Курсовая. Среднее машиностроение
 Скачать 391.62 Kb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Номер операции | Наименование | Тшт, мин. |
| 020 | Токарно-револьверная | 5,89 |
| 025 | Сверлильная | 0,55 |
| 030 | Токарная | 2,42 |
| 035 | Резьбонакатная | 0,30 |
| 040 | Сверлильная | 1,72 |
| 045 | Фрезерная | 1,59 |
| 055 | Резьбонакатная | 0,41 |
Тип производства во многом определяет выбор заготовки, технологического оснащения, метода организации производства и квалификацию производственных рабочих.
В соответствии с ГОСТ 3.1121-84 тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций (КЗ.О):
- массовое - Кзо=1
- крупносерийное производство - Кзо ≤10
- среднесерийное производство - 10 <Кзо< 20
- мелкосерийное производство - 20 <Кзо< 40
- единичное производство - Кзо> 40
Величина коэффициента закрепления операций определяется по формуле:
КЗ.О=
, (1)где O – суммарное количество различных операций , выполняемых на производственном участке в течение месяца;
P- суммарное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.
1. Определяется расчетное количество станков, необходимых для выполнения каждой станочной операции (Cpi):
Программа выпуска деталей (N)– 50000 шт.
Определяем расчетное количество станков по формуле:
Ср=
(2)где :N- объём годового выпуска деталей;
Tшт.к – штучно-калькуляционное время i-ой операции, мин;
Fo – эффективный годовой фонд времени работы станка;
Кв – средний коэффициент выполнения норм времени (При обработке на станках с ручным управлением Кв = 1,1 – 1,2, на станках с ЧПУ, автоматах , полуавтоматах и агрегатных станках Кв = 1,0)
Кр–коэффициент, учитывающий потери по организационно – техническим причинам(Кр= 0,95)
При расчете по формуле (1.2) в качестве tшт.к следует использовать штучно-калькуляционное или штучное время базового технологического процесса, скорректированное путем уменьшения на 10-20%. Корректировка производится с учетом последующего усовершенствования базового технологического процесса и сокращения трудоемкости изготовления детали
Определим расчетное количество станков по формуле 2 для резьбонакатная 030 операции :
Ср005=
0,06 ;Аналогично определяем количество станков для остальных операций и сводим данные в таблицу 2.
2. Определяем количество оборудования на каждой станочной операции (Спр), для чего расчетное количество станков (Сpi) округляется увеличением до целых значений .
3. Рассчитывается коэффициент загрузки каждого рабочего места (ηзi)
ηзi=
(3)Рассчитаем коэффициент загрузки каждого рабочего места для токарной 005 операции :
ηзi005 =
=0,06Аналогично рассчитываем коэффициент загрузки каждого рабочего места для остальных операций и сводим данные в таблицу 2.
4. Определятся число операций, закрепленных за одним рабочим местом (QP.M.i)
QP.M.i=
, (4)где:
– нормативный коэффициент загрузки оборудования.( = 0,7-0,8)Рассчитаем число операций, закрепленных за одним рабочим местом для резьбонакатная 030 операции:
QP.M.i005=
= 13,3Аналогично рассчитываем число операций , закрепленных за одним рабочим местом для остальных операций и сводим данные в таблицу 2.
Аналогично проводим расчеты для остальных операций, результаты сводим в таблицу2.
Таблица 2 - Результаты определение типа производства расчетным путем
| Номер операции | Наименование | Тшт-к (мин) | Ср (шт) | Прин. Кол-во ст. Si | Коэф. загрузки | Число опер. |
| 020 | Токарно-револьверная | 5,89 | | | | |
| 025 | Сверлильная | 0,55 | | | | |
| 030 | Токарная | 2,42 | | | | |
| 035 | Резьбонакатная | 0,30 | 0,06 | 1 | | 13,3 |
| 040 | Сверлильная | 1,72 | | | | |
| 045 | Фрезерная | 1,59 | | | | |
| 055 | Резьбонакатная | 0,41 | | | | |
5. Рассчитывается величина коэффициента закрепления операций (Кз.о)
Кз.о =
, (5)где: 𝛴
– общее число рабочих мест, на которых выполняются все станочные операции по изготовлению детали.Кзо=20/8= 2,5
Тип производства –крупносерийное.
