Проектирование технологической оснастки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Назначение и конструкция обрабатываемой детали

Деталь вал входит в состав нерегулируемого аксиально-поршневого насос-гидромотора с реверсивным потоком и наклонным блоком цилиндров. Вал работает на кручение, изгиб и воспринимает внецентренные осевые нагрузки. Так как ось вращения блока цилиндров наклонена к оси вращения вала в ведущем диске вала сделаны сферические отверстия 22 мм для головки шатунов. Для уменьшения трения и поддержания вала установлены 3 подшипника качения ГОСТ 3478-79 на поверхность 45 мм, в связи с этим поверхностям вала задается высокая точность (5 квалитет). Отверстие внутри вала служит для подвода масла. На ведущем диске вала имеются 14 отверстий М4-7Н для крепления пластины, шпонка призматическая 8x4,1 ГОСТ 23360-78 на конце вала предназначена для передачи движения.

Для изготовления детали вал используется поковка из стали 38ХМЮА. Заготовка штампуется на пневматическом молоте с одновременной высадкой фланца. После штамповки заготовку отжигают для снятия внутренних напряжений. Химический состав стали 38ХМЮА представлен в таблице, а механические свойства легированной стали представлены в таблице

Химический состав стали 38ХМЮА

Углерод C, %	Кремний Si, %	Марганец Mn, %	Хром Cr, %	Сера S, % не более	Фосфор P, % не более
0.35 - 0.42	0.2 - 0.45	0.3 - 0.6	1.35 - 1.65	до 0.025	до 0.025

Механические свойства стали 38ХМЮА

, МПа	, МПа	, %	, %	Твердость, НВ
730	880	10	45	187-217
Примечание: - предел текучести; - предел прочности при растяжении; - коэффициент относительного удлинения; - коэффициент относительного сужения.



1.2 Определение типа производства

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций , который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.

Располагая штучно - калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков

,

где - годовая программа, N = 15000 шт./год;

- штучно-калькуляционное время, мин;

- действительный годовой фонд времени, ч;

зз.н. - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Значение нормативного коэффициента загрузки оборудования принимаем зз.н.= 0,8. Это не приведет к большим погрешностям в расчетах, а фактические значения коэффициента загрузки оборудования будут определяться после детальной разработки технологического процесса.

Далее по каждой операции выполняем расчет фактического коэффициента загрузки оборудования по формуле

,



где - принятое число рабочих мест.

Количество операций выполняемых на рабочем месте определяется по формуле

.

Результаты расчета типа производства сводим в таблицу.

Определение типа производства

Операция	Тш-к
010 Токарная	2.42	0,199	1	0,199	3,26	4
030 Токарная	2,42	0,199	1	0,199	3,26	4
040 Токарная с ЧПУ	4,8	0,395	1	0,395	1,65	2
050 Токарная	2,62	0,216	1	0,216	3	3
060 Сверлильно-фрезерная	1,67	0,189	1	0,189	3,43	4
070 Фрезерная	0,32	0,138	1	0,138	4,73	5
100 Плоскошлифовальная	1,6	0,026	1	0,026	24,67	25
110 Круглошлифовальная	1,42	0,132	1	0,132	4,93	5
120 Круглошлифовальная	2,3	0,117	1	0,117	5,56	6
130 Притирочная	2,1	0,173	1	0,173	3,76	4
ИТОГО	20.4		11			71

Как видно из расчетов для выполнения второй операции «токарная с ЧПУ» необходимо три станка для выполнения годового объема выпуска.

Коэффициент закрепления операций будет равен

.

Следовательно, производство крупносерийное, так как 1 < Кз.о < 10. Для крупносерийного производства необходимо определить размер партии деталей для одновременного запуска.

Количество деталей в партии для одновременного запуска предварительно определим упрощенным способом по формуле

где а - периодичность запуска в днях, принимаем а=3 дня;

253 - число рабочих дней в году.

Размер партии должен быть скорректирован с учетом удобства планирования и организации производства (его целесообразно принимать не менее сменной выработки). Корректировка размера партии состоит в определении расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах

где Тшт-к ср - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.;

476 - суточный фонд времени работы оборудования (при односменном режиме работы).

