Разработка технологического процесса изготовления вала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общетехническая часть

1.1 Служебное назначение изделия. Анализ конструкции и технических требований

1.2 Анализ технологичности детали

1.3 Материал изделия, его свойства. Виды и режимы термообработки

1.4 Определение массы изделия

1.5 Определение типа производства и партии запуска

2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование

2.2 Назначение технологических схем обработки поверхностей изделия

2.3 Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.3.1 Разработка маршрута обработки детали

2.3.2 Выбор технологического оборудования и его технические характеристики

2.3.3 Выбор технологических баз

2.3.4 Выбор технологической оснастки, режущего инструмента и контрольно-измерительных средств

2.4 Расчет припусков и межоперационных размеров

2.5 Расчет режимов резания и основного времени

2.6 Нормирование операции

3. Конструкторская часть

3.1 Конструирование станочного приспособления

3.1.1 Силовой расчёт приспособления

3.1.2 Описание конструкции и принципа действия

Конструирование и расчет режущего инструмента

3.3 Конструирование и расчет измерительного инструмента

4. Проектирование участка механического цеха

4.1 Расчёт количества оборудования и его загрузки

4.2 Планирование участка. Определение площадей

4.3 Техника безопасности на участке

5. Экономическая часть

5.1 Расчёт капитальных затрат

5.1.1 Определение капитальных вложений в основные фонды

5.1.2 Определение капитальных вложений в оборотные средства

5.2 Расчёт текущих затрат

5.2.1 Определение затрат на основные материалы

5.2.2 Определение фонда оплаты труда

5.2.2.1 Определение численности работающих на участке

5.2.2.2 Определение заработной платы работающих на участке

5.2.3 Затраты на электроэнергию для термической операции

5.3 Калькуляция себестоимости и смета затрат на производство

5.4 Расчёт экономической эффективности производства

5.5 Технико-экономические показатели участка

Литература



Введение

Машиностроение является одной из важнейших отраслей в промышленном комплексе нашей страны. Для народного хозяйства необходимо увеличение выпуска продукции машиностроения и повышение её качества. Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывном совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществлённого труда изготовить любую машину или деталь.

Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более современных машин и механизмов, и снижению их себестоимости. Актуальна задача повышения качества машин и, в первую очередь, их точности. В машиностроении точность имеет особо важное значение для повышения эксплуатационного качества машин. Обеспечение заданной точности при наименьших затратах - основная задача при разработке технологических процессов.

Основные задачи в области машиностроения и перспективы её развития:

приближение формы заготовки к форме готового изделия за счёт применения методов пластической деформации, порошковой металлургии, специального профильного проката и других прогрессивных видов заготовок;

автоматизация технологических процессов за счет применения автоматических загрузочных устройств, манипуляторов, промышленных роботов, автоматических линий, станков с ЧПУ;

концентрация переходов и операций, применение специальных и специализированных станков;

применение групповой технологии и высокоэффективной оснастки;

использование эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей с подводом их в зону резания;

разработка и внедрение высокопроизводительных конструкций режущего инструмента из твёрдых сплавов, минералокерамики, синтетических сверхтвёрдых материалов, быстрорежущих сталей повышенной и высокой производительности;

широкое использование электрофизических и электрохимических методов обработки, нанесение износоустойчивых покрытий.

В курсовом проекте согласно заданию предусматривается разработка технологического процесса изготовления «Вала», который является одной из важнейших деталей механизма для передачи вращения при заданном передаточном отношении.



1. Общетехническая часть

1.1 Служебное назначение изделия. Анализ конструкции и технических требований

Вал предназначен для передачи крутящего момента при заданном передаточном отношении.

Поверхность 4 -конусообразная, на ней имеется шпоночная канавка под призматическую шпонку- поверхность 21- для крепления сопрягаемой детали. В торце 1 имеется резьбовое отверстие М12-7Н-поверхность 22 для крепления детали предотвращающей осевое смещения детали с поверхности 4. Поверхности 6,18 самые точные, являются основными конструкторскими базами. Поверхности 9 и 15 - свободные. Поверхности 5,7,10,14,17 торцевые - служат для упора. Фаски 2,8,11,13,16,19 и 23 служат для облегчения сборки и предотвращения травм - свободные поверхности. Поверхность 3 - резьбовая M30x1,5-8g. Торцы 1 и 20 служат для завершения конструкции детали. Поверхность 23 - зубчатая, служит для передачи движения.

Рис. 1.1 Поверхности детали.

Таблица 1.1 Технические требования

№ п\п	Наименование поверхности, номинальное значение, мм	Назначение поверхности	Точность	Шероховатость Ra, мкм
1	2	3	4	5
1,20	Торцевая L=202мм	Вспомогательная конструкторская база	14	10
2,8,11,13,16,19,23	Фаска 1,5?45?	Свободная	14	10
6	Наружная цилиндрическая O 40мм	Основная конструкторская база	6	0,63
21	Шпоночный паз 8х2,5х40	Вспомогательная	8	2,5
5	Торцевая L=70мм	Вспомогательная конструкторская база	14	10
9,15	Наружная цилиндрическая O 50мм	Свободная	14	10
12	Наружная цилиндрическая O 65мм	Вспомогательная	14	10
7	Торцевая L=126мм	Вспомогательная	14	10
18	Наружная цилиндрическая O 40мм	Основная конструкторская база	6	0,63
14	Торцевая L=171мм	Свободная	14	20
17	Торцевая L=179мм	Свободная	14	20
10	Торцевая L=145мм	Свободная	14	20
4	Наружная коническая	Вспомогательная	6	1
3	Внутренняя резьбовая M12H7	Вспомогательная	7h	20
22	Наружная резьбовая M30x1,5	Вспомогательная	8g	10
23	Зубчатая m=3мм; z=20мм	Исполнительная	8	2,5

1.2 Анализ технологичности детали

Вал изготовлен из стали 40X ГОСТ 4543, которая сравнительно хорошо обрабатывается резанием.

С точки зрения рационального выбора заготовки вал относится к достаточно технологичным деталям.

Наиболее рациональным способом получения заготовки является метод горячей объёмной штамповки, этот метод обеспечит изготовление детали с наименьшими припусками и наименьшую трудоёмкость механической обработки.

Геометрическая форма детали состоит из поверхностей, которые образованны вращением образующихся относительно оси.

Поверхности открыты для подвода и перемещения режущего инструмента. Конфигурация детали не позволяет выполнить её полную обработку за один установ. Поэтому маршрут обработки будет складываться из ряда последовательных операций и переходов.

Конфигурация детали обеспечивает нормальный вход и выход инструмента.

Конструкция вала позволяет использовать типовые этапы обработки для большинства поверхностей.

Показатели точности и шероховатости находятся в экономических пределах: 6 квалитет точности и шероховатость Rа 0,63мкм.

Возможна реализация принципа постоянства баз на основных операциях.

Выбранные базы обеспечивают простое, удобное и надежное закрепление. Это позволяет применять сравнительно простые и дешевые приспособления.

Деталь обрабатывается в центрах и имеет достаточную жесткость, т.к. l/d < 10 (210/65 < 10).

Конструкция детали обеспечивает безударную обработку.

Конструктивные элементы не вызывают деформацию инструмента на входе и выходе.

В результате вышеизложенного деталь можно считать технологичной

1.3 Материал изделия, его свойства. Виды и режимы термообработки.

Деталь - вал изготавливается из Стали 40Х ГОСТ 4543. Области применения: сталь 40Х применяется для деталей, к которым предъявляются требования высокой твердости и повышенной износоустойчивости.

