
Визначаємо граничні значення припусків як різницю найбільших
граничних розмірів і - різницю найменших граничних розмірів попереднього і виконуваного переходів:
;
Перевірка:
Б 2-83=54-35=19 мкм;
8г82=140-54=86 мкм;
мкм; 83-8,=870-140=730 мкм;
На інші оброблювані поверхні деталі припуски та допуски визначаємо табличним методом.
Загальні припуски на оброблювальні поверхні.
|
Розмір поверхні |
Припуск, мм |
Допуск, мм |
|
Ø70Н11 |
0,5 |
|
|
Ø273Н11 |
0,9 |
|
|
Ø243,ЗН11 |
0,7 |
|
|
61 |
0,5 |
|
|
6,5 |
0,3 |
|
|
Ø273Н11 |
0,7 |
Між операційні розміри на останні операції
|
- |
2277 |
353 |
142 |
2772 |
|
|
- |
1727 |
237 |
114 |
2078 |
|
|
67,968 |
69,695 |
69,932 |
70,046 |
Всього |
|
|
67,227 |
69,505 |
69,858 |
70 |
||
|
740 |
190 |
74 |
46 |
||
|
67,968 |
69,695 |
69,932 |
70,046 |
||
|
- |
1227,44 |
237,29 |
114,32 |
||
|
Елементи припуску |
- |
77,5 |
3,87 |
- |
|
|
304 |
18,2 |
12,1 |
- |
||
|
Т |
300 |
50 |
25 |
- |
|
|
200 |
50 |
20 |
5 |
||
|
Технологічні переходи обробки поверхонь |
Заготовка |
Точіння чорнове |
Точіння чистове |
Точіння тонке |
Таблиця 2.6.1.1. Розрахункові припуски на механічну обробку Ø70Н7
На правильний вибір методу обробки поверхонь заготовки впливають такі фактори, як службове призначення деталі, функціональне призначення поверхонь,вимоги до точності, шорсткості, геометричної форми, тощо. Аналізуючи дану деталь приймаємо метод обробки різанням, як найбільш поширений, в машинобудуванні.
Вимоги які ставлять до деталі, дозволяють зробити цей вибір. Обробку поверхонь необхідно виконувати за декілька переходів на кожному з яких виконуємо свій вид обробки (від чистової до чорнової). Згідно з рекомендаціями при обробці заготовки необхідно забезпечити мінімальну кількість установів, підвищену продуктивність праці, точність обробки.
Можливі 2 шляхи пошуку методу і маршруту обробки поверхонь. Перший шлях пошуку – визначення числа ступенів та методів обробки, що рекомендують довідники та технічна література. Другий шлях пошуку – визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків уточнення.
,
де загальні уточнення;
окремі ступені уточнення;
число ступенів обробки;
допуски параметрів, що розглядаються відповідно до заготовки, деталі.
Для найбільш спрямованого вибору числа ступенів використовуємо формулу:
.
Наприклад, для даної деталі, яка має зовнішню поверхню Е з допуском Н7. Заготовка виготовлена за методом лиття в кокіль і досягає точності Н14.Загальне уточнення:
;
;
Приймаємо ступенів обробки. Після чорнової обробки точність збільшується з Н14 до Н10( 4 квалітета); після чистової з Н10 до Н8( 2 квалітета); що цілком відповідає рекомендаціям вибору методу обробки по економічній точності.
Для розрахунків припуску використовують декілька методів. В рамках курсового проекту розрахунок припусків на механічну обробку виконуємо розрахунково-аналітичним і табличним методами. Для прикладу детально визначимо припуски на поверхню Е – розрахунково-аналітичним методом.
Для заготовок отриманих методом лиття в кокіль, значення коефіцієнтів будуть рівні ([2]дод.5) Rz=600 мкм; h=300 мкм.
Значення цих параметрів після механічної обробки будуть рівними ([1]дод.5) :
Отже, при такій обробці досягаються параметри, задані на кресленні.
Залежно від умов виконання операцій використовуємо формулу для визначення простих відхилень на заготовку ([1]дод.10):
,
де
питоме короблення площини виливка, мкм;
сумарне зміщення площини виливка, мкм;
,
де мкм/м;
шар знімає мого металу;
довжина проходу;
мкм.
мкм, ([20]);
мкм.
Решта просторових відхилень після механічної обробки будуть дорівнювати:
Чорнове фрезерування:
мкм, коефіцієнт уточнення форми;
Оскільки для чистового фрезерування відхилення малі то вони не будуть впливати на кінцевий результат розрахунків. Тому ними можна знехтувати.