Тогда получим следующее значение расчетного числа смен

Округляем до целого числа спр=1 смены, тогда скорректированное значение размера партии деталей будет равно

Для удобства планирования и расчетов принимаем размер партии деталей n=160 шт.

3. Анализ технологичности конструкции детали

Деталь - вал - изготовляется из стали 38ХМЮА, Материал не является дефицитным, при относительно невысокой стоимости он обладает хорошими качествами: предел прочности при растяжении 880 МПа, предел прочности при сжатии 730 МПа, твердость 22…29 HRC, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Протяженность обрабатываемых поверхностей невелика и определяется условиями компоновки насоса-мотора. Все отверстия вала доступны для обработки. Поверхности различного назначения разделены, что облегчает обработку. Форма детали позволяет обрабатывать поверхность на проход. Обработка поверхностей в упор затруднений не вызывает.

С точки зрения механической обработки деталь имеет следующие недостатки в отношении технологичности. Первая не технологическая поверхность в виде полусфер 21,3 Н11, так как здесь требуется получение высокой точности притиркой и применение сферодоводочных станков. Вторая не технологическая поверхность это поверхность А, на нее крепятся подшипники, в связи с этим к ней предъявляется высокая точность пятого квалитета

Черновыми базами для установки заготовки на первой операции могут быть цилиндрические и торцевые поверхности заготовки. Данные технологические базы обеспечивают надежную ориентацию и закрепление заготовки, возможность свободного подвода инструмента при обработке.

Измерительные базы детали можно использовать в качестве технологических баз, т.к. точность и шероховатость этих баз обеспечивает требуемую точность обработки.

Таким образом, с точки зрения установки при обработке, деталь можно считать технологичной.

Деталь имеет достаточную жесткость и прочность. Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок по ГОСТ 8820-6. Оборудование может быть простым, универсальным, оснастку также можно применять универсальную. Все поверхности вала доступны для контроля. Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали ее можно считать технологичной.

Количественная оценка показателей технологичности рассматривает коэффициент использования материала, коэффициент точности обработки, коэффициент шероховатости поверхностей.

Коэффициент использования материала детали определяется по формуле

где q - масса детали, q = 2,578 кг;

Q - масса заготовки, Q = 4,074 кг.

Тогда коэффициент использования материала будет равен

Данный коэффициент незначительно ниже нормативного, но повысить его достаточно сложно, так как центральное отверстие имеет небольшой диаметр и достаточно большую длину.

Коэффициент точности определяется по формуле

где Тср - среднее значение квалитета точности.

Среднее значение квалитета точности определяется по формуле

где Тi - значение квалитета точности;

ni - количество поверхностей с данным квалитетом точности.

Данные для расчета коэффициента точности сводим в таблицу.

Определение коэффициента точности

Квалитет Ti	Количество поверхностей ni	Tini
8	5	40
9	1	9
10	9	90
14	21	294
Итого	36	433

Тогда получим

Коэффициент шероховатости определяется по формуле



где Шср - среднее значение шероховатости.

Среднее значение шероховатости определяется по формуле

где Шi - значение параметра шероховатости Ra;

ni - количество поверхностей с данной шероховатостью.

Данные для расчета коэффициента шероховатости сводим в таблицу.

Определение коэффициента шероховатости

Шероховатость Шi	Количество поверхностей ni	Шini
Ra 0,16	8	1,28
Ra 0,63	3	1,89
Ra 1,25	1	1,25
Ra 2,5	1	2,5
Ra 5	15	75
Ra 10	5	50
Итого	33	131,92

Тогда получим

Так как коэффициент точности Ктч > 0,8 и коэффициент шероховатости Кш < 0,32, то можно сделать вывод, что к детали «Вал» не предъявляется высоких требований по точности и шероховатости. В целом деталь является достаточно технологичной.

4. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

Стоимость заготовки, можно определить по формуле

где Сi - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

kт, kс, kв, kм, kп - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

Sотх - цена 1 тонны отходов, руб.

