Проектирование участка цеха механической обработки детали «Рычаг» в условиях серийного производства. Пояснительная записка. 1 Общая часть 1 Описание конструкции детали
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
2.6 Выбор технологической оснастки Технологическая оснастка включает в себя приспособления установочно-зажимные, режущие инструменты, вспомогательные и мерительные инструменты. Роль инструментальной оснастки в условиях современного производства возросла на столько, что в отдельных случаях способна определять конструкцию и схему построения станков и систем. Ярким примером этого является создание единой системы вспомогательного и режущего инструмента для станков с ЧПУ. Вновь создаваемое оборудование проектируется с учетом возможности применения уже существующего инструмента. К инструменту предъявляются следующие требование: крепление инструмента с требуемой точностью, жесткостью и виброустойчивостью; регулирование положения режущих кромок относительно координат технологической системы станков с ЧПУ; расширение технологических возможностей станков, концентрация технологических переходов; удобство в эксплуатации (быстрота смены, простота сборки, наладки и т. д.); технологичность изготовления. При выборе вспомогательного инструмента предпочтение следует отдавать конструкциям с элементами, регламентированными стандартами, что обеспечивает преемственность конструкций и снижение себестоимости инструмента. При определении номенклатуры режущего инструмента необходимо стремится к использованию стандартного инструмента. Применение стандартного инструмента должно быть обосновано. В разработанном технологическом процессе основная номенклатура вспомогательного и режущего инструмента – стандартный инструмент. Выбор инструмента производился с использованием соответствующей нормативно технической документации. 2.7 Назначение и расчет режимов обработки Расчетно-аналитический метод расчета режимов резания Операция 005 Фрезерно-вертикальный консольный. Станок Модель 6Р12 1 Выбор режущего инструмента Выбираем торцевую фрезу, из пластинок твердого сплава Т15К6 ГОСТ 9473-80 (Ø100, z=10); [12, 187] 2 Длина рабочего хода Lр.х.  (2.13)где  – длина резания 143мму – длина подвода, врезания и перебега инструмента 3 мм; [13, 300] Lдоп – дополнительная длина хода, вызванная в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации детали 0 мм. При торцевом фрезерование с высокими требованиями к чистоте поверхности длину врезания и перебега принимать:  (2.14)где D – диаметр фрезы 100мм.   мм3 Подача на зуб фрезы Sz Sz - 0,12 мм/зуб; [13, 85] 4 Определить стойкость инструмента Тр Тм = 120 мин; [13, 87] Расчет скорости резания V  , (2.15)где  ; [13, 97] К1- коэффициент, зависящий от размеров обработки - 1,1.  , К2 – от обрабатываемого материала 0,9; [13, 100] К3 – стойкость материала инструмента 0,85.  м/мин5 Число оборотов шпинделя, об/мин  , (2.16) об/минКорректируем по паспорту станка:  =600 об/минДействительная скорость резания, м/мин  , (2.17) м/мин6 Расчетная минутная подача Sм  , (2.18)где Zи – число зубьев  мм/минКорректируем по паспорту станка: Sмин = 700 7 Основное время, мин  , (2.19) мин8 Мощность резания, кВт  , (2.20)где  величина, определяемая по таблице; скорость резания м/мин; глубина резания мм; число зубьев фрезы; коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; коэффициент, от типа фрезы и скорости. кВт9 Проверка по мощности двигателя  , (2.21) Обработка возможна. Табличный метод расчета режимов резания Операция 010 Фрезерно-горизонтальный консольный станок 6Р82 1 Длина рабочего хода, мм Lрез – длина резания 87мм где у – длина подвода, врезания и перебега инструмента 3мм; [13, 301] Lдоп – дополнительная длина хода, вызванная в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации детали 0 мм. При цилиндрическом фрезерование с высокими требованиями к чистоте поверхности длину врезания и перебега принимать: , где D – диаметр фрезы.   