1.2. Анализ конструкции детали на технологичность
Шестерня предназначена передавать вращение и крутящий момент, а также воспринимать радиальные нагрузки и скручивающий момент.
Данная деталь выполнена из стали 20Х ГОСТ 4543-71.
Таблица 3 – Химический состав материала.
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | Fe |
| 0,17 – 0,23 | 0,17 – 0,37 | 0,5 – 0,8 | До 0,3 | до 0,035 | до 0,035 | 0,7-1 | до 0.3 | 97 |
Технологичность конструкции изделия по ГОСТ 14.201-83-совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Технологичность определяется качественно и количественно.
Качественная технологичность определяется:
-Наименьшими припусками на обработку.
-Технологичностью формы детали.
-Рациональной простановкой размеров.
-Оптимальной точностью размеров формы и расположения поверхностей, оптимальной шероховатостью.
-Инструментом, оборудованием, технологической оснасткой.
Количественная оценка технологичности конструкции
Характеризуется наиболее часто применяемыми коэффициентами:
- коэффициентом точности обработки:
= 1 - 
; (6)где:
- средний квалитет точностиАср=
(7)где: Кш- коэффициентом шероховатости поверхности
= 
; (8)где:
- средняя шероховатость поверхностей, определенная в значениях параметра Ra .Бср=
(9)Производим расчеты, для этого составляем таблицу 4.
Таблица 4-Сводная таблица
| Название поверхности | Количество поверхностей | Квалитеты, IT | Шероховатость, Ra |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. Торцы | 3 | 14 | 12,5 |
| 2. Наружная цилиндрическая поверхность | 1 | 12 | 6,3 |
| 3. Наружная цилиндрическая поверхность | 1 | 11 | 6,3 |
| 4. Канавка | 1 | 11 | 6,3 |
| 5. Отверстие | 1 | 14 | 12,5 |
| 6. Радиусы | 3 | 11 | 3,2 |
| 7. Фаски | 5 | 14 | 20 |
| 8. Зубья | 1 | 8 | 6,3 |
Определяем технологичность детали по коэффициенту точности формула 6 и 7
Аср=
=12,6Кт
Так как
˃ 0,8, то деталь по показателю точности является технологичной.Определяем технологичность детали – стакан по коэффициенту шероховатости поверхности формула 8 и 9
Бср=
=11,5Кш=1/11,5=0.08
Поскольку
< 0,32, то данная деталь – стакан по этому показателю также является технологичной.Анализ базового технологического процесса.
1) Существующие поверхности.
Отверстия, зубья, наружные и внутренние фаски, радиусы, внутренняя и наружная обработка, канавки.
2) Заготовка – поковка
3) Диаметральные размеры соответствуют от 8-14 квалитета.
Самая точная поверхность с квалитетом
H8, 
4) Шероховатость.
Точная поверхность шероховатости
H8, 
5) Твердость стакана равна по Бринеллю ≤ 302 НВ
6) Технологическая часть.
Заготовки в базовом технологическом процессе выбрана не рациональна так как заготовка получается худшего качества, заготовка имеет массу 1,5 кг, а деталь 0,9 кг.
Расчет коэффициента использования материала базовой заготовки, формула .
(10)где: mдет = масса детали
mзаг.= масса заготовки
Ким=0,9/1,5=0,6
8) Выбор типа производства был рассчитан и принят по пункту 1.1.
тип производства крупносерийное.
1.4 Выбор заготовки.
Заготовка полученная методом поковки позволяет для данного типа производства.
Под рациональной заготовкой для определенного типа производства, следует выбрать такую экономически целесообразную заготовку, на которую расходуется наименьшее количество металла или стоимость которой наименьшая.
На выбор метода получения заготовки оказывает: материал детали, её служебное назначение и технологические требования на изготовление, объём готового выпуска, формы поверхностей и размер детали.
