Организация производства детали "Полюс катодный"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчёт объёма выпуска деталей. Выбор типа производства. Расчёт такта (размера партии) выпуска деталей

Определим годовой объем выпуска деталей

где: шт. - число деталей, идущих на одну СЕ;

% - процент запасных деталей.

.

Примем годовой объем выпуска деталей шт.

Определим такт выпуска деталей

,

где: ч. - действительный годовой фонд времени работы одного металлорежущего станка при II-сменном режиме работы.

.

Определим коэффициент серийности

,

где - среднее штучное время изготовления одной детали.

.

Так как коэффициент серийности изготовления детали , и учитывая тип и массу детали, то проектируемое производство деталей будет среднесерийным.

Определим размер производственной партии деталей

,

.

Примем размер производственной партии СЕ шт.

Определим число запусков деталей в месяц

,

.

Примем число запусков деталей в месяц .

Определим фактическое количество деталей в производственной партии

,

.

Примем фактическое количество деталей в производственной партии шт.

2. Разработка технологического процесса изготовления детали

2.1. Служебное назначение детали

Деталь "Полюс катодный" является узлом усилителя-пребразователя сверхвысокой частоты и служит для усиления сигналов по частоте и скорости модуляции. Деталь работает в условиях повышенных температур (до ), в магнитных и электрических полях, в обычной воздушной среде, однако внутренняя поверхность детали работает в условиях вакуума. Деталь в процессе работы не несёт никаких механических нагрузок. В связи с тем, что поверхности детали работают в вакууме, все сопряжения должны иметь высокую точность. При работе изделия деталь испытывает статические и незначительные вибрационные нагрузки, так как некоторые поверхности детали являются проводником магнитных волн, то для оптимального выполнения деталью своей функции в приборе необходимо, чтобы на них имелось специальное покрытие (меднение).

2.2 Анализ технологичности конструкции детали

Рассматриваемая в данном курсовом проекте деталь "Полюс катодный" имеет ряд свободных поверхностей, основных и вспомогательных баз. Исполнительных поверхностей у детали нет.

ОБ - комплект поверхностей, служащих основными базами для установки детали в изделия. Ими являются наружная цилиндрическая поверхность 20 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм и плоскость, ограниченная поверхностями 20 мм и 7,5+0,03 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5. Поверхность 20 мм является двойной опорной базой, и деталь при базировании лишается 2-х степеней свободы. Плоскость, ограниченная поверхностями 20 мм и 7,5+0,03 мм, является установочной базой, и деталь при базировании лишается 3-х степеней свободы. В целом при базировании детали в изделие у неё отнимается 5 степеней свободы.

Рис. 1. Эскиз детали с классификацией поверхностей.

У детали имеются три комплекта вспомогательных баз (ВБ). Опишем их:

ВБ1 - комплект вспомогательных баз для базирования пластины припоя; состоит из плоскости, ограниченной цилиндрическими поверхностями 20 мм и 43 с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм.

ВБ2- комплект вспомогательных баз для базирования штифта, состоит из внутренней цилиндрической поверхности 2Н14 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм

ВБ3- комплект вспомогательных баз для базирования сопла корпуса, состоит из внутренней цилиндрической поверхности 7,5+0,03 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм.

Все остальные поверхности являются свободными.

Опишем остальные поверхности, подвергающиеся механической обработке и размеры взаимного расположения поверхностей:

- 43 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - размер свободной поверхности;

- 19+0,28 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - размер свободной поверхности;

- 27+0,045 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - размер свободной поверхности;

- 31-0,17 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - размер свободной поверхности;

- 38+0,05 мм с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - размер свободной поверхности;

- 140,08 мм - размер взаимного расположения отверстий 2Н14 мм комплекта баз ВБ2;

- фаски 245о и 0,345о с шероховатостью поверхности Ra=2,5 мкм - свободные поверхности;

- 8,4+0,03 мм - размер между ВБ1 и свободной поверхностью;

- 8,6+0,1 мм - размер между свободными поверхностями;

- 9,6+0,058 мм - размер между свободными поверхностями;

- 10,5+0,035 мм - размер между свободными поверхностями;

- 13-0,035 мм - размер между ОБ и свободной поверхностью;

- 0,3+0,035 мм - размер между ОБ и ВБ1;

- соосность поверхностей цилиндрических 43 мм, 20 мм, 7,5+0,03 мм, 19+0,28 мм, 27+0,045 мм и 38+0,05 мм не более 0,03 мм на радиус;

На деталь накладываются следующие технические требования и условия:

1. Заготовку отжечь в атмосфере водорода при в течении 20 минут.

2. Покрытие поверхностей А - М3.

Отжиг предназначен для снятия остаточных напряжений в заготовке после черновой механической обработки Потому, что деталь является точной а остаточные напряжения являются причиной коробления изделия.

Применено медное покрытие с толщиной плёнки 3 мкм.

Все, указанные на чертеже детали "Полюс катодный", размеры и нормы точности соответствуют служебному назначению детали и проставлены правильно.

Произведём анализ конструкции детали на производственную технологичность. Для этого рассмотрим ряд признаков:

Конфигурация и материал детали позволяет применить заготовку как из сортового проката, (это сокращает объём заготовительных операций, однако расход металла увеличивается), так и штампованную.

Конфигурация детали позволяет применить в некоторых случаях стандартный режущий инструмент (проходные, подрезные, расточные резцы, свёрла, зенковка). Мерительный инструмент, в основном, будет специальный (гладкие калибры-пробки, калибры-скобы, шаблоны, специальные приспособления для измерения параметров при помощи индикаторов часового типа). Упростить конструкцию детали с целью полной унификации режущего и мерительного инструмента и ещё уменьшения объёма механической обработки не представляется возможным из-за своего служебного назначения.