мм3 Подача на зуб фрезы Sz Sz - 0,1 мм/зуб; [13, 85] 4 Стойкость Тм = 120 мин; [13, 87] 5 Скорость резания, м/мин где  240; [13, 97] К1- коэффициент, зависящий от размеров обработки 1,4. [13, 99]  К2 – от обрабатываемого материала 0,9; [13, 100] К3 – стойкость материала инструмента 0,85.  м/мин6 Число оборотов, об/мин  об/минКорректируем по паспорту станка: =800 об/минДействительная скорость резания, м/мин  м/мин7 Минутная подача Sм, мм/мин  мм/минКорректируем по паспорту станка: Sмин = 800 8 Основное время, мин  минВсе расчеты режимов обработки вносятся в сводную таблицу Таблица 2.10 - Сводная таблица режимов обработки
Продолжение таблицы 2.10
2.8 Расчет технологических норм времени Операция 005 Штучное время на обработку детали Tшт, мин, определяется по формуле Tшт = То + Тв + Тобс + Тотл , (2.22) где То-основное время на операцию 0,4 мин; Тв - вспомогательное время ,мин; Тобс – время на обслуживание рабочего места, мин; Тотл – время на отдых и личные надобности, мин. Вспомогательное время Тв, мин, определяют по формуле Тв = Туст + Тпер + Тизм, (2.23) где Туст - время на установку и снятие заготовки - 0,1, мин; [20, 43] Тпер - время связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработки поверхности - 0,18, мин; [20, 184] Тизм - время, затрачиваемое на измерение - 0,1 мин [20, 86] Тв = 0,1+0,18 = 0,28 мин Оперативное время Топер, мин, находится по формуле [20, 27] Топер= То+Тв, (2.24) Топер=0,4+0,28=0,68 мин Время на обслуживание, отдых и личные надобности Тобс, мин,определяют по формуле Тобс = Топер ∙ 3,5% = 0,68 ∙ 3,5% = 0,024 Время на отдых и личные надобности Тотл, мин, находится по формуле Тотл = Топер ∙ 4% = 0,68 ∙ 4% = 0,027 мин Тшт = 0,4 + 0,28 + 0,024+0,027 = 0,73мин Тпз = 16 мин [20, 111] Все расчеты норм времени вносятся в сводную таблицу Таблица 2.11 - Сводная таблица технологических норм времени
3 Конструкторская часть 3.1 Проектирование специального режущего инструмента Рассчитать и спроектировать сверло для выполнения размера Ø24,5 мм По форме и конструкции сверла разделяют на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубинного сверления, кольцевые, центровочные, с канавками для подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), с многогранными пластинками. Сверла выполняют с цилиндрическим, коническим и четырехгранным хвостовиком.  Рисунок 2 – Сверло спиральное В качестве материала корпуса сверла выбираем сталь 40Х, режущей части – быстрорежущую сталь Р6М5. Сила резания, Н  , (3.1)где  - поправочный коэффициент; = 68; [12, 32];D - диаметр сверла, мм; S - подача, мм/об;  – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки; = 1; [2, 264];q = 1,0; y = 0,7 – показатели степени. [11, 281]  НКрутящий момент  Н·мРасчет конуса Морзе хвостовика Момент трения между хвостовиком и втулкой  , Н∙м , (3.2)где  - коэффициент трения стали по стали; - осевая составляющая силы резания, Н; - наибольший диаметр конуса хвостовика, мм; - наименьший диаметр конуса хвостовика, мм; – угол для большинства Конусов Морзе;Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию при работе затупившимся сверлом; этот момент в 3 раза больше, чем момент, чем момент, полученный для нормальной работы сверла.  Находим средний диаметр хвостовика, мм  , (3.3)где θ - половина угла конуса;  - отклонение угла конуса. ммПо СТ СЭВ 147-75 выбираем ближайший больший конус: конус Морзе № 3 с лапкой, имеющим следующие конструктивные размеры: =24,1 мм; =19,1 мм; l4 = 99 мм. [16, 154] Рисунок 3 – Конус Морзе №3 Определяем длину сверла. Общая длина сверла L и длина рабочей части l0 хвостовика и шейки l2 могут быть приняты по ГОСТ 10903–77. Но с целью увеличения жесткости инструмента принимаем общую длину сверла равной L = 140 мм. Определение геометрических и конструкционных параметров режущей части сверла. [16, 151] Выбираем форму заточки: ДПС (двойная с подточкой перемычки). Угол наклона винтовой наковки = 300 Угол между режущими кромками 2 = 1180; Задний угол = 120 ; Угол наклона поперечной кромки = 550. Размеры подточки А = 2,5 мм; l = 5 мм.  