Разработка технологического процесса механической обработки детали "Шестерня-501701048А"

Шестерня представляет собой цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо с внешним зацеплением, число зубьев z1 = 27, z2 = 24 модуль m = 4,5 мм. Степень точности колеса 10-9-9bc по ГОСТ 1643-81. Материал шестерни сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71, требуемая твёрдость поверхности зубьев 59…64 HRC.

Отверстие Г служит для установки на ось и передачи крутящего момента от неё. Отверстие выполнено с точностью по 7 квалитету и шероховатостью Rz=20 мкм, является основной конструкторской базой.

Две фаски Д в отверстии размером 2Ч45 обеспечивают удобство сборки, облегчая установку шестерни.

Зубчатая поверхность А точностью 10-9-9bc по ГОСТ 1643-81 служит для передачи крутящего момента, наружный диаметр зубчатого венца шестерни 131,7 мм с точностью по 11 квалитету, шероховатость Rz=80 мкм. По боковым поверхностям зубьев шероховатость Rz=40 мкм.

Торцом В шестерня упирается в торец ступицы, шероховатость Rz=80 мкм, точность-12 квалитет.

Торцы венца Б служат ограничителем ширины венца А, от точности их расположения зависят показатели контакта зубьев венца. Шероховатость Rz=40 мкм. Точность-14 квалитет.

Назначение детали:

Деталь имеет шлицевую поверхность внутри и зубчатую поверхность снаружи. Шестерня установлена на валу. Шлицевое отверстие предназначено для посадки на вал, а следовательно, для получения крутящего момента. Зубчатая поверхность предназначена для передачи вращения на ведомую шестерную. (Рис 1.2).

Рис. 1.2. 1а-вал привод ВОМ; 1б-шестерня; 2-шайба; 3-подшипник; 4-кольцо; 5-подшипник; 6-кронштейн; 7-шайба; 8-болт

Деталь шестерня 50-1701048А ,изготавливается из стали 25ХГТ.

Таблица 1.1 - Химические состав стали 25ХГТ, % ГОСТ 4543-71

Таблица 1.2 - Механические свойства материала 25ХГТ ГОСТ 4543-71

2. Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность -- это одна из комплексных характеристик технического устройства (изделие, устройство, прибор, аппарат), которая выражает удобство его производства, ремонтопригодность и эксплуатационные качества.

Технологичность закладывается в конструкцию при соответствующем назначении параметров деталей (материала, размеров и их отклонений, шероховатости и т. п.), форм и взаимного расположения поверхностей их элементов. Технологичность базируется на стандартизации, унификации и преемственности. Во многих случаях только возможности технологии (воплощающей в себе достижения науки и техники) позволяют достичь уникальных результатов и высоких потребительских свойств.

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна в том случае, когда эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Качественная оценка технологичности.

Материалом для данной детали служит сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71. Данная сталь хорошо подвергается механической обработке. Ее особенности: высокая несущая способность, средние деформации при термической обработке. Так как шестерня работает в тяжелых условиях, то использование другой стали было бы менее рациональным. Для уменьшения износа зубьев применяется нитроцементация.

Конструкция детали представляет собой сочетание гладких поверхностей, шлицов, зубчатых поверхностей. С точки зрения механической обработки, зубчатые и шлицевые поверхности не технологичны, т.к. обрабатываются малопроизводительными методами и с применением специального инструмента.

Анализируя простановку размеров, необходимо заметить, что предельные отклонения размеров, определяющих рабочие поверхности, имеют более широкие поля допусков и большую шероховатость, чем размеры рабочих поверхностей, что не требует увеличения трудоемкости при изготовлении данной детали. Нетехнологичными элементами конструкции данной детали кроме того являются цилиндрические поверхности малой протяженности. Заготовка данной детали технологична, так как получена на КГШП с достаточным приближением ее формы и размеров к детали.

В целом, оценивая материал, конструкцию, предельные отклонения, следует признать, что данная деталь технологична.

Количественная оценка технологичности конструкции

Количественная оценка может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить основные и дополнительные показатели.

При оценке технологичности используются следующие показатели:

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов [2]:

где Qу э и Qэ - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.

Ку.э. = 12/18 = 0,67.

2. Коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей:

где До.с., Дм.о. - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.

Кп.ст. = 12/12 = 1.

3. Коэффициент обработки поверхностей

где Д э-общее число поверхностей детали, шт.