Тогда стоимость заготовки для базового варианта будет равна

Себестоимость заготовок из проката определяется по формуле

где М - затраты на материал заготовки, руб.;

Со.з - технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки на штучные заготовки, руб.

Затраты на материал определяются по массе проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки. При этом необходимо учитывать стандартную длину прутков и отходы в результате некратности длины заготовок этой стандартной длине



Где Q - масса заготовки, Q=4,074 кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, S=3500 руб.;

q - масса готовой детали, q=2,56 кг;

Sотх - цена 1 т отходов, Sотх=600000 руб.

Как видно из проведенных расчетов, стоимость заготовки из проката без учета технологической себестоимости операций правки, калибрования прутков, разрезки на штучные заготовки, а также дальнейшей механической обработки выше, чем базового варианта. В связи с этим оставляем метод получения заготовки без изменений, т.е. в качестве заготовки принимаем поковку, получаемую штамповкой на горизонтально-ковочной машине.

5. Анализ базового и технико-экономическое обоснование предлагаемого технологического процесса обработки детали

Базовый технологический процесс обработки детали «Вал» состоит из десяти операций механической обработки.

В качестве черновой базы используется наружная цилиндрическая поверхность. На следующих операциях механической обработки используются обработанные поверхности.

В проектируемом варианте технологического процесса предлагается заменить операцию «050 Токарная» на «020 Токарно-револьверную», используя станок модели 1П365. В результате таких изменений сократится штучное время на обработку, уменьшится площадь станочного парка и стоимость основных фондов.

Для проведения анализа базового и обоснование предполагаемого варианта технологического процесса обработки детали составим таблицу.

Варианты маршрутного технологического процесса

Базовый вариант	Проектируемый вариант
Наименование операций	Модель оборудования	Наименование операций	Модель оборудования
Фрезерно-центровальная	МР-71М	Фрезерно-центровальная	МР-71М
Токарная	16Б16П	Токарная	1Е165
Токарная	16Б16П	Токарная	1Е165
Токарная с ЧПУ	ИТ 42	Токарная с ЧПУ	ИТ 42
Токарная	1Б225	Токарно-револьверная	1П371
Сверлильно-фрезерная	2254ВМФ4	Сверлильно-фрезерная	2254ВМФ4
Фрезерная	ГФ-792	Фрезерная	ГФ-792
Плоскошлифовальная	3П756Л	Плоскошлифовальная	3П756Л
Круглошлифовальная	3М150	Круглошлифовальная	3М150
Круглошлифовальная	3М150	Круглошлифовальная	3М150
Притирочная	S26	Притирочная	S26

Прежде чем принять решение о методах и последовательности обработки отдельных поверхностей детали и составить технологический маршрут изготовления всей детали, необходимо произвести расчеты экономической эффективности отдельных вариантов и выбрать из них наиболее рациональный для данных условий производства. Критерием оптимальности является минимум затрат на единицу продукции.

Краткие технические характеристики оборудования

Модель оборудования	Площадь а, м2	Цена станка, тыс. руб.	Себестоимость операции, руб	Мощность N, кВт
010 МР-71М	5,2	115700	14330	18,6
020 1Е165	12,2	142400	41940	30
030 1Е165	12,2	142400	41940	30
040 ИТ 42	2,3	247400	83730	11
050 1П371	5,2	95700	45170	13
060 2254ВМФ4	15,5	19800	28680	6,3
070 ГФ-792	4,5	62300	55020	3,4
100 3П756Л	4,3	104700	27600	22
110 3М150	2,9	49700	24280	5,5
120 3М150	2,9	49700	39490	5,5
130 S26	3,1	115700	42541	6,3
050 1Б225	7,5	142600	36660	15

При выборе варианта технологического маршрута приведенные затраты могут быть определены в виде удельных величин на 1 ч работы оборудования. В качестве себестоимости рассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющиеся по вариантам статьи затрат. Часовые приведенные затраты можно определить по формуле

где Сз - основная и дополнительная зарплата с начислениями, руб./час;

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

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, в машиностроении Ен=0,15;

Кс, Кз - удельные часовые капитальные вложения в станок и здание соответственно, руб./час.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания рассчитывается по формуле

где - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равную 15%, начисления на социальное страхование и отчисления 40% и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм на 20%;

С_тф - часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда, руб./час;

k - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, для серийного производства k=1,1;

у - коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании, при обслуживании одного станка y=1,0.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места

где - практические часовые затраты на базовом рабочем месте, руб./час;

kм - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка.