Рисунок 4 - Геометрические параметры сверла Шаг винтовой канавки, мм  , (3.4)где D - диаметр сверла, мм; - угол наклона винтовой канавки, 30º.  ммДиаметр сердцевины сверла, мм  (3.5)где D - диаметр сверла, мм.  ммУтолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм. Обратная конусность сверла равна 0,05 .. 0,12 мм. Принимаем 0,08 мм. Выбираем ширину ленточки и высоту затылка по спинке [16, 158] f0 = 0,6 мм К = 0,15 мм Ширина пера В, мм  , (3.6) где D - диаметр сверла, мм.  ммОсновные технические требования и допуски на сверло устанавливаем по ГОСТ 885-77. Предельные отклонения диаметра сверла Ø=24,5  мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по квалитету 14 с симметричным расположением предельных отклонений по ГОСТ 25347-82. Предельные отклонения конуса хвостовика устанавливаются по ГОСТ 2848-75 (степень точности АТ8).3.2 Проектирование специального мерительного инструмента Необходимо спроектировать калибр-пробку для предварительного контроля отверстия Ø24,5+0,052 Выбираем схему расположения полей допусков калибра [11, 10]  Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков калибра.1 Определение наибольшего и наименьшего предельных размеров отверстия: Dmax=24,552 мм; Dmin=24,5 мм; Таблица 3.1 – Формулы для определения исполнительных размеров калибров-пробок для отверстий [21, 7]
Для квалитета 9 и интервала размеров свыше 18 до 30 мм находятся данные для определения размеров необходимых калибров [21, 10] Z=0,009мм; Y=0; H=0,006мм. где Н - допуск на изготовление калибра; Z - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра; Y - допустимый выход размера изношенного проходного калибра за границу поля допуска изделия. Наименьший размер проходного калибра-пробки  мм (3.7)Наибольший размер непроходного калибра-пробки  мм (3.8)Предельный размер изношенного калибра-пробки Dmin–Y=24,5-0=24,5мм (3.9) Определение исполнительных размеров калибров-пробок:   3.3 Проектирование специального приспособления  Рисунок 6 – Схема сил зажима Расчет сил зажима без учета силы подачи Q, , производится по формуле Q =  (3.10)где К – коэффициент запаса; Мрез – крутящий момент, из режимов резания 1160 Н м; f1 и f2 0,1…0,16– коэффициент трения соответственно в местах контакта заготовки с опорами и с зажимным механизмом, принимаем 0,16; α - угол призмы 90º; d - диаметр фрезы 24мм. Коэффициент запаса К, определяется по формуле  , (3.11)где К0 =1,5 - коэффициент гарантированного запаса; К1 = 1,2 – коэффициент зависящий от вида поверхности детали; К2 = 1,0 – учитываем увеличение сил резания при затуплении режущего инструмента; К3 = 1,2 - коэффициент, учитывающий силы резания при обработке прерывистой поверхности; К4 = 1,3 - учитывается постоянство силы зажима развеваемой силовым приводом приспособления; К5 = 1,0 - коэффициент учитывающий при наличии моментов стремящихся повернуть обрабатывающую деталь; К6 = 1,0 – коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку. Если К< 2,5, то принимается К=2,5 К = 1,5 ·1,2·1,0 ·1,2· 1,3·1,0 ·1,0 = 2,8 Q =  НСила зажима на оси Г – образного прихвата W, Н, определяется по формуле  (3.12)где Рz – сила резания, равна 3468 Н; f - коэффициент трения на зажимаемой поверхности, равен 0,15.  НРасчет усилия на штоке Р, Н, производится по формуле  (3.13)где  = ;  =4º;  =0,1;   НРасчет диаметра цилиндра D, мм, производится по формуле  (3.14)откуда  , ммгде р – давление воздуха в сети, р=0,4 МПа; η – коэффициент полезного действия =0,9. Выбираем ближайший стандартный диаметр цилиндра D=90 мм. Фактическое усилие на штоке  Н4 Организационно – экономическая часть Исходные данные для расчетов технико–экономических показателей и нормы времени по операциям расположены в таблицах 4.1 и 4.2 Таблица 4.1 - Исходные данные для расчета технико-экономических показателей
