Потапов Н.А._ТМз_1001. Дипломный проект
 Скачать 1.77 Mb.
|
|
q b r ø ò i k p j î á N t Q F , (62) где Q P,j - расчетное количество оборудования типа , . 1 1 q b i k ø ò i k t - норма штучного времени на операцию об. эф - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, час. F =4015 час Для проектируемого технологического процесса 16 20 305 (77265 0, 0758) 1, 46 4015 Ê Ô Q ; 6 11 3 (77265 0, 0676) 1,3 4015 Ð Ô Q ; 2 118 (77265 0, 0104) 0, 20 4015 Í Q Для базового технологического процесса 16 20 (32000 0, 235) 1,87 4015 Ê Q ; 6 11 (32000 0, 07) 0,56 4015 Ð Q ; 2 118 (32000 0, 03) 0, 24 4015 Í Q ; (32000 0, 043) 0,34 4015 Âåðñò àê Q Полученные значения количества единиц оборудования округляются до целого числа (как правило, в большую сторону, которое называется принятым числом рабочих мест (станков) (пр. Если полученное дробное число превышает целое число не более, чем на 8-10%, его следует округлять до меньшего целого. Перегрузка станка может быть компенсирована повышением режима обработки или повышением технической оснащенности, уменьшающей вспомогательное время. Полученные значения сводятся в таблицу. Таблица 9 - Ведомость станков на участке Наименование станков Тип, марка станка Количество станков Коэффициент загрузки расчетное принятое Токарный Фрезерный Сверлильный Ультразвуковой 16К20Ф305 РФ Н УЗВ1 1,46 1,3 0,20 1 2 2 1 1 0,73 0,65 0,20 1 Итого 3,96 6 0,65 Определение основных и вспомогательных материалов Годовая потребность в основных материалах на изготовление детали Î i r Ì Q N , (63) где i Q - масса заготовки, кг г – программа выпуска, N г =77265шт. 0,125 77265 кг. Определение численности работающих Число основных производственных рабочих рассчитывается по трудоемкости или расстановочным путем, исходя из количества рабочих мест. На основе трудоемкости определяется списочное число рабочих, а по расстановке - явочное. Для пересчета явочной численности в списочную, надо явочную численность умножить на коэффициент К сп , определяемый по формуле í ñï ýô F Ê F , (64) где К сп - коэффициент, учитывающий соотношение номинального и эффективного фонда времени н - номинальный фонд времени работы рабочего за год, час. F н =Д пл ×Т см , (65) F эф.раб =Д пл ×Т см ×(1-0,01×n об, (66) где n об – процент плановых потерь времени рабочим (отпуска, болезни, выполнение государственных обязанностей и др. (данные индивидуального задания. F н =250×8=2000ч. F эф.р =250×8×(1-0,01×14)=1720ч. 2000 1,162 1720 ñï Ê Число рабочих определяется раздельно по профессиями разрядам. Расчет числа рабочих по трудоемкости производится по формуле , 1 ( ) q b à i kø ò i k k ýô ð N t Ð F . (67) Результаты расчетов сводятся в таблицу. Таблица 10 - Сводная ведомость состава основных рабочих Наименование профессии Количество оборудования Число рабочих по разрядам Всего рабочих По сменам 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 Токарь 2 4 4 2 2 Фрезеровщик 2 2 2 4 2 2 Сверловщик 1 2 2 1 1 Слесарь 1 1 1 1 - Итого 6 3 8 11 6 5 Расчёт площади участка Производственная площадь участка рассчитывается из расчёта (в среднем) 20 м на станок пр = С ст ×20, (68) пр = 6×20 = 120 м Расчет по энергетике Годовой расчет силовой электроэнергии для участка 1 c óñò Ä Ç ÑÐ W K P F , (69) где К с – коэффициент спроса (для механических цехов К с =0,4÷0,5); óñò Ð - установленная мощность всего оборудования участка. 1 0, 4 27 4015 0,8 кВт. Определим годовой расход электроэнергии на освещение участка 2 0 2 0 óä W S W H , (70) где S 0 – общая площадь участкам W уд2 – средний расход электроэнергии нам, W уд2 =0,0158кВт; H 0 – норма осветительной нагрузки в год, ч. 2 120 0, 0158 2000 кВт. Годовой расход участком сжатого воздуха 1,5 ñæ ñâ ÷ È Ä ç ñð B B N K F , (71) где В св.ч – средний часовой расход свободного воздуха наго потребителя, В св.ч =1,5; N – число потребителей К И – коэффициент использования К И =1. 1,5 1,5 2 1 4015 0,8 14454 ñæ B 3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 3.1 Анализ применяемых средств технологического оснащения Станочными приспособлениями называются дополнительные устройства к металлорежущим станкам, позволяющие наиболее экономично в заданных производственных условиях обеспечить заложенные в конструкции детали требования к точности размеров, формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей. К станочным приспособлениям относятся устройства для установки и закрепления деталей на станках (приспособления, устройства для установки и крепления режущего инструмента на станках (вспомогательный элемент. В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяют на токарные, сверлильные, фрезерные, расточные. шлифовальные и др. сих помощью совместно приспособлениями для установки и закрепления режущих инструментов осуществляется наладка технологической