Имеются ступенчатые глухие отверстия.

Имеются ступенчатые сквозные отверстия, что является технологичным.

Имеются сквозные отверстия с L/D<3.

Простановка размеров на чертеже детали позволяет выполнять обработку по принципу автоматического получения размеров на заранее настроенном оборудовании.

Большинство поверхностей выполнено по 12 квалитету точности. Имеются поверхности, выполненные по 8, 9, 10, 11. 14 квалитетам точности.

Расширить допуски на изготовление и снижение требований шероховатости применительно к отдельным поверхностям не представляется возможным ввиду служебного назначения самой детали и отдельных её поверхностей.

Деталь является тонкостенной.

Деталь проходит термическую обработку.

На заготовке детали отсутствуют резкие перепады в поперечных сечениях, острые рёбра закруглены или на них сняты фаски.

В целом, можно отметить, деталь технологична в производстве.

2.3 Выбор исходной заготовки и метода её изготовления

Материалом детали "Полюс катодный" служит сплав 10864-ВИ ТУ14-1-896-74. Сплав 10864-ВИ ТУ14-1-896-74 является полным аналогом углеродистой стали обыкновенного качества Ст3 ГОСТ 380-88. Химический состав стали Ст3 приведён в табл. 1. Физико-механические свойства стали Ст3 приведены в табл. 2.

Таблица 1. Химический состав стали Ст3

Содержание химических элементов, %
С	Mn	Si, не более	Fe
0,14-0,22	0,30-0,60	0,05	остальное

Таблица 2. Физико-механические свойства стали Ст3

Механические свойства	Технологические свойства
Предел прочности, , МПа	Относительное удлинение, , %	Предел текучести , МПа	Обрабатываемость резанием	Свариваемость	Пластичность при холодной обработке
460	24	235	Высокая	Высокая	Высокая

Анализируя тип производства, материал, геометрические параметры и конфигурацию детали "Полюс катодный" примем заготовку на проектируемом производстве из сортового круглого проката обычной точности диаметром 50 мм ГОСТ 2590-88 и длиной 2000 мм. Укажем заготовку на рис. 2.

Определим основные и дополнительные припуски на механическую обработку и занесём их в табл. 3.

Таблица 3. Таблица припусков для заготовки детали "Полюс катодный"

Чертёжный размер, мм	Допуск размера детали, мм	Допуск размера заготовки, мм	Ra, мкм	Основной припуск на сторону, мм	Дополнительный припуск на сторону, мм	Припуск на размер, мм	Размер заготовки, мм
13-0,035	0,035	10	2,5	---	---	---	20005
43	0,068	1600	2,5	1,6 1,6	3,5 3,5	7,0	50



Рис. 2. Эскиз заготовки.

2.4 Разработка технологического маршрута изготовления детали

2.4.1 Разработка варианта обработки отдельных поверхностей детали

На основе анализа набора поверхностей детали (рис. 3.) и требований, предъявляемых к их точности и качеству (см. чертёж детали), произведём разработку варианта маршрута обработки отдельных поверхностей. В процессе разработки маршрута обработки выявим промежуточные и окончательные методы обработки каждой поверхности. Вариант разработанного маршрута обработки представлен в табл. 2.



Рис. 3. Эскиз детали с нумерацией поверхностей

2.4.2 Выбор вариантов схем базирования заготовки

Произведём выбор схем базирования для каждой из планируемых операций.

На первой механической операции при базировании заготовка лишается 5 степеней свободы. В качестве черновых технологических баз на первой операции выступают поверхности П1 и П2. При этом поверхность П1 является двойной направляющей базой и лишает заготовку при базировании 4 степеней свободы; поверхность П2 является опорной базой и лишает заготовку 1 степени свободы. На операции производится черновая механическая обработка поверхностей Л5, Л6, П1, П2, П9, П10, П11. Схема базирования на первой механической операции приведена на рис. 4.

Таблица 4. Карта проектирования ТП механической обработки детали

Исходные данные	Этапы обработки
Напр. досту-па	Техн. компл.	№ пов-ти	Квал. точности	Чист. Rа	Э0	Э1 чернов	Э2	Э3 получистов.	Э4	Э5	Э6	Э7 чистов. 1
Л		1	9	2,5	ПРОКАТ	Черновое точение		Получистовое точение
Л		2	10	2,5				Получистовое точение				Чистовое точение
Л		3	14	2,5				Зенкование
Л		4	14	2,5				Сверление
Л		5	8	2,5		Сверление		Зенкерование				Развёртывание
Л		6	9	2,5		Черновое точение						Чистовое точение
П		1	9	2,5		Черновое точение		Получистовое точение				Чистовое точение
П		2	9	2,5		Черновое точение						Чистовое точение
П		3	14	2,5				Получистовое растачивание
П		4	9	2,5				Получистовое растачивание				Чистовое растачивание
П		5	11	2,5				Получистовое растачивание
П		6	11	2,5				Получистовое растачивание
П		7	9	2,5				Получистовое растачивание				Чистовое растачивание
П		8	14	2,5				Получистовое растачивание
П		9	8	2,5		Черновое растачивание		Получистовое растачивание				Чистовое растачивание
П		10	10	2,5		Черновое растачивание		Получистовое растачивание				Чистовое растачивание
П		11	12	2,5		Черновое растачивание		Получистовое растачивание
П		12	9	2,5				Получистовое растачивание
П		13	14	2,5				Зенкование

На второй механической операции при базировании заготовка лишается 5 степеней свободы. В качестве базовых выступают поверхности П2 и П9. При этом поверхность П2 является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней свободы; а поверхность П9 является двойной опорной базой и лишает заготовку 2 степеней свободы. На данной операции ведётся получистовая и чистовая механическая обработка поверхности П1. Схема базирования на второй механической операции приведена на рис. 5.



