Потапов Н.А._ТМз_1001. Дипломный проект
 Скачать 1.77 Mb.
|
|
Î Ç C руб/час. Затраты на материал определяются по массе проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки ( ) î ò õ M Q S Q q S , (18) где Q – масса заготовки, кг S – цена 1 кг материала заготовки, руб q – масса готовой детали, кг отд – цена 1 кг отходов, руб. 0, 7 45 (0, 7 0, 081) 33,84 руб. 10,55 6, 41 16,96 ÇÀÃ руб Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок определяется по формуле ( ) ЗАГ заг б заг п Э S S N , (19) где , заг б заг п - стоимости заготовок по базовому и проектируемому варианту, руб г - годовая программа выпуска деталей, шт г шт. (16,96 11,51) 77265 руб. Рассчитаем коэффициент использования материала базового (заготовка из проката) и проектируемого (отливка) технологических процессов 0, 081 0,12 0, 700 Á ÊÈ Ì ; 0, 081 0, 65 0,125 Ï ÊÈ Ì 0, 65 5, 4 0,12 Ï Á ÊÈ Ì ÊÈ Ì Из расчета видно, что коэффициент использования материала для проектируемого технологического процесса значительно выше базового. 2.3 Разработка технологического процесса изготовления детали В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими возможность применения наиболее рациональных и экономичных способов их обработки на металлорежущих станках, те. обработки с наибольшей производительностью и наименьшими отходами металла в стружку. От правильности выбора заготовки зависят трудоемкость и себестоимость обработки при изготовлении заготовки, максимально приближающейся по форме и размерам к готовой детали, значительная часть трудоемкости процесса приходится на долю заготовительных цехов, а меньшая — на механообрабатывающие цеха и, наоборот, при изготовлении заготовок с большими припусками основная доля трудоемкости приходится на механообрабатывающие цехи. В проектируемом технологическом процессе учтены все недостатки, присутствующие в базовом технологическом процессе и внесены соответствующие изменения. Произведена замена операции получения заготовки из прокатана литье и замена универсального оборудования станков модели КР) на оборудование с ЧПУ (станки модели 16К20Ф305, РФ) на токарных и фрезерных операциях, а также разделение токарной и фрезерной операции на две токарных и две фрезерных. На токарной операции произведена замена приспособления с ручным зажимом на приспособление с пневмозажимом. Это позволяет сократить вспомогательное и подготовительно-заключительное время, а, следовательно, и штучное время на обработку. Таблица 3 - Варианты технологического маршрута Базовый технологический процесс Проектируемый технологический процесс опер Наименование операции Модель станка Оснастка Т ШТ, в МИН опер Наименование операции Модель станка Оснастка Т ШТ, в МИН Заготовительная Заготовительная Токарная КО правка Контрольная- 0 1 5 Фрезерная Р 1 1 Поворотный стол Токарная К 2 0 Ф 3 0 5 Оправка Сверлильная Н 1 1 8 Приспособление Токарная К 2 0 Ф 3 0 5 Оправка Слесарная Верстак слесарный Фрезерная РФ Поворотный стол Моечная Моечная ванна Фрезерная РФ Поворотный стол Контрольная- 0 3 5 Сверлильная Н 1 1 8 Приспособление Слесарная УЗ В 1 - - 0 4 5 Контрольная- Итого Итого Обоснование выбора технологических баз Выбор баз на технологическую обработку - один из ответственных этапов в разработке технологического процесса, так как он определяет точность обработки детали и конструкцию приспособления. В качестве технологических баз следует применять поверхности достаточно больших размеров, чтобы обеспечить точность базирования и закрепления заготовок в приспособлении. Эти поверхности должны иметь меньшую шероховатость, не иметь литейных углов и других дефектов. Данная деталь служит основой для образования герметичной подсборки, которая входит в состав авиационного узла. Основными базами детали Корпус механизма сопряжения является наружная цилиндрическая поверхность диаметром мм, правый торец внутренняя цилиндрическая поверхность диаметром 40Н8мм и левый торец на которые деталь устанавливается в приспособления для дальнейшей обработки цилиндрических и торцевых поверхностей, а также фрезерование наружного выступа. Детальна токарной операции 015 механической обработки базируется по наружной цилиндрической поверхности в трехкулачковом патроне. 