Кп.о. = 1 - 12/18 = 0.33

4. Коэффициент использования материала:

где q , Q - масса детали и заготовки соответственно, кг.

Ки.м.= 2,8/5,5= 0,51.

Масса детали равна 2,8 кг;

Масса заготовки равна 5,5 кг;

Максимальное значение квалитета обработки IT -5;

Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra -2,5.

Проанализировав качественные и количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что к положительным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент использования унифицированных поверхностей, коэффициент применяемости стандартного инструмента. К отрицательным: большие припуски на механическую обработку, низкий коэффициент использования материала, наличие зубчатых венцов. Проанализировав данные показатели, делаем вывод, что в целом данная деталь технологична.

Описание упрочняющей технологии.

Нитроцементация - это процесс одновременного насыщения стали углеродом и азотом в среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. По сравнению с цементацией, нитроцементацию проводят при более низких температурах - 850-870°С. Это обусловлено тем, что азот, проникая в сталь одновременно с углеродом, понижает температуру существования твердого раствора на основе Feг и тем самым способствует науглероживанию стали при более низких температурах. По сути, азот, выполняя роль легирующего элемента, понижает критические точки стали. Понижение температуры насыщения без увеличения длительности процесса позволяет снизить деформацию обрабатываемых деталей.

Для нитроцементации рекомендуется использовать контролируемую эндотермическую атмосферу, к которой добавляют 3-15 % не отработанного природного газа и 2-10 % NН3 или жидкий карбюризатор - триэтаноламин (С2Н5О)3N, который в виде капель вводят в рабочее пространство.

Нитроцементации обычно подвергают легированные стали с содержанием углерода до 0,25 %. Продолжительность процесса 4-10 ч. Толщина нитроцементованного слоя составляет 0,2-0,8 мм. После нитроцементации следует закалка либо непосредственно из печи с подстуживанием до 800-825 °С, либо после повторного нагрева; реже применяют ступенчатую закалку. После закалки проводят отпуск при 160-180 °С.

3. Выбор типа и организационной формы производства

Тип производства по ГОСТ 3.1119 - 83 характеризуется коэффициентом закрепления операций. При Кзо = 1 тип производства - массовое; при 1<Кзо<10 - крупносерийное; при 10<Кзо<20 - среднесерийное; при 20<Кзо<40 - мелкосерийное производство. В единичном производстве Кзо не регламентируется.

В соответствии с ГОСТ 3.1119 - 83, ГОСТ 14.004-83 и РД 50-174-80 коэффициент закрепления операций для всех разновидностей производства

где - суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера; - явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену; i - номер операции обработки детали; n - число операций обработки данной детали. При разработке проекта рекомендуется определить условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену.

где н - планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закреплёнными за ним однотипными операциями, принимаемый для крупно-, средне- и мелкосерийного производства соответственно равным 0,75; 0,8; 0,9. зi- коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операции:

где Тшт-к. i - штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции, мин; Nм - месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.;

где Nг - годовой объем выпуска заданной детали, шт.; Fм - месячный эффективный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч;

Здесь 3950 час. - годовой фонд времени при работе в 2 смены. Кв - коэффициент выполнения норм. Его можно принять в среднем 1,3.

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту.

Число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену:

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту.

Результаты расчетов сведем в таблицу.

Таблица 3.1

Определяем суммарное число операций, которое может быть выполнено на участке:

9i=1Поi=0,56+0,62+2,67+1,82+0,19+0,15+1,16+0,96=8,13;

Определяем число рабочих мест на участке:

9i=1Рi=0.74+0.75+0.67+0.75+0.76+0.77+0.74+0.74=5.92;

Кз.о=1,38, т.е. производство крупносерийное.

Целесообразность организации поточной формы производства принимается на основании сравнения, заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменной работе и ее загрузке, на 65…75%.

Заданный суточный выпуск изделий

Qc=(FC/Тср)к3

При двухсменной работе FC=960 мин. Тср-среднее штучное время основных операций

Тср==47.47/(8*1.3)=4,56 мин.

Суточная производительность поточной линии.

Qc=(960/4,56)*0,8=169 изделия.

Так как заданный суточный выпуск меньше суточной производительности поточной линии при условии ее загрузки на 65…75% (принято 70%), применение однономенклатурной поточной линии нецелесообразно.