В данной курсовой работе деталью, для которой необходимо выбрать метод получения заготовки, является шестерня. Учитывая, что тип производства: крупносерийное, качество материала детали должно быть равномерным, наиболее рациональна литье по выплавляемым моделям. При этом структура материала заготовки получается более однородной, её размеры стабильны, а конфигурация – близка к конфигурации изделия.
При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей. Определение припусков на механическую обработку по (ГОСТ – 7505-74) Для этого необходимо определить массу заготовки, класс точности, группу стали, степень сложности заготовки.
По проектному технологическому процессу способ получения заготовки – поковка
Рассчитываем размеры заготовки. Припуски получаем из справочников.
| Наименование поверхности | Размер | Значение общего припуска Zо, мм. | Размер с припуском |
| Наружный диаметр | Ø112,886 30 | 2×2 2×1.5 | 115 33 |
Таблица 5 - назначение общих припусков
Расчет коэффициента использования материала проектной заготовки.
Ким=0,9/1,5=0,6
Т.к. по проектному затраты Ким больше чем по базовому следовательно выбранная заготовка рациональна и технологична и имеет меньше затрат материала.
Таким образом, при выборе заготовки все основные факторы нужно учитывать одновременно. Выбор рациональной заготовки имеет важное экономическое значение для получения высоких технико-экономических характеристик заготовительных цехов и в целом для производства
Весовые параметры проектной заготовки и детали предоставлены в таблице 6.
Таблица 6- Весовые параметры заготовки и детали
| Параметр | Проектный вариант |
| М дет, кг | 0,9 |
| М заг, кг | 1,5 |
| К и.м | 0,6 |
1.5 Разработать маршрутный технологический процесс изготовления детали
Перед разработкой ТП необходимо получить и изучить информацию которая делится на базовую, руководящую и справочную. Базовая - сведения, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, объем выпуска, сроки подготовки производства. Рабочий чертеж детали содержит все размеры, технические требования к качеству и шероховатости, марку и твердость материала. Руководящая - сведения по развитию отрасли, план выпуска материала, средств технологического оснащения стандарты на технологические процессы. Справочная - сведения о прогрессивных методах обработки, каталоги, номенклатурные справочники оборудования и оснастки. Материалы по выбору технологических нормативов (режимы обработки, припуски, расход материала и др.) и др. справочные материалы. Всю механическую обработку разбивают по операциям и таким образом выявляют последовательность выполнения операций, их число для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособления. Задачей каждого предыдущего перехода является подготовка поверхности заготовки под последующую обработку и каждый последующий метод (операция или переход) должен быть точнее предыдущего, т. е. обеспечивать более высокое значение показателей качества детали. Поэтому механическая обработка делится на: черновую обработку, когда удаляется большая часть припуска, что позволяет обнаружить возможные дефекты заготовки; на первых одной-двух операциях. При базировании по черновым базам обрабатываются основные технологические базы; чистовую обработку, когда в основном обеспечивается требуемая точность.
Далее идут операции местной обработки, по ранее обработанным поверхностям, отделочные операции, когда достигается требуемая шероховатость поверхности и окончательно обеспечивается точность детали. Контроль в технологическом процессе предусмотрен с целью технологического обеспечения заданных параметров качества, обработанной детали.
Разработанный технологический процесс должен содержать общий план обработки детали, описание содержания операций технологического процесса и выбор типа оборудования. Он должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически безопасным. Построение технологического маршрута обработки во многом определяется конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной технологии существенно зависит от типа производства, уровня автоматизации и применяемого оборудования. При серийном производстве применяют универсальные станки с ЧПУ, агрегатные специализированные и специальные станки. Перспективным в серийном производстве является применение гибких производственных систем (линий, участков, цехов), особенно при наличии условий для групповой организации производства. Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем деталей необходимой конфигурации и размеров, а также обеспечения качества ее поверхности. Как пример, приведем маршрутный техпроцесс для основной детали - шестреня.
