Технологический процесс изготовления детали "шестерня"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Описание объекта производства

2. Назначение и условия работы детали в узле

3. Анализ технологичности конструкции детали

4. Определение типа и организационной формы производства

5. Анализ базового варианта технологического процесса

6. Выбор и обоснование оптимального метода получения заготовки

7. Усовершенствованный технологический процесс механической обработки

8. Основные технико-экономические показатели технологического процесса

Заключение

Список использованных источников

1. Описание объекта производства

Шестерня распредвала 240-1006214-А входит в узел распределительного механизма дизеля Д-240, установленный на трактор МТЗ -80А. Изображение дизеля Д-240 показано на рисунке 1.1. Дизель- это двигатель с внутренним смесеобразованием и воспламенение от сжатия. В дизелях смесь образуется в процессе впрыскивания топлива в цилиндр, а затем самовоспламеняется под воздействием высокой температуры. Дизель имеет кривошипно-шатунный мех-м, механизм газораспределения, системы охлаждения и питания и смазочную систему.

Механизм газораспределения служит для впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса в каждом цилиндре двигателя.

Участок механизма газораспределения без клапанных механизмов газораспределения показан на рис. 2.1. Основной деталью механизма является распределительный вал 9. Вдоль распредвала 9 находятся кулачки. В двигателе кулачки соприкасаются с толкателями. Когда двигатель работает, распредвал вращается и вращает кулачки, которые то поднимают, то опускают толкатели, связанные с клапанами, перекрывающими вход и выход воздуху и газам к цилиндрам. Обычно двигатель имеет 1 впускной и 1 выпускной клапан. Вращение на распредвал передается от коленчатого вала с помощью шестерен. На распредвале вращение воспринимает шестерня 3.



Рис.1.1- Дизель Д-240 1- топливный насос; 2- подкачивающий насос; 3- компрессор; 4- вентилятор; 5- форсунка; 6- впускной коллектор; 7- бачок; 8, 10- фильтр; 9- воздухоочиститель; 11- стартер.

2. Назначение и условия работы детали в узле.

Заданная деталь «Шестерня распредвала 240-1006214-А» входит в узел распределительного механизма двигателя трактора, см. рис 2.1.

Рис 2.1- Распределительный механизм.

На рисунке данная шестерня вынесена позицией 3. Шестерня находится на крайней ступени распредвала 9. Посадка шестерни осуществлена по центральному отверстию с упором в бурт распредвала. От проворота на валу шестерня фиксируется сегментной шпонкой 8. Фиксация в осевом направлении производится шайбой 2, в торец ступицы шестерни, путем заворачивания винта 1 в отверстие распредвала 9. Роль шестерни в узле и в двигателе большая, поскольку именно через нее передается вращение на распредвал от коленчатого вала. Т.к. от распредвала зависит порядок впуска в цилиндры горючей смеси или воздуха и выпуска отработанных газов, тем самым от шестерни зависит работа всего двигателя. Некоторые поверхности шестерни испытывают нагрузки, а именно:

- стенка шпоночного паза работает на смятие;

- зубья венца работают на изгиб, поверхности зубьев испытывают трение и работают на износ.

Длительная работоспособность шестерни зависит от правильного выбора материала детали.

Материал детали- Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Хим. состав и механические свойства стали приведем в таблицах 2.1. и 2.2.

Таблица 2.1 - Химические состав Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	С	Si	Mn	Сr	Ni	S не более	Р не более	Ti
25ХГТ	0,22-0,29	0,17-0,38	0,8-1,1	1,1-1,3	0,25-0,4	0,04	0,04	0,06-0,15

Таблица 2.2 - Механические свойства Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Термообработка	Механические свойства, не менее
	Gт, МПа	Gв, МПа	д, %	Ш, %	Твердость, HRC
1.Закалка в масле(после цементации) при 940-960 °С. 2.Закалка в масле при 840-860 °С. 3.Отпуск при 190-210 °С в воде.	1100	1500	9	45	56-62

Данный материал рекомендуется для изготовления шестерен, полуосей и коробок передач грузовых автомобилей, сателлитов, червячных валов, муфт и др. деталей. [8,с.306]

Считаем, что материал детали выбираем правильно.

3. Анализ технологичности конструкции детали

Заданная шестерня распредвала представляет собой одну из конструкций зубчатого колеса. Деталь небольшая, ее габариты O 119,3*26, масса 0,792 кг. Это позволяет вести обработку на небольших и значит более дешевых станках.

Шестерня проходит термообработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, т.к. при термообработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах, и вызовет сжатие ступицы с левого торца. Т.о., отверстие приобретет коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Перемычку между венцом и ступицей следовало бы сместить, или наклонить, однако в данном случае это, по-видимому, не возможно, т.к. на шестерни имеется обработка внутренней поверхности венца до самой перемычки.

Круглая форма детали говорит о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле. За исключением зубьев, обработку можно вести на очень распространенных станках токарной и шлифовальной групп.

В тоже время с точки зрения механической обработки ЗК не технологичны, т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.

Конструкция шестерни, несмотря на ступенчатую форму, позволяет вести обработку зубьев одновременно на нескольких деталях, посаженных на оправку и с использованием промежуточных деталей. При обработке нескольких деталей сокращаются потери времени, связанные с врезанием фрез.

Большинство элементов шестерни технологичны, и позволяют вести обработку стандартным покупным инструментом.

Нетехнологичен шпоночный паз. Для его получения потребуется малопроизводительный долбежный или протяжной станок, или дорогостоящие протяжки. Технологичны фаски с центральным отверстием. Они не позволяют при протягивании отверстия или шпоночного паза образовываться заусенцам на торцах ступицы.

Самый точный и ответственный элемент детали - центральное отверстие O32 Н7 с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Такая же шероховатость на зубьях, поэтому их необходимо шлифовать или шевинговать. Точно выполнен торец Б ступицы, при шероховатости Ra 1,6 мкм он связан допуском торцового биения 0,05 мм с центр. отверстием. Остальные поверхности выполнены менее точно, их шероховатость более грубая.

Деталь имеет хорошие базы, при обработке - отверстие O32 Н7 и точный торец. Эти же поверхности являются базами и при контроле.

На детали правильная простановка размеров и тех.требований.

Учитывая вышесказанное, деталь заслуживает качественной оценки технологичности конструкции детали- хорошо.

Количественная оценка детали [4,с.33]

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов.

Ку.э. = Q у.э. / Q эQ

у.э - число унифицированных конструктивных элементовQ э - число неунифицированных конструктивных элементов

Всего деталь содержит 12 конструктивных элементов: фасок-4; отверстий - 3; шпоночный паз-1; зубчатых поверхностей -1, конусная поверхность-1; поднутренний-2(из них 10 унифицированные). Оригинальным элементом являются поднутреннии.

Ку.э. = 10 / 12 = 0,83

Показатель высокий - технологична.

2. Коэффициент применяемости стандартных обрабатываемых поверхностей

Кп.ст. = D о.с. / D м.о.