При групповой форме организации производства запуск изделий в производство осуществляется партиями с определенной периодичностью.

Количество деталей в партии определяется по методике В.А. Петрова.

Определяют расчетную периодичность запуска партий:

Jp=22*n?min/NM;

Nmin обычно округляют в сторону увеличения до n?min кратного размеру партии на сборочной стадии. Примем величину сборочной партии 10 шт. тогда n?min=200 шт.

Jр=22*200/3959=1,1 дня.

Принимаем Jn=2.5 дней

N=2.5*3959/22=450 шт.

Принимаем величину партии

N=450 шт.

Проверяем условие n?min‹n‹nmax 200‹450‹1677.

Определим такт производства:

1. Для станков 1-30-й категорий ремонтной сложности

где - действительный годовой фонд времени оборудования при заданном режиме работы, ч; = 3813 ч.

- годовая программа выпуска деталей, шт.

2. Для металлорежущих станков свыше 30-й категорий ремонтной сложности

=2.26

где - действительный годовой фонд времени оборудования при заданном режиме работы, ч; = 3572 ч.

4. Выбор способа получения заготовки

В заводском (базовом) варианте изготовления детали заготовку получают на КГШП в открытых штампах. Данный метод обеспечивает получение точных поковок без сдвига в плоскости разъема с малыми припусками. Класс точности Т5 по ГОСТ 7505-89. К недостаткам штамповки в открытых штампах можно отнести наличие облоя, вес которого составляет значительную долю от веса поковки.

Более точным и производительным методом получения заготовки для данной детали является штамповка в закрытых штампах. Этот метод позволяет снизить расход металла на 20%, т.к. отсутствует облой; повысить коэффициент использования металла; повысить производительность труда; снизить себестоимость заготовки и трудоемкость последующей обработки резанием. Класс точность заготовки Т5 по ГОСТ 7505-89.

Рассчитаем стоимость получения заготовок по двум вариантам. Исходные данные для расчета сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам

Стоимость заготовки определяется по формуле:

Sзаг. = Si•Q•Кт.•Кс.•Кв.•Км.•Кп. - (Q - q)•Sотх.,

где Si - базовая стоимость 1-го кг. заготовок, руб; Кт., Кс., Кв., Км., Кп. - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объема производства заготовок.

Стоимость заготовки по первому варианту:

Кт. = 1,0 [ГОСТ 7505-89];

Кс. = 1,0 [1,таб.3.19];

Кв. = 0,78 [1, таб.3.19];

Км. = 1,21 [ГОСТ 7505-89];

Кп. = 1,0 [1, таб.3.20];

Sзаг.п.1 = 8,30•5.5•1,0•1,0•0,78•1,21•1,0 - (5.5 - 2.8)•0,28 = 42.33 руб.

Стоимость заготовки по второму варианту:

Кт. = 1,05 [ГОСТ 7505-89];

Кс. = 1,0 [1, таб.3.19];

Кв. = 0,78 [1, таб.3.19];

Км. = 1,21 [ГОСТ 7505-89];

Кп. = 1,0 [1, таб.3.20];

Sзаг.п.2 = 7,5•5,5•1,05•1,0•0,78•1,21•1,0 - (5,5 -2.8)•0,28 = 40.13 руб.

Годовой экономический эффект:

Эз. = (Sзаг.б. - Sзаг.п.)•Nг.;

Эз. = (42.33 - 40.13)·95000 = 209000 руб.

Как видно из расчетов, заготовка, полученная по проектному варианту дешевле за счет экономии материала.

5. Анализ базового варианта технологического процесса

Технологический процесс механической обработки.

Для разработки и создания нового варианта технологического процесса обработки детали «Шестерня 50-1701048А», необходимо подробно проанализировать исходный техпроцесс. Анализ техпроцесса необходимо проводить с включением следующих вопросов:

1. Обоснованность установленной последовательности обработки.

2. Метод получения заготовки.

3. Метод упрочнения детали.

4. Станочное оборудование и рациональность его использования.

5.Дифференциация производительности, как средство повышения производительности.

6. Автоматизация техпроцесса.

7. Базирование заготовки при обработке.

8. Брак при обработке и причины его возникновения.

9. Оснащение техпроцесса.

В результате анализа техпроцесса формируются конкретные задачи по устранению недостатков в будущем. Анализ техпроцесса производим с использованием таблиц 6.1, 6.2, 6.3.