Рис. 4. Схема базирования на 1 механической операции

На третьей механической операции при базировании заготовка лишается пяти степеней свободы. В качестве базовых выступают поверхности П1 и Л6. При этом поверхность Л6 является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней свободы; а поверхность П1 является двойной опорной базой и лишает заготовку 2 степеней свободы. На операции ведётся получистовая и чистовая механическая обработка поверхностей П2, П3, П4, П5, П6, П7, П8, П9, П10, П11, П12 и Л5. Схема базирования на третьей механической операции приведена на рис. 6.



Рис. 5. Схема базирования на 2 механической операции

Рис. 6. Схема базирования на 3 механической операции

На четвёртой механической операции при базировании заготовка лишается пяти степеней свободы. В качестве базовых выступают поверхности П7 и П1. При этом поверхность П7 является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней свободы; а поверхность П1 является двойной опорной базой и лишает заготовку 2 степеней свободы. На операции ведётся получистовая механическая обработка поверхностей Л1, Л2 и Л6. Схема базирования на четвёртой механической операции приведена на рис. 7.

Рис. 7. Схема базирования на 4 механической операции

На пятой механической операции при базировании заготовка лишается пяти степеней свободы. В качестве базовых выступают поверхности П7 и П1. При этом поверхность П7 является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней свободы; а поверхность П1 является двойной опорной базой и лишает заготовку 2 степеней свободы. На операции ведётся механическая обработка 3-х комплектов поверхностей Л3 и Л4. Схема базирования на пятой механической операции приведена на рис. 8.



Рис. 8. Схема базирования на 5 механической операции

На шестой механической операции при базировании заготовка лишается шести степеней свободы. В качестве базовых выступают поверхности Л1 и П1 и одна из поверхностей Л4. При этом поверхность Л1 является установочной базой и лишает заготовку 3 степеней свободы; а поверхность П1 является двойной опорной базой и лишает заготовку 2 степеней свободы; поверхность Л4 является опорной базой и лишает заготовку 1 степени свободы. На операции ведётся механическая обработка (зенкование) 3-х комплектов поверхности П13. Схема базирования на шестой механической операции приведена на рис. 9.

Рис. 9. Схема базирования на 6 механической операции

2.4.3 Разработка маршрута обработки заготовки

Анализируя технические требования и геометрические параметры поверхностей детали "Полюс катодный", размерные связи между ними (см. чертёж детали), схемы базирования, размер производственной партии, составляем маршрутный процесс обработки детали "Полюс катодный", учитывая необходимое количество вспомогательных операций.

Маршрутный технологический процесс механической обработки детали "Полюс катодный" будет выглядеть следующим образом:

010 Токарно-револьверная с ЧПУ;

020 Контрольная;

030 Термическая;

040 Контрольная;

050 Токарно-винторезная;

060 Контрольная;

070 Токарно-револьверная с ЧПУ;

080 Контрольная;

090 Токарно-винторезная с ЧПУ;

100 Контрольная;

110 Вертикально-сверлильная с ЧПУ;

120 Контрольная;

130 Вертикально-сверлильная;

140 Контрольная;

150 Слесарная;

160 Контрольная;

170 Гальваническая;

180 Контрольная.

Большое количество контрольных операций обусловлено тем, что деталь является точным изделием радиоэлектронной аппаратуры, и её параметры необходимо контролировать после каждой операции механической обработки.

На токарных операциях применены токарно-винторезный станок (для обработки чистовой технологической базы) токарно-револьверные станки с ЧПУ (возможность работы как с цанговым патроном, так и с трёхкулачковым, количество позиций для инструмента в РГ более 6 (включая электромеханический упор), возможность многостаночного обслуживания), токарно-винторезный станок с ЧПУ (имеет меньшее количество позиций для инструмента в РГ).

Слесарная операция необходима для удаления заусенцев перед гальванической операцией.

Приведённый выше маршрутный технологический процесс механической обработки детали представлен в комплекте технологической документации к настоящему дипломному проекту.

2.4.4 Выбор типов и определение технологических характеристик оборудования, приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструмента

Произведём выбор типов оборудования по всем механическим операциям.

На операции 010 и 070 "Токарно-револьверной с ЧПУ" в качестве основного технологического оборудования используется токарно-револьверный станок с ЧПУ модели 1Е365ПФ30. Технические характеристики станка модели 1Е365ПФ30 приведены в таблице 5.

На операции 050 "Токарно-винторезной" в качестве основного технологического оборудования используется токарно-винторезный станок модели 1А616. Технические характеристики станка модели 1А616 приведены в таблице 6.