Обрабатываемость резанием: способность материала детали поддаваться обработки режущим инструментом.



Таблица 1.2 Химический состав стали

С %	Si%	Mn%	Не более	Cr	Ni	W	Cu
			S%	P%
0,36-0,44	0,17-0,38	0,5-0,8	0,035	0,035	0,8-1,1	?0,3	?0,005	?0,3

Влияние химических элементов на эксплуатационные и технологические свойства стали: с увеличением содержания углерода обрабатываемость ухудшается. Одновременно увеличивается возможность получения более высоких параметров шероховатости поверхности. Растут усилия резания.

Содержание в стали кремния снижает ее обрабатываемость и уменьшает возможность получения требуемых шероховатостей.

Увеличение содержания марганца при 0,36 - 0,44 % углерода ведет к повышению прочности стали и снижению ее пластичности, вследствие чего обрабатываемость стали улучшается. Конструкционные стали повышенной обрабатываемости резанием например содержат 0,6-1,0% марганца.

Содержание в стали 0,08 - 0,2 % серы ухудшает ее обрабатываемость. В стали образуется хрупкая составляющая, которая в виде множества субмикроскопических включений нарушает плотность феррита.

Содержание хрома в стали ухудшает ее обрабатываемость, но не настолько, чтобы сделать хромосодержащие стали труднообрабатываемыми.

Никель не ухудшает обработку стали, но его наличие перед обработкой резанием должно быть подвержено термообработке.

Таблица 1.3 Физико - механические свойства стали

Плотность	Предел текучести	Предел прочности	Относ. сужение, %	Относ. удлинение, %	Твердость
					до ТО	после ТО
7,850	80	100	50	14	НВ 179	HRCэ 48…52



Таблица 1.4 Термообработка стали

Марка стали	Отжиг	Закалка	Отпуск
	Температура нагрева, ?С	Температура	Среда охлаждения	Температура	HRСЭ
Сталь 40Х	800…600	825…860	Вода	450…200	55…60

1.4 Определение массы изделия

Масса изделия определяется расчетным путем и корректируется по чертежу. Для этого конструкцию детали разбивают на простые геометрические фигуры и определяют их объём по формуле: [1.24]

для цилиндра:

. (1.1)

Затем путём алгебраического сложения определяется общий объём. Масса детали вычисляется по формуле:

. (1.2)

Определяем объём детали:

см3.

см3.

см3.

см3.

см3.

см3.

см3.

см3.

см3.

Определяем общий объём изделия.

Определяем массу детали:

кг.

Рис. 1.2 Объем детали.



1.5 Определение типа производства и партии запуска

Для предварительного определения типа производства используем заданный объём выпуска изделия и его массу.

По заданию годовой объём выпуска изделия составляет N=7000 шт. масса детали, определяем расчётным путём, равна

Используя эти данные, определяем тип производства - среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями.

Характерный признак среднесерийного производства - расчленение технологического процесса на отдельные самостоятельные операции, которые закреплены за определённым рабочим местом.

При среднесерийном производстве необходима переналадка технологического оборудования при переходе на изготовление деталей другой партии.

Для выполнения различных операций используются универсальные металлорежущие станки, оснащённые специальными, универсальными или универсально-сборочными приспособлениями. Находят применение специализированные, специально-автоматизированные станки. Широко используются станки с числовым программным управлением.

Целесообразно применять специальный режущий инструмент, а также специальный измерительный инструмент.

В среднесерийном производстве оборудование устанавливается или по ходу технологического процесса или по группам оборудования.

Квалификация рабочих в среднесерийном производстве ниже, чем в единичном.

Количество деталей в партии запуска определяем по формуле:



(1.5)

где N - годовой объём выпуска заданного изделия, шт;

а- число дней, на которое необходимо иметь запас деталей (периодичность запуска - выпуска, соответствующая потребности сборки);

F - число рабочих дней в году.

а=5 дней.

F=250 день.

Принимаем n=137шт.



2. Технологическая часть

2.1 Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование

Выбор метода получения заготовки определяется назначением детали, её конструктивными формами, материалом, серийностью производства, техническим уровнем производства. Для данного вала можно применять заготовку, полученную из проката или методом горячей штамповки.

Вариант 1. Заготовка из проката.

Согласно точности и шероховатости обрабатываемой поверхности, определяем промежуточные припуски. За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наибольший наружный диаметр O 65h14. Для получения требуемой точности и шероховатости требуется точение однократное. Припуск на обработке z1=1,7 мм (приложение 2)

Требуемый диаметр заготовки dзаг = 65+1,5= 66,5 мм по ГОСТ 2590-80 [5] - стандартный диаметр проката.

dзаг= 67

.

1. Определяем длину заготовки по формуле:

,

где Lдет - номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;

Zпод =2,2 мм - припуск на подрезание торцов.



мм.

2. Определяем объём заготовки по формуле с учетом максимальных размеров:

см3,

где Dзаг - диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.

Определяем массу заготовки по формуле:

,

кг.

3.Определяем расход материала на одну деталь с учётом неизбежных технологических потерь.

Где Lp-величина припуска на резку прута=0,45мм табл.3.2.24[15]

Определяем коэффициент использования материала:

.

Определяем стоимость заготовки:



,

где СМ = 22 руб/кг - цена одного килограмма материала;

СОТХ = 4000 руб/т - цена 1 тонны отходов.

6.Определение стоимости детали с учетом транспортных расходовС1 =Кт • С1 =116,04•1,1=127,64руб

Где Кт - коэф. учитывающий транспортные расходы

Вариант 2. Заготовка, изготовленная методом штамповки.

1.Определение расчетной массы поковки.

кг.

Где Kp - расчетный коэфициент

Кр =1,5 таб.3,5.3.3 [5]

Определение группы стали. - М2 [приложение 3]

Определение класса точности поковки Т3 [9. табл. 3.5.34]

Определение массы геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки.

см3

Определение степени точности поковки.

Степень точности - C1 - cтр. [9. с.329]

Исходный индекс поковки 10 рис. [9. рис 3.5.57]

2. Назначение припусков на размеры, табл. 3.5.3.5 [2]

Рис. 1.3 Заготовка штампованная поковка

3. Определение допустимых отклонений размеров табл. 3.5.46 [2]

мм, мм,

мм, мм,

мм, мм,

мм, мм.

мм, мм.

мм, мм.

мм, мм.

Таблица 2.1 Припуски на размеры заготовки.

Категория размера	Номинальное значение размера, мм	Шероховатость, мкм	Припуск, мм	Предельные отклонения, мм	Размер заготовки, мм
D1	30	10	3		33
D2	35	1,0	2,2		37,2
D3	40	0,63	2,2		42,2
D4	50	10	3		53
D5	65	10	3		68
D6	50	10	3		53
D7	40	0,63	2,2		42,2
L1	16	10	1,4		17,4
L2	54	1,0	1,5		55,5
L3	56	0,63	1,5		57,5
L4	19	10	1,4		20,4
L5	26	10	2,8		28,8
L6	8	10	1,4		9,4
L7	23	0,63	1,4		24,4

4. Расчет массы заготовки

; (2.15)

см3;

см3;

см3;

см3;

см3;



см3;

см3;

mзаг = Vзаг P = 0,00785 = 3,07кг

5.Определяем нормы расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь.

Где Кш - величина неизбежных отклонений

6.Определение коэффициента использования материала:

, (2.18)

(2.19)

7.Определяем стоимость изготовления детали.