1 2 3 6 5 4 Р 3 Рисунок 2 - Типовая схема базирования 2.5 Расчет и назначение припусков на механическую обработку Операция литья по выплавляемым моделям позволяет получить поверхность заготовки достаточно чистую, чем и обуславливаются данные для дальнейшего расчета. Определим межоперационные припуски и размеры на токарную операцию 015. При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения минимальный припуск на обработку определяется по формуле 2 2 min 1 1 1 2 2 ( ) zi i i i Z R h , (20) где R zi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм h i-1 - глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм ρ i-1 - суммарное пространственное отклонение на предшествующем переходе, мкм i - погрешность установки на данном переходе, мкм. При обработке противоположных или отдельно расположенных поверхностей min 1 1 1 zi i i i Z R h (21) Элементы припусков назначаем согласно справочника [1]: Определяем высоту неровностей R Z и глубину дефектного слоя после получения заготовки и ее последующей механической отработки. для заготовки (отливки R z =30 мкм h=100 мкм. Производим подрезание правого торца в размер мм. для однократного подрезания R z =15 мкм h=20 мкм. Определим пространственные отклонения заготовки при обработке торцевых поверхностей êî ð , (22) где кор - величина коробления отливки. êî ð Ê D , (23) где ê - удельная кривизна заготовок на мм длины, ê =0,7мкм; D – диаметр торцовой поверхности. 0, 7 64,3 45 êî мкм. Пространственные отклонения при однократном подрезании торцев принимаем равным нулю. Погрешность установки на данном переходе заг =90 мкм – установка заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне дет =50 мкм – установка детали в приспособлении. min 1 i Z = 30+100+ 45 +90 = 265 мкм min 2 i Z = 15+20+50 = 115 мкм. Записываем в таблицу расчетный минимальный размер для правого торца мм. Значения допусков каждого перехода принимаются в соответствии с квалитетом точности для каждого вида обработки для однократного точения допуск по 11-му квалитету равен 0,13 мм для заготовки допуск по 13-му квалитету равен 0,33 мм. Определяем наибольшие предельные размеры для чистового (однократного) точения L max =19,82+0,13=19,95 мм. для заготовки L max.заг = 20,085+0,33 = 20,415 мм L заг.ном =20,3мм. для однократного точения пр max =L maxi-1 – L maxi , мкм, (24) пр max =20,415-19,95=0,465 мм=465мкм. пр min =L mini-1 – L mini , мкм, (25) пр min = 20,085-19,82 =0,265 мм мкм. Находим общие припуски Z 0max,min,ном =ΣZ пр max , пр min , пр ном, (26) Z 0max =465 мкм Z 0min =265 мкм ном мкм. Произведем проверку расчетов пр пр min =T i-1 -T, (27) 465-265=330-130; 200=200. На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков торцевой поверхности 19,95 -0,13 мм (см.Приложение А. Определим припуски и межоперационные размеры на растачивание внутренней цилиндрической поверхности диаметром 0,039 32, 4 мм. При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения минимальный припуск на обработку определяется по формуле [20]. Записываем в таблицу расчетный минимальный размер для отверстия диаметром мм. Таблица 5 - Расчет припусков и предельных размеров на обработку отверстия диаметром 32,4H8( +0.039 мм Технологические переходы 32,4H8 мм Элементы припуска, мкм Расчет- ный припуc к 2Z min. мкм Расчетный размер, мм Допус к, мкм Предельный размер, мм Предельный припуск , мкм R Z h D min D max 2Z min 2Z ma пр 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Заготовка 30 100 254 90 - 31,497 390 31,107 31,497 - - Продолжение таблицы 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Точение чистовое 15 20 10 35 799 32,296 100 32,196 32,296 799 Точение тонкое 2,5 5 - - 143 32,439 39 32,4 32,439 143 204 Итого 942 1293 Графа "расчетный размер" заполняется, начиная с конечного, в данном случае чертежного, размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода. В графе "предельный размер" наибольшее значение (d max ) получается по расчетным размерам, округляемым до точности допуска соответствующего перехода. Расчетный размер d p =32,4H8 мм. Для чистового растачивания р = 32,439 - 0,143 = 32,296 мм для заготовки d р.