Таблица 5. Технические характеристики станка модели 1Е365ПФ30

Техническая характеристика станка	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм круглого шестигранного квадратного	65 56 45
Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой в патроне, мм: над станиной над поперечным суппортом	500 250
Диаметр отверстия шпинделя, мм	92
Число позиций револьверной головки	8
Наибольшая длина прутка, мм	3000
Диаметр отверстия в револьверной головке для крепления инструмента, мм	60
Частота вращение шпинделя, об/мин	31,5-2000
Подача суппорта, мм/мин: продольная поперечная	3-2500 2-1200
Число поперечных суппортов	1
Устройство числового программного управления	НЦ-31
Число управляемых координат/одновременно	2/2
Дискретность задания размеров по оси, мм: X Z	0,01 0,005
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	6
Масса станка, кг	4200
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	4800 1700 1950

Таблица 6. Технические характеристики станка модели 1А616

Техническая характеристика станка	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм над станиной над суппортом	320 180
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, мм	34
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	710
Частота вращение шпинделя, об/мин	9-1800
Подача суппорта, мм/об: продольная поперечная	0,065-0,91 0,037-0,45
Внутренний конус шпинделя	Морзе 5
Конус отверстия пиноли	Морзе 4
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	4
Масса станка, кг	1500
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2135 1225 1220

На операции 090 "Токарно-винторезной с ЧПУ" в качестве основного технологического оборудования используется токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16Б16Т1С1. Технические характеристики станка модели 16Б16Т1С1 приведены в таблице 7.

На операции 110 "Вертикально-сверлильной с ЧПУ" в качестве основного технологического оборудования используется вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Д132МФ2. Технические характеристики станка модели 2Д132МФ2 приведены в таблице 8.

деталь партия полюс заготовка

Таблица 7. Технические характеристики станка модели 16Б16Т1С1

Техническая характеристика станка	Значение
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной, мм	360
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм	125
Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм	750
Наибольшая длина хода суппорта, мм: продольного поперечного	700 210
Количество частот вращения шпинделя	бесступенчатое
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	20-800 80-2800
Пределы шагов нарезаемых резьб, мм	0,05-40,95
Пределы величин оборотных подач, мм/об продольных поперечных	0,01-20,47 0,05-10,23
Скорость быстрых ходов, мм/мин продольных поперечных	8000 5000
Высота резца, мм	25
Количество позиций автоматической поворотной резцовой головки	6
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	11
Система ЧПУ	Электроника НЦ-31-01
Число управляемых одновременно/всего координат	2/2
Дискретность перемещений, мм: продольных поперечных	0.002 0.001
Габаритные размеры станка, не более, мм: длина ширина высота	3270 1370 1740
Масса станка, не более, кг	2620

На операции 130 "Вертикально-сверлильной" в качестве основного технологического оборудования используется вертикально-сверлильный станок с модели 2Н112. Технические характеристики станка модели 2Н112 приведены в таблице 9.

Таблица 8. Технические характеристики станка модели 2Д132МФ2

Техническая характеристика станка	Значение
Наибольший диаметр, мм: сверления в заготовке из стали 45 нарезаемой резьбы в заготовке из стали 45	32 М24
Шпиндель: конус отверстия (по ГОСТ 15945-82) вылет, мм частота вращения, об/мин мощность электродвигателя привода, кВт	40 475 45-2000 4,5
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм	630
Размер рабочей поверхности стола, мм	400710
Наибольший ход стола, мм: поперечный продольный	400 630
Наибольший ход сверлильной головки, мм	590
Скорость быстрого перемещения, мм/мин: стола сверлильной головки	7000 4000
Число инструментов в магазине	16
Время автоматической смены инструмента, с	8
Подача, мм/мин: сверлильной головки стола	10-5000 50-220
Суммарная мощность электродвигателей, кВт	10,48
Система программного управления	2П32-3
Число управляемых координат	3
Число одновременно управляемых координат	2
Дискретность задания линейных размеров, мм	0,001
Масса, кг	5100
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2555 1850 2850

На всех операциях механической обработки детали используется стандартный режущий инструмент (резцы подрезные, проходные, расточные, сверла спиральные, зенковка). Остальной режущий инструмент специальный - расточные резцы. Из стандартного мерительного инструмента используются только штангенциркули, микрометры, шаблоны и индикаторы часового типа. Остальной мерительный инструмент специальный (калибры пробки гладкие, калибры-скобы гладкие, специальные измерительные оправки).

Таблица 9. Технические характеристики станка модели 2Н112

Техническая характеристика станка	Значение
Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм	18
Размер рабочей поверхности стола, мм	320360
Вылет шпинделя, мм	200
Частота вращения шпинделя, об/мин	180-2800
Число скоростей шпинделя	9
Наибольшее расстояние от торца до рабочей поверхности стола, мм	650
Наибольшее вертикальное перемещение, мм: сверлильной головки стола	300 350
Наибольший ход шпинделя, мм	150
Конус Морзе отверстия шпинделя	2
Подача шпинделя:	ручная
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	1,5
Масса, кг	450
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	870 590 2080

Вспомогательная оснастка используется стандартная. К ней относятся:

- резцедержатели для проходных, подрезных резцов по ОСТ2 П15-3-84;

- резцедержатели для расточных резцов по ОСТ2 П15-4-84;

- втулки переходные с цилиндрическим хвостовиком и внутренним конусом Морзе к станкам с ЧПУ по ОСТ2 П12-11-84;

- втулки переходные с цилиндрическим хвостовиком и цилиндрическим отверстием к станкам с ЧПУ по ОСТ2 П12-12-84.

В процессе механической обработки "Полюс катодный" используются универсальные приспособления - токарные самоцентрирующие трёхкулачковые патроны по ГОСТ 2675-80 на токарных и токарно-револьверных операциях. На операциях 110 "Вертикально-сверлильной с ЧПУ " и 130 "Вертикально-сверлильной" используются специальные приспособления для установки и закрепления заготовки.

2.5 Разработка операционного техпроцесса обработки детали

2.5.1 Формирование структуры операций

В качестве примера разработки операционного технологического процесса возьмём операцию 010 и 070 "Токарно-револьверные с ЧПУ".