,

8. Определение стоимости детали с учетом транспортных расходов С1 =Кт • С1 =103,48 • 1,1=113,86руб

9. Определение годовой экономии материала.



Эм =(G1- G2) N = (5,94-3,37) 7000 = 17990 кг.

10. Определение годовой экономии материала в денежном выражении.

,

Вывод: Технико-экономические расчёты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объёмной штамповки на ГКМ, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката, и штампованная заготовка дешевле чем прокат, поэтому принимаем заготовку штампованную поковку.

2.2 Назначение технологических схем обработки поверхностей изделия

Таблица 2.2 Технологические схемы обработки поверхности

№ п/п	Наименование поверхности	Требуемые параметры	Переходы (операции)	Достижимые параметры
		IT	Ra, мкм		IT	Ra, мкм
1,20	Торцевая L=212мм	14	10	Точение однократное	14	10
5	Торцевая L=70	14	10	Точение черновое	14	10
7	Торцевая L=126	14	10	Точение однократное	14	10
14	Торцевая L=171	14	10	Точение однократное	14	10
17	Торцевая L=179	14	10	Точение однократное	14	10
10	Торцевая L=145	14	10	Точение однократное	14	10
18	Наружная цилиндрическая O 40мм	6	0,63	Точение черновое Точение чистовое Шлифование предв. Шлифование оконч.	14 10 8 6	10 3,2 1,25 0,63
6	Наружная цилиндрическая O 40мм	6	0,63	Точение черновое Точение чистовое Шлифование предв. Шлифование оконч.	14 10 8 6	10 3,2 1,25 0,63
12	Наружная цилиндрическая O 65мм	14	10	Точение черновое	14	10
9,15	Наружная цилиндрическая O 50мм	14	10	Точение однократное	14	10
4	Наружная коническая O 31-35мм	6	1	Точение черновое Точение чистовое Шлифование предв. Шлифование оконч.	14 10 8 6	10 3,2 1,25 1
2,8,11,13,16,19,23	Фаска 1,5?45?	14	10	Точение однократное	14	10
21	Шпоночый паз 8х2,5х40	8	2,5	Фрезерование	8	2,5
3	Внутренныя резьбовая М12Н7	7Н	10	Нарезание резьбы	7Н	10
22	Наружная резьбовая М30х1,5	8g	10	Нарезание резьбы	8g	10
23	Зубчатая m=3мм z=20мм	8	2,5	Зубодолбление	8	2,5

2.3 Проектирование технологического процесса изготовления детали

2.3.1 Разработка маршрута обработки детали

Маршрут обработки выбирается исходя из конструкции готовой детали заготовки и технологических схем обработки поверхностей. При формировании маршрута обработки учитывается тип производства, оказывающий влияние на конструкцию и дифференциацию переходов в операции.

С учетом этих факторов предлогается маршрут технологического процесса:

000 Заготовительная.

005 Фрезерно-центровальная.

010 Токарная с ЧПУ

015 Шпоночно-фрезерная

020 Зубофрезерная

025 Вертикально-сверлильная

030 Термообработка

035 Круглошлифовальная

050 Контрольная

2.3.2 Выбор оборудования

Оборудование выбираем исходя из вида обработки, размеров заготовки и детали, схем базирования, максимально используя технологические характеристики станка. Для выполнения токарной обработки применяем оборудование с ЧПУ. На остальных операциях, ввиду простых конфигураций обрабатываемых поверхностей, используем универсальные станки. Модели станков и их основные технологические характеристики приведены ниже в таблицах.

Таблица 2.3 Характеристика оборудования

Параметры	МР-71М
	Значения
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	25-125
Длина обрабатываемой заготовки, мм	200-500
Число скоростей шпинделя фрезы	6
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту.	125-712
Наибольший ход головки фрезы (стола), мм.	220
Пределы рабочих подач фрезы (бесступенчатое регулирование), мм/мин	20-400
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Пределы чисел оборотов сверлильного шпинделя в минуту	238-1125
Ход сверлильной головки, мм	75
Пределы рабочих подач сверлильной головки (бесступенчатое регулирование), мм/мин	20-300
Продолжительность холостых ходов, мин.	0,3
Мощность электродвигателя, кВт: фрезерной головки сверлильной головки	7,5/10 2,2/3
Габариты станка: Длина, мм Ширина, мм	3140 1630
Категория ремонтной сложности	7



Таблица 2.4

Параметры	16К20Ф3С39
	Значения
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм: Над станиной над суппортом	400 200
Длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Количество инструментов	6
Число оборотов шпинделя	35-1600
Число скоростей шпинделя (общее/ по программе)	12/9
Пределы рабочих подач, мм/мин: Поперечное Продольное	0-600 0-1200
Наибольшее перемещение суппорта, мм: Поперечное Продольное	210 930
Подача суппорта, мм/об (мм/мин)	0,01-40 1-4000
Число подач	Бесступенчатое регулирование
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: Поперечное Продольное	2400 4800
Мощность электродвигателя, кВт:	10
Габариты станка: Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Масса, кг	3000 1600 1600 3000

Таблица 2.5

Параметры	3Б12
	Значения
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	200
Длина обрабатываемой заготовки, мм	500
Конус Морзе передней бабки	№3
Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм.	300
поперечная подача шлифовальной бабки на 1 ход стола, мм.	0,1-0,5
Угол поворота стола, град.
Диаметр шлифовального круга:	300
Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки, об/мин	2500
Скорость перемещения стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин	0,1-6
Число скоростей поводкового патрона	Регулировка бесступенчатая
Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту	78-800
Мощность электродвигателя, кВт:	7,5
Габариты станка:	3100 Х 2100

Таблица 2.6

Параметры	692М
	Значения
Ширина фрезеруемого паза, мм	4-24
Длина фрезеруемого паза без переустановки, мм	5-300
Размеры стола, мм	800Х200
Число шпинделей	1
Расстояние от оси шпинделя, мм: До вертикальных направляющих станины: До поверхности стола (станины)	205
Количество скоростей шпинделя	12
Число оборотов шпинделя в минуту	375-3750
Продольная подача шпиндельной бабки (бесступенчатое регулирование), мм/мин.	450-1200
Мощность электродвигателя, кВт:	1,6-2,3
Габариты станка, мм:	1520Х1400

Таблица 2.7

Параметры	5К310
	Значения
Диаметр обрабатываемых колес с прямым зубом	200
Наибольший модуль по стали	3
Ширина обрабатываемого колеса	200
Наибольший угол наклона зуба колеса, град.	+60
Наибольший диаметр колеса с винтовым зубом, угол наклона 45град	140
Диаметр стола, мм	200
Диаметр отверстия в столе	30
Наибольший диаметр червячной фрезы	125
Конус морзе шпинделя фрезы	№3
Число скоростей шпинделя фрезы	9
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в мин,	63-400
Подача стола мм/об. вертикальная	0,63-4
Горизонтальная	0,1-1
Вертикальная	0,1-1
Мощность электродвигателя привода червячной фрезы, кВт.	1,5
Габариты станка, мм:	1562х925
Категория ремонтной сложности	15

Таблица 2.8

Параметры	2Н125
	Значения
Наибольший диаметр сверления по стали, мм	25
Наибольшее усиление подачи, кГ	900
Расстояние от шпинделя до плиты, мм	690-1060
Расстояние от центра шпинделя до вертикальных направляющих станины, мм	250
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола, мм	700
Количество ступеней оборотов шпинделя	12
Пределы чисел оборотов в минуту	45-20000
Наибольшее перемещение шпинделя, мм	200
Количество ступеней подач	9
Пределы подач шпинделя, мм/об	0,1-1,6
Размеры стола, мм	400Х450
Мощность электродвигателя, кВт:	2,2
Габариты станка:	1130 Х 805

2.3.3 Выбор технологических баз

Деталь представляет собой ступенчатый вал.