D о.с. - число поверхностей обрабатываемых стандартным инструментомD м.о. - общее число поверхностей подвергаемых механической обработке

Считаем, что спец.инсрументом обрабатывается зубчатый венец и паз.

Кп.ст. = 8 / 10 = 0,8

Показатель высокий - технологична.

3. Коэффициент обработки поверхностей:

Кп.о. = 1 - D м.о. / Q э

Кп.о. = 1 -10/12= 0,17

Не подлежат обработке 2 поднутреннии, показатель низкий- не технологична.

4. Коэффициент использования материала

Ки.м. = q / Q

q - масса детали

Q - масса заготовки

Ки.м. = 0,792 / 1,5 = 0,53

Показатель низкий- не технологична.

5. Масса детали

q = 0,792 кг

6.Максимальное значение квалитета обработки

H7(O32 Н7)7. Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей

Ra 1,25 мкм

По двум последним параметрам деталь считаем не технологичной, т.к. для обработки и достижения указанных параметров требуется точное шлифовальное оборудование.

4. Определение типа и организационной формы производства.

Таблица 4.1- Данные для определения типа производства.

Номеропер.	Наименование операции	Tшт-к, мин.	mp, шт	Р	ЗС	Qi
005	Токарная	1,482	0,15	1	0,15	5
010	Токарная	1,459	0,15	1	0,15	5
015	Вертикально-протяжная	0,36	0,04	1	0,04	20
020	Токарная многорезцовая	1,176	0,12	1	0,12	7
025	Зубофрезерная	4,791	0,5	1	0,5	2
030	Зубофасочная	1,722	0,19	1	0,19	4
035	Зубошевинговальная	4,51	0,48	1	0,48	2
040	Вертикально-протяжная	0,655	0,07	1	0,07	11
045	Вертикально-сверлильная	0,872	0,09	1	0,09	9
050	Вертикально-сверлильная	1,21	0,12	1	0,12	7
065	Хонинговальная	1,714	0,19	1	0,19	4
070	Торцекруглошлифовальная	1,85	0,2	1	0,2	4
075	Плоскошлифовальная	1,62	0,18	1	0,18	4
Итого:	23,421		13		84

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о согласно ГОСТ 3.1108-74 2, с.19:

,

где Qi -- сумма догрузочных операций, шт.;

Pi -- суммарное число рабочих мест на участке, шт.

Число рабочих мест условно можно принять по числу станков на участке. Количество станков, необходимое для выполнения данной операции определим по формуле 2, с.20:

где Тшт -- штучное время на операцию, мин;

N -- годовая программа выпуска, шт; N=20 000 шт;

FЭ -- эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

FЭ=4029ч;

З.Б - базовый коэффициент загрузки станка для данного типа производств; З.Б=0,8.

Число догрузочных операций определяем по формуле [2, с.21]:

где З.С -- коэффициент загрузки станка.

Коэффициент загрузки станка рассчитывается по формуле [2, с.20]:

где P -- принятое количество станков, шт.

Расчет проведем для операции 005, остальные значения получаем аналогично и сводим в таблицу 6.

Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя полученное значение до целого числа.

Коэффициент загрузки станка з.c.

з.c=

Число основных операций

Коэффициент закрепления операций равен:

Производство крупносерийное, так как 16,4610.

Решение о целесообразности организации поточного производства принимаем на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и загрузке не ниже 60%.

Заданный суточный выпуск изделий:

шт./в день

где N -- годовая программа выпуска, шт.;

N=20 000 штук;

254 -- количество рабочих дней в году.

NC=20 000/254=79 шт./в день;

Суточная производительность поточной линии 2, с. 22]:



где FС - суточный фонд времени работы оборудования, FС=952мин [2, с. 22];

ТСР -- средняя трудоемкость основных операций;

З -- коэффициент загрузки оборудования.

QС=(9520,8)/ 1,8=423 шт

Средняя трудоемкость основных операций [2, с. 22]:

где Тштi -- штучное время i-й основной операции, мин;

n -- количество основных операций, шт.

ТCР=23,421/13=1,8 мин;

Так как заданный суточный выпуск изделий меньше суточной производительности поточной линии, то применение поточной линии нецелесообразно.

Применим групповую форму организации производства, при которой запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью.

Отдельно рассчитываем допустимые параметры партии [5, с.55]:

где n1 -- отражает производительность и уровень специализации рабочих мест на участке;

FЭМ -- эффективный месячный фонд времени участка, мин;

FЭМ=10560мин [ , с.55]

nО -- число операций механической обработки по технологическому процессу, шт.;

В -- средний коэффициент выполнения норм по участку, в=1,3 [5, с.55

Тi -- суммарная трудоемкость технологического процесса, мин;

Ti -- средняя трудоемкость одной операции, мин;

Второй показатель:

, [5, с.55]

где n2 -- учитывает и ограничивает объем незавершенного производства и связывает оборотные средства;

мо -- коэффициент, учитывающий затраты межоперационного времени,

мо=1,5 [5, с.56]

nmax=n1=1193

nmin=n2=391

Определим расчетную периодичность повторения партий деталей [5, с. 56]:



где Nм -- месячная программа выпуска деталей;

Nм=Nг/24=20000/24=833 деталей.

Ip=22391/833= 10,1 дней

Сравним с допустимым нормативным значением Iн и принимаем к расчету ближайшее значение Iн= 10 дней 5, с.56.

Рассчитаем размер партий согласно условию:

n=10833/22=378,6 деталей. Принимаем n=379 детали.

Проверяем условие: nminnnmax

3623791193

Условие выполняется. Размер партии определен верно.

5. Анализ базового варианта технологического процесса

Техпроцесс изготовления детали «Шестерня распредвала 240-1006214-А» на Минском заводе шестерен покажем в таблице 5.1

Таблица 5.1- Техпроцесс изготовления детали

№ п/п	Номер опер.	Наименование операции	Оборудование
1	0050	Заготовительная
2	0100	Транспортная
3	0200	Токарная	6-шпин. ток1265ПМ-6
4	0300	Токарная	6-шпин. ток1265ПМ-6
5	1010	Вертикально-протяжная	7Б66Н81
6	1020	Токарная-многорезцовая	1А730
7	5500	Слесарная	Слесарный стол
8	6000	Контрольная	Стол ОТК
9	6520	Зубофрезерная	ВС-512-1107
10	7010	Вертикально-сверлильная	2Н125
11	7100	Зубофасочная	5Б525
12	7500	Моечная	Моечная машина
13	8020	Зубошевинговальная	5702В
14	9000	Моечная	Моечная машина
15	9530	Вертикально-протяжная	ТК-6
16	10000	Вертикально-сверлильная	2Н135
17	10500	Вертикально-сверлильная	2Н125
18	11000	Моечная	Моечная машина
19	12000	Прессовая	Пресс КД 2320
20	12500	Контрольная	Стол ОТК
21	13100	Транспортная
22	13500	Термическая
23	13600	Транспортная
24	14500	Хонинговальная	3821-2
25	15010	Торцекруглошлифовальная	3Т161
26	15030	Плоскошлифовальная	ЛШ226
27	16300	Слесарная	Слесарный стол
28	16400	Моечная	Моечная машина
29	16500	Контрольная	Стол ОТК
30	16600	Транспортная
31	30500	Консервация

Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность обработки логически следует считать целесообразной, т.к. при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств обрабатываемой детали.