Операционный технологический процесс операции 010 "Токарно-револьверной с ЧПУ" выглядит следующим образом:

1.	Подать пруток до упора
2.	Подрезать торец как чисто
3.	Точить поверхность 46,5-0,62 мм на длину 14 мм
4.	Сверлить отверстие 6,8+0,36 мм длиной 14 мм
5.	Расточить отверстие с 6,8+0,36 мм до 18,5+0,52 мм длиной 10,5+0,2 мм
6.	Расточить отверстие с 18,5+0,52 мм до 25,5+0,52 мм длиной 9,6+0,2 мм
7.	Отрезать деталь в размер 15-0,33 мм

Операционный технологический процесс операции 070 "Токарно-револьверной с ЧПУ" выглядит следующим образом:

1.	Установить, закрепить
2.	Точить торец в размер 13,5-0,07 мм
3.	Расточить отверстие 19,5+0,28 мм выдержав размер 10,5+0,035 мм
4.	Расточить отверстие 37,5+0,25 мм выдержав размер 4 мм
5.	Расточить отверстие 26,5+0,13 мм длиной 9,4+0,09 мм
6.	Расточить отверстие 27 +0,045 мм длиной 9,6+0,058 мм
7.	Расточить проточку, выдерживая размеры 32-0,62 мм, 37,5+0,25 мм, 8,2+0,15 мм
8.	Расточить проточку, выдерживая размеры 31-0,17 мм, 38+0,05 мм, 8,6+0,1 мм
9.	Расточить фаски 0,345о и 245о
10.	Зенкеровать отверстие 7,2+0,09 мм на проход
11.	Развернуть отверстие 7,5+0,03 мм на проход
12.	Снять, уложить в тару

2.5.2 Определение промежуточных припусков, допусков и размеров обрабатываемых поверхностей, уточнение общих припусков и размеров заготовки

Для расчёта размеров обрабатываемых поверхностей, а также для уточнения общих припусков и размеров заготовки возьмём боковые поверхности (размер мм) и вал мм. Результаты расчётов занесём в табл. 10.

Расчёты для размера мм.

Примем Rz и Т по таблицам для заготовки и для обработанной поверхности и занесём в табл. 10.

Определим погрешность коробления

,

где: мкм на 1 мм - удельная кривизна прокатной заготовки;

мм - ориентировочная длина заготовки.

.

Определим суммарные погрешности пространственных отклонений заготовки

,

.

Таблица 10. Карта расчёта припусков на механическую обработку

№ п/п	Содержание перехода	Элементы припуска	,мкм	Допуск , мкм	Номинальный припуск , мкм	Расчётный размер , мм	Операционный размер с допуском, мм	Примечание
		Rz	T	х	х	На сторну	На размер		Расч.	Прин		D	Т
1	2	3	4	5	6
	Размер мм
0	Заготовка	100	100	12			-	330	-		13,823	14	0 -0,33
1	Подрезка торца	50	50	1	70	282	-	70	612	700	13,211	13,3	0 -0,07
2	Подрезка торца	-	-	-	40	141	-	35	211	300	13	13	0 -0,035
	Размер мм
0	Заготовка	150	250	678				1400			48,43	50	0 -1,4
1	Черновое точение	100	100	41	370	-	2345	620	3765	4000	44,665	44,7	0 -0,62
2	Получистовое точение	50	50	34	80	-	580	160	1200	1200	43,465	43,5	0 -0,16
4	Чистовое точение	-	-	-	40	-	305	68	465	500	43	43	-0,032 -0,100

Рис.10. Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку размера мм.

Определим остаточные пространственные отклонения на последующих этапах обработки.

,

где: - коэффициент уточнения формы.

.

Примем погрешность установки заготовки и занесём в табл. 10.

Определим величину припуска на обработку по каждому переходу

,

,

,

Определим номинальные припуски по всем переходам обработки торцов

,

,

.

Округляем полученные значения номинальных припусков и заносим в табл. 10.

Определим расчётные размеры детали на каждый технологический переход и заготовки

,

,

.

Определим операционные размеры на каждый переход и размеры заготовки

,

,

.

Расчёты для размера отверстия мм.

Примем Rz и Т по таблицам для заготовки и для обработанной поверхности и занесём их в табл. 10.

Определим суммарные погрешности пространственных отклонений заготовки

,

.

Определим остаточные пространственные отклонения на последующих этапах обработки.

,

где: - коэффициент уточнения формы.

,

.

Примем погрешность установки заготовки, и занесём в табл. 10.

Определим величину припуска на обработку по каждому переходу

,

,

,

.

Определим номинальные припуски по всем переходам обработки

,

,

,

.

Округляем полученные значения номинальных припусков.

Определим расчётные размеры детали на каждый технологический переход и заготовки

,

,

,

.

Определим операционные размеры на каждый переход и размеры заготовки

,

,

,

.

Так как металлургической промышленностью выпускает круглый прокат ближайшего наружного диаметра 48 мм и 50 мм, то примем .

2.5.3 Расчёт и назначение режимов резания. Определение основного времени

Произведём подробный расчёт режимов резания на переходы 3 и 4 операции 010 "Токарно-револьверной с ЧПУ" [10]. Режимы резания на остальные переходы этой операции возьмём табличным способом. Результат расчётов занесём в табл. 11.

Определим режимы резания на третий переход.

Максимальный припуск на обработку составляет h=1,75 мм на сторону.

Назначим глубину резания t=1,75 мм.