Основными конструкторскими базами служат поверхности O40К6 с помощью которых вал устанавливается в подшипниковые опоры.

Использование этих баз в качестве технологических на большинстве операций затруднено.Вместо в них применятся центровые отверстия и торцы 1,20. Подготовка этих баз осуществляет на фрезерно-центровальной операции с базированием в самоцентрирующихся призмах. Эта схема обеспечивает равномерное распределение припуска на токарных операциях.

Данная схема базирования обеспечивает хорошую жесткость системы СПИД доступ режущего инструмента в зону обработки и требуемую точность размеров. Схемы базирования приведении на операционных эскизах в таблице 2.7



2.3.4 Выбор технологической оснастки, режущего инструмента и контрольно-измерительных средств

В серийной производстве применяются в основном универсальные приспособления, инструмент и средства контроля, хотя может использоваться и специальная оснастка.

При обработке в центрах на токарной и круглошлифовальных операциях применяются поводковые патроны и задние центра. На шпоночно- фрезерной операции применены специальные приспособления с пневмоприводом и установкой заготовки в призмах. Режущий инструмент на всех операциях универсальных. На токарной применяются резцы с пластинами с механическим креплением. Для проходных и контурных резцов пластины неперетачиваемые. На круглошлифовальной операции применяют шлифовальный круг.

Измерительные инструменты и приспособления универсальные:

Штангенциркули; специальные; предельные колибры.

2.4 Расчёт припусков и межоперационных размеров

Значения припусков и операционных размеров приведены в таблице

Таблица 2.10 Припуски и операционные размеры

№ поверхности	Наименование поверхности	Переходы (операции)	Припуск Пi, мм	Допуск Ti, мм	Операционный размер
1	2	3	4	5	6
4	Наружная коническая O35мм	Заготовка	-	1,4	O37,26
		Точение черновое	1,7	0,25	O35,56
		Точение чистовое	0,25	0,1	O35,31
		Шлифование предварительное	0,25	0,039	O35,06
		Шлифование окончательное	0,06	0,016	O35
10,13	Торцевая L=26	Заготовка	-	1,68	29±0,84
		Точение однократное	2х1,5	1,04	26±0,52
1,20	Торцевая L=212	Заготовка	-	3,7	205,6±1,85
		Точение однократное	2х18	2,3	202±1,15
6,18	Наружная цилиндрическая O40мм	Заготовка	-	1,4	O42,26
		Точение черновое	1,7	0,25	O40,56
		Точение чистовое	0,25	0,1	O40,31
		Шлифование предварительное	0,25	0,039	O40,06
		Шлифование окончательное	0,06	0,016	O40
12	Наружная цилиндрическая O65мм	Заготовка	-	1,6	O67
		Точение черновое	2	0,74	O65
9,15	Наружная цилиндрическая O50мм	Заготовка	-	1,6	O52
		Точение черновое	2,0	0,62	O50
22	Наружная M30х1,5	Заготовка	-	1,4	O31,7
		Точение черновое	1,7	0,62	O30

2.5 Расчет режимов резания и основного времени

Опе6рация005Фрезерно-центровальная.

Исходные данные:

Станок МР71-М, приспособление - для фрезерования.

Материал режущей части фрезы Dфр-80мм Zфр=16 - Р6М5;

Сверло центровочное Dcв-6,3мм Р6М5;

Глубина резания максимальная: tmax= 1,8 мм.

Переходы:

1).Закрепить, установить. Снять деталь;

2).Фрезеровать два торца одновременно;

3).Сверлить два центровочных отверстия одновременно.

Таблица 2.11

Проход	D	L	t	i	S	n	V	To
2	80	42,26	1	1	0,15560	513	206	0,06
3	6,3	13,98	3,15	1	24	1214	19,78	0,38

Переход 2. Фрезерование торцов 1, 20.

Расчет режимов резания:

1) Выбор подачи: t=1 [7.с.69,72,73]

S Zm = 0,15 мм/зуб.

2) Скорость резания:

Vтаб =250 м/мин;

м/мин.

3) Частота вращения шпинделя:

об/мин.

13мм

мм



Корректируем по паспортным данным станка. Принимаем n = 480 об/мин.

4) Мощность, необходимая для резания:

кВт.

5) Минутная подача:

мм/мин

Корректируем минутную подачу по паспорту станка. Принимаем =820мм/мин.

6) Находим фактическую скорость резания:

Уточняем подачу на зуб:

7) Расчётная длина фрезерования:

42,26мм;



8) Расчет основного времени на фрезерование:

мин.

Переход 3. Сверление центровых отверстий.

Исходные данные:

а) Глубина резания t = 3,15 мм.

б) Число ходов

в) Группа подачи -1.

Расчет режимов резания:

Выбор подачи:

Так как тогда: [7.с.107]

Sт = SФ = 0,20 мм/об.

Скорость резания:

V таб = 24 м/мин; [7.с.111]

м/мин.

Частота вращения шпинделя:

об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка. Принимаем n = 1000 об/мин.

Мощность, необходимая для резания:

Nтаб = 0,9 кВт.

Минутная подача:

мм/мин.

6) Находим фактическую скорость резания:

;

.

7) Определяем длину рабочего хода:

8) Расчет основного времени:

мин.

Так как данный станок барабанного типа с последовательным действием, принимаем To=0,06мин.

Операция 010 Токарная с ЧПУ.



Исходные данные:

Модель станка - 16К20Ф3С39;

Материал режущей части резца Т15К6;

Переходы:

Установить, снять заготовку;

Точить цилиндрические поверхности 1,2,3 начерно;

Точить цилиндрические поверхности 1 начисто;

Переустановить, закрепить;

Точить цилиндрические поверхности 4,5,6,7 начерно;

Точить цилиндрические поверхности 5,6 начисто;

Переход 2.

1) Находим табличное значение подачи: [4.с.40]

Sтабл = 0,83 мм/об t = 2,0мм

2) Находим фактическую подачу с учетом поправочных коэффициентов

Sф = 0,83 1,01,0 1,0 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0 = 0,747 мм/об

3) Находим табличную скорость и мощность резания



Vт = 140 м/минNт = 11,0 кВт [4.с.73]

4)Определяем фактическую скорость резанья с учетом коэффициента.

.

5) Определяем частоту вращения шпинделя по формуле:

6) Определяем фактическую мощность резания:

Kn = 1,0

7) Находим минутную подачу:

min

Sм = 0,747 466 = 460 мм/мин.

8) Расчет основного времени работы по автоматическому циклу:

мин.



=63,36

мин.

Тсu-время на смену инструмента.

Тсг=5сек=0,08мин

Количество инструментов в наладке =2

Переход 3:

1.Точить поверхность 1 начисто.

Sтабл. = 0,31 мм/об t = 0,125мм [4.с.46]

2.

3. Vтабл = 348 м/мин [4.с.81]

4.

.

5.

6. SM=SФ•nmin=0,279•1531=427мм/мин

7.

мин.



+= 200,25мм

мин.

= 0,053+0,26=0,313мин.

Переход 4:

Переустановить закрепить.

Переход 5:

Точить поверхность 4,5,6,7 начерно.