Предметом анализа является технологический процесс изготовления шестерни коробки сцепления трактора из стальной штампованной заготовки. Годовой объем выпуска -95000шт. Технологический процесс состоит из 8 операций механической обработки:

00500 Токарная с ЧПУ

01000 Токарная с ЧПУ

01500 Вертикально -протяжная

02000 Токарно-многорезцовый

02500 Зубодолбежная

03000 Зубодолбежная

03500 Зубозакругляюшая

04000 Зубошевинговальная

Для анализа, применяемого для обработки данной детали оборудования, составляем табл. 5.1

Таблица 5.1 - Технологические возможности применяемого оборудования

Как видно из приведенной таблицы применяемое оборудование для изготовления рассматриваемой детали обеспечивает приемлемую точность и качество обработки. Размеры рабочей зоны станков соответствуют габаритам обрабатываемой детали.

Значительную роль при рассмотрении вопросов усовершенствования технологических процессов играют: возраст, стоимость, сложность, производительность и степень использования применяемого оборудования.

В таблице 5.2 приведены эти характеристики. Цены, в таблице приведены на 2018 г.

Таблица 5.2 - Характеристика срока службы, стоимости, сложности, производительности и степени использования применяемого оборудования

Анализ приведенных в таблицах сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали. Почти все станки, находящиеся на указанных операциях, являются относительно недорогими. Категории ремонтной сложности их невысокая, физическое состояние станков, находящихся на участке хорошее.

Базирование заготовок.

При изготовлении детали в условиях массового производства большую роль играет метод базирования и точность, которую он позволяет получить. В условиях массового производства применяют специальные и специализированные приспособления, которые позволяют за короткий промежуток времени точно и надежно закрепить деталь. На рис. 6.1 указаны поверхности, используемые в техпроцессе изготовления шестерни как базовые. Характеристика базовых поверхностей, размеры, выдерживаемые при обработке деталей, установленных в этих приспособлениях, а также возникающие погрешности базирования приведены в таблице 5.3.

Рис. 5.1. Эскиз шестерни

Таблица 5.3 - Базирование заготовок при обработке (на рисунке 5.1 представлен эскиз полуоси заднего моста)

На производстве большое внимание следует уделять режущему и вспомогательному инструменту, так как правильный их выбор позволит до минимума сократить время на обработку.

При анализе режущего инструмента рассматривается вид инструмента по степени специализации (стандартный, унифицированный, специальный), материал режущей части и другие сведения о инструментах. Для оценки режущего инструмента составляем таблицу 5.4

Таблица 5.4 - Режущий инструмент

В настоящее время выбор правильных условий эксплуатации инструмента не менее важен, чем правильная его конструкция. Понятие условия эксплуатации включает:

технически обоснованные нормы расхода;

- выбор технологической среды/восстановление работоспособности после отказа; контроль качества инструмента после восстановления и его дальнейшая подготовка к последующему использованию.

При обработке материалов резанием режущий инструмент со временем начинает терять свой режущие способности и изменяет свою форму. Существует два основных вида инструментов: перетачиваемые и не перетачиваемые. Для перетачиваемых инструментов большое значение начинает приобретать способ восстановления режущих свойств. На производстве при изготовлении деталей используют следующие виды:

- перешлифовка пластин на меньшие размеры;

- переточку инструмента.

При переточке инструмента важную роль играют режимы заточки и вид шлифовального круга на котором производится заточка. На производстве пользуются следующими режимами заточки:

Для быстрорежущих сталей на предварительных операциях: скорость круга 20-25 м/с, скорость изделия 3-5 м/мин, глубина шлифования 0,04-0,06 мм/дв.х;

- на чистовых операциях: скорость круга 20-30 м/с, скорость детали 1-3 м/мин, глубина шлифования 0,02-0,04 мм/дв.х.

- на доводочных операциях: скорость детали 0,7-1 м/мин, глубина шлифования 0,005-0,01 мм/дв.х.

Большое значение имеет не только режущий, но и вспомогательный инструмент, применяемый в производстве при изготовлении детали с заданными параметрами, в данном производстве. В условиях крупносерийного производства используется большое число специального вспомогательного оборудования.

Для оценки вспомогательного инструмента составляем таблицу 5.5.