Выбор оборудования производим исходя из технологических возможностей станков и их технических характеристик. Так для фрезерной, токарной, сверлильной операциях применим токарно-фрезерный центр с ЧПУ DMG CTX beta 800 TC, на нынешнем этапе развития электронных технологий, системы числового программного управления несущественно удорожают станок и при этом не только значительно расширяют технологические возможности станка, но и повышают его производительность. Применение станка с ЧПУ позволяет одновременно обработать все деталь не вынимая её из оборудования, шлифование в данном случае не понадобиться, так как точность у таких станков до 0,001мкм. Маршрут обработки проектного технологического процесса представлен в таблице 7.
Таблица 7 – маршрутный технологический процесс
| № операции | Наименование | Оборудование |
| 000 | Заготовительная | |
| 005 | Токарная | DMG CTX 310 |
| 010 | Токарная | DMG CTX 310 |
| 015 | Зубофрезерная | SEIWA-ARTIS HB056 |
| 020 | Слесарная | Верстак |
| 025 | Моечная | Моечная машина |
| 030 | Контрольная | Стол контрольный |
| 035 | Транспортирование | Электрокар |
На основании принятого варианта маршрутного технологического процесса подробно разрабатываем все операции механической обработки.
На каждую операцию и переход рассчитываем припуски, размеры и допуски на обработку; режимы резания; техническое нормирование времени.
1.6 Определение припусков на обработку
При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей.
Припуск – это слой металла, заготовки, назначаемый для компенсации погрешностей, возникающих как в процессе получения заготовки, так и в процессе ее механической обработки. Различают операционные и общие припуски на обработку. Операционным припуском является слой металла, который необходимо удалить с заготовки при выполнении операции (перехода). Общим припуском на обработку называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки при выполнении всех операций (переходов) для получения окончательно обработанной поверхности детали. При обработке различают односторонние и двусторонние припуска. Припуск задается и измеряется по нормали к обработанной поверхности детали. Односторонний припуск всегда отсчитывается на сторону, двусторонний может отсчитываться на обе стороны: на диаметр, на толщину, на длину общей нормали.
Различают минимальные, номинальные, максимальные припуска конечной целью расчета припусков является установление операционных размеров и размеров заготовки, которые задаются их номинальными размерами с указанием допустимых отклонений. В качестве расчетного операционного припуска принят минимальный припуск. Расчет номинальных операционных размеров и размеров заготовки производится на основе предварительно построенной схемы снятия общего припуска для принятого техпроцесса обработки и рассчитанных номинальных припусков на обработку при автоматическом получении размеров, установленными заранее на размер инструментами.
Припуск на сторону при последовательной обработке плоскостей:
. (11)Припуск на две стороны при параллельной обработке противолежащих плоскостей:
(12)Припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения:
, (13)где :
- высота неровностей профиля; i-1
- глубина дефектного слоя;
- суммарное значение пространственных отклонений;
- погрешность установки.Максимальный припуск на обработку:
Zi max = Zi min + Ti-1 - Ti, (14)
2Zi max = 2Zi min + Ti-1 - Ti,. (15)
Номинальный припуск на обработку:
, (16)
. (17)где: Zimin - минимальный припуск;
Ti - допуск на переход.
. (18)Определение составляющих припуска:
и определяются по таблицам экономической точности.Рассчитаем припуски на наиболее точную внутреннюю цилиндрическую поверхность –
H8Определим элементы припуска о и
:
, (19)где
– соответственно коробление заготовки (погрешности ее формы), отклонение от соосности (симметричности) ее поверхностей, Заготовка детали «шестерня» из стали 20Х , полученная методом поковки , относиться к классу «шестерня»
Для поковки принимаем
= 32 мкм Т = 140 мкм.Суммарная погрешность пространственных отклонений:
.(0,02×106)×1000=2120×0,3=636 мкм
X
= 
=59 мкмПогрешность установки при базировании заготовки в 3-х кулачковый патрон = 50 мкм.
Остаточное суммарное расположение заготовки после черновой обработки
, (20)где Ку- коэффициент уточнения.