1.t=1,0

Sтабл=0,83мм/об [4.с.40]

2.

3.Vтабл = 153 м/мин; nтабл- 10кВт [4.с.73]

4.

5.

6.Nф=Nтабл•KN•

Nф=10•1•



КN=1; Nстанка= 10кВт; Nф‹ Nстанка

7. =0,747•750=560,25мм/мин

8.

= 302,06мм

0,28мин

мин.

= 0,28+0,31=0,59мин.

Переход 6:

Точить поверхность 7 начисто.

t=0,125 мм.

Sтабл = 0,31 мм/об [4.с.40]

2.

= 0,31•1•1•1•1•0,8= 0,279 мм/об

3.Vтабл = 348 м/мин [4.с.73]

4.

5.



6. =0,279•1531,2=427,20 мм/мин

7.

=112,5

мин.

=258,19

= 0,26+0,29=0,55мин.

Определяем время работы по автоматическому циклу на всю операцию.

Операция 015 Шпоночно-фрезерная.

Переходы:

1. Снять, установить и закрепить заготовку.

2. Фрезеровать паз

Материал заготовки - сталь 40Х; ГОСТ4543-71

Режущий инструмент: Фреза шпоночная Р6М5 D = 8мм;

Станок - шпоночно-фрезерный 692М



Таблица 2.12

D	L	t	i	S	n	V	To
8	40	0,2	13	420	955	24	0,9

Переход 2

1.Глубина и ширина фрезерования.

В=8мм, t=0,2 мм.

2.Число проходов.

Принимаем i=13.

3.Табличная скорость резанья (карта 198)

Скорость резания: Vт=24м/мин

Поправочные коэффициенты:

К zv=1

Расчетная скорость резания:

Vp = =м/мин;

4.Расчетный диаметр:

Расчетная частота вращения фрезы:

5.Расчетная минутная подача:

Sm=420мм\мин

6.Длинна резанья

L=40мм (по эскизу)

Lпв=(0,5…3) + t+(D-t) = 10мм

Lпер=0мм;

L=l+lпв+lпер=40+10+0=50мм.

7.Основное время на обработку:

Операция 020 Зубофрезерная.

Переходы:

1. Снять, установить и закрепить заготовку.

2. Фрезеровать зубья согласно эскизу

Материал заготовки - сталь 40Х; ГОСТ4543-71 170…190HB

Режущий инструмент: Фреза модульная червячная: Р6М5 D = 80мм; Lфр=71мм; Zфр =10

Число зубьев K=1; Модуль m=3мм (Класс точности В)

Станок - зубофрезерный 5К310

Расчет режимов резанья и основного времени



1.t=h=2,25•3=6,77мм

2.Sp=St•Ks•cosB (стр 148)

St=1,6мм/об Кз=1

Sp=1,6•1=1,6 мм/об принимаем Sp=1,25 мм/об.

3.Vp=Vt•К1•К2 (стр148)

Vt=40 м/мин: К1=1; К2=1,4

Vp=40•1•1,4•56 м/мин

4.D=Dфр=80

5.

6. L=L+l1

l=26

L1=22

L=48

Операция 025 Вертикально-сверлильная

Переходы:

1. Снять установить, закрепить заготовку.

2. Сверлить отверстие 1

3. Нарезать резьбу

Материал заготовки - сталь 40Х; ГОСТ4543-71 170…190HB

Режущий инструмент: Сверло спиральное Р6М5: Форма заточки H (нормальная)

Станок 2Н125

Расчет режимов резанья и основного времени



Таблица 2.13

D	L	t	i	S	n	V	To
30	40	15	1	420	955	24	0,9

1.Число проходов i=1; глубина резанья

t=D/2 = 12/2=6мм

2.Группа подач - I ,табличная подача Sтабл= 0,14-0,18 мм/об

Коэфициент Kks=1 (Карта 41)

Расчетная подача

Sp= Sтабл•Kls=0,16•1=0,16мм/об

Принимаем по паспорту станка S=0,14мм/об

3.Табличная скорость резанья Vтабл=37м/мин (карта 42)

Коэффициенты: Кмv=0,8; Klv=1; Knv=1

Расчетная скорость резания: Vp=37•1•0,8=29,6м/мин

4.Расчетный диаметр D=12мм (по эскизу)

Расчетная частота вращения шпинделя:

Принимаем по паспорту станка n=710 об/мин

5.Фактическая скорость резания:

6.Определяем длину рабочего хода:

L=40мм (по эскизу);

lпв= (0,5…2)+0,3 D=1+0,3•12=5мм.

lпер = 1…3мм, принимаем lпер = 1

L=l+lпв+lпер=40+5+1=46мм

7.Основное время:

Переход 3

1.Определяем подачу: S=1мм/об

2.Табличная скорость резания Vтабл=14,5м/мин

3.Частота вращения шпинделя = 385 об/мин

4.Фактическая скорость резания V=31 м/мин

5.Основное время:

Операция 035 Круглошлифовальная



Переходы:

Установить и закрепить заготовку. Снять.

Шлифовать поверхность 1 предварительно

Шлифовать поверхность 1 окончательно.

Исходные данные:

Материал заготовки - сталь 40Х, 170…190НВ.

Метод шлифования - с непрерывной радиальной подачей.

Станок круглошлифовальный мод.3М150.

Выбор характеристик шлифовального круга:

1) Размеры шлифовального круга:

Диаметр Dk = 500 мм (по паспорту станка)

Высота (ширина) Вк = 60 мм ( по паспорту станка)

Диаметр отверстия круга dk203мм (по стандарту)

2) Принятая форма круга - ПП (плоский прямой)

Материал - 23А (электрокорунд белый)

3) Характеристики круга:

Зернистость - 25 [3.с. 245, табл. 161]

Твердость - С2 [3.с. 249]

Номер структуры - 5 [3.с. 249, табл. 167]

Связка - керамическая К5 [3.с. 247]

Допустимая окружная скорость Vк = 35 м/с

Полное обозначение круга

ПП 500?40?203 23А 25Н С2 5 К5 35 м/с 1 кл. А ГОСТ 2424-83

Расчет режимов резания и основного времени

Таблица 2.14

D	L	t	i	S	n	Vм/с	To
	0,03	-	1		198	35	0,41

1.Расчетный диаметр заготовки Dз = d1= 40,06 мм

Табличная окружная скорость заготовки:

Vз = 20…40 м/мин [3.с. 301, табл. 55]

Принимаем Vз = 25 м/мин

Частота вращения заготовки

(находится в паспортных пределах)

2. Табличная врезная (радиальная) подача на 1 оборот заготовки:

Sрад = 0,001…0,025 мм/об

Принимаем радиальную подачу:

Sрад = 0,002 мм/об

Скорость минутной врезной подачи:

(находится в паспортных пределах)

3.Диаметры до и после обработки (по исходным данным):

d1= 40,31 мм, d2 = 40,06 мм

Припуск на шлифование (на сторону):

Расчетная длина хода L = h = 0,125мм

4.Число рабочих ходов i = 1

Коэффициент, учитывающий время на выхаживание:

K = 1,2…1,3

Принимаем K = 1,3

5.Основное время на операцию:



Материал заготовки - сталь 40Х, 170…190НВ.

Метод шлифования - с непрерывной радиальной подачей.

Станок круглошлифовальный мод.3М150.