Для анализа применяемого для обработки оборудования составим табл. 5.2.

Таблица 5.2-Технологические возможности применяемого оборудования

Номер операции.	Модель станка	Размер с полем допуска, мм	Квалитет обраб.	Пар-ры шерох-ти Ra, мкм
		d	L	h
0200,0300	1265-ПМ-6	200	200	d=60	10	3,2
1010	7Б66Н81	Q=20т	1250	-	8	3,2
1020	1А730	320	500	-	10	3,2
6520	ВС512-1107	250	-	50	10	3,2
7100	5Б252	500	m=1,5-10	-	12	6,3
8020	5702В	320	m=6	-	10	3,2
9530	ТК-6	Q=5т	1250	-	8	3,2
10000	2Н135	35	-	0-750	12	6,3
10500	2Н125	25	-	5-700	12	6,3
14500	3821-2	50	-	50-550	7	1,6
15010	3Т161	280	700	-	7	1,6
15030	ЛШ226	l=1000	l=320	400	8	1.6

Анализ приведенных в табл. 5.2 сведений показывает, что станки, используемые на операциях, по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости соответствуют требуемым условиям обработки заданной детали. Несколько завышен по габаритам станок 3Т161, позволяющий обрабатывать детали диаметром до 280 мм.

Для оценки установочно-зажимных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, средств тех.контроля, составим табл.5.3.

Таблица 5.3- Установочно-зажимные приспособления.

Номер опер.	Приспособление
	Наименование	Вид	Привод	Кол-во на станке.	Время на уст.,снятие заг.,мин.
00200	Патрон 3-кулачковый	УНО	Гидро	6	0,1
00300	Патрон цанговый	Спец.	Гидро	6	0,11
01010	Планшайба опорная	Спец.	-	1	0,075
01020	Оправка разжимная	Спец.	Пневмо	1	0,11
06520	Приспос. Для фрезеров.	Спец.	Гидро	1	0,053
07100	Приспос.специальное	Спец.	Гидро	1	0,1
08020	Оправка, центр передний, центр задний	Спец. Станд. Станд.	Пневмо - Пневмо	1 1 1	0,18
09530	Приспос. специальное Планшайба переходная	Спец. Спец.	Механ. -	1 1	0,075
10000	Приспос. специальное	Спец.	Механ.	1	0,075
10500	Приспос. специальное	Спец.	Механ.	1	0,15
14500	Приспос. специальное	Спец.	Механ.	1	0,11
15010	Оправка цанговая, центр передний, центр задний	Спец. Станд. Станд.	Пневмо - Пневмо	1 1 1	0,08

На операции 00200 применены самоцентрирующиеся 3-кулачковые патроны с гидроприводом. На операции 00300 применены цанговые патроны с гидроприводом. Оба вида приспособлений являются быстродействующими. На операции 01010 деталь устанавливается на планшайбу без закрепления. Закрепление не нужно по причине, что деталь центрируется и прижимается при протягивании. На сл. 3-х операциях быстродействие приспособлений обеспечивается использованием пневмо- и гидроприводов. На операции 08020 применяются жесткие упорные центры, зажимающие оправку с деталью. Установка и зажим осуществляется вручную. Вспомогательное время на этой операции можно снизить, если пользоваться двумя комплектами оправок и хомутиков. Эти же рассуждения касаются и операции 15010.

В техпроцессе применено много специальных приспособлений, что удорожает производство и увеличивает время технологической подготовки производства.

Таблица 5.4 - Режущий инструмент

№ опер.	Наименование инструмента O, мм.	Вид инстр.	Матер. реж.части	Стойк. (факт), мин.	СОЖ	Метод настройки на р-р
00200	Зенкер 28 Резец подрезной Зенкер 30 Резец расточной Резец расточной Резец фасочный	Станд. Станд. Станд. Спец. Станд. Станд.	Р6М5 Т15К6 Р6М5 Т15К6 Т15К6 Т15К6	50 40 50 40 40 40	Эмульс.	- по промерам - по промерам по промерам по промерам
00300	Резец подрезной Резец проходной Резец фасочный пр. Резец фасочный лев.	Станд. Станд. Станд. Станд.	Т15К6 Т15К6 Т15К6 Т15К6	40 40 40 40	Эмульс.	по промерам по промерам по промерам по промерам
01010	Протяжка	Спец.	Р6М5	180	Спец.	-
01020	Резец фасочный Резец подрезной Резец проходной	Станд. Станд. Станд.	Т15К6 Т15К6 Т15К6	40 40 40	Эмульс.	по промерам по промерам по промерам
06520	Фреза червячная	Спец.	Р6М5	210	Сульфофр	по промерам
07100	Круг отрезной	Станд.	24А	20	-	по промерам
08020	Шевер	Станд.	Р6М5	180	Сульфофр	-
09530	Протяжка шпон.	Спец.	Р6М5	240	Спец.	по промерам
10000	Сверло 20	Станд.	Р6М5	30	Эмульс.	-
10500	Зенковка	Станд.	Р6М5	30	Эмульс.	по промерам
14500	Хон	Спец.	12А	50	Эмульс.	по промерам
15010	Круг шлифовальный	Станд.	25А	20	Эмульс.	по промерам
15030	Круг шлифовальный	Станд.	24А	20	Эмульс.	по промерам

Как видно из таблицы 5.4, в техпроцессе применяют в основном стандартный покупной режущий инструмент. Отметим, что на токарных операциях применены резцы с напайными пластинами из твердого сплава. Вместе с тем применен и спец.инструмент: протяжки, червячная фреза, хон, шевер. Обработка ведется с применение СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями резания и сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента.

В рассматриваемом техпроцессе применена в основном специализированная оснастка, что немного удорожает производство. Оправки для фрез и переходные втулки для сверл и зенковок применены стандартные.

Согласно табл.5.5, в техпроцессе применены спец.измерительные средства, что характерно для крупносерийного и массового производства. Оснащенность измерительными средствами операций хорошая, спец.меритель предложен даже для промежуточных переходов.

Таблица 5.5 - Вспомогательные инструменты

№ опер.	Наименование инструмента	Вид инстр.	Установка реж.инстр. во вспомогательный
			Способ крепления	Время смены, мин.
00200	Кронштейн Втулка переходная Стойка для резца Оправка для резца	Спец. Спец. Спец. Спец.	- - Винтами по плоскости Винтами по плоскости	2,5
00300	Стойка для резца Оправка Стойка для 2-резцов	Спец. Спец. Спец.	Винтами по плоскости Винтами по плоскости Винтами по плоскости	2,5 5,0
01010	Патрон для протяжки Патрон вспомогат.	Спец. Спец.	Замком Замком	3,5
01020	Резцедержатель	Спец.	Винтами по плоскости	2,5
06520	Оправка	Станд.	По цил.отверстию	2,8
07100	Оправка	Станд.	По цил.отверстию	2,8
08020	Оправка	Станд.	По цил.отверстию	2,8
09530	Патрон для протяжки Переходник патрону	Спец. Спец.	Замком -	3,5
10000	Втулка переходная	Станд.	По конусн.отверстию	0,55
14500	Колодка	Спец.	-	1,5

Таблица 5.6 - Средства тех контроля.