Похибка при чистовому фрезеруванні мкм.
Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2.
|
Технологічні переходи |
Елементи припуску, мкм |
|||
|
Rz |
h |
W |
||
|
Заготовка Чорнове фрезерування Чистове фрезерування |
600 75 25 |
250 50 - |
294 17,65 8,76 |
- 110 0 |
На основі цих даних проводимо розрахунок мінімальних значень між операційних припусків за формулою:
;
Мінімальний припуск під чорнове фрезерування:
мкм.
Мінімальний припуск на чистове розточування:
.
Розрахунковий розмір d починається з кінця, тобто з розміру d= 50,01 мм послідовним відхиленням разового мінімального припуску кожного технологічного переходу.
мм,
мм.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.3.
Значення допусків кожного методу приймаються відповідно до квалітетів того чи іншого виду обробки з урахуванням розрахунків ([1]). Наводимо їх в таблиці 2.3.
Граничні розміри поверхні розраховуємо таким чином: отримуємо з разового розміру шляхом округлення до точності допуска відповідного переходу ;
отримуємо з найбільшого граничного розміру шляхом віднімання допуска відповідного переходу.
Таким чином, для чистового фрезерування :
мм;
мм;
для чорнового фрезерування:
мм;
мм;
для заготовки :
мм;
мм;
Мінімальні значення припусків рівні різниці найбільших граничних розмірів даного переходу з попереднього, а максимальне значення – відповідно різниці найменших граничних розмірів.
Тоді для чистового фрезерування:
мкм.
мкм.
Для чорнового фрезерування:
мкм.
мкм.
Загальні припуски отримуємо, додаючи проміжні припуски:
мкм.
мкм.
Для всіх інших поверхонь, що обробляються, припуски знаходимо за табличним методом і значення заносимо в таблицю 2.4.
Таблиця 2.4.
|
Поверхня деталі |
Клас точності розмірів |
Степінь точності поверхні |
Ряд припуску |
Допуск розміра, мм |
Спосіб кінцевої обробки |
Значення припуску, мм |
|
2,4,5,6 |
7т-11 |
9-16 |
3-6 |
1,8 |
чистова |
2,5 |
|
1,3,8,9,10 |
7т-11 |
9-16 |
6-7 |
3,0 |
чорнова |
3,3 |
Рис.1 Схема графічного розміщення припусків і допусків на обробку поверхні Е губки рухомої.
За допомогою розмірного аналізу визначаємо розміри заготовки і розміри припусків для технологічних операцій та зробимо висновок відносно якості запропонованого варіанту ТП.
Наведемо нижче всі необхідні розмірні ланцюги зі схемою рис. 1. і рис.2.
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
Якісний аналіз розмірної схеми граф-дерева(рис. 4 і рис.5.) та розмірних ланцюгів в осьовому і радіальному напрямку показує, що запропонований варіант може бути прийнятий. Перш за все, всі конструктивні розміри витримуються безпосередньо при виконанні технологічних операцій. Тобто, похибки обробки будуть залежати тільки від точності технологічної системи.
Рис. 2. Розмірна схема лінійних розмірів в осьовому напрямку
Рис. 3. Розмірна схема лінійних розмірів у радіальному напрямку
Рис. 4. Граф-дерево комплексної схеми в осьовому напрямку
Рис. 5. Граф-дерево комплексної схеми в радіальному напрямку
При призначенні елементарних режимів різання враховується характер обробки, тип і розміри інструмента, матеріал його ріжучої частини, матеріал і стан заготовки, тип і стан обладнання.
Глибина різання t: при чорновій обробці призначається по можливості максимальною, рівною всьому припуску на обробку або більшою частиною вимог точності розміру і шорсткості обробленої поверхні.
Подача S: при чорновій обробці вибирають можливу, виходячи з шорсткості і міцності системи ВПІД; потужності привода верстата; при чистовій обробці – залежно від потрібного степеня точності і шорсткості оброблюваної поверхні.
Швидкість різання V розраховується за формулою, загальний вигляд якої:
;
Дійсна швидкість різання:
;
Оскільки матеріал заготовки сталь 45 і ріжучий інструмент виготовляють з швидкоріжучої сталі, то маємо з [3];
,
коефіцієнт, що характеризує групу по оброблюваності,
границя міцності по для сталі 45Л;
З таблиці 2[3] при обробці різцями ; свердлами, зенкерами і розгортками , фрезами .
Тоді маємо:
, для обробки свердлами, зенкерами, розгортками і фрезами.
= - для обробки фрезами.