Таблица 11. Режимы резания на операцию 010

№	Содержание перехода	Припуск на сторону h, мм	Глубина резания t, мм	Число прохо-дов i	Ско- рость резания V, м/мин	Подача S, мм/мин	Частота враще-ния n, об/мин	Мощность резания N, кВт	Основное время, tо, мин
2	Подрезать торец как чисто	1,5	1,5	1	125,6	160	800	0,78	0,169
3	Точить поверхность 46,5-0,62 мм на длину 14 мм	1,75	1,75	1	73	250	500	1,13	0,064
4	Сверлить отверстие 6,8+0,36 мм длиной 14 мм	3,4	3,4	1	5,34	37,5	250	0,08	0,507
5	Расточить отверстие с 6,8+0,36 мм до 18,5+0,52 мм длиной 10,5+0,2 мм	5,85	1,5	4	58	200	1000	0,4	0,230
6	Расточить отверстие с 18,5+0,52 мм до 25,5+0,52 мм длиной 9,6+0,2 мм	4	2	2	83	200	1000	0,73	0,106
7	Отрезать деталь в размер 15-0,33 мм	3	3	1	88	120	600	1,14	0,210

Определим число рабочих ходов инструмента

,

.

Примем число рабочих ходов инструмента i=1.

В качестве режущего инструмента используется токарный сборный резец для контурного точения 2101-0644 Т15К6 ГОСТ 20872-80.

Выберем подачу S=0,5 мм/об

Примем стойкость инструмента Т=60 мин.

Определим коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

,

где: - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, [10, табл. 2, стр. 262];

- показатель степени при обработке резцами, .

.

Определим рекомендуемую скорость резания.

,

где: Сv, m, x, y - коэффициент и показатели степеней, [10, табл. 17, стр. 269];

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца на скорость резания,

.

Определим частоту вращения шпинделя соответственно рассчитанной скорости резания

,

.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка n=500 об/мин.

Определим истинную скорость резания

,

.

Определим минутную подачу суппорта станка с ЧПУ

,

.

Определим поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

,

Определим осевую силу резания

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания,

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания,

.

Определим мощность потребную на резание

.

.

Определим основное время

,

.

Определим режимы резания на четвёртый переход.

Максимальный припуск на обработку составляет h=3,4 мм на сторону.

Назначим глубину резания t=3,4 мм.

Определим число рабочих ходов инструмента

.

Примем число рабочих ходов инструмента i=1

В качестве режущего инструмента используется спиральное сверло с коническим хвостовиком 2300-0309 Р6М5 ГОСТ 10902-77.

Выберем подачу S=0,15 мм/об ,

Примем стойкость инструмента Т=25 мин,

Определим коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

,

где: - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,

- показатель степени при обработке свёрлами,

.

Определим рекомендуемую скорость резания.

,

где: Сv, m, x, y - коэффициент и показатели степеней,

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

.

Определим частоту вращения шпинделя соответственно рассчитанной скорости резания

.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка n=250 об/мин.

Определим истинную скорость резания

.

Определим минутную подачу суппорта станка с ЧПУ

.

Определим поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

.

Определим осевую силу резания

где: Ср, q, y - коэффициент и показатели степеней,

.

Определим крутящий момент при резании

где: Ср, q, y - коэффициент и показатели степеней,

.

Определим мощность потребную на резание

,

.

.

Определим основное время

.

Произведём подробный расчёт режимов резания на переходы 10 и 11 операции 070 "Токарно-револьверной с ЧПУ" [10]. Режимы резания на остальные переходы этой операции возьмём табличным способом. Результат расчётов занесём в табл. 12.

Определим режимы резания на десятый переход.

Максимальный припуск на обработку составляет h=0,2 мм на сторону.

Назначим глубину резания t=0,2 мм.

Определим число рабочих ходов инструмента

.

Примем число рабочих ходов инструмента i=1.

Таблица 12. Режимы резания на операцию 070

№	Содержание перехода	Припуск на сторону h, мм	Глубина резания t, мм	Число прохо-дов i	Ско- рость резания V, м/мин	Подача S, мм/мин	Частота враще-ния n, об/мин	Мощность резания N, кВт	Основное время, tо, мин
2	Точить торец в размер 13,5-0,07 мм	1,5	1,5	1	108	80	800	0,41	0,134
3	Расточить отверстие 19,5+0,28 мм выдержав размер 10,5+0,035 мм	0,5	0,5	1	74	120	1200	0,1	0,075
4	Расточить отверстие 37,5+0,25 мм выдержав размер 4 мм	5,5	2	3	94	80	800	0,48	0,564
5	Расточить отверстие 25,5+0,13 мм длиной 9,4+0,09 мм	0,5	0,5	1	83	100	1000	0,05	0,124
6	Расточить отверстие 27 +0,045 мм длиной 9,6+0,058 мм	0,25	0,25	1	100	60	1200	0,04	0,210
7	Расточить проточку, выдерживая размеры 32-0,62 мм, 37,5+0,25 мм, 8,2+0,15 мм	2,75	2,75	1	101	50	1000	0,42	0,184
8	Расточить проточку, выдерживая размеры 31-0,17 мм, 38+0,05 мм, 8,6+0,1 мм	0,5	0,5	1	117	60	1200	0,09	0,322
9	Расточить фаски 0,345о и 245о	2	2	1	117	60	1200	0,09	0,084
10	Зенкеровать отверстие 7,2+0,09 мм на проход	0,2	0,2	1	6,78	150	300	0,02	0,087
11	Развернуть отверстие 7,5+0,03 мм на проход	0,15	0,15	1	14,13	90	600	0,01	0,145

В качестве режущего инструмента используется зенкер цельный с цилиндрическим хвостовиком специальный 7,2 мм с материалом режущей части Р6М5.