Выбор характеристик шлифовального круга:

1) Размеры шлифовального круга:

Диаметр Dk = 500 мм (по паспорту станка)

Высота (ширина) Вк = 60 мм ( по паспорту станка)

Диаметр отверстия круга dk203мм (по стандарту)

2) Принятая форма круга - ПП (плоский прямой)

Материал - 23А (электрокорунд белый)

3) Характеристики круга:

Зернистость - 10 [3.с. 245, табл. 161]

Твердость - С2 [3.с. 249]

Номер структуры - 5 [3.с. 249, табл. 167]

Связка - керамическая К5 [3.с. 247]

Допустимая окружная скорость Vк = 35 м/с

Полное обозначение круга

ПП 600?40?203 23А 25Н С2 5 К5 35 м/с 1 кл. А ГОСТ 2424-83

Расчет режимов резания и основного времени

технологический процесс изготовление деталь вал

Таблица 2.15

D	L	t	i	S	n	Vм/с	To
	0,03	-	1		279	35	0,45

1.Расчетный диаметр заготовки Dз = d1= 40,06 мм

Табличная окружная скорость заготовки:

Vз = 30…50 м/мин [3.с. 301, табл. 55]

Принимаем Vз = 35 м/мин

Частота вращения заготовки

(находится в паспортных пределах)

2. Табличная врезная (радиальная) подача на 1 оборот заготовки:

Sрад = 0,005…0,015 мм/об

Принимаем радиальную подачу:

Sрад = 0,005 мм/об

Скорость минутной врезной подачи:

(находится в паспортных пределах)

3.Диаметры до и после обработки ( по исходным данным):

d1= 40,06 мм, d2 = 40 мм

Припуск на шлифование (на сторону):

Расчетная длина хода L = h = 0,003мм

4.Число рабочих ходов i = 1

Коэффициент, учитывающий время на выхаживание:

K = 1,2…1,3

Принимаем K = 1,3

5.Основное время на операцию:



Таблица 2.16

№ Операции	D	L	t	i	S	n	Vм/с	To
040		0,03	-	1		279	35	0,45
045		0,03	-	1		226	35	0,38

2.6 Нормирование операции

Операция 005 Фрезерно-ценровальная

Исходные данные:

Обрабатываемый материал: сталь 40X.

Масса заготовки - 2,28кг.

Величина партии изделий .

Станок -фрезерно-центровальный мод. МР-71М.

Способ установки детали- в тисках ГОСТ 21167-75.

Расчет норм времени

1. [5.карта.9, поз.10]

2.Определяем вспомогательное время [5.карта.31, поз.2]

=0,23 мин.

3. - неопределяем т.к. контроль не предусматривается. [5.карта.86, поз.68]

4. К - не определяем, т.к. не учитывается [5.карта.87, лист1/лист2]

5.



6. Общее вспомогательное время на операцию:

7. Определяем время на обслуживание рабочего места и отдыха в долях от оперативного время: a обс.= 5%; аотл=3,5%. [5.карта.85, поз.9;13]

8. Определяем подготовительно-заключительное время: Тпз=21мин [5.карта.32, поз.7]

9. Норма штучного времени на операцию:

10. Величина операционной партии изделий nоп = 137 шт (по исходным данным)

11. Штучно - калькуляционное время:

Операция 010 -токарная с ЧПУ.

Масса заготовки:2,28кг

Установка заготовки в центрах с поводковым патроном.

Контроль диаметральных размеров штангенциркуль ШЦII-250-01 ГОСТ 166-89

Станок: токарный с ЧПУ 16К20Ф3

Тца.=1,90 мин.

1.Вспомогательное время на установку и снятие заготовки.

Туст=0,85мин [6.карта 3 поз.16]

2.Определение вспомогательного времени связанно с операцией - включение и выключение станка. tв1=0,04мин [6.карта 14 поз.3]

Открытие и закрытие оградительного считка tв2 =0,03мин [6.карта 14 поз.6]

Установка в заданное взаимное положение детали и инструмента по координатам х, у, z, и в случае необходимости произвести переналадку. tв3=0,32 [6.карта 141]

Проверка прихода детали в заданную точку после обработки, tв4 =0,15мин [6.карта 144]

tвсп = tв1+ tв2+ tв3+ tв4 = 0,04+0,03+0,32+0,15+0,54мин.

3. Вспомогательное время на контрольные измерения.

tизм =0,16мин [6.карта 15 поз.148]

4. Общее вспомогательное время на операцию

tв = туст + tвсп+ tизм =0,85+0,54+0,16=1,55мин.

5. Процент времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности атех+аотл=7%[карта 16 поз.1]

6. Норма подготовительно-заключительного времени.

Тпз=4+9+2+2+1,2+0,2+1+1,2+1,2+1,5+0,4+2,5+0,3=26,5мин

[карта 21 поз.1,2,3,4,7,13,27,28,29,30,31,33,34]

7. Определение нормы штучного времени

Тшт =(Тца+Тв)• 1•= 3,7мин

8. Определение нормы штучно-калькуляционного времени



Тшк = Тшт += 3,7+=3,9мин.

Операция 020 Зубофрезерная.

Определяем вспомогательное время на операцию , мин

[6.к.47cтр.132]

Определяем время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

= 4,5%=4%[6.к64], [6.к88]

4. Определяем норму штучного времени , мин

=4,93мин.

=4,04мин

=0,5мин

Определяем подготовительно-заключительное время на партию деталей

=24+3+2,5+7=36,5 мин. (карта 65 поз. 1,7,10,11) [6.k28c.131]

Определяем штучно калькуляционное время



:

Операция 025 Вертикально-сверлильная

1. Определяем вспомогательное время на операцию , мин

(карта 2,поз.2)

2. (карта 24 поз.1)

3. =0 т.к. контроль не предусматривается.

4. К=0 т.к. контроль не предусматривается.

5. Тп=tп+tизм•К=0,07+0=0,07мин

6. Общее вспомогательное время на операцию.

Тв=Туст+Тп=0,35+0,07=0,42мин

7. = 5%

8. Тпз=10+7=17мин (карта 1,14)

9. =4%

10. Норма штучного времени на операцию:

= 1,16мин

11. Величина операционной партии изделий Поп=137шт (по исходным данным)

12. Штучно-калькуляционное время:

Операция 035 Круглошлифовальная.

Исходные данные:

Масса заготовки 2,28 кг

Установка заготовки - в центрах с хомутиком

Величина операционной партии изделий Поп =137 шт

Контроль диаметрального размера - скобой

Станок круглошлифовальный мод. 3М153М (наибольший диаметр устанавливаемой заготовки 140 мм)

Подача - автоматическая.

Расчет норм времени

Основное время То = 0,45мин

Туст = 0,28 мин [5.карта.9, поз.10]

tп = 0,7 мин [5.карта.31, поз.2]

tизм = 0,09 мин [5.карта.86, поз.68]

tизм < То (0,09 < 0,45), но в данном случае время на измерения в норму включаем.

К = 1 [5.карта.87, лист1/лист2]

Суммарное вспомогательное время на переход:

Тп = tп + tизм · К = 0,7+0,09 · 1 =0,16 мин

Общее вспомогательное время на операцию:

Тв = Туст + Тп = 0,28 + 0,16 =0,44 мин



аобс = 9 % [5.карта.85, поз.9;13]

Тп.з = 7+6+1+7=21 мин [5.карта.32, поз.7]

Норма штучного времени на операцию:

Величина операционной партии изделий nоп = 137 шт (по исходным данным)

Штучно - калькуляционное время:

Таблица 2.17 Нормативы времени.