коефіцієнт, який враховує стан поверхні заготовки,
коефіцієнт, який враховує якість матеріалу інструмента;
Стійкість Т – період роботи інструмента до затуплення, приводиться для різних видів обробки.
Період стійкості при багато інструментальній обробці: , а при багато різцевому обслужуванні: .
У нашому технологічному процесі одно інструментальна обробка і одно верстатне обслуговування.
коефіцієнт, який враховує якість оброблюваного матеріалу, значення якого наведені в ([3], табл.9).
де при визначенні складової сили різання при обробці різцями;
при визначенні крутного моменту М і осьової сили при свердлінні, розсвердлюванні і зенкеруванні;
- при визначенні кругової сили різання при фрезеруванні.
Звідси, рівний:
, з ([3], табл.9,10,23):
Для сили : ; ; ; ;
Для сили : ; ; ; ;
Для сили : ; ; ; ;
Тоді буде рівний:
Маючи поправочні коефіцієнти, перейдемо до розрахунку режимів різання і їх параметрів для нашого технологічного процесу.
005 Вертикально-фрезерна
Чорнове фрезерування поверхні 1.
В=110 мм, D=125 мм.
Z=12 зубів; t=2.3 мм; ; q=0.2; мм/зуб.;
x=0.1;y=0.4;u=0.2;p=0;m=0.2;
Частота обертання:
об/хв. Приймаємо
Дійсна швидкість різання:
Сили різання:
;
; x=1.0; y=0.75; u=1.1; q=1.3; W=0.2
;
;
;
;
Потужність різання:
Основний час: ,
,
довжина обробки;
врізання;
перебіг(3….5мм);
; хвилинна подача;
мм/хв.
020 Горизонтально-свердлильна
В=30 мм, D=125 мм.
Z=16 зубів; t=2 мм; ; q=0.17; мм/зуб.;
x=0.19;y=0.28;u=-0,05;p=0,1;m=0.33;
Частота обертання:
об/хв. Приймаємо
Дійсна швидкість різання:
Сили різання:
;
; x=0,9; y=0.8; u=1.1; q=1.1; W=0.1
;
Потужність різання:
Основний час: ,
,
довжина обробки;
врізання;
перебіг(3….5мм);
; хвилинна подача;
040 Агрегатна
t=0,5D=7 мм.;
; q=0.4; x=0.19; y=0.7; u=-0,05; m=0.2; Т=25;
Частота обертання:
об/хв. Приймаємо
Дійсна швидкість різання:
Сили різання:
; y=0.8; q=2; ; y=0.2; q=1;
Потужність різання:
Основний час: хв
Для інших розрахунків складемо таблицю 2.5.
Виходячи з розрахунків потужностей різання вибираємо на кожну операцію верстат:
005 Вертикально-фрезерний ВМ127;
010 Вертикально-фрезерний ВМ127;
015 Вертикально-фрезерний ВМ127;
020 Вертикально-фрезерний ВМ127;
025 Горизонтально-свердлильний 6Р83;
030 Горизонтально-свердлильний 6Р83;
035 Горизонтально-свердлильний 6Р83;
040 Агрегатний АМ.М16457;
045 Вертикально-свердлильний 2Н125.
Таблиця 2.5. – Режими різання.
|
№ операції |
Перехід |
Глибина різання t |
Подача |
Швидкість V |
Частота обертів n |
Потужність N |
Основний час |
|
|
So |
Sz |
|||||||
|
005 |
1 |
2.0 |
- |
0.12 |
247 |
630 |
4.67 |
0.45 |
|
010 |
1 2 |
2.0 1.0 |
- - |
0.12 0.10 |
247 |
630 |
4.67 |
0.45 0.35 |
|
015 |
1 |
2.0 |
- |
0.12 |
247 |
630 |
4.67 |
0.45 |
|
020 |
1 |
2.0 |
- |
0.12 |
247 |
630 |
4.67 |
0.34 |
|
025 |
1 2 |
2.0 1.0 |
- - |
0.12 0.10 |
392.5 |
1000 |
8.51 |
0.054 0.054 |
|
030 |
1 2 |
2.0 1.0 |
- - |
0.12 0.10 |
392.5 |
1000 |
8.51 |
0.054 0.054 |
|
035 |
1 2 |
2.0 1.0 |
- - |
0.12 0.10 |
392.5 |
1000 |
8.51 |
0.054 0.054 |
|
040 |
1 2 |
7 3 |
0.9 0.9 |
- - |
52.7 |
1200 |
0.74 |
0.092 0.063 |
|
045 |
1 2 |
3 0.5 |
0.1 0.1 |
- - |
62.3 |
1200 |
0.74 |
1.56 |
До контрольних поверхонь можна віднести контроль точності діаметральних розмірів основних отворів поверхонь 6,7,10. Паралельність поверхонь 1,2,3,5. Контроль міжосьових відстаней між отворами поверхні 4, контроль прямолінійності та шорсткості поверхонь 4, 9.