Таблица 5.5 - Анализ вспомогательного инструмента

В рассматриваемом технологическом процессе применена в основном стандартная вспомогательная оснастка. Время, необходимое на смену одного режущего инструмента во вспомогательном, сравнительно невелико. Затраты времени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить более стойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Крепление инструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательная оснастка соответствует данному типу производства.

Станочные приспособления применяют для установки заготовок на металлорежущие станки. Обоснованное применение станочных приспособлений позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Трудоемкость и длительность цикла технологической подготовки производства можно уменьшить за счет применения стандартных систем станочных приспособлений, сократив трудоемкость, сроки и затраты на проектирование и изготовление станочных приспособлений. При применении станочных приспособлений значительно возрастает производительность труда.

Зажимные устройства должны удовлетворять следующим условиям:

а) при зажиме не должно нарушаться первоначально заданное положение детали;

б) зажимы не должны вызывать деформации деталей и порчи их поверхностей;

в) закрепление и открепление детали должно производиться с минимальной затратой сил и времени рабочего;

г) при закреплении недостаточно жестких деталей силы зажима должны располагаться над опорами или возможно ближе к опорам;

д) силы резания по возможности не должны восприниматься зажимными устройствами.

Расчет приспособления заключается в определении сил зажима заготовки.

Расчет сил зажима заготовки может быть сведен к решению задач статики и равновесию тела под действием внешних и внутренних сил.

Анализ установочно-зажимных приспособлений приведен в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Анализ приспособлений

Автоматизация технологических процессов осуществляется с целью повышения производительности труда и сокращения числа рабочих, снижения себестоимости труда и повышения качества изделий.

Анализ автоматизации включает качественную и количественную оценку ее состояния.

Качественную оценку проводят по видам, категориям и ступеням..

Различают следующие виды автоматизации: единичная (А), комплексная (КА) неполная и полная. Ступень внедрения автоматизации характеризует ее с точки зрения области применения от единичных технологических операций, до организации техпроцессов выполненных на уровне всей страны. Различают 10 ступеней внедрения автоматизации. Состояние автоматизации и механизации данного техпроцесса оценим по таблице 5.7.

Таблица 5.7 - Характеристика механизации и автоматизации техпроцесса

Исходя из данных можно сделать вывод, что механизация и автоматизация на участке изготовления детали малая и средняя, о чем свидетельствуют отношение операционного времени к штучному. Большинство операций осуществляется с ручным управлением цикла, и повсеместно заготовки загружаются вручную и перемещаются по участку в тележках. Область применения автоматизации и механизации - система техпроцессов выполняемых на участке

Информационная модель технологического процесса:

dcр=?d/n=0,51 2-КА-3

Анализ стандартизации, методов и средств межоперационного и окончательного контроля, а также видов брака производим с заполнением таблиц 5.8

Таблица 5.8 - Средства технического контроля

Можно сделать вывод, что в технологическом процессе применяются быстродействующие измерительные инструменты (стандартный и специальный).

Рабочие получают измерительный инструменты в различных кладовых и в соответствии с графиком проверки разработанным отделом стандартизации, инструмент изымается на проверку. Данная система позволяет контролировать состояние средств измерения на рабочих местах, что положительно сказывается на измерениях, выполняемые на рабочих местах и на качество выпускаемой продукции. ОТК ведут учёт сдачи продукции рабочим с первого предоставления, и на основании этих данных определяется процент брака на каждой операции и причины его возникновения в течение всей рабочей смена.

6. Проектирование технологического процесса

Экономическое обоснование усовершенствования технологического процесса.

Предлагаю в технологическом процессе заменить операции 01300, 01700 «Токарная с ЧПУ», выполняемые на токарном станке с ЧПУ H250T (стоимостью 68450руб.) и операцию 03500 «Токарно-многорезцовую», выполняемую на станке 1А730 (стоимостью 34500 руб.)на операцию 005 «Токарная с ЧПУ», выполняемую на токарном станке с ЧПУ HAASSТ-10 (стоимостью 80000 руб.). Сравним два варианта технологического процесса изготовления крышки по технологической себестоимости. Для этого заполним таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Исходные данные для расчета себестоимости механической обработки

Базовый вариант. Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле

,

где к.о - количество операций обработки детали;

Tшт.i - штучное время выполнения i-той операции, мин;

ЧТСi - часовая тарифная ставка разряда работы, принятого для тарификации i-той операции, р.;

kпр - коэффициент, учитывающий выплаты и доплаты (при проектировании принять равным 1,4);

kд - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (при проектировании принять равным 1,3);

kм - коэффициент, учитывающий многостаночное обслуживание; при количестве обслуживаемых станков М = 1 коэффициент kм = 1.