заг.max = 32,296 – 0,799 мм. Значения допусков каждого перехода принимаются в соответствии с квалитетом точности для каждого вида обработки для тонкого растачивания допуск по 8-му квалитету равен 0,039 мм для чистового растачивания допуск по 11-му квалитету равен 0,100 мм для заготовки допуск по 13-му квалитету равен 0,390 мм. Наименьшие предельные размеры (d min ) определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов. Таким образом, для тонкого растачивания р = 32,439 - 0,039 = 32,4 мм для чистового растачивания d pmin = 32,296- 0,100 = 32,196 мм для заготовки d pmin = 31,497 - 0,390 = 31,107 мм d заг.ном =31,19мм. Минимальные предельные значения припусков пр min равны разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения пр max - соответственно разности наибольших предельных размеров. пр max =d mini-1 – d mini , мкм, (30) пр max1 =32,4-32,196=0,204 мм=204мкм; пр max2 =32,196-31,107=1,089 мм=1089мкм. Определим общие припуски оном по формуле (26) 2Z omax = 1293 мкм. 2Z omin = 942 мкм. ном = 400 мкм. Произведем проверку расчетов по формуле (27) 1293-942=390-39 мкм мкм. На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков поверхности диаметров мм (см. Приложение А. Таблица 6 - Назначенные припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали Корпус механизма сопряжения № поверхности Размер поверхности Табличный припуск, мм Расчетный припуск, мм Допуск, мм 1 2 3 4 5 1 19,95h11 (расч) - 0,35 0,13 2 46n7 1,6 - 0,025 3 0,2×45 0 0,2 - 0,25 4 1,5h12 1,5 - 0,1 5 32,4H8 (расч) - 1,1 0,039 6 41,8H9 1,1 - 0,062 7 38,4H12 1,1 - 0,25 8 8H14 0,35 - 0,36 9 2 H13 2,0 - 0,2 10 0,5×45 0 0,5 - 0,25 11 36,2h13 3,8 - 0,39 12 0,5h12 0,5 - 0,1 13 19,6h13 0,35 - 0,33 14 45,85h8 5,1 - 0,039 15 3h12 0,35 - 0,1 16 55h13 1,1 - 0,46 17 1,6h12 0,35 - 0,1 Продолжение таблицы 6 1 2 3 4 5 18 43,2h14 2,8 - 0,62 19 Н 1,4 - 0,14 20 Н 6,0 - 0,46 21 2H13 2,0 - 0,14 22 M45×1,5-8g 0,15 - 0,039 23 10,8h8 10,8 - 0,27 24 0,5×45 0 0,5 - 0,25 25 40H8 1,1 - 0,039 26 0,5×45 0 0,5 - 0,25 27 7,5H13 0,35 - 0,22 28 35H13 1,1 - 0,39 29 4,2H11 0,35 - 0,1 30,31 4h12 0,55 - 0,12 32,33 R1,5 0,55 0,12 34 63h10 0,55 - 0,14 35 2h14 2,0 - 0,25 36 2H8 2,0 - 0,014 2.6 Расчет режимов резания Расчет режимов резания на токарную операцию 015. Определим частоту вращения шпинделя по формуле (35) D=41,8 мм V=121 м/мин. 1000 121 922 / 3,14 41,8 n î á ì èí По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем n ф об/мин. Уточним действительную скорость резания по формуле (36) V= 7 , 124 1000 8 , 41 14 , 3 950 м/мин. Определим силу резания по формуле (37) t= 8 мм s =0,1 мм/об; V=124,7 м/мин; n=0; Кр 0,70. 1 0,75 0 10 300 8 0,1 124, 7 0, 70 Н. Определим мощность резания по формуле (40) Р Z =2987Н; V= 124,7 м/мин. 2987 124, 7 6 1020 60 ÐÅÇ N кВт. Переход 9: Подрезание торца поверхности 9 в размер L=2 +0,2 мм и точение фаски 0,5×45 0 мм поверхности 10. Глубина резания равна припуску на подрезание торца t = 2 мм. Подачу выбираем по справочнику [1]: S = 0,15 мм/об. Определим скорость резания по формуле (31) 0,20 0,15 0,20 420 1, 43 137 40 2 0,15 V м/мин. Определим частоту вращения шпинделя по формуле (33) D=38,4 мм V=137 м/мин. 1000 137 1136 / 3,14 38, 4 n î á ì èí По паспорту станка 16К20Ф305, выбираем n ф об/мин. Уточним действительную скорость резания по формуле (36) V= 135 1000 4 , 38 14 , 3 1120 м/мин. Определим силу резания по формуле (37) t= 2 мм s =0,15 мм/об; V=135 м/мин; n=0; Кр 0,70. 