№ опер	Наименование инструмента(прибора)и эталона	Вид инстр.	Точность измерения, мм.	Допуск на измер. р-р, мм.
1	2	3	4	5
00200	Пробка O28+0,84 Скоба 28,2-0,52 Пробка O30+0,52 Пробка O103,5±0,4 Шаблон 8+1,5 10° Скоба 22,4-0,52 Пробка O30,8+0,2 Шаблон 1,6+0,6 *45° Скоба 27,5-0,52	Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец.	0,84 0,52 0,52 0,8 1,5 0,52 0,2 0,6 0,52	0,84 0,52 0,52 0,8 1,5 0,52 0,2 0,6 0,52
00300	Скоба O122-0,74 Скоба 26-0,28 Скоба O120,5-0,53 Скоба 27-0,35 Шаблон 1,6+0,6 *45° Скоба 26,5-0,28 Шаблон 0,8±0,2 Скоба 19,5-0,28 Индикатор ИЧ 10	Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Станд..	0,74 0,28 0,53 0,35 0,6 0,28 0,4 0,28 0,01	0,74 0,28 0,53 0,35 0,6 0,28 0,4 0,28 0,1
01010	Нутромер 18-50 Пробка O31,9+0,027 Кольцо O32	Спец. Спец. Спец	0,01 0,01 0,01	0,027 0,027 0,027
01020	Скоба 18,5-0,33 Шаблон 1,2+0,32 Штатив Индикатор ИЧ 10	Спец. Спец Станд. Станд.	0,33 0,32 - 0,01	0,33 0,32 - 0,05
06520	Скоба шаговая Индикатор ИЧ 10	Спец. Станд.	0,01 0,01	0,064 0,05
08020	Прибор МЦ-400Б Измерительное зуб.колесо Индикатор ИЧ 10	Станд. Спец. Станд.	0,01 - 0,01	0,05 - 0,05
09530	Калибр 6(+0,03) Калибр 34,8+0,27 Калибр 137°22?±15?	Спец. Спец. Спец.	0,04 0,27 30?	0,04 0,27 30?
10000	Штангенциркуль Калибр д/контр. расположения	Станд. Спец.	0,1 0,35	0,52 0,35
14500	Нутромер 18-50 Кольцо O32 Пробка O32+0,025	Спец. Спец. Спец.	0,002 - 0,025	0,025 - 0,025
15030	Скоба 26-0,33 Микрометр МК 25-50	Спец. Станд.	0,33 0,01	0,33 0,33

Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операций измерительными средствами не требуется.

Действующий техпроцесс можно усовершенствовать:

Операции 0200, 0300. Токарная - использовать резцы, оснащенные сменными многогранными пластинами из твердого сплава.

Операция 15010. Торцекруглошлифовальная - вместо станка 3Т161 применить станок 3Б153Т(так как он меньше по габаритам).

Операции 10000, 10500. Вертикально-сверлильная - объединить. На станке 2Н135 произвести сверление 2х отверстий и снятие фасок с помощью имеющейся 2х шпиндельной насадки (так как серийное производство).

Операция 15030. Плоско-шлифовальный станок модели ЛШ226 заменить на токарно-винторезный модели 1Б616 (производится точение торца ступицы резцом, оснащенным сверх твердым материалом - Композит 01)

6. Выбор и обоснование оптимального метода получения заготовки

В качестве заготовки для детали «Шестерня распредвала 240-1006214-А» применяется поковка. При выборе заготовки сравним 2 метода получения. Рассмотрим вариант получения поковки, которая штампуется на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП).

Достоинство данного метода:

- повышенная точность

- высокий Ки.м.

- улучшенные условия труда рабочих

- высокий КПД

- снижение себестоимости продукции

Недостатки:

- высокая стоимость

Рассчитаем поковку по [ 6 ].

1. Исходные данные по детали:

1.1 Материал- Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

1.2 Масса детали Мд= 0,79 кг

2. Исходные данные для расчета:

2.1 Масса поковки(расчетная)

Мп.р.= Мд*Кр

Где Кр= 1,5-1,8 для круглых шестерен. [ 6, прил.3, табл. 20].

Принимаем Кр=1,65

Мп.р.=0,79*1,65=1,3 кг

2.2 Класс точности -Т4. [ 6 , прил.1].

2.3 Группа стали - М2.

2.4 Для определения степени сложности находим массу геометрической фигуры.

Массу цилиндра Gф находим по [3]

Диаметр 119,3*1,05=125 мм

Длина 26*1,05=27,3 мм

Gф=2,63 кг

Gп/ Gф=1,3/2,63=0,49

- степень сложности С2. [6, с.30]

2.5 Исходный индекс -11 [6, табл.2]

2.6 Конфигурация поверхности разъема штампа П(плоская) [6, табл.1]

3. Припуски и кузнечные напуски

3.1 Основные припуски на размеры(см. табл.3):

1,4 - O119,3 - Ra 12,5 мкм

1,5 - O34,8 - Ra 6,3 мкм

1,2 - толщина 18,5 - Ra 12,5 мкм

1,3 - толщина 26 - Ra 12,5 мкм

1,6 - толщина 26 - Ra 2,5 мкм

3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:

- отклонение от плоскостности - 0,4 мм( табл.5)

- смещение по поверхности разъема штампа - 0,2 мм(табл.4)

3.3 Штамповочные уклоны:

- на наружных пов-х - 7 град.

- на внутренних пов-х - 10 град.

4 Размеры поковки и их допускаемые отклонения.

4.1 Размеры поковки, мм.:

O119,3+(1,4+0,2)*2=122,5 принимаем 122,5

O34,8-(1,5+0,2)*2=31,4 принимаем 31

18,5+(1,2+0,4)*2=21,7 принимаем 22

26+(1,6+0,4)+(1,3+0,4)=29,7 принимаем 30

4.2 Допускаемые отклонения размеров, мм(табл.8):

O122,5; O31; 22; 30;

4.3 неуказанные предельные отклонения размеров по п.5.5(1,5 допуска с равными отклонениями).

4.4 Радиусы закругления наружных углов(табл.7) 2,0 мм.

4.5 Допускаемая величина остаточного облоя - 0,7 мм.( по п5.8)

4.6 Допускаемое отклонение от плоскостности - 0,8 мм

4.7 Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа - 0,5 мм(табл.9)

4.8 Допускаемая величина высоты заусенца - 3 мм

4.9 Допускаемое отклонение от концентричности пробитого в кокове отверстия - 1 мм.

Рассчитаем ориентировочную массу поковки, используя таблицы, приведенные в [3].