Тогда

Отчисления в бюджет и внебюджетные фонды от средств на оплату труда

где hфсзн - отчисления в Фонд социальной защиты населения, 34%;

hпф - отчисления в пенсионный фонд, 1%;

hстр - страховые взносы по видам обязательного страхования, 1%.

Тогда

р.

Расчет годовых амортизационных отчислений по базовому варианту представлен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Расчет годовых амортизационных отчислений, базовый вариант

Эксплуатация оборудования. Плата за установленную (заявленную) мощность рассчитывается по формуле

,

где Wуст - установленная мощность оборудования, кВт

М - количество месяцев в году, М = 12;

Тм - тариф в месяц за 1 кВт установленной мощности, Тм = 1,80руб.

Тогда:

руб.

Плату за потребленную энергию определим по формуле

,

где Tэл - тариф за 1 кВтч потребленной электроэнергии, Tэл - 0,169 руб.;

kод - коэффициент одновременности работы электродвигателей оборудования kод = 0,85;

kм - коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности, kм = 0,65;

kп - коэффициент, учитывающий потери мощности в сети, kп = 1,05;

- КПД электродвигателей станков, = 0,8.

Суммарные затраты на электрическую энергию в расчете на одну деталь определим по формуле:

руб.

Проектный вариант. Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле

руб.

Отчисления в бюджет и внебюджетные фонды от средств на оплату труда

руб.

Первоначальная стоимость (капитальные вложения в оборудование):

Капитальные вложения в здание:

=500(6,09=15225руб,

Расчет годовых амортизационных отчислений по проектному варианту представлен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Расчет годовых амортизационных отчислений, проектный вариант

Эксплуатация оборудования. Плата за установленную (заявленную) мощность рассчитывается по формуле

.руб.

Плату за потребленную энергию определим по формуле

Суммарные затраты на электрическую энергию в расчете на одну деталь определим по формуле

руб.

Результаты расчета технологической себестоимости операций механической обработки по базовому и проектному вариантам в расчете на одну деталь представляем в виде таблицы 6.4.

Таблица 6.4 - Калькуляция технологической себестоимости механической обработки детали

Рассчитываем годовой экономический эффект по формуле

руб.

Вывод: таким образом, что экономический эффект получился (47326150 руб.), что в переводе на деноминированные рубли составит 4732,62 руб.

Расчет и назначение припусков на обработку

В настоящее время существует два метода определения припусков: опытно-статистический и расчётно-аналитический.

В первом случае величина припуска устанавливается по данным таблиц на всю обработку без распределения припусков по операциям. Для этого используются соответствующие ГОСТы, в которых приведены номинальные значения припусков, которые в свою очередь являются несколько завышенными. Они не отражают полной реальной ситуации в каждом конкретном случае обработки. [2]

Расчёт припусков на обработку поверхности 120-0,022 мм.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры поверхности 120-0,022 мм.

Заготовка получается резкой сортового проката (подробную разработку операций обработки смотри в пункте 5).

Таблица 6.5 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности 120-0,022 мм

Параметры шероховатости поверхностей заготовки и поверхностей, полученных различными методами обработки, а также толщину их дефектного слоя выбираем по табл.4,25; табл.4,27; [1].

Суммарное пространственное отклонение для заготовки данного типа

где: ск - погрешность коробления, ск= Дкl=0.6*107=74.9 мкм, табл.4,29 [1];

сц - погрешность центрирования заготовки, сц= 73 мкм, табл.4,29 [1].

мм.

Остаточные пространственные отклонения:

с1 = 0,06·105 = 6,3 мкм;

с2 = 0,04·7 = 0,315 мкм;

с3 = 0,02·4,3 = 0,002 мкм.

Минимальное значение припусков.

;

Точение получистовое

2zmin = 2·(200 + 300 +) = 2·605 мкм;

Точение чистовое

2zmin = 2·(50 + 50 +) = 2·106 мкм;

Точение тонкое

2zmin = 2·(30 + 30 +) = 2·60 мкм;

Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру.

Предельные значения припусков 2zmax определяем, как разность наибольших предельных размеров, а 2zmin - как разность наименьших предельных размеров на предшествующем и выполняемом переходах.