Капитальные вложения в станок

где Ц - балансовая стоимость станка, определяемая как сумма оптовой цены станка и затрат на транспортирование и его монтаж, составляющих 10…15% оптовой цены станка, тыс. руб.;

Fд - действительный годовой фонд времени работы станка, Fд=2024 час.;

зз - коэффициент загрузки станка, для крупносерийного производства принимаем зз=0,75.

Капитальные вложения в здание



где F - производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2;

Цзд - стоимость 1 м2 производственной площади, руб.

где f - площадь станка в плане, м2;

kf - коэффициент, учитывающий проходы, проезды и др.

Технологическая себестоимость операции механической обработки

где Тшт-к - штучно-калькуляционное время на операцию, мин.;

kв - коэффициент выполнения норм, принимаем kв=1,3.

Определяем приведенные часовые затраты на отличающихся операциях механической обработки и технологическую себестоимость выполняемых операций.

Базовый вариант технологического процесса.

Операция 050 Токарная станок модели 1Б225

Предлагаемый вариант технологического процесса

Операция 050 Токарно-револьверная, станок модели 1П371

Годовой экономический эффект от внесенных изменений в базовый технологический процесс

Таким образом, для дальнейшей разработки принимаем новый станок.

6. Расчет режимов резания

Расчет режимов резания производим аналитическим и методам. Аналитическим методом производим расчет режимов резания для операции 020 «Токарная» в соответствии с методикой, изложенной в литературе [2] и [7].

Обработка осуществляется на токарном станке модели 1Е165. Опишем расчет режимов резания для точения поверхности.

1 ход-Расчет длины рабочего хода

Где Lрез - длина резания, Lрез=60 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.



Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам

где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=502 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

5. Расчет основного машинного времени обработки



6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам

где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя

где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

2 ход-Расчет длины рабочего хода

где Lрез - длина резания, Lрез=20 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.

Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам

где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=310 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

5. Расчет основного машинного времени обработки

6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам

где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя

где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

3 ход-Расчет длины рабочего хода

где Lрез - длина резания, Lрез=34 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания



где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.

Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам

где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=310 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя



5. Расчет основного машинного времени обработки

6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам

где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя

где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

4 ход-Расчет длины рабочего хода



где Lрез - длина резания, Lрез=21 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.

Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам



где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=310 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

5. Расчет основного машинного времени обработки

6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам



где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя

где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

5 ход-Расчет длины рабочего хода

где Lрез - длина резания, Lрез=21 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.

Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам

где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка



в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=174,5 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

5. Расчет основного машинного времени обработки

6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам

где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя



где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

6 ход-Расчет длины рабочего хода

где Lрез - длина резания, Lрез=50 мм;

у - подвод, врезание и перебег инструмента, у=2 мм;

Lдоп - дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0.

глубина резания: t = 2 мм;

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам Sо=0,2…0,4 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка, принимаем Sо=0,40 мм/об.

3. Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резания

где Тм - стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=50 мин.;

- коэффициент времени резания.



Так как >0,7, то принимаем ТрТм=50 мин.

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n в минуту:

а) определение скорости резания по нормативам

где Vтабл - табличное значение скорости резания, Vтабл=37 м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К2=1,25;

К3 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, К3=1,0.

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка, принимаем n=310 мин-1.