системы станок-приспособление- инструмент - заготовка для обеспечения оптимальных условий работы и выполнения станочных операций. Конструкции станочных приспособлений совершенствуются неразрывно с развитием технологии и методов организации производства, с развитием станкостроения и появлением принципиально новых станков, например станков с ЧПУ, многоцелевых станков, с внедрением автоматических и переналаживаемых линий. Каждое средство технологического оснащения представляет собой самостоятельное средство производства, отвечающее целому ряду технических и экономических требований, как входе технологической подготовки производства, таки в процессе эксплуатации. При использовании средств специального контроля и применения специальных режущих инструментов решаются такие вопросы, как обеспечение точности обработки и быстрого контроля поверхностей, улучшая условия работы. Зная устройство, принцип действия и его особенности, станочник скорее и полнее освоит работу на нем, сможет выполнять резервы времени и повышения производительности станочных операций и внести свои новаторские предложения по использования этих резерв. В дипломном проекте разработано приспособление – оправка цанговая с пневмоприводом на токарную операцию 020, пневмопатрон на операцию 010. 3.2 Расчет приспособления Расчет цанги пневматической Описание технологической операции На данной токарной операции необходимо обработать несколько поверхностей. В качестве инструмента выбираем стандартизованные резцы по ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ и один специальный резец для обработки кольцевой проточки. Выбор схемы базирования заготовки Выбираем схему базирования детали типа "диск. Базирование происходит по двум базам 1 установочная база - база, лишающая деталь трех степеней свободы - перемещение вдоль оси ОХ и вращения вокруг осей OZ и OY (опорные точки 1, 2, 3); 2 направляющая база - база, лишающая деталь двух степеней свободы - перемещение вдоль осей OZ и OY (опорные точки 4, 5). Детальна токарной операции 020 механической обработки базируется по внутренней цилиндрической поверхности в цанговой оправки. 6 5 4 2 1 3 Ц Рисунок 3 - Схема базирования типа диск Принцип действия цанговой оправки Разжимная цанговая оправка применяется для обработке поверхностей на токарном станке детали Корпус механизма сопряжения в крупносерийном производстве и предназначено для базирования заготовки по внутренней цилиндрической поверхности и закреплением её усилием W. Тяга 1, пропущенная через полость шпинделя, своим левым резьбовым концом связана со штоком привода, а правым – в натяг вмонтирована в шарнирную муфту 2, связанную с резьбовой втулкой 4 шарнирным винтом 3. Последний двумя шпоночными выступами входит в пазы отверстия муфты по посадке с зазором мм зазор обеспечивает ударное действие штока привода, что облегчает выталкивание штока (клина) 7 из конусного отверстия цанговой пружинящей) оправки при раскреплении обрабатываемой детали. При подаче сжатого воздуха из пневмосети в правую полость пневмопривода (со штоком) двухстороннего действия, поршень совершает движение влево, тем самым обеспечивает зажатие заготовки. Для возврата в исходное положение, сжатый воздух подается в левую полость цилиндра (без штока) пневмопривода. Составление конструктивной и расчетной схемы приспособления W Q r r 1 Рисунок 4 - Конструктивная схема На обрабатываемую заготовку установленную и зажатую на цанговой оправки, действует сила резания P Z . Сила P Z при обработке втулки создает момент резания М рез , которому противодействует момент от силы трения М тр между установочной поверхностью цанги и обрабатываемой заготовки. Расчет усилия зажима Приложенные к заготовке силы должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установочных элементов, и сдвиг или повороте под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течение всего времени обработки. P Z Расчет сил закрепления обычно направленна обеспечение равновесия заготовки под действием приложенных к ней внешних сил. Внешними силами являются силы резания, силы закрепления, реакции опор и силы трения. Поэтому для расчета необходимо знать условия обработки в проектируемом приспособлении величину, направление и место приложения сил резания, схему базирования и закрепления для нахождения места приложения сил закрепления и сил трения, препятствующих сдвигу заготовки. Определим усилия зажима 1 ( ) Z ñóì Ê P r W fr , (72) где К – коэффициент запаса зависящий от условий обработки заготовок на станке P z – осевая сила, 1012 Н. К=К 0 ×К 1 ×К 2 ×К 3 ×К 4 ×К 5 ; (73) КН Определим диаметр вращающего пневмоцилиндра двухстороннего действия, используемого для закрепления заготовки 1,13 Ö Ç W D P , (74) где W- сила закрепления заготовки Р з - избыточное давление сжатого воздуха в пневмосети, МПа Р з =0,63 МПа. 3542 1,13 84, 7 0, мм. Получаем диаметр цилиндра равен 84,7 мм. Принимаем ближайшее большее стандартное значение диаметра пневмоцилиндра ц = 100 мм, d шт =25мм. Определим действительную силу W на штоке 2 2 ( ) 4 Ö Ø D d p W , (75) где W- сила закрепления заготовки W= Н Р з - избыточное давление сжатого воздуха в пневмосети, МПа Р з =0,63 МПа - кпд. пневмоцилиндра; =0,85÷0,9. 