Выберем подачу S=0,5 мм/об,

Примем стойкость инструмента Т=50 мин,

Определим рекомендуемую скорость резания.

,

где: Сv, q, m, x, y - коэффициент и показатели степеней,

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания,

.

Определим частоту вращения шпинделя соответственно рассчитанной скорости резания

.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка n=300 об/мин.

Определим истинную скорость резания

.

Определим минутную подачу суппорта станка с ЧПУ

.

Определим осевую силу резания

,

где: Ср, x, y - коэффициент и показатели степеней,

.

Определим крутящий момент при резании

где: Ср, q, х, y - коэффициент и показатели степеней,

.

Определим мощность потребную на резание

.

.

Определим основное время

.

Определим режимы резания на одиннадцатый переход.

Максимальный припуск на обработку составляет h=0,15 мм на сторону.

Назначим глубину резания t=0,15 мм.

Определим число рабочих ходов инструмента

.

Примем число рабочих ходов инструмента i=1

В качестве режущего инструмента используется развёртка машинная цельная с цилиндрическим хвостовиком 2363-1152 ГОСТ 16086-70.

Выберем подачу S=0,15 мм/об,

Примем стойкость инструмента Т=15 мин,

Определим рекомендуемую скорость резания

,

где: Сv, q, m, x, y - коэффициент и показатели степеней,

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания,

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания,

.

Определим частоту вращения шпинделя соответственно рассчитанной скорости резания

.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка n=600 об/мин.

Определим истинную скорость резания

.

Определим минутную подачу суппорта станка с ЧПУ

.

Определим крутящий момент при резании

,

где: Ср, x, y - коэффициент и показатели степеней,

.

Определим мощность потребную на резание по формуле 1.46

.

.

Определим основное время

.

2.5.4 Определение норм времени

В качестве примера расчёта произведём определение нормы штучного времени на операции 010 и 070.

Определим нормы времени на операцию 010. Результаты расчётов занесём в табл. 13.

Таблица 13. Нормативы времени на операцию 010 (мин.)

№ п/п	Содержание перехода	to	ТВ	Торг	Тотл	Тшт	ТПЗ на партию
			Туст	Туск	Тси	Тпоз	Тизм
1	Подать пруток до упора		0,140
2	Подрезать торец как чисто	0,169		0,2	0,15	0,1	0,15
3	Точить поверхность 46,5-0,62 мм на длину 14 мм	0,064		0,2	0,15	0,1	0,15
4	Сверлить отверстие 6,8+0,36 мм длиной 14 мм	0,507		0,2	0,15	0,1	0,15
5	Расточить отверстие с 6,8+0,36 мм до 18,5+0,52 мм длиной 10,5+0,2 мм	0,230		0,2	0,15	0,1	0,15
6	Расточить отверстие с 18,5+0,52 мм до 25,5+0,52 мм длиной 9,6+0,2 мм	0,106		0,2	0,15	0,1	0,15
7	Отрезать деталь в размер 15-0,33 мм	0,210		0,2	0,15	0,1	0,15
Итого:	1,286	0,140	1,400	1,050	0,700	1,050	0,225	0,113	5,964	60,3

Определим основное время всей операции

,

.

Определим время на установку и снятие детали в цанговом патроне при работе из прутка

,

где: а, x, y - значения постоянного коэффициента и показателя степени принятого фактора, [11, прил. 5].

.

Примем время на ускоренные перемещения Туск=0,2 мин на каждый переход, связанный со сменой инструмента по паспорту станка. На других переходах эта составляющая отсутствует, т.к. ведётся обработка контура детали инструментом с прошлого перехода.

Определим общее время на ускоренные перемещения

,.

.

Определим время на контрольные измерения

,.

.

Определим по паспорту станка время смены инструмента Тси и время ускоренных перемещений Туск и занесём их в итоговую таблицу.

Определим машинно-вспомогательное время на операцию

,

.

Определим время на организационное и техническое обслуживание станка

,

где: %=0,04 - процент времени на организационное и техническое обслуживание станка от оперативного времени,

.

Определим время на отдых и личные потребности

,

где: %=0,02 - процент времени на отдых и естественные надобности от оперативного времени,

.

Определим штучное время на операцию

,

.

Определим подготовительно-заключительное время

.

Определим штучно-калькуляционное время

,

.

Определим нормы времени на операцию 070. Результаты расчётов занесём в табл. 14.

Определим оперативное время всей операции

.

Определим время на установку и снятие детали при работе в самоцентрирующем патроне

,

где: а, x, y - значения постоянного коэффициента и показателя степени принятого фактора,

.

Примем время на ускоренные перемещения Туск=0,2 мин на каждый переход, связанный со сменой инструмента по паспорту станка. На других переходах эта составляющая отсутствует, т.к. ведётся обработка контура детали инструментом с прошлого перехода.

Определим общее время на ускоренные перемещения

,.

.

Таблица 14. Нормативы времени на операцию 070 (мин.)