№ операции.	Наименование операции.		Тв, мин.	% времени на технологическое обслуживание, отдых и личные надобности.	Тшт, мин.	Тпз, мин.	Тшт.к, мин.
005	Фрезерно-центроваьная	0,06	0,57	7	0,67	21	0,82
010	Токарная с ЧПУ	1,90	1,55	7	3,7	26,5	3,9
015	Шпоночно-фрезерная	0,90	0,31	7	1,27	24	1,45
020	Зубофрезерная	4,04	0,5	8,5	4,93	36,5	5,19
025	Вертикально-Сверлильная	0,65	0,42	9	1,16	17	1,28
035	Круглошлифо-вальная	0,45	0,44	10	1,99	21	2,14
040	Круглошлифо-вальная	0,45	0,44	10	1,99	21	2,14
045	Круглошлифо-вальная	0,38	0,36	10	1,92	21	2,07

Тшт.к, на Термическую операцию составляет 5% от суммы Тшт.к по всем операциям:



Итого: Штучно калькуляционное время на изготовление одной детали составило 19,28мин.



3. Конструкторская часть

3.1 Конструирование станочного приспособления

3.1.1 Силовой расчет приспособления

Проектируемое приспособление предназначено для фрезерования шпоночного паза на шпоночно-фрезерной операции.

Исходные данные для расчета:

-содержание операции: фрезерование шпоночного паза

- способ базирования заготовки: цилиндрической поверхностью

D = 25мм на опорную призму с< б =90?

- режимные параметры обработки из п.2.5:

t =2,5мм;i = 13;Sм = 420мм/мин; n=955мин-1; V=24м/мин; Sz = 0,24мм/зуб

Для определения величины требуемой силы зажима разрабатываем схему действия силы на заготовку.

Анализируем схему.

Со стороны шпоночной фрезы на заготовку действуют силы Рz, Рх, Ру, сдвигающие ее относительно опорной призмы.

Этим силам противодействуют:

- со стороны зажимного элемента сила зажима W, прижимающая заготовку к опорной призме;

-силы трения Wf в местах контакта базовой поверхности заготовки с зажимным и опорным элементами, удерживающими ее от сдвига.

При действии всех сил заготовка должна находиться в равновесии.

Учитывая способ базирования заготовки, характер и направление действия на нее всех сил, а также надежность закрепления, величину требуемой силы зажима заготовки рассчитываем по формуле:



Wсум=(К · vРz2+Рх2+Ру2) / f1 +f2/sinб/2 ,

где К-коэффициент заноса

f 1,f2 - коэффициенты трения в местах контакта базовой поверхности заготовки с зажимным и опорным элементами соответственно.

б - угол призмы в градусах; б = 900

Принимаем f 1=f2 =0,16 -при контакте обработанной поверхности заготовки с опорой и зажимным элементом

К = Ко · К1 · К2 · К3 · К4 · К5 · К6,

К0 =1,5-гарантированный коэффициент заноса

К1 =1- при чистовой обработке

К2=1,6...1,8- коэффициент, учитывающий затупления шпоночной фрезы при фрезеровании стали;

Принимаем К2=11,7

К3 =не учитывается при непрерывном фрезеровании

К4 =1,0-при использовании пневмоцилиндра двухстороннего действия

К5- не учитывается пи механизированном зажиме

К6-не учитывается при отсутствии момента, поворачивающего заготовку относительно опоры

К=1,5 · 1 · 1,7 · 1=2,55

Главную составляющую силы резания берем из п.2.5.

Рz =263,6Н

Величины остальных составляющих силы резания радиальной Ру и осевой Рх устанавливаем из соотношения с главной составляющей Рz.

Ру=(0,3...0,4) Рz. [4,т.42,с.292]

Рх =(0,5...0,55) Рz.



Ру=0,4 Рz. = 0,4 · 263,6=105,44Н

Рх =0,55 Рz = 0,55 · 263,6 =144,98Н

Рассчитываем силу W по формуле.

W =2,55 · v263,62+144,982+105,442 / 0,16+0,16/0,707 = 2105Н

3.1.2 Описание конструкции и принципа действия

Анализируем исходные данные

Тип производства - среднесерийное

Тип привода - механизированный

Расчетная величина зажимной силы W=2105Н. выбираем тип зажимного механизма и привода. Для приспособления, работающего в условиях среднесерийного производства с требуемой величиной зажимной силы, принимаем рычажный зажимной механизм с передаточным отношением сил i =1,67

Выбираем тип привода.

Принимаем механизированный пневматический привод с пневмоцилиндром двухстороннего действия.

Разрабатываем схему действия сил в приспособлении.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.2 Схема действия сил в приспособлении



Передача сил со штока на заготовку будет производиться по схеме: шток-рычаг-заготовка.

На основании схемы действия сил по известной силе W определяем величину расчетной исходной силы на штоке пневмоцилиндра D.

Для рычажного зажимного механизма величина силы, действующей со стороны штока на рычаг рассчитываем по формуле:

Q =W /i · ? ,

где ? -КПД рычажного зажимного механизма, принимаем ? = 0,95

Q = 2105/1,67 · 0,95=1327Н

Зная величину силы, развиваемой на штоке пневмоцилиндра двухстороннего действия, определяем расчетный диаметр пневмоцилиндра D.

Для пневмоцилиндра 2-х стороннего действия при подаче сжатого воздуха для зажима в бесштоковую полость.

Q= D2 /4 · ? · т, Н,

где т - давление сжатого воздуха, Па

? - КПД пневмоцилиндра из формулы

D =v4 · Q/ · т · ?,мм

Принимаем т -0,4МПа = 0,4 · 106 Па, ? =0,95

D = v4 · 1324/3,14 · 0,4 · 106 · 0,95 = 0,0667м=66,7мм

Принимаем стандартную величину диаметра пневмоцилиндра: D=100мм



3.2 Конструирование и расчет режущего инструмента

Выбираем конструкцию резца с механическим креплением многогранной пластины. Для обеспечения главного угла в плане и заданных режимов резания применяем резец канавочный с пластиной и подкладкой.

1. В качестве материала для державки резца выбираем углеродистую сталь 50 с ув=650МПа и допустимым напряжением на изгиб уп = 200МПа.

2.Сила резанья Pz определяется по формуле:

Pz= 9,81•Cpz•txpz•Kpz

Pz= 9,81•340•2015•0,830,45•1=3399,3H. (СТМ2,т.17,с269)

3.Ширина прямолинейного сечения державки резца определяется по формуле:

в= = =13,37мм

Принимаем по стандарту СТ СЭВ 153-75 большое сечение державки b=16мм.

Выбор державки резца: h=1,6•16=25,6; h=25мм.

Проверяем прочность и жесткость державки резца, максимальная нагрузка, допустимая прочность резца:

Pzmax = = 5550Н

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткость резца:

Pzжес =

где:?=0,1мм - допустимая стрела прогиба резца; Е=20000Н-Модуль упругости материала державки резца; L=60мм- вылет резца; J-момент инерции прямоугольного сечения державки.

= = = 20800мм4

Pzжес = = 577кгс\мм2

Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью, т.к. выполнено условие

Pzдоп ›P‹Pzжес 555›340‹577 кгс

Основные размеры принимаем по стандарту:

Рабочая высота резца h=25мм;

Ширина державки резца b=16мм;

Длинна резца L=125мм.

При сечении срезаемого слоя F=Ts, t-глубина резания; S-подача; F=3,5•0,14=0,49мм.

Резец должен иметь диаметр описанной окружности пластины: D=18мм.