Таблица 4.2 - Нормы времени по операциям
4.1 Производственные расчеты Расчет годового приведенного выпуска деталей Серийное производство характеризуется широкой номенклатурой обрабатываемых деталей. За производственными участками закрепляются технологически однородные детали, схожие по форме и массе, что позволяет вести производственные и экономические расчеты на основе приведенного выпуска деталей. Заданную деталь принимают в качестве типового представителя годового выпуска деталей, это условное количество типовых деталей, трудоемкость обработки которых равна трудоемкости всех деталей, закрепленных за участком определенного объема, осуществляется исходя из производственной мощности участка и рационального использования оборудования. Расчет годового приведенный выпуск деталей  , шт, производится по формуле , (4.1)где  – годовой действительный фонд времени работы единицы оборудования (в часах); – коэффициент загрузки оборудования, принимается не менее 0,85; – норма штучного времени на ведущую операцию;α – коэффициент допустимых потерь на переналадку: для крупносерийного производства α = 0,3÷0,5; для среднесерийного производства α = 0,05÷0,08; для мелкосерийного производства α = 0,08÷0,01; С – количество введенного оборудования на ведущие операции, принимаем равным 1. Годовой действительный фонд времени работы единицы оборудования Fд , час, рассчитывается по формуле  , (4.2)где  – количество рабочих дней в году;  – это продолжение смены (в часах), принимается равным 8-ми;S– количество смен работы оборудования, принимается равным 2;  – потери времени на ремонт в %, принимается равный от 5 до 10%.Расчетное значение годового приведенного выпуска деталей округляется до целого значения.  час, шт,Годовой объем выпуска деталей Годовой объем выпуска деталей, Nгод может быть определен исходя из соответствующего значения коэффициента закрепленной операции за одним рабочим местом для крупносерийного производства:  = 21÷40для среднесерийного производства: = 11÷20для мелкосерийного производства: = 1÷10При равномерном выпуске продукции за год и закрепление за каждым рабочим местом одной операции Кзо равен количеству наименований деталей.  , (4.3)где nд – количество наименований деталей. Расчет годового объема выпуска деталей,Nгод, штук производится по формуле  (4.4)  Принимаем Ng=30000 шт Для подтверждения правильности выбора типа производства используем таблицу, в зависимости от величины годовой программы и массы детали. Таблица 4.3 - Зависимость размера партии от массы детали
Определение количества деталей в партии и норм штучно калькуляционного времени Минимальное количество деталей в партии  , шт, определяется по формуле , (4.5)где  - подготовительно – заключительное время максимальное из всех, мин;  - норма штучного времени мин;  - коэффициент потерь времени на подготовку производства 0,07. штРасчетное значение величины партии корректируются таким образом, чтобы оно было больше минимального, равно полусменному, сменному или суточному выпуску деталей и кратно годовому выпуску. Выпуск детали за смену  , шт, определяется из зависимости , (4.6)где Топ – оперативное время за смену, для серийного производства оно равно 300 минут; шт Принимаем:  =100 штНорма штучно-калькуляционного времени на каждую операцию  , мин, определяется по формуле , (4.7)где - количество деталей в партии, шт.Операция №005  минОперация №010  минОперация №015  минОперация №020  минОперация №025  минОперация №030  минОперация №035  минОперация №040  минОперация №045  минОперация №055  минСоставление таблицы трудоемкости выпуска изделий по операциям | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
, 