Для черновой Ку =0,06, чистовой Ку =0,05 и черновой шлифовальной Ку =0,03.
Тогда:
ρчерн.= 6600,06 = 40 мкм;
ρчист.= 6600,05 = 33 мкм.
Минимальный припуски на обработку:
, (21)
Расчетный размер dp заполняется начиная с конечного размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода :
dp3=46.539-0,081=46.458;
dp2=46,458-0,15=46.308;
dp1=46.308-1,6=44.708;
Наименьшие придельные размеры получаем округляя расчетные размеры увеличением их значений:
dmin3=46.5-0,081=46,419;
dmin2=46,419-0,15=46,269;
dminз=46,269-1,6=44,669
Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:
dmax3=46,5-0,02=46,48;
dmax2=46,48-0,02=46,46;
dmax1=46,46-0,02=46,44
dmax3=46,44-1,4=45,04
Предельные значения припусков
определяем как разность наибольших предельных размеров и 
как разность наименьших предельных размеров и выполняемого переходов.Остальные поверхности припуски рассчитываются аналогично.
Таблица 8- Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам (
H8).| Маршрут обработки | Элементы припуска | Расчетный припуск | Расчет.размер | До-пускδ | Размер по переходам | Предельные припуски | ||||||||||||
| Поверхность H8 | Rz, мкм | h, мкм | ρ, мкм | ε, мкм | 2Zmin, мкм | D, мм | Td, мкм | Dmin | Dmax | 2Zmin | 2Zmax | |||||||
| Поковка | 32 | 32 | 660 | - | - | | 120 | 46,4 | 46,308 | - | - | |||||||
| Точение черновое | 15 | 20 | 40 | 59 | 267 | 69,8 | 35 | 46,426 | 46,458 | 50 | 111 | |||||||
| Точение чистовое | 2.5 | 5 | 1,6 | 0 | 18 | 69,84 | 19 | 46,5 | 46,539 | 40 | 80 | |||||||
| | 90 | 191 | ||||||||||||||||
Проверка:
2
δзаг - δдет (22)где :
- наибольшие , наименьшие предельные припуски;δзаг ,δдет- допуск заготовки, детали .
191-90=101
120-19=101
1.7 Расчет режимов резания
Исходными данными для определения режимов резания являются: материал обрабатываемой заготовки и его физико-механические свойства; размеры и геометрическая форма обрабатываемой поверхности.
Рассмотрим подробно пример расчета режимов резания отдельных переходов, параметры резания остальных переходов сведем в таблицу.
Операция 005 Токарная :
В 005 токарной операции базами являются цилиндрическая поверхность и торец заготовки.
Переход 1: торцевать Ø115.
Материал инструмента: DSSNR 1204 16- PR 4325.
Скорость резания определяется по формуле:
, (23)где : t-глубина резанья, мм;
S-подача,мм/об;
CV- коэффициент;
x;y;m- показатели степени;
Т-стойкость инструмента, мин..
Коэффициент Кv является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Kmv, состояния поверхности Knv, материала инструмента Kuv.
, (24)
;
, (25)
;
м/минЧисло оборотов:
(26)
об/минСилы резания:
, (27)где: Cp- коэффициент;
x;y;n-показатели степени;
t-глубина резанья, мм;
S-подача, мм/об;
v-скорость резания м/мин.
Поправочный коэффициент Кp представляет собой произведение ряда коэффициентов учитывающих фактические условия резания.
, (28)где
- поправочный коэффициент учитывает влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости ;
- поправочный коэффициент зависит от главного угла в плане
;
- поправочный коэффициент зависит от переднего угла 
;
- поправочный коэффициент зависит от угла наклона главного лезвия 
.