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

5. Расчет основного машинного времени обработки



6. Проверочные расчеты:

а) определение мощности резания по нормативам

где - сила резания, кГ;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=1,15

К1 - коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания, К2=1

в) проверка по осевой силы резания по допустимому усилию подачи станка и мощности резания по мощности двигателя

где Nдв - мощность двигателя станка, Nдв=30 кВт;

- коэффициент полезного действия станка, =0,9.

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

Аналогично производим расчет режимов резания по остальным операциям проектируемого технологического процесса и полученные значения заносим в таблицу.



Сводная таблица по режимам резания

Наименование перехода	D, мм	Lр.х, мм	t, мм	Sо, мм/об (Sz, мм/зуб)	Sм, мм/мин	n, мин-1	V, м/мин	Nрез, кВт	tо, мин
010 Фрезерно-центровальная	0,52
- фрезеровать поверхность	87	5	2	0,05	15,75	315	94,2	0,6	0.44
- центровать торец	4	10	2	0,08	160	2000	25,1	0,2	0,075
020 Токарная	2,12
- точить поверхность	30	62	2	0,4	200,8	502	47,3	1,8	0,3
- точить поверхность	40	22	2	0,4	124	310	38,96	1,5	0,177
- точить поверхность	45	36	2	0,4	124	310	43,8	1,6	0,29
- точить поверхность	87	21,5	2	0,4	69,8	175,5	47,7	1,7	0,3
- точить поверхность	87	44	2	0,4	69,8	175,5	47,7	1,5	0,63
- точить поверхность	45	50	2	0,4	124	310	47,7	1,6	0,419
030 Токарная	1,9
- точить поверхность	30	62	1	0,4	200,8	502	52,1	1,8	0,309
- точить поверхность	40	22	1	0,4	150,8	377	54,7	1,5	0,146
- точить поверхность	45	36	1	0,4	137,2	343	53,3	1,6	0,262
- точить поверхность	87	21,5	1	0,4	77,6	194	53	1,7	0,277
- точить поверхность	87	44	1	0,4	77,6	194	53	1,5	0,567
- точить поверхность	45	50	1	0,4	137,2	343	53,3	1,6	0,3793
040 Токарная с ЧПУ	2,87
- подрезать торец	30	17	0,5	0,2	82	400	38,6	0,7	0,213
- точить фаску	28	3	1	0,2	124	620	58,4	0,1	0,024
- точить поверхность	30	62	1	0,4	248	620	58,4	1	0,25
- точить поверхность	30	12	0.5	0,2	82	410	38,6	0,4	0,146
- точить фаску	26,8	5	1,6	0,2	38,8	475	47,7	0,5	0,129
- точить поверхность	40	22	1	0,4	160	410	50,3	0,9	0,138
- точить фаску	43	3	1	0,2	60	300	40,5	0,8	0,05
- точить поверхность	45	36	1	0,4	140	360	49,5	0,9	0,257
- точить канавку	42,5	5,68	1,25	0,2	74	360	49,4	0,9	0,077
- точить уклоны	44,5	3,6	0,5	0,2	140	280	39,1	0,4	0,026
- точить поверхность	42,5	12,8	1,25	0,4	144	360	48,1	1,1	0,089
- точить уклоны	44,5	3,6	0,5	0,2	140	280	39,1	0,4	0,026
- точить поверхность	45	52	1	0,4	144	360	50,9	1	0,361
- точить фаску	45	4	2	0,2	56	280	39,6	1,5	0,071
- точить поверхность	49	16	0,5	0,2	64	320	49,3	0,5	0,25
- точить фаску	63	3	1	0,2	40	200	39,6	0,7	0,075
- точить поверхность	65	24	0,5	0,2	48	240	49	0,5	0,5
- точить фаску	85	3	1	0,2	30	150	40,1	0,7	0,1
050 Токарно-револьверная	14,7
- сверлить отверстие	8	40	4	0,14	14	85	26,7	2	2,857
- зенкеровать отверстие	10	40	1	0,3	30	85	22,7	0,5	1,569
- нарезать резьбу в отверстии	12	25	1	0,5	50	100	26,7	0,5	0,54
- сверлить отверстие	6	100	3	0,09	9	100	26,7	1,5	11,1
060 Сверлильно-фрезерная	13,4
- сверлить отверстие	3	15	1,5	0,03	30	1000	9,4	0,3	7,93
- зенкеровать отверстие	4,5	7	1,25	0,08	80	1000	14	0,01	1,225
- нарезать резьбу в отверстии	4	12	1	0,08	88	1200	13,8	0,1	1,909
- сверлить отверстие	8	12	4	0,14	91	650	16,3	0,9	0,923
- фрезеровать отверстие	21	17,5	6,5	0,32	83,2	260	17,1	3,9	1,472
070 Фрезерная	1,18
- фрезеровать шпоночный паз	8	50	8	0,15	135	900	22,6	0,1	0,37
- сверлить отверстие	2,5	24	1,25	0,03	36	1200	9,4	0,09	0.667
- зенкеровать отверстие	5	6	1,25	0,08	44	560	8,6	0.1	0.136
100 Плоскошлифовальная	0,25
- шлифовать торец	87	43,5	0,2	-	-	1000	35	4,1	0,25
					0,2		45
110 Круглошлифовальная	2,22
- шлифовать поверхность	30	62	0,1	-	0,37	1000	35	0,4	0,65
					300	400	45
- шлифовать поверхность	40	22	0,1	-	0,5	1000	35	0,4	0,51
					300	400	45
- шлифовать поверхность	45	38	0,1	-	0,43	1000	35	0,4	0,45
					300	400	45
- шлифовать поверхность	45	50	0,1	-	0,38	1000	35	0,4	0,61
					300	400	45
120 Круглошлифовальная	0,99
- шлифовать поверхность	45	38	0,05	-	0,43	1000	35	0,4	0,41
					300	400	45
- шлифовать поверхность	45	50	0,05	-	0,38	1000	35	0,4	0,58
					300	400	45
130 Притирочная
-Притереть поверхность	21,3	17,5	0,02	0,006	60	1000	15	0,1	4,9