Мз=М1+М2-М3-М4-М5;

Где: М1= 2,04 кг- масса участка O122,5*22мм

М2=0,11 кг - масса участка O47*(30-22)мм

М3=0,62 кг - масса участка O100/ O47*12мм

М4=0,23 кг - масса участка O99/ O47*5мм

М5=0,62 кг - масса участка O28*30мм

Мз=2,04+0,11-0,62-0,23-0,15=1,15 кг

Коэффициент использования материала:

Ки.м.=Мд/Мз=0,79/1,15=0,69

Рассчитаем стоимость поковки:

Sзаг = ( Si/1000 • Q • Кт•Кс•Кв•Км•Кп) - (Q-q) • Sотх/1000Si=1305500 руб.- базовая стоимость 1т заготовки, [4, с.74]

Q - масса заготовки ,кг q - масса готовой детали ,кг

Sотх=87500 руб - стоимость 1т стружки [4, табл.4.6]Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коэффициенты зависящие от класса точности и группы сложности, массы, марки материала и объёма производства.

Кт = 1 ; Кс = 0,88 ; Кв = 1,29 ; Км = 1,21 ; Кп = 1 ;

Sзаг = (1305500/1000•1,15•1,0•0,88•1,29•1,21•1)-(1,15-0,79)• 87500/1000 = 2031 руб.

Теперь рассмотрим 2й вариант заготовки. Для данной формы детали заготовкой может быть круглый горячекатаный прокат.

Достоинство данного метода:

- простота

- дешевизна

- однородность структуры материала.

Недостатком является низкий Ки.м.

В качестве заготовки принимаем прокат обычной точности O125*30 мм.

Рис.6.1 - Эскиз заготовки из проката

Масса проката O125*30 мм.

Мз=2,89 км [3]

Ки.м.=Мд/Мз=0,79/2,89=0,27

Стоимость заготовки из проката.

Sзаг. = Sм +У Со.з.где,

Sм - затраты на материал заготовкиСо.з. - технологическая себестоимость заг операций.

Со.з. = Сп.з. • Tшт / 60•100

где, Сп.з. =4235руб - затраты на заготовительные операции [4, с.64]Tшт-к - время выполнения заготовительной операции

Tшт-к=ц•То

Где То - основное время

То=0,19•Д?•10-3 =2,97 мин

ц - коэф. серийности

Tшт-к=1,84•2,97=5,46 мин.

Со.з. = 4235 • 4/ 60 • 100 = 4 руб.

Sм = Q • Si - (Q-q)•( Sотх / 1000) [4, с.64]

где, Q - масса заготовки ,кг q - масса готовой детали ,кг Si =1027 руб.- стоимость 1кг материала заготовки ,руб за 1т.Sотх =87500 руб.- стоимость 1т отходов , за 1т.

Sм = 2,89?1029-(2,89-0,7) ?(87500/1000)=2790 руб.

Sзаг. = 2790+4=2794 руб.

Таблица 6.1 - данные расчетов.

Показатели	КГКП	Прокат
Класс точности Группа стали Степень сложности Исходный индекс Масса заготовки, кг. Стоимость 1 т заготовок, руб. Стоимость 1т стружки, руб.	Т4 М2 С2 11 1,15 1 305 500 87 500	Н - - - 2,89 1 029 000 87 500
Себестоимость, руб.	2 031	2 790

Дешевле оказался 1й вариант. Принимаем поковку, полученную штамповкой на КГШП.

Усовершенствованный технологический процесс механической обработки.

Таблица 7.1 - Скорректированный маршрут обработки

№ Опер.	Название операции	Оборуд.	Примечание
005	Токарная	1265ПМ-6	Обработка с одной стороны
010	Токарная	1265ПМ-6	Обработка с другой стороны
015	Вертикально-протяжная	7Б66Н81	Протягивание центрального отверстия
020	Токарная	1А730	Окончательная обработка венца
025	Зубофрезерная	ВС-512-1107	Нарезание зубьев
030	Зубофасочная	5Б525	Снятие фасок
035	Зубошевинговальная	5702В	Шевингование зубьев
040	Вертикально-протяжная	ТК-6	Протягивание шпоночного паза
045	Вертикально-сверлильная	2Н135	Сверление 2х отв. Снятие фосок с 2х сторон
050 055 060	Моечная Контрольная Термическая
065	Хонинговальная	3821	Шлифование зубьев
070	Торцекруглошлифовальная	3Б153Т	Шлифование торца ступицы
075	Токарно-винторезная (предлагаемая операция)	1Б616	Подрезание 2го торца ступицы резцом, оснащенным пластиной из сверх твердого материала (Композит 01)

Усовершенствование базового варианта технологического процесса:

1) Торцекруглошлифовальный станок 3Т161 заменим на станок 3Б153Т (так как он меньше по габаритам).

2) Плоскошлифовальную операцию (шлифование 2 торца ступицы) заменим на токарно-винторезную операцию. Станок модели 1Б616 (точение торца резцом из сверхтвердого материала). Правомерность такой замены проверим расчетом по минимуму приведенных затрат (пункт 7.3).

Выбор технологических баз и оценка погрешности базирования

Операция 005 - Токарная: производится предварительная токарная обработка. Заготовку закрепляем в 3х кулачковом самоцентрирующемся патроне.

Базы: необработанные наружная поверхность венца и торец со стороны меньшего выступа ступицы. Для данной схемы погрешность базирования равна нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 010 - Токарная: производится предварительная токарная обработка со2й стороны. Заготовку закрепляем в 3х кулачковом самоцентрирующемся патроне.

Базы: обработанные центральное отверстие и торец ступицы. Оправка разжимная, погрешности баз всех размеров равны нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 015 - Вертикально-протяжная: протягивание центрального отверстия. Заготовка устанавливается по протягиваемому отверстию.

Базы: ось детали и торец ступицы, погрешность базирования равна нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Операции 020 - Токарная: точение венца с 2х сторон. Заготовка устанавливается по отверстию с упором в один из торцов ступицы (рис. 7.1.1).

Для размера O119,3 мм погрешность базирования равна нулю, оправка разжимная - совпадение установочной и измерительной баз.

Для размера 1,2 мм погрешность базирования равна нулю- совпадение установочной и измерительной баз.

Для размера 18,5 мм погрешность базирования равна нулю, т.к. он проставлен от торца, обрабатываемого с одного установа на этой операции.

Операция 025 - Зубофрезерная: нарезание зубьев. Заготовки базируются по отверстию на разжимной оправке, с упором в один из торцов ступицы - погрешность базирования равна нулю.

Операция 035 - Зубошевинговальная: шевингование зубьев. Заготовка базируются по отверстию, с упором в торец ступицы - погрешность базирования равна нулю.

Операция 040 - Вертикально-протяжная: протягивание шпоночного паза Деталь базируется протяжкой по центральному отверстию. Погрешность базирования равна половине максимального зазора между направляющей частью протяжки и отверстием. Размер направляющей части O31,9 f7( ) погрешность базирования:

Еб=1/2*Smax=1/2(0,027+0,050)=0,0385 мм.