×1×1×0.66=0.66; 
10×125×2.7×0.73×1×0.66=1626HМощность резания определяется по формуле:
(29)В дальнейших расчетах используем программу sandvik coromant
Таблица 9- Сводная таблица режимов резания.
| № Операции | Переход | Припуск t, мм | Подача S0, мм/об | Скорость резания V, м/мин. | Скорость главного движения n, мин.-1 | Подача минутнаяSм, мм/мин. |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 005 | Установ А | |||||
| Точить торец Ø115 | 1,5 | 0,726 | 284 | 800 | 580,8 | |
| Точить Ø60 | 4.86 | 0,5 | 279 | 1500 | 750 | |
| Сверлить Ø40 | 30 | 0,24 | 201 | 1600 | 384 | |
| Расточить Ø46,5 | 1,62 | 0,373 | 314 | 2150 | 801,95 | |
| Точить канавку Ø49,5 | 1,5 | 0,07 | 258 | 1770 | 123,9 | |
| Установ Б | ||||||
| Точить торец Ø115 | 1,5 | 0,726 | 284 | 800 | 580,8 | |
| Точить Ø112,886 | 1,06 | 0,6 | 352 | 1000 | 600 | |
| 010 | Зубофрезерная | 11,7 | 0,91 | 106 | 320 | 291,2 |
1.8 Нормирование операций технологического процесса
Расчет основного времени на операцию 005:
Основное технологическое время To (мин.) равно продолжительности обработки заготовки и находится по формуле:
То=
, (30)где L - путь инструмента , который складывается из длинны l обрабатываемой поверхности;L=Lрез+Lвр+Lпер, Lвр=2,5,Lпер=2,5
i- количество проходов;
– минутная подача режущего инструмента;Ø115 =
= 0,01мин.;Ø60 =
= 0,18мин.;Ø40 =
= 0,45мин.;Ø46,5 =
= 0,13мин.;Ø49,5 =
= 0,23мин.;Ø115 =
= 0,01мин.;Ø112,886 =
= 0,09мин.;
Аналогично рассчитываем остальные величины и заносим в таблицу 11.
Таблица 11- основное время.
| № операции | Наименование | to(мин) |
| 005 | Токарная | 1,11 |
| 010 | Зубофрезерная | 25 |
Основное (технологическое) время равно:
To= ∑to (31)
To= 1,11+25=26,11 мин.
Расчет вспомогательного времени на операцию 005
Вспомогательное время Тв
Тв= tуст+ tмаш. (32)
где : tуст–время на установку и снятие детали
tмаш– машинное время.
Время на измерения деталей на станках с ЧПУ не учитывается так как перекрывается основным временем
Величины заносятся в таблицу 12.
Таблица 12 – вспомогательное время.
| № и наименование операции | tуст(мин) | Tмаш(мин) | tв (мин) |
 005 Токарная | 0,96 | 0,05 | 1,01 |
| 010 Зубофрезерная | 0,96 | 0,05 | 1,01 |
Tв= ∑tв (33)
Tв= 1,01мин
Вспомогательное время уточняется с помощью коэффициента Кtв
Для данных условий производства Кtв = 1, тогда
ТвКtв= 1,01 мин
Определение штучного времени Тшт производим по формуле:
Тшт= (То+ТвКtв)(1+
) (34)где: аобс- время на обслуживание рабочего места (мин)
аотл- время перерывов на отдых и личные надобности (мин)
аобс= 4%(То+ТвКtв) (35)
аотл=4%(То+ТвКtв) (36)
аобс= 4%(1,11+1,01)=0,08мин;
аотл= 4%(1,11+1,01)=0,08мин.
аобс= 4%(25+1,01)=25,04мин;
аотл= 4%(25+1,01)=25,04мин.
Рассчитаем штучное время на каждую операцию:
Тшт005= (1,11+1,01)(1+
)= 2,13мин;Тшт010= (25+1,01)(1+
)= 26,5мин;Рассчитаем Тшт на всю деталь:
Тшт= (26,11+2,02)(1+
)= 29,15 минРассчитаем штучно-калькуляционное время по формуле:
Тшт-к=Тшт+
(37)где :Тпз – подготовительно-заключительное время мин;
nд- число деталей в партии.
nд=
(38)где : N-годовая программа;
а- число дней в запасе;
F- число рабочих дней.