7. Техническое нормирование

Технические нормы времени в условиях серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени по формуле



где Тп-з - подготовительно-заключительное время, мин.;

n - количество деталей в настроечной партии, в соответствии с расчетами, приведенными в пункте 1.2 принимаем n=118 шт.;

Тшт - штучное время, мин.

Штучное время определяется по формуле

где То - основное время на операции, мин.;

Тв - вспомогательное время, мин;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин.;

Тот - время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы и определяется по формуле

где Тус - время на установку и снятие детали, мин.;

Тзо - время на закрепление и открепление детали, мин.;

Туп - время на приемы управления станком, мин;

Тиз - время на измерение детали, мин.

Время на установку и снятие и время на закрепление и открепление детали в нормативах приводится в сумме.

Оперативное время на операцию определяется по формуле



Для станков с ЧПУ вспомогательное время определяется по формуле

где Тв.у - время на установку и снятие детали, мин.;

Тм.в-машинно-вспомогательное время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхностей, мин.

В серийном производстве время на обслуживание рабочего места и отдых по отдельности не определяются, дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени

где Поб.от - затраты времени на отдых и обслуживание рабочего места, %.

Определяем норму времени для выполнения операции 020 Токарная на станке модели 1Е165

Основное время на операцию состоит из затрат основного времени на выполнение всех переходов и составляет То = 2,12 мин.

Время на установку и снятие детали в приспособление - 0,12 мин.

Тв.у = 0,12 = 0,12 мин.

В состав машинно-вспомогательного времени входят:

- на одновременное ускоренное перемещение стола по осям - 0,01 мин.;

- на одновременное установочное перемещение стола по осям - 0,01 мин.;

- на подвод инструмента в зону резания - 0,01 мин.;

Тогда, так как на операции выполняется шесть переходов механической обработки

Тм.в = (0,01 + 0,01 +0,01) 6 = 0,18 мин.

Вспомогательное время на операцию составит

Тв = 0,12 + 0,18 = 0,3 мин.

Оперативное время на операцию

Топ = 2,12 + 0,3 = 2,42 мин.