Операция 045 - Вертикально-сверлильная: сверление 2х отверстий, Еб=0,0385 мм., т.к. деталь устанавливается на оправку O31,9 f7.

Операция 065 - Хонинговальная: шлифование зубьев. Деталь базируется по центральному отверстию коническим убирающимся штырем. Т.к. при этом обеспечивается центрование, то погрешность базирования равна нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 070 - Торцекруглошлифовальная: шлифование торца. Деталь базируется по центральному отверстию с упором в торец, при этом обрабатывается противоположный торец ступицы. Погрешность базирования равна нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 075 - Токарная: подрезание торца. Деталь базируется по центральному отверстию с упором в торец, при этом обрабатывается противоположный торец ступицы. Погрешность базирования равна нулю - совпадение установочной и измерительной баз.

Принятые схемы базирования на операциях обеспечат выполнение всех размеров согласно чертежу шестерни.

Обоснование выбора технологического оборудования

При рассмотрении технологического процесса будем принимать оборудование, технологическую оснастку, режущий и измерительный инструмент, которые имеются в базовом варианте.

Измененной является операция 075. По заводскому технологическому процессу производится плоскошлифовальная операция на станке модели ЛШ-226 - шлифование торца ступицы.

Заменим на токарно-винторезную на станок станке модели 1Б616 - окончательная обработка торца ступицы шестерни резцом, оснащенным сверхтвердым материалом.

Материал режущей части - Композит- 01:

Марка - Эльбор "Р"

Состав - BN(нитрид бора)

Области применения - чистовая обработка закаленных сталей (40-63 HRCэ).

Преимущества предлагаемого варианта:

Замена специального дорогостоящего плоскошлифовального станка универсальным токарно-винторезным станком модели 1Б616.

Замена шлифовального круга резцом, оснащенным сверхтвердым материалом.

Нет необходимости в балансировке кругов и частой их правке.

Снижение квалификации рабочего - квалификация токаря ниже квалификации шлифовщика.

Токарный станок занимает меньшую площадь.

Ниже энергоемкость.

Выбор оптимального варианта технологического процесса по критерию минимальной себестоимости.

Произведем расчет себестоимости по критерию минимальной себестоимости для разработанного варианта технологического процесса механической обработки детали, в частности для операции 075, где производилась замена оборудования. Плоскошлифовальный станок заменили на токарно-винторезный.

Они могут быть определены в виде удельных величин на 1 час работы оборудования. В качестве себестоимости рассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющиеся по вариантам статьи затрат.

Часовые приведенные затраты:

Сп.з.=Сз+Сч.з.+Ен (Кс+Кз) [2, с.39]

где: Сз - осн. и доп. з/п с начислениями, руб.

Сч.з. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб.

Ен - нормативный коэф.

Кс, Кз - удельные часовые вложения

Сз=Е*Стф*k*у [2, с.39]

где: Е - коэф., учитыв. доп. з/п

Е=1,09*1,076*1,3=1,53

Стф - часовая тарифная ставка, руб/ч.

k - коэф., учитыв. з/п наладчика

у - Коэф., учитыв. многостаночность.

технологический процесс изготовление обработка деталь

Сч.з= Сч.з.бп* Км [2, с.40]

Сч.з.бп - практические часовые затраты на базовом рабочем месте

Км- коэф., показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка , больше, чем у базового.

Кс=Ц/Fд*hз ; Кз=F*437500/Fд*hз [2, с.42]

где: Ц - балансовая стоимость станка

F- производственная занимаемая станком

437500 руб. - цена 1 м.кв. площади [4, с.84]

F=Kt*f [2, с.43] где: f - площадь станка в плане

Kt- вспомог. коэф.

Fд - действительный годовой фонд времени

hз - коэф. загрузки станка. Для серийного про-ва равен 0,8

Технологическая себестоимость операции

Со= Сп.з.* Тш-к/60*Кв [2, с.43]

Кв - коэф. выполнения норм. Равен 1,3

Вначале выполним расчет для измененного варианта, операция 075, обработка производится на станке 1Б616

На станке 1Б616 обработку выполняет токарь 3 разряда.

Для приведения цен учебника [2] к современным условиям вводим коэф. К=3500

Стф=2121 руб/ч [2, т.2.14]

Сз=1,53*2121*1*1=3245 руб/ч

Сч.з.бп=1271 руб/ч - для серийного про-ва [2, с.40]

Км=0,9 [2, прилож.4,7]

Сч.з.=1271*0,9=1144 руб/ч

Из [2, т.2.14] для станка 1Б616

Цопт=6125000 руб - оптовая цена

f=2,335*0,852=1,99 м.кв.

Ц=1,1*Цопт=1,1*6125000=6737500 руб

Кс=6737500/4029*0,8=2090 руб/ч

F=f*Kt=1,99*4=7,96 м.кв.

где Kt=4 [2, с.42]

Кз=7,96*437500/4029*0,8=1080 руб/ч

Сп.з.=3245+1144+0,15*(2090+1080)=4865 руб/ч

Со=4865*0,56/60*1,3=35 руб.

Теперь рассчитаем заводской вариант, операция 075 - плоскошлифовальная, обработка производится на станке KI 226

Ст.ф.=2345 руб/ч- для 4 разряда [2, т.2.14]

Сз=1,53*2345*1*1=3588 руб/ч

Сч.з.б.п.=1271 руб/ч

Км=1,4 [2, прил.2, с.149]

Сч.з.=1271*1,4=1779 руб/ч

Для станка ЛШ-226

Цопт=16100000 руб

f=2,9 м.кв.

Ц=1,1*Цопт=1,1*16100000=17710000 руб.

Кс=177100000/4029*0,8=5495 руб/ч

F=2,9*4=11,6 м.кв.

Кз=11,6*473500/4029*0,8=1575 руб/ч

Сп.з.=3588+1779+0,15*(5495+1575)=6428 руб/ч

Со=6428*1,62/60*1,3=133 руб.

Где Тш-к=1.62 мин по действующему техпроцессу.

Проведенные расчеты показали, что предлагаемый вариант дешевле базового.

Таблица 7.3.1 - Сводная таблица себестоимости по проектному варианту

№ операции	Наименование операции	С3	Сч.з	КС	КЗ	F	Спз	СО
005	Токарная	3588	1279	16909	1575	11,6	6429	190
010	Токарная	3588	1279	16909	1575	11,6	6429	191
015	Вертикально-протяжная	2950	1144	16909	1026	12,3	5852	125
020	Токарная	3588	1279	14202	1575	10,4	6429	96
025	Зубофрезерная	3588	2305	29563	1244	30,5	9563	890
030	Зубофасочная	2950	1560	6909	250	5,2	4050	110
035	Зубошевинговальная	3588	2305	27343	1280	29,3	9563	670
040	Вертикально-протяжная	2950	1920	16909	1026	12,3	6852	195
45	Вертикально-сверлильная	2640	950	3989	550	8,6	3265	76
065	Хонинговальная	3690	2305	25989	1505	22,56	9563	558
070	Торцекруглошлифовальная	3690	2305	35989	1336	24,1	7251	550
075	Токарно-винторезная	3245	1144	2090	1080	7,96	4865	35
Итого:	3686

Расчет припуска на механическую обработку.