Принимаем а- 6, F-254
nд=50000×6/254=1181
Рассчитаем штучно-калькуляционное время на каждую операцию:
Тшт-к005-0,10=29,15+
=29,20 мин.Рассчитаем штучно-калькуляционное время на всю деталь:
Тшт-к=29,20+0,08= 29,3 мин.
Конструкторская часть
2.1.Разработка роботизированного комплекса в системе автоматизированного проектирования.
Приспособлением для 005 операции токарная с ЧПУ является трёхкулачковый рычажный патрон. В качестве привода к патрону применён вращающийся гидроцилиндр двустороннего действия.
Рисунок 1 – Специализированный трехкулачковый рычажный патрон
На рисунке 1 представлен трехкулачковый патрон с клино-рычажной передачей зажимного усилия от привода на кулачки. Особенностью данного патрона является компактность, жесткость и износоустойчивость; последняя обеспечена наличием большой поверхности соприкосновения муфты 5 с кулачками 3. Тяга привода связана с винтом 1, нa котором укреплена муфта 2 с диском 3, При движении тяги и винта 1 влево диск 3 будет захватывать и поворачивать рычаги 4, Короткие концы рычагов расположены в пазах кулачков 5. Рычаги, поворачиваясь, перемещают кулачки и прикрепленные к ним губки 8 в радиальном направлении, производя тем самым закрепление заготовки. Обратный ход тяги заставляет диск 3 за счет скошенных краев разжимать кулачки. Переналадка патрона производится за счет перестановки на нужный диаметр губок 8 и крепления их винтами 7 и шпонками б. Особенностью патрона является отсутствие осей у рычагов 4. При работе рычаги 4 шлифованными затылками упираются в полуцилиндрические поверхности, выполненные в корпусе патрона. Это придает большую жесткость и надежность центрирующему механизму.
Для дальнейшего проектирования приспособления с целью определения наибольшей силы зажима выбираем черновую обработку как наиболее нагруженную.
2.2 Расчет приспособления на усилие зажима
Заготовка зажимается в трехкулачковом рычажном токарном патроне. Главная составляющая силы резания при точении – окружная сила Pz (Н) – действует на заготовку, создавая крутящий момент. Сила Px (Н) создаёт осевой сдвиг, сила Py – опрокидывающий момент.
Сила резания рассчитывается по формуле:
(2.1)где Cp- коэффициент,
x;y;n-показатели степени,
t-глубина резания, мм,
S-подача, мм/об,
v-скорость резания, м/мин.
Поправочный коэффициент Кp представляет собой произведение ряда коэффициентов учитывающих фактические условия.
, (2.2)где Kmp- поправочный коэффициент учитывает влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости,
- поправочный коэффициент зависит от главного угла в плане 
,
- поправочный коэффициент зависит от переднего угла 
,
- поправочный коэффициент зависит от угла наклона главного лезвия 
.Py=Pz×0,3; (2.3)
Px=Pz×0,5; (2.4)
Максимальные силы резания на 005 операции возникают при обработке детали резцом на токарном 2-м переходе. Расчеты сил резания данного перехода приведены ниже:
×1.82×1×0.3=0,54;
= 2768Н.Py= 2768×0,3=830,4 H.
Px=2768×0,5=1384 H.
Сила зажима Wсум детали в патроне всеми кулачками зависит от момента резания и коэффициента трения между поверхностью кулачков и обрабатываемой деталью. Силу зажима рассчитываем по формуле
(2.5)где K – коэффициент запаса ,К=1,2÷1,4;
Pz – окружная сила резания,
Ro – радиус обработанного конца детали,
f – коэффициент трения между кулачками и поверхностью обрабатываемой детали , f=0,8÷1,0;
R – радиус необработанного зажатого конца детали.
(2.6)Pz<
.Данная сила зажима исключает возможность проворота заготовки в процессе резания.