2 2 4 Ö Ø W D d p , 2 2 7960 Ö Ø D d Тогда усилие зажима будет равно 2 0, 785 Ö ç W D ð ; (76) 2 6 0, 785 0,100 0, 4 10 0,9 Н. Расчет приспособления на точность Для обеспечения необходимой точности обрабатываемой заготовки должно соблюдаться следующее условие максимальная результирующая погрешность должна быть меньше допуска на получаемый параметр Т примерно на 10-15%, то есть Ò (77) где Т - допуск на координирующий диаметральный размер отверстия детали. Ä Ò Ò , (78) где Т Д - допуск на выполняемый размер детали, Т Д =0,039 мм - коэффициент ужесточения допуска детали, по справочнику [1] мм - допустимое смещение заготовки относительно опор приспособления, по справочнику [1] =0. 0,9 0, 039 0, мм. Результирующая погрешность определяется по формуле 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 C ÐÏ Ï Î áèá Ç Ï Í È ÐÈ È Ç Í Ä K , (79) где Ñ - погрешность станка в ненагруженном состоянии, вызываемая погрешностями изготовления и сборки его деталей и узлов и их износа, Ñ =0,007 мм ÐÏ - погрешность расположения приспособления на станке – расположения посадочных поверхностей приспособления относительно посадочного места станка, ÐÏ =0,01 мм Ï Î - погрешность расположения опорных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления, Ï Î =0,01 мм áèá - погрешность базирования исходной базы заготовки в приспособлении, áèá =0,01 мм Ç - погрешность, вызываемая закреплением заготовки в приспособлении, Ç =0,01 мм Ï Í - погрешность расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных поверхностей приспособления, Ï Í =0 мм È - погрешность инструмента, порождаемая погрешностью его изготовления, È =0 мм ÐÈ - погрешность расположения инструмента на станке, она может иметь место только в том случае, когда выключена возможность точной выверки режущего инструмента или это не предусмотрено конструкцией станка и вспомогательного инструмента, ÐÈ =0 мм ÈÇ - погрешность, вызванная износом инструмента, ÈÇ =0 мм Í - погрешность настройки, выражающаяся в неточности мерительного приспособления, Í =0,01 мм Ä - погрешность деформации инструмента, Ä =0,02 мм K - коэффициент учитывающий количество слагаемых. При суммировании составляющих погрешностей коэффициент К можно принять равным 1,1, т.к. количество слагаемых равно семи. 2 2 2 2 2 2 2 1,1 0, 007 0, 01 0, 01 0, 01 0, 01 0, 01 0, 02 0, 033 мм. Так как суммарная погрешность меньше допуска на координирующий размер, то точность данного приспособления будет обеспечиваться. Расчет на прочность элемента приспособления Чтобы убедиться в том, что приспособление достаточно прочное и способно выдерживать нагрузки, произведем расчет на прочность для штока имеющего минимальный диаметр 25 мм. Условия растяжения следующие 2 4 Ð W d , (80) где W - усилие зажима, Н W = Н d - диаметр штока, мм d = 25 мм Ð - предел прочности материала штока на растяжение и сжатие, МПа Ð = 50 МПа для стали 45. 2 4 2826 5, 76 50 3,14 25 Ð Ì Ï à Ì Ï à Условие прочности выполняется, а значит шток может выдержать данную нагрузку. Обоснование выбора материала деталей приспособления Выбор материала деталей приспособления производится исходя из условий в которых они работают. Втулка разжимная выполняется из стали Х ГОСТ 4543-71 с последующей термообработкой хвостовика 42-47 HRC. Установочные детали и шток выполняются из стали 45 ГОСТ 1050-88 с последующей термообработкой 42-47 HRC. Расчет размерных цепей Для нормальной работы машины или другого изделия необходимо, чтобы составляющие их детали занимали одна относительно другой определенное положение. Установление оптимального соотношения номинальных размеров деталей и допустимых отклонений при размерном анализе точности - один из эффективных методов повышения качества изделий, обеспечения надежности и долговечности их работы при одновременном снижении производственных затрат. Сущность расчета размерной цепи заключается в установлении допусков, зазоров и предельных отклонений всех ее звеньев, исходя из требований конструкции и технологии. А 2 А 3 А D А 1 Рисунок 6 - Схема размерной цепи А А А Номинальный размер замыкающего звена i j À À A , (81) где i A - сумма номинальных размеров увеличивающих звеньев, мм j A - сумма номинальных размеров уменьшающих звеньев, мм. 80 7,8 69 3, мм. Максимальное предельное отклонение размера замыкающего звена определяется по формуле ( ) ( ) ( ) |