До допоміжних операцій можна віднести додаткові операції технологічного процесу, які забезпечують необхідну якість готової деталі по її зовнішньому вигляду , еластичних вимог, тощо. Це такі операції: лиття, очищення, фарбування, закріплення заготовки в пристосування, перевірка правильності її встановлення, розкріплення і зняття.
До транспортних операцій можна віднести транспортування заготовок від одного верстата до іншого.
Це можна здійснювати вручну або можна виконувати конвеєром. Транспортування партії виробів можна виконувати кран-балкою. Також до цього виду операцій можна віднести транспортування готових деталей до складу.
Технологічні норми в умовах масового виробництва встановлюються розрахунково-аналітичним методом.
Визначимо операційний час для вертикально-фрезерної операції 005.
Фрезеруємо поверхню 1 одноразово:
,
;
довжина оброблюваної поверхні, мм;
довжина врізання інструменту, мм;
величина перебігу інструменту, мм;
3[4]: , , , , .
хв.
хв;
хв;
хв;
хв;
хв;
основний час, хв.;
час на обслуговування робочого місця, хв.;
час на відпочинок, хв.;
час на прийом управління, хв.;
допоміжний час, хв.;
Для інших операцій розрахунки заносимо в таблицю 2.6.
Таблиця 2.6.
|
№ операції |
, хв. |
, хв. |
, хв. |
, хв. |
, хв. |
, хв |
||
|
, хв. |
, хв. |
, хв. |
||||||
|
005 |
0,45 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,74 |
0,044 |
0,518 |
1,61 |
|
010 |
0,8 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
1,09 |
0,065 |
0,76 |
1,64 |
|
015 |
0,45 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,74 |
0,044 |
0,518 |
1,61 |
|
020 |
0,34 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,63 |
0,0387 |
0,441 |
1,39 |
|
025 |
0,108 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,4 |
0,024 |
0,28 |
0,994 |
|
030 |
0,108 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,4 |
0,032 |
0,28 |
0,993 |
|
035 |
0,096 |
0,06 |
0,06 |
0,17 |
0,386 |
0,032 |
0,27 |
0,969 |
|
040 |
0,155 |
0,06 |
0,11 |
0,3 |
0,355 |
0,0231 |
0,248 |
0,905 |
|
045 |
1,56 |
0,06 |
0,11 |
0,3 |
1,76 |
0,105 |
1,232 |
3,29 |
3. Конструкторська частина
3.1. Розробка технологічного оснащення.
3.1.1. Вибір принципу дії структурної схеми силового пристрою.
Оскільки ми маємо справу з розробкою технологічного оснащення для багатосерійного виробництва, то необхідне технологічне оснащення, яке б дозволило знизити або по можливості усунути взагалі долю важкою, ручної і низько кваліфікованої праці, яка пов’язана з установкою і закріпленням деталі.
Проектуємо верстатний пристрій для обробки поверхні 2 рис.6. В прийнятому варіанті механічної обробки отримання поверхні здійснюється на Вертикально-фрезерному верстаті моделі ВМ127 , (операція 010).
Паспортні дані верстата:
Даний пристрій повинен мати пнемо або гідропривід.
Рис. 3.1. Схема базування деталі.
В умовах масового виробництва доцільно використовувати збірно-розбірні пристосування. Використання такої компоновки надає можливість переналагодження його в разі потреби.
Покажемо декілька схем взаємодії сил різання і сил затиску, і виберемо оптимальну.
Сила затиску W, прикладена до деталі і сила різання Р однаково направлені і притискують деталь до опори 5,6. В даному випадку необхідна мінімальна сила затиску W( рис.3.1).
Рис.3.2. Схема взаємодії сил різання і сил затиску.
Сила затиску притискає деталь до опор. При цьому Р1 має однаковий напрямок з W і притискає деталь до нижніх опор, а Р2 діє W зміщенню деталі в пристрої запобігають сили тертя, які виникають на площинах контакту із встановлюючими і загальними елементами пристрою (рис.3.2.).
Рис. 3.2. Схема взаємодії сил різання і сил затиску.
Отже схема 3.1 у нашому випадку буде найбільш оптимальною.