№ п/п	Содержание перехода	to	ТВ	Торг	Тотл	Тшт	ТПЗ на партию
			Туст	Туск	Тси	Тпоз	Тизм
1	Установить, закрепить		0,709
2	Точить торец в размер 13,5-0,07 мм	0,134		0,2	0,14	0,1	0,15
3	Расточить отверстие 19,5+0,28 мм выдержав размер 10,5+0,035 мм	0,075		0,2	0,14	0,1	0,15
4	Расточить отверстие 37,5+0,25 мм выдержав размер 4 мм	0,564		0,2	0,14	0,1	0,15
5	Расточить отверстие 26,5+0,13 мм длиной 9,4+0,09 мм	0,124					0,15
6	Расточить отверстие 27 +0,045 мм длиной 9,6+0,058 мм	0,210					0,15
7	Расточить проточку, выдерживая размеры 32-0,62 мм, 37,5+0,25 мм, 8,2+0,15 мм	0,184		0,2	0,14	0,1	0,15
8	Расточить проточку, выдерживая размеры 31-0,17 мм, 38+0,05 мм, 8,6+0,1 мм	0,322					0,15
9	Расточить фаски 0,345о и 245о	0,084		0,2	0,14	0,1	0,15
10	Зенкеровать отверстие 7,2+0,09 мм на проход	0,087		0,2	0,14	0,1	0,15
11	Развернуть отверстие 7,5+0,03 мм на проход	0,145		0,2	0,14	0,1	0,15
12	Снять, уложить в тару
Итого:	1,929	0,709	1,400	0,980	0,700	1,500	0,289	0,145	7,652	60,3

Определим время на контрольные измерения

,.

.

Определим по паспорту станка время смены инструмента Тси и время ускоренных перемещений Туск и занесём их в итоговую таблицу.

Определим машинно-вспомогательное время на операцию

.

Определим время на организационное и техническое обслуживание станка

.

Определим время на отдых и личные потребности

.

Определим штучное время на операцию

.

Определим подготовительно-заключительное время [11, карта 21]

.

Определим штучно-калькуляционное время

,

.

2.6 Расчет настроечного размера

Определим настроечный размер для перехода 6 операции 070 "Токарно-револьверной с ЧПУ". На этом переходе необходимо расточить отверстие 27 +0,045 мм длиной 9,6+0,058 мм.

Будем производить наладку технологической системы по методу пробных деталей.

Определим величину погрешности наладки:

,

где =8 мкм - погрешности регулирования положения инструменте в поперечном сечении ,

= 8 мкм - погрешности измерения деталей

Тогда

Наладку производим по 5 пробным заготовкам (m=5). Определяем рабочий наладочный размер, отнесённый к радиусу:

,

где = 0,009 мм - принимаем в размере 20% от технологического допуска (TА = 0,3 мм )

Тогда, рабочий наладочный размер, отнесённый к радиусу, будет равен:

 = 13,523 - 0,011/2 - 0,009/4-0,009/4= 13,514 мм.

Требуемый уровень настройки наладочного размера, отнесённый к диаметру детали проставим на чертеже наладки в графической части проекта.

.

(11,5140,004/2)=27,0290,004

Подналадку будем производить через каждые 20 деталей.

2.7 Сравнение спроектированного процесса с базовым ТП изготовления детали

Произведём сравнение заводского и разработанного в данном курсовом проекте вариантов ТП.

Различия вариантов ТП заключается в следующем:

1. Разработанный вариант ТП механической обработки детали "Полюс катодный" предусматривает наиболее полное применение стандартного режущего инструмента, что снижает затраты на технологическую подготовку производства в целом.

2. В заводском ТП механической обработки в качестве заготовки применена прутковая заготовка из холоднокатаного прутка обычной точности. В разработанном технологическом процессе также применена прутковая заготовка. Однако, в отличие от заводского ТП, в разработанном ТП механической обработки отрезка заготовки от целого прутка производится совместно с черновыми операциями. Это сокращает основное и вспомогательное время на операциях, сокращает количество станочного оборудования, позволяет применить более дешёвый режущий инструмент.

3. Вместо универсального станочного оборудования были применены станки с ЧПУ. Это позволило ввести многостаночное обслуживание одним оператором, понизить разрядность работы, ввести размерную настройку инструмента вне станка, уменьшить воздействие человеческого фактора на процесс обработки.

Разработанный технологический процесс механической обработки учитывает все технические требования, предъявляемые к детали, и является более прогрессивным по сравнению с базовым технологическим процессом.

2.8 Организация рабочих мест

Заготовки на рабочее место (универсальный станок) поступают из заготовительного цеха или кладовой полуфабрикатов в металлической таре (ящике) и складируются на стеллаже. Детали, уже прошедшие механическую обработку на данном рабочем месте, укладываются в ту же тару, в которой их и доставили. Доставка и отвоз тары с деталями и заготовками осуществляется с помощью электрокары. На рабочем месте имеется тумбочка, где хранится режущий и мерительный инструмент, приспособления и другие материалы рабочего-станочника, работающего на данном рабочем месте.

На рабочее место, где производится обработка на станках с ЧПУ, заготовки поступают, как и в случае с универсальными станками. Однако рабочий-оператор станков с ЧПУ обслуживает сразу 2-3 станка. Следовательно, на его рабочем месте, в отличие от универсалов, станков и решёток под ноги больше (по количеству обслуживаемых станков).

Стружка, получаемая в ходе обработки деталей и заготовок, в конце смены собирается рабочим-станочником из поддона станка в специальный совок и транспортируется на участок приёма стружки. В зависимости от того, какой материал стружки (чёрный металл, алюминий, латунь и т.д.) рабочий высыпает стружку в соответствующий контейнер.



Рис. 11. Планировка рабочего места станочника

Так как, на примере расчёта нормы штучного времени на операцию 010 "Токарно-револьверную с ЧПУ", меньше такта выпуска деталей , то оборудование будет недозагруженным. Чтобы дозагрузить оборудование, на нём будет выполняться обработка других деталей типа полюс катодный или иных деталей похожих по конфигурации и размерам.

Размещено на Allbest.ru