Выбираем материал резца:

Для пластины - твердый сплав T15K6, Форма II ГОСТ 19063-80, для клина штифта - сталь 45, для винта - сталь 45, головку винта калить до HRC, 30-35. Технические требования по резцу выбираем по гост ГОСТ 21492-76.

3.3 Конструирование и расчёт мерительного инструмента

Калибр - скоба

O40K6( )

1.Определения предельных отклонений вала.

еs= +0,018

еi= +0,002

2.Расчет предельных размеров вала.

Dmax=d+es= 40+0,018=40,018

Dmin= d+ei= 40+0,002=40,018

3.Определение отклонений и допуска для калибра скобы, мм;

Z1 =3,5=0,0035мкм.

H1=4=0,004мкм.

Y1=3=0,003мкм.

4.Расчет предельных и исполнительных размеров калибр скобы.

P-ПР=dmax-Z1=40,018-0,0035=40,0145мм.

P-ПPисп=(P-ПРмин)+Н140,0125+0,004=1,015мм.

P-ПPmin=dmax-Z1- - 40,018-0,0035 ----- =40,0125мм.

P-ПРизм = dmax+Y1= 40,018+0,003= 40,021мм.

Р-НЕ=dmin=40,002

P-НЕисп=(P-НЕmin+H1 = 40+0,004=1,015

Р-НЕmin= dmin- --- = 40,002- 0,004 =40

Проектирование участка механического цеха

Расчёт количества оборудования и его загрузки

Количество станков на операции

Сi = (tшкi*N+Di) / Fдo*Kз, ст., [10, с.74]

где; tшкi- время обработки детали на операции, мин.; Di - дозагрузка на операции, час; Кзо = 0,8 - среднеотраслевой коэффициент загрузки универ-сальных станков в среднесерийном производстве; Fдo = 3850 час - эффек-тивный годовой фонд времени работы оборудования.

Операция 005

С005 = (0,82*7000/60+5000)/3850*0,8 = 1,65 ст.

Расчетное число станков Ср005 = 2 ст. Коэффициент загрузки станков на операции 005 Кз005 = С005 / Ср005 = 1,65/ 2= 0,88

Принятое число станков Сп005 = Ср005 = 2ст.

Таблица 4.1 Расчет количества станков на операциях

Операция	tшкi мин.	Di ст-час.	Ci	Срi	Кзi	Спi	Ки	КзiКи
005Фрезерно-центроваьная	0,82	5000	1,65	2	0,82	2	1	0,82
Токарная с ЧПУ	3,9	23000	6,76	7	0,94	7	1	0,94
Шпоночно-фрезерная	1,45	6000	2,01	3	0,67	3	1	0,67
Зубофрезерная	5,19	16000	5,39	6	0,89	6	1	0,89
Вертикально-сверлильная	0,65	8000	2,62	3	0,87	3	1	0,87
Кругло-шлифовальная	6,35	15000	5,11	6	0,85	6	1	0,85
Итого	18,36	-	23,45	-	-	27	-	-

Средний коэффициент загрузки станков:

Кз.ср = У(Спi*КзiКи) / УСпi .

Кз ср = (1,65+6,67+2,01+5,39+2,62+5,11)/ 28=0,84.



4.2 Планирование участка. Определение площадей

Состав производственного участка определяется характером изготовляемого изделия, видом технологического процесса, объёмом производства.

На участке располагается оборудование, предназначенное для выполнения, технологического процесса обработки детали. Контрольное отделение, складские помещения, которые являются вспомогательными.

Для среднесерийного производства принимаем групповой способ размещения станков по видам обработки ( токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и т.д.)

Ширину пролёта между колоннами принимаем L=18м и шагом колонн t=12м. Высота здания 6м. Место рабочего у станка обозначаем кружком диаметром 500мм

Определяем размер главного проезда Lпр=2500мм, предназначенного для транспортирования материалов, заготовок, и движения людей. Перемещение заготовок производим с помощью электрокар, так как вес заготовки менее 10кг. Для обслуживания участка используем кран-балку грузоподъёмностью 5 т.

Станки располагаем вдоль пролёта, группу круглошлифовальных станков располагаем в поперечном направлении для лучшего использования площади участка.

В соответствии с технологическим процессом располагаем на данном механическом участке места для мастера и контролёров площадью не менее каждое.

По плану участка площадь участка составляет: S=670

Sy=Sпр+Sвсп+Sсл=432+129,6+108=670м2



Sпр-производственная площадь

Sпр=Спр•Sср=16•27=432м2

Cпр-принятое количество станков

Sпр-средняя площадь на 1 станок

Sвсп-25-35% от Sпр=0,3•432=129,6

Sсл-25-30% от Sпр=0,25•432=108

В целях соблюдения пожарной безопасности в цехе запрещается: курить в местах, не отведённых для этой цели; загромождать проходы и проезды, подступы к водоисточникам, пожарным лестницам, средствам пожаротушения, электросиловым установкам и вентиляционным камерам.

При работе на шлифовальных станках рабочие должны пользоваться защитными очками и экранами;

При выполнении шлифовальной операции рабочий находится сбоку от шлифовального круга;

Обязательное использование спецодежды, волосы заправляются под головной убор, рукава куртки застёгиваются;

При слесарной операции необходимо использовать тиски для зажима детали;

Стружку с рабочего места убирать специальными щётками;

При токарной операции для смены патрона необходимо пользоваться подкладкой;

При сверлильных операциях использовать зажимные приспособления.

К противопожарной технике безопасности можно отнеси:

- необходимость противопожарных преград внутри помещения, наличие противопожарного оборудования;

- наличие средств пожаротушения;

- пути эвакуации людей из помещения в случае пожара.

Необходимо, чтобы все рабочие изучили и усвоили правила безопасной работы, при соблюдении которых можно предупредить и полностью предотвратить несчастные случаи и создать условия для высокопроизводительной работы.

При несоблюдении правил техники безопасности здоровью работающего может быть нанесён вред. Работники обязаны соблюдать дисциплину труда, правильно применять коллективные и индивидуальные средства защиты. Несоблюдение инструкций по охране труда является нарушением трудовой и технологической дисциплины.

Лица, нарушающие инструкцию, несут ответственность в дисциплинарном или судебном порядке в зависимости от характера и последствий нарушений.

4.3 Техника безопасности на участке

В машиностроительном производстве существуют нормы техники безопасности и охраны труда.

Основными направлениями государственной политики в области охраны труда являются:

принятие и реализация законов и иных актов, целевых и отраслевых программ улучшения условий труда;

государственное управление охраной труда;

государственный надзор и контроль по соблюдению требований охраны труда;

содействие общественному контролю по соблюдению правил и законных интересов работников в области охраны труда;

расследование несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

защита законных интересов работников, пострадавших от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

установление компенсаций за тяжёлую работу и работу с вредными или опасными условиями труда;

установление порядка обеспечения работников средствами индивидуальной и коллективной защиты, а также санитарно-бытовыми помещениями и устройствами, лечебно-профилактическими средствами за счёт средств работодателя.

В данном дипломном проекте применены технические и организационные средства, обеспечивающие безопасность и безвредность условий труда обслуживающего персонала и окружающей среды.

Для безопасности эксплуатации электрооборудования на механических участках цехов применяют системы сигнализации. Для рабочих существуют нормы техники безопасности при работе с оборудованием. В местах работы должны находиться набор необходимых средств для оказания первой помощи ( аптечный шкаф), плакаты о правилах оказания первой помощи, производства искусственного дыхания и наружного массажа сердца. Плакаты и правила должны быть вывешены на видных местах.