Проверяем правильность выполнения расчетов:

Условия соблюдаются, следовательно, расчеты выполнены верно.

Строим схему расположения припусков и допусков (Рис. 6.1).



Рис. 6.1. Схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности 120-0,022 мм

Таблица 6.6 - Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности

Поверхность	Размер, мм	Припуск, мм	Допуск, мм
		Табличный	Расчетный
1.	58±0,74	2·3,0	2·2,72
2.		2·3,35	2·3,35
3.		2·2	2·1,27	0,64

Расчет и назначение режимов резания

Режимы резания устанавливаются в зависимости от требуемой точности и качества обрабатываемых поверхностей, а также исходя из условий минимально возможной себестоимости и наибольшей производительности.

В настоящее время применяются, как правило, две методики по расчёту режимов обработки: расчётно-аналитический метод и по нормативным данным.

Рассчитаем режимы резания на один переход аналитическим методом, а на остальные переходы назначим по нормативам

Аналитически рассчитаем режимы резания

Операция 005Токарная с ЧПУ. Переход 3. в качестве инструмента используем htptw. Станок HAASST-10.

Определяем глубину резания:

Определяем подачу:

.

- коэффициент, учитывающий режущую часть из твёрдого сплава..

Скорость резания:

;

где [4, стр. 279, таб. 29].

[4, стр. 279, таб. 29].

[4, стр. 279, таб. 29].

[4, стр. 279, таб. 29].

- стойкость инструмента: . [4, стр. 280].

- коэффициент, учитывающий глубину;

[4, стр. 273, таб. 22].

[4, стр. 273, таб. 22].

= 1 [4, стр. 264, таб. 9].

Сила резания [4, стр. 277]:

где [4, стр. 277, таб. 22].

[4, стр. 273, таб. 22].

[4, стр. 273, таб. 22].

= 1 [4, стр. 264, таб. 9].

Расчётная частота вращения шпинделя:

Принятая скорость:

Основное время обработки:

где - длина рабочего хода;

- длина врезания: ;

- длина перебега:

Тогда:

. Условие выполняется. Мощность при сверлении обеспечивается.

Операция 005. Токарная с ЧПУ (предварительная). Переход 1.

На этой операции выполняется предварительное точение торца, в качестве инструмента используем токарный резец. Станок HAAS ST-10. Глубина резания определяется припуском на обработку поверхности. Тогда глубина резания t: t = 3 мм;

Для обработки на данной операции выбираем по каталогу пластину CNMG 120412 ETcCVD покрытием из сплава ТТ8115 с углом в плане 80° для черновой обработки, которая обеспечивает необходимую глубину резания.

Рис. 6.2

Рекомендуемая каталогом подача лежит в диапазоне S = 0,25…0,60 мм/об. Принимаем подачу 0,5 мм/об.

Максимально допустимая и рекомендуемая производителем скорость резания для выбранной пластины составляет = 280 м/мин.

Частота вращения для наибольшего диаметра:

Величина минутной подачи:

Длина обрабатываемой поверхности:

lрез = 22,5 мм;

Стойкость пластин составляет T = 45 мин.

Составляющую силы резания Pz определяем по формуле:

где - коэффициенты, принимаемые по таблице в зависимости от обрабатываемого материала (конструкционная сталь), материала режущей части (твердый сплав), вида обработки (обтачивание и растачивание);

Kp - поправочный коэффициент, определяемый по формуле

,

- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые характеристики. При обработке легированных сталей определяется по формуле

,

- предел прочности стали 45XН; МПа;

- поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице и учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента. Тогда

Тогда сила резания составит:

Н.

Эффективную мощность резания определяем для поверхности с наибольшей составляющей силы резания:

кВт.

Расчетная мощность резания определяется путем деления эффективной мощности резания Nэф на КПД станка , который примем равным = 0,8. Тогда

кВ

Проверим условие, возможна ли обработка на данной мощности:

- обработка возможна.

Расчет режимов резания на остальные поверхности производим таблично по источнику [2].