1 0,75 0 10 300 2 0,15 135 0, 70 Н. Определим мощность резания по формуле (40) Р Z =1012Н; V= 135 м/мин. 1012 135 2, 25 1020 60 ÐÅÇ N кВт. 2.8 Выбор СОТС В современном машиностроении год от года возрастает роль СОТС (смазывающе – охлаждающих технологических жидкостей) для обработки металлов резанием. Применение СОТС в значительной степени ускоряет сложный и длительный процесс преобразования заготовок деталей машин и механизмов. При этом улучшается качество обрабатываемых поверхностей, повышается точность обработки, улучшаются условия труда. СОТС подразделяется на минеральные масла с различными присадками, водные эмульсии, полусинтетические и синтетические. При выборе СОТС необходимо учитывать совокупность условий, при которых она будет применяться вид обработки, состав и свойства обрабатываемого материала, режимы обработки и характер стружки, требуемое количество обрабатываемых поверхностей. Большое значение может также иметь материал и конструкция инструмента, его сложность и наладка, износостойкость. На токарных и фрезерных операциях механической обработки я применяю жидкость смазочно-охлаждающую МР-1у по ТУ 38.101731-80. СОЖ относится к масляным - (Ми дающий прозрачный раствор - (Р. Применяется при механической обработки резанием углеродистых конструкционных сталей на станках автоматах. Метод подачи – свободная струя. Таблица 7 – Химический состав смазочно-охлаждающей жидкости МР-1у Наименования показателей Нормы Данные анализа 1. Внешний вид Прозрачная маслянистая жидкость от желтого до корич- Прозрачная маслянистая жидкость светло коричневого невого цвета цвета 2. Запах Специфический для минерального масла Специфический для минерального масла 3. Удельная масса при 20 град.С,г/см 3 в пределах 0,800-0,930 0,880 4. Вязкость кинематическая при 50 град.С, мм 2 /с 18-24 20,83 5. Температура вспышки в открытом тигле, град.С, не ниже 175 207 6. Коррозирующее действие к сталь Л ГОСТ 977-88 выдерживает выдерживает 7. Массовая доля воды отсутствие отсутствие 8. Кислотное число, мг КОН/г, не более 1,5 0,60 9. Массовая доля серы, % в пределах 0,7-1,5 1,14 Массовая доля хлора, % в пределах 1,0-1,6 1,05 11. Содерж. мех. примесей, % не более 0,035 0,022 12. Стабильность при хранении выдерживает выдерживает 2.9 Расчет по участку Данные для расчета Фактические потери в эффективном фонде рабочего времени основных рабочих поданным ФРД: n = 16% Фактические коэффициенты выполнения норм Токарные - 0,94 Фрезерные – 0,96 Сверлильные – 0,93 Слесарные – 0,92 Планируемый коэффициент выполнения норм 1,12 Планируемые потери в режимном фонде рабочего времени Основных рабочих - 14% Технологического оборудования - 6% Планируемый коэффициент сменности – 2 Режим работы 5-ти дневная неделя, продолжительность смены 8 часов. При расчете трудоемкости необходимо учитывать коэффициент корректировки k к.кор . Он определяется по каждому виду работ на основе данных - о фактическом коэффициенте k квн.ф. выполнения норм по каждому виду работ - о планируемом коэффициенте k вн.пл. выполнения норм в планируемом периоде - о фактических потерях n кф. в процентах, рабочего времени основных рабочих каждой специальности по результатам анализа фотографии рабочего дня. k.kî ð k (1 0, 01 ) êâí ô êâí ï ë êô k k ; (61) k.kî ð.òî ê 0,94 k 1, 05 1,12 (1 0, 01 20) ; k.kî ð.ô ðåç 0,96 k 1, 07 1,12 (1 0, 01 20) ; k.kî ð.ñëåñ 0,93 k 1, 04 1,12 (1 0, 01 20) ; k.kî ð.ñâåðë 0,92 k 1, 03 1,12 (1 0, 01 20) Расчеты коэффициентов корректировки трудовых затратна проектируемом участке сводятся в таблицу Таблица 8 - Коэффициенты корректировки затрат штучного времени Наименование видов работ в подсистеме основного производства участка Данные по базовому участку Коэффициенты корректировки затрат штучного времени k к-кор Фактический коэффициент выполнения норм основными рабочими квн.ф ) Фактические потери времени основных рабочих поданным ФРД (П кф ),% Токарные 0,94 14% 1,05 Фрезерные 0,96 1,07 Сверлильная 0,92 1,03 Слесарная 0,93 1,04 Расчет количества оборудования Расчет количества оборудования ведется по каждой группе г оборудования, 1 1 , ( ) |