Расчет припусков на мех. обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам. На одну поверхность расчет выполним расчетно-аналитическим методом.

Расчет ведем по [2] в порядке, изложенном в таблице 4.1

1. Запишем в табл. 7.4.1 технлог. переходы обработки в порядке последовательности их выполнения от черновой до окончательной обработки.

2. Запишем значения:

Rz- шероховатость поверхностей заготовок и поверхностей

T- толщина дефектного слоя

с- суммарное значение пространственных отклонений.

E- погрешность установки

д- допуски на размеры поверхностей.

Табл.7.4.1- Расчет припусков

Технолог. переходы	Элем. припуска, мкм.	Расчетный припуск 2Zmin,мкм.	Расчетный размер dр, мм	Допуск д, мкм.	Предельный Размер, мм.	Пред.знач припусков мкм.
	Rz	Т	с	Е				dmin	dmax	2Zminпр	2Zmaxпр
Заготовка	150	200	1118			28,289	1600	26,6	28,2
Зенкерование	50	50	67	602	2*1619	31,527	620	30,90	31,52	3320	4300
Расточка	30	30	3	36	2*176	31879	160	31,71	31,87	350	810
Протягивание	4	6	-	0	2*63	32,003	39	31,966	32,005	135	256
Хонингование	-	-	-	0	2*10	32,025	25	32,000	32,025	20	34
Итого:	3825	5400

Параметры Rz и Т приведены в табл. 4.3 и 4.5.

В табл.4.7 приведены формулы для определения значений с для разных видов заготовок и мех. обработки.

Для штампованных заготовок типа дисков с прошиваемым центральным отверстием с установкой по наружному диаметру и торцу:

[2,c.67]

где - погрешность от смещения частей штампа

- погрешность от эксцентричности прошиваемого центрального отверстия к наружному контуру.

 мкм

Вследствие копирования погрешностей при обработке, находим их значение для переходов мех обработки:

[2,c.73]

где Ку- коэф.уточнения формы

для зенкерования с=1118*0,06=67 мкм

для расточки с=67*0,05=3 мкм

Погрешность установки Еу определяется по формуле:

[2,c.73]

где Еб- погрешность базирования

Ез- погрешность закрепления

Епр- погрешность положения заготовки в приспособлении

Для всех переходов Еб=0, т.к. базирование производится в самоцентрирующемся патроне, протяжкой и коническим штырем.

При установке в 3х кулачковом патроне Ез=600 мкм. [2,табл.4.10]

При притягивании и хонинговании Ез=0 мкм

Для токарной операции Епр=50 мкм. [2,c.74]

Для однопозиционной обработки Епр= 0 мкм. [2,c.74]

для зенкерования мкм

Вследствие копирования для расточки Еу=602*Ку=602*0,06=36 мкм

3. Расчетные минимальные припуски:

. [2,табл.4.2]

где индекс (i-1) указывает на предшествующий переход

для зенкерования

мкм

для растачивания мкм

для протягивания мкм

для хонингования мкм

4. В графу «Расчетный размер» запишем для конечного перехода наибольший пред. размер детали по чертежу-32,025 мм.

5. Для перехода, предшествующему конечному, находим расчетный размер вычитанием из наибольшего предыдущего размера по чертежу расчетного припуска 2Zmin.

dр.пр=32,025-2*0,010=32,005 мм

6. Аналогично находим расчетный размер для всех переходов и заготовки.

7. Запишем наибольшие предельные размеры по всем переходам, округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

8. Определим наименьшие пред. размеры путем вычитания допуска из округленного наибольшего пред. размера:

dmin заг =28,2-1,6=26,6 мм

dmin зен =31,52-0,62=30,9 мм

dmin р =31,87-0,16=31,71 мм

dmin пр =32,005-0,039=31,966 мм

dmin хон =32,025-0,025=32,0 мм

9. Запишем пред. значения припусков Zmax, как разность наименьших пред. размеров и Zmin, как разность наибольших пред. размеров выполняемого и предшествующих переходов.

10. Находим общие припуски, суммируя промежуточные.

11. Проверим правильность расчетов:

;

для зенкерования 4300-3320=980; 1600-620=980; 980=980

для растачивания 810-350=460; 620-160=460; 460=460

для протягивания 256-135=121; 160-39=121; 121=121

для хонингования 34-20=14; 39-25=14; 14=14

5400-3825=1575; 1600-25=1575; 1575=1575

Равенства сохранены, значит, расчеты верны.

12. Общий номинальный припуск

где ВДз и ВДд - верхнее отклонение размеров заготовки и детали.

мкм

13. Схему графического расположения припусков покажем на рис.6.4.

На остальные обраб. Поверхности шестерни припуски и допуски выбираем по ГОСТ 7505-85.

Табл. 7.4.2- Припуски и допуски на обраб. поверхности.

Пов-ть	Размер	Припуск	Допуск
		табличный	расчетный
1 2; 4 3 5 6	26h13 18,5h13 O119,3d12 26h13 O32H7	1,75 2*1,75 2*1,6 2,25 2*1,9	-- -- -- -- 2*2,15

Расчет режимов резания.

Исходные данные по расчету режимов резания на измененной операции 075

Станок - токарно-винторезный 1Б616

Глубина резания t=0,2 мм

Материал режущего инструмента - Композит- 01:

Марка - Эльбор "Р"

Состав - BN(нитрид бора)

Области применения - чистовая обработка закаленных сталей (40-63 HRCэ).

Расчет ведем по [9], в последлвательности, изложенной в карте Т-1, с.11,12.

Длина раб. хода:

Lр.х.=Lp+Lп+Lд [9, с.11]

где Lp =4,5 мм - длина резания

Lп - длина подвода, врезания, перебега.

Lп=Lпод+Lвр+Lпер=6+1=7 мм

Lвр=1 мм [9, с.416]

Lпод+ Lпер=6 мм [9, с.417]

Lд=0 - дополнительная длина(особенностей нет)

Lр.х.=4,5+7+0=11,5 мм

Назначение подачи на оборот шпинделя

По [9, карта Т-5] Sо=0,03-0,1 мм/об

Уточняем значение по паспорту станка Sоп=0,077 мм/об

Определение стойкости инструмента:

По [9, карта Т-3] Тр=Tм*л

где Тм=30 мин - стойкость инструмента

л - коэф. времени резания

л=Lp/Lpx=4,5/11,5=0,39

Тр=30*0,39=12 мин

Расчет скорости резания и частоты вращения шпинделя:

По [9, карта Т-5] рекомендуется V=130 м/мин

n=1000V/рD=1000*130/3.14*47=881 мин-1

Уточним частоту по паспорту n=800 мин-1

Действительная скорость резания Vд= рDnп/1000=3,14*47*800/1000=118 м/мин

Расчет основного времени:

То=Lрх/So*nп=11.5/0.077*800=0.19 мин

Проверочные расчеты по мощности:

Определение сил резания и мощности резания

Pz=0,096 kH по [9, карта Т-6]

Np=Pz*V/60=0.096*118/60=0,2 кВт [9, с.27]

Проверка достаточности мощности двигателя:

Np?1,2*Nн*Ю [9, с.423]

где Nн=4 кВт (по паспорту) - номинальная мощность двигателя

Ю=0,75 - КПД станка

1,2*Nн*Ю = 1,2*4*0,75=3,6 кВт; 0,2 ? 3,6 кВт

- условие выполняется

Вывод: при сравнении с заводской операцией замена оборудования дает положительный эффект - уменьшается основное время, уменьшается потребляемая мощность станка.