В трёхкулачковых клиновых патронах исходная сила на штоке механизированного привода патронов:
(2.7)где K-коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне,
К=1,05;
a - вылет кулачка от его опоры до центра приложения силы W на одном кулачке,
µ -коэффициент трения между кулачками и пазами корпуса патрона (µ=0,15);
h -длина направляющей части кулачка в корпусе патрона;
β - угол наклона пазов в скользящей муфте;
φ -угол трения в клиновом сопряжении патрона.
Q = 1,05 (1+
Сила на штоке гидроцилиндра зависит от давления масла и площади поршня гидроцилиндра. Сила Q на штоке гидроцилиндра двустороннего действия, при давлении масла на поршень в безштоковой полости, определяется по формуле:
Q =
D2pη, (2.8)где D – диаметр поршня гидроцилиндра;
p – давление масла на поршень ,p=10÷50;
η – к.п.д. гидроцилиндра, η=0,85.
D=
, (2.9)D =
= 32,3 см = 320 мм.Согласно стандартного ряда гидроцилиндров принимается D=320 мм.
Заключение
При написании курсовой работы был рассчитан коэффициент закрепления операции, определен тип производства, тип производства – крупносерийное. Было составлено описание служебного назначения детали и ее материала.
Расчеты коэффициентов по точности и шероховатости показали, что деталь шестреня - технологична.
Был проведен анализ базового технологического процесса. В технологическом процессе применено оборудование с ЧПУ стандартные и специальные режущие и мерительные инструменты. Способ получения заготовки – поковка .Выбор рациональной заготовки имеет важное экономическое значение для получения высоких технико-экономических характеристик заготовительных цехов и в целом для производства машин.
Проведена проверка эффективности использования проектной заготовки через коэффициент использования материала который выше чем в базовом технологическом процессе.
Разработка технологического процесса основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технологического уровня производства, качества продукции и производительности труда.
Получены припуски на наиболее точные размеры. Рассчитаны и сведены в таблицы режимы резания по переходам. Они были проверены через расчет мощности.
Отталкиваясь от режимов резания было проведено нормирование всех операций, рассчитано основное, вспомогательное, штучное и штучно-калькуляционное время.
Было спроектировано приспособление специальный трех кулачковый рычажный патрон для токарной операции с чпу
В результате курсового проекта был разработан технологического процесса изготовления детали типа «шестерня».
Список использованных источников
Белозеров В.А. Проектирование технологической оснастки / В.А. Белозеров. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2008 – 308с.
Блюменштейн В.Ю. Научные основы технологии машиностроения / В.Ю. Блюменштейн. – Кемеров: КузГТУ, 2011. – 174с.
Дмитриев В.А.Проектирование заготовок в машиностроении / В.А.
Дмитриев. – Самара: СГТУ, 2008 – 279с.
Ильянков, А.И. Технология машиностроения, Практикум и курсовое проектирование / А.И. Ильянков. М.: Академия, 2012. – 256с.
Ланщиков А.В.Основы технологии машиностроения / А.В.
Ланщиков. – Пенза: ПГТА, 2006 – 342с.
Новиков, В.Ю. Технология машиностроения / В.Ю. Новиков. - М.: Академия, 2012. – 337с.
Новоселов Ю.К.Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке / Ю.К. Новоселов. – Севастополь: СевНТУ, 2012 – 326с.
Схиртладзе А.Г. Метрология, стандартизация и технические измерения / А.Г. Схиртладзе, Я.М. Радкевич. - Старый оскол: ТНТ, 2010 – 215с.
Ткачев А.Г. Типовые технологические процессы изготовления деталей машин / А.Г. Ткачев. – Тамбов: ТГТУ, 2007 – 258с.
Якушевич, Г.Б. Технология машиностроения : курс лекций / Г.Б. Якушевич. – Гродно :ГрГУ, 2010. – 155 с.
Справочник технолога машиностроителя. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. 656 с., ил.
Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебн. Пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». – М.: Машиностроение, 1985. 184 с., ил.
Косиловой А.Г. справочник машиностроителя в 2-х томах 1986. с 495., ил.
Яковлева В.И. Общемашиностроительные нормативы времени,1974. 423 с., ил.