Для забезпечення пристрою на точність необхідно виконувати умову , де Т = 0,021 м – допуск на розмір, - сумарна похибка.
Тоді, мм.
мм виконується.
Точність контрольного пристрою залежить від точності вимірювальних головок, штативу й опорних плит, на які встановлюється деталь. Оскільки плита має дуже малу шорсткість поверхні, то похибка розміщення по цій плиті можна знехтувати.
Тоді, похибка вимірювання буде рівна:
мм.
- похибка вимірювальної головки;
мм – похибка штативів.
Похибка вимірювання не впливає на кінцевій результат процесу вимірювання.
Виходячи зі схеми базування, виберемо установчий елемент у вигляді прямокутної опорної пластини, згідно з теорією базування проектування проводимо в установчих елементах, використовуємо правило шести точок. Напрямок сили затиску з напрямком сили обробки. Сила затиску розглядається з умови рівноваги заготовки з врахуванням коефіцієнта запасу К.
Таким чином:
де P=1156,3Н – сила різання;
- коефіцієнти тертя;
=1,5 – гарантований коефіцієнт запасу;
=1,06– коефіцієнт, що враховує наявність нерівностей на заготовці;
=1– коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання від прогресивного затуплення ріжучого інструменту;
= 1 – коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання при переривчастій роботі ;
= 1– коефіцієнт, що враховує зміни затискної сили, для механізованого привода ;
=1– коефіцієнт, що характеризує ергономічність ручних затисків при зручному положенні рукоятки (кут повороту менше 900);
= 1,5– коефіцієнт, що враховує розміщення заготовки на опорні штирі.
Отже, сила затиску:
H
Діаметр поршня знаходимо за формулою:
де H –;
p=10МПа –тиск мастила;
η=0,92 – ККД, що враховує втрати в гідроциліндрі.
мм.
Отже, для забезпечення необхідної точності затиску вибираємо пнемо-циліндр односторонньої дії по ГОСТ 19900-74.
Пристрій призначений для установки і закріплення заготовки при обробці на вертикально-фрезерному верстаті. Дане пристосування встановлюється на стіл верстата і кріпиться за допомогою пазів і болтів. Заготовка встановлюється на опорні пластини 52 і затискається губками лещат 15.
Пневматичні лещата складаються з пнемо-циліндра затискних механізмів та елементів. Використання пневматичного затиску значно пришвидшує процес затиску.
Опишемо принцип дії:
Рухома губка лещат насаджена на валу 17, який вставлений в отвір корпусу1, до торця штоку 7 за допомогою гвинта 6 приєднана мембрана 3, яка з кришкою корпусу утворює пнемо-циліндр, нагубник 13 приєднаний до губи за допомогою гвинтів М8. Положення рухомої губи на валу забезпечується за допомогою кільця 14 та контр-гайки 20.
При затиску заготовки стиснуте повітря подається до пнемо-циліндра, який штовхає шток 7, в свою чергу шток з’єднаний з важелем 13 який штовхає вал на якому насаджена губа лещат у поздовжньому напрямку. При розтиску заготовки повітря виходить з пнемо-цилндра і під дією пружин 5 відбувається рух штока в зворотньому напрямку після чього відбувається роз тиск деталі.
Для розрахунку економічної ефективності впровадження пристрою у виробництво ми порівняємо два варіанти обробки деталі на верстатах, при першому варіанті деталь встановлюється на стіл верстата, при другому- кріпиться в пристосуванні. При встановленні часу безпосередньо на верстат втрачається більше часу ніж при використанні спеціального пристрою:
Для операції 005 Тдоп=0,29 хв.
За рік роботи при N=75000 шт.
год.
Одна година роботи на верстаті коштує Св = 4.73 грн. Тобто, собівартість деталей за рік зростає на . Собівартість пристосування Спр=780 грн. для зниження собівартості виготовлення деталей краще використовувати пристосування пневматичні лещата.
Висновок
У курсовому проекті детально розроблений технологічний процес механічної обробки губки рухомої. Вибраний більш економічний спосіб отримання заготовки - лиття в кокіль, який порівняно з литтям у піщано-глинясті форми дає економічний ефект.
Вибраний більш оптимальний варіант технологічного процесу, який є кращим порівняно з іншим. Це досягається за рахунок використання більш прогресивних методів отримання поверхонь. У такому випадку свердління отворів, обробка поверхонь деталі. При цьому зменшується штучний час. На основі цих факторів можна зробити висновок, що обробка по новому технологічному процесу є більш вигідною і ефективною.
Перелік посилань