Затраты времени на отдых и обслуживание рабочего места принимаем в размере Поб.от =10%, тогда время на обслуживание и отдых

Штучное время на выполнение операции

Тшт = 2,42 + 0,24 = 2,66 мин.

В состав подготовительно-заключительного времени входят:

- на ознакомление с документацией и осмотр заготовки - 4 мин.;

- на инструктаж мастера - 2 мин.;

- на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение - 8 мин.;

- на установку приспособления на стол станка - 10 мин.;

- на установку одного инструмента в магазин - 1 мин.

Тогда подготовительно-заключительное время на станке получим

Тп-з = 4 + 2 + 8 + 10 + 1 1= 25 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени при количестве деталей в настроечной партии n=300 штук составит

Нормы времени по остальным операциям проектируемого технологического процесса детали сводим в таблицу 1.9.

Аналогично проводим расчет для всех остальных операций.

Результаты нормирования остальных операций приведены в таблице.



Технические нормы времени на обработку

Номер и наименование операции	То	Тв	Топ	Тоб.от	Тшт	Тп-з	Тшт-к
010Фрезерно-центровальная	0,52	0,43	0,95	0,1	1	26	1,26
020 Токарная	2,12	0,3	2,42	0,24	2,66	25	2,87
030 Токарная	1,9	0,3	2,2	0,22	2,42	25	2,63
040 Токарная с ЧПУ	2,87	0,63	3,5	0,35	3,85	25	4,1
050 Токарно-револьверная	14,7	0,63	15,33	1,53	16,86	28	17,1
060 Сверлильно-фрезерная	13,4	0,43	13,83	1,38	15,2	28	15,45
070 Фрезерная	1,53	0,4	1,93	0,19	2,12	28	2,36
100 Плоскошлифовальная	0,25	0,34	0,59	0,06	0,65	25	0,86
110 Круглошлифовальная	2,22	0,43	2,65	0,265	2,91	25	3,13
120 Круглошлифовальная	0,99	0,37	1,36	0,136	1,5	25	1,7
130 Притирочная	4,9	0,55	5,45	0,545	5,99	30	6,25

8. Уточнение типа производства

По рассчитанным нормам времени таблица уточняем тип производства. Расчет выполняется в последовательности приведенной в пункте 1.2. Результаты расчета сведены в таблицу.

Определение типа производства

Операция	Тшт, мин	mр	Р	З.Ф.	О	ОПР
010 Фрезерно-центровальная	1	0,104	1	0,104	7,3	8
020 Токарная	2,66	0,236	1	0,236	3	3
030 Токарная	2,42	0,217	1	0,217	3,4	4
040 Токарная с ЧПУ	3,85	0,338	1	0,338	2,2	3
050 Токарно-револьверная	16,86	1,408	2	0,704	1	1
060 Сверлильно-фрезерная	15,2	1,272	2	0,636	1,18	2
070 Фрезерная	2,12	0,194	1	0,194	3,85	4
100 Плоскошлифовальная	0,65	0,071	1	0,071	10,59	11
110 Круглошлифовальная	2,91	0,258	1	0,258	2,91	3
120 Круглошлифовальная	1,5	0,14	1	0,14	5,36	6
130 Притирочная	5,99	0,515	1	0,515	1,45	2
	55,16	4,75	13			47



Коэффициент закрепления операций определяем по формуле

деталь технический заготовка резание

Полученный Кз.о по ГОСТ 3.1108-74 соответствует крупносерийному типу производства.

9. Выбор оборудования и расчет его количества

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простои, т.е. нужно выбирать станки по производительности. С этой целью определяют наряду с другими технико-экономическими показателями критерии, показывающие степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разработанному технологическому процессу.

Для каждого станка в технологическом процессе должны быть подсчитаны коэффициент загрузки и коэффициент использования станка по основному времени.

Коэффициент загрузки определяется как отношение расчетного количества станков, занятых на данной операции к принятому

Расчетное количество станков определяется по формуле



Коэффициент использования оборудования по основному времени свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка и определяется как отношение основного времени на операции к штучному