Расчет нормы времени на обработку для изменяемой операции.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени. Произведем нормирование по формуле для серийного производства:

Тш-к = Тп.з./n +То+(Ту.с.+Тз.о.+Туп+Тиз)*К+Тоб.от [2,с.102]

Выполним расчет норм времени на обработку детали на операцию 075:

Кол-во деталей в настроечной партии: n=379 шт.(определено в разделе 4)

Основное время обработки: То=0,19 мин (определено в разделе 7.5)

Определим состав подготовительно-заключительного времени Тп.з.:

- на наладку станка, инструмента и приспособлений при обработке деталей в цанговом патроне - 8 мин. [2,прил.5.1]

- на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу после окончания обработки - 8 мин. Итого: Тп.зп= 16 мин.

Время на установку и снятие детали массой до 1 кг в цанговом патроне с креплением пневмо зажимом:

Ту.с+Тз.о=0,08 мин [2,прил.5.5]

Время на приемы управления станком: - включить станок- 0,01 мин

- ускоренный отвод и подвод резца- 0,04 мин. Итого: Туп=0,05 мин.

Время на замер толщины детали скобой -0,07 мин [2,прил.5.12]

При 10% контроле Тиз=0,07* 10/100=0,01 мин.

На вспомогательное время Тв вводится коэф.серийности, для серийного производства К=1,85 [2,с.101]

Тв=(Ту.с+Тз.о+Туп+Тиз)*К=(0,08+0,05+0,01)*1,85=0,26 мин

Оперативное время:

Топ=То+Тв=0,19+0,26=0,45 мин

Общее время на обслуживание станка, отдых и личные потребности:

Тоб.от=Топ*Поб.от [2,с.102]

где: Поб.от=6,5% -процент от оперативного времени на время Тоб.от [2,прил.6.1]

Тоб.от=0,45*6,5/100=0,03 мин

Штучное время: Тшт=Топ+Тоб.от =0,45+0,03=0,48 мин

Штучно-калькуляционное время: Тшт-к = (Тп-з/n)+Тшт= 16/379 + 0,48=0,56 мин

Вывод: при сравнении с заводской операцией замена оборудования дает положительный эффект - 0,56 < 1,67 мин.

Определение необходимого количества оборудования, его загрузка

Определим необходимое количество оборудования для измененной операции:

Расчетное кол-во станков на операцию:

mрас= Тш -к/tв [2,с.114]

где tв - такт выпуска

tв =60*Fд/N [2,с.22]

где Fд -действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Fд=4029 ч [2,с.22, табл.2.1]

N- годовая программа выпуска

tв =60*4029/20 000=12,1 мин

mрас=0,56/12,1=0,046

Принятое кол-во станков: mпр= 1

Коэф. загрузки станка: hз= mрас/mпр=0,046/1=0,046

Коэф. использования оборудования по осн. времени:

hо=То/Тш-к [2,с.115]

hо=0,19/0,56=0,34

Коэф. использования оборудования по мощности:

hм=Nпр/Nст [2,с.115]

где: Nпр- необходимая на приводе мощность станка

Nст=4 кВт - мощность установленного двигателя

Nпр= Nрез*Ю=0,2/0,075=0,27 кВт

где: Nрез=0,2 кВт

Ю=0,75 КПД дв.

hм=0,27/4=0,07

Технологическая себестоимость операции:

Cо= 35 руб. -рассчитана выше.

Вывод: при сравнении с заводской операцией замена оборудования дает положительный эффект

8. Основные технико-экономические показатели технологического процесса

Технико-экономические показатели детали «Шестерня распределительного вала» сведем в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 - Технико-экономические показатели

	Наименование показателей	Значение
1	Годовой объем выпуска продукции, шт.	20 000
2	Масса заготовки, кг	1,5
3	Стоимость заготовки, руб/шт	2031
4	Стоимость партии заготовок, млн. руб	40,62
5	Стоимость материала, руб/кг	1305
6	Стоимость стружки, руб/кг	87,5
7	Масса детали, кг	0,792
8	Коэффициент использования материала	0,53
9	Себестоимость единицы продукции, руб.	3686
10	Себестоимость годового выпуска, млн.руб.	73,72
11	Количество единиц оборудования	14
12	Количество операций по ТП	12
13	Экономический годовой эффект, млн.руб.	1,96
14	Коэффициент закрепления операций	14,3
15	Размер партии, шт.	236

Заключение

В курсовом проекте мы изучили конструкцию детали «Шестерня» 240-1006214-А, условия ее работы в узле, проанализировали конструкцию на технологичность, изучили действующий техпроцесс механообработки на МЗШ. Заготовка детали - поковка, полученная штамповкой на КГШП, с технико-экономическим обоснованием выбранного варианта.

В проекте были произведены следующие замены:

-Торцекруглошлифовальный станок 3Т161 заменим на станок 3Б153Т

- Плоскошлифовальный станок заменим на токарно-винторезный 1Б616.

- Замена двух сверлильных операций одной

Произведенные замены позволили сократить штучное время, увеличить производительность, экономить площадь, обеспечить удобство настройки режущего инструмента на размер. Остальные операции оставили без изменений.

На листах представили операционные эскизы по операциям, где указали: деталь в положении при обработке; шероховатость поверхности; режущий и вспомогательный инструмент; таблицы с режимами резания.

В ходе выполнения работы освоили навыки расчета типа производства, выбора и обоснования метода получения заготовки, расчета припусков, расчета режимов резания, нормирования операции и расчета выбора операции по минимуму приведенных затрат.

Список использованных источников

Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн. МШ, 1983.

ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски.

Ковка и штамповка. Справочник. Е.И Семенов. М., Машиностроение, 1986.

Метериалы в машиностроении. Справочник. Т2. Под ред. И.В. Кудрявцева. М., Машиностроение, 1967.

Поливанов Г.М. Таблицы для расчета массы деталей и материалов. Справосник. 1980.

Проектирование технол. процессов мех.обработки в машиностроении. Бабук В.В. Мн. ВШ, 1987.

Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. А.Д. Корчемкина. М., 1995.

Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Барановского Ю.В. М., Машиностроение, 1972.

Справочник технолога машиностроителя. Т-1. Под ред. Косиловой А.Г. М., Машиностроение, 1986.

Размещено на Allbest.ru