Таблица 6.7 - Режимы резания

№ Оп/пер	Операция	D мм	T мм.	Lр мм	i	N об/мин	V м/мин	Sо мм/об	Sм мм/мин	То мин
005/1	Токарная	120	1	60	1	749	95,3	0,3	75	0.07
005/2	Токарная	90	2	23	3	230	64,9	0,3	69	0,33
005/3	Токарная	52	2	60	2	367	31.7	0,2	56	0.69
005/4	Токарная	49,65	3	60	1	280	43,65	0,2	56	1,07
005/5	Токарная	42,5	2	60	1	260	34,69	0,2	52	1,15
005/6	Токарная	131,7	1	23	1	215	88,91	0,2	43	0,53
010/1	Вертикально-протяжная	50,06	3	61	2	70	11,0	0,3	21	2,90
010/2	Вертикально-протяжная	44	21	61	2	65	8,98	0,3	19,5	3,13
010/3	Вертикально-протяжная	39,84	19,92	61	2	65	8,13	0,2	13	4,69
015/1	Зубодолбежная	36	1	133	1	54	6,1	0,2	10,8	12,31
015/2	Зубодолбежная	32,4	1	133	1	54	5,49	0,3	16,2	8,21
020/1	Зубодолбежная	35	1	133	1	54	5,93	0,2	10,8	12,31
020/2	Зубодолбежная	29,7	1	133	1	54	5,03	0,3	16,2	8,21
025/1	Зубозакругляющая	10	1	71	1	45	1,41	0,3	13,5	5,26
025/2	Зубозакругляющая	4	1	71	1	50	0,62	0,3	15	4,73
030/1	Зубошевиговальная	10	1	71	1	45	1,41	0,3	13,5	5,26
030/2	Зубошевиговальная	4	1	71	1	50	0,62	0,3	15	4,73

Определение нормы времени для операций.

Технические нормы времени в условиях массового производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Определяем расчетным методом технические нормы времени для операции 005 Токарная, а для остальных операций по нормативным данным [6].

Штучное время

Тшт. = То + Тв + Тоб + Тот;

где: То - основное время, мин.; То = 3,84 мин.;

Тв - вспомогательное время, мин.;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин.;

Тот - время перерывов на отдых личные надобности.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы

Твм = Тус + Тз.о. + Туп + Тиз;

где: Тус - время на установку и снятие детали, мин.; Тус = 0,09 мин, стр. 197 [6];

Тз.о. - время на закрепление и открепление детали, мин.; Тзо = 0,03 мин, стр. 201 [6];

Туп - время на приемы управления, мин.; Туп = 0,06 мин, стр. 202,205 [6];

Тиз - время на измерение детали, мин.; Тиз = 0,04 мин, стр. 209 [6].

Тв. = (0,09 + 0,03 + 0,06 + 0,04) = 0,22 мин.

Оперативное время

Топ = То + Тв, мин.

Топ = 3,84 + 0,22 = 4,06 мин.

Время на обслуживание рабочего места состоит

Тоб = Торг + Ттех, мин.

где: Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.;

Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин.

Время на техническое обслуживание определяется по формуле:

где tn = 1,0 мин, стр. 210 [6]; Т - стойкость инструмента, Т = 10 мин.

Ттех. = 1,0 ·3,84/10 = 0,38 мин;

где Порг = 7 %, стр. 214 [6];

Торг. = 4,06*0,28/100 = 0,011 мин;

Тоб. = 0,002. + 0,011 = 0,013 мин.;

где Пот. = 8 %, стр. 214 [6];

Тот = 4,06*0,32/100 = 0,012 мин;

Тшт = 3,84 + 0,22 + 0,013 + 0,012 = 4,085 мин.

Таблица 6.8 - Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин.

Номер и наименование операции	ТО, мин	ТВ, мин	ТОП мин	ТОБ мин	Тот мин	Тшт мин
		ТУС мин	ТУП мин	ТИЗ мин		Ттех мин	Торг мин
005Токарная с ЧПУ	3,84	0,09	0,06	0,04	4,06	0,38	0,011	0,012	4,085
010 Вертикально - протяжная	10,72	1,04	0,15	0,98	12,89	1	0,09	0,01	12,99
015 Зубодолбежная	20,52	0,96	0,12	0,95	22,55	2	0,015	0,02	22,56
020 Зубодолбежная	20,52	0,96	0,12	0,95	22,55	2	0,015	0,02	22,56
025Зубозакругляюшая	9,99	0,32	0,13	0,85	10,07	0,99	0,008	0,009	11,39
030Зубошевинговальная	7,69	0,42	0,11	0,85	11,37	0,89	0,008	0,009	39

Определение необходимого количества оборудования и построение графиков загрузки

Необходимое количество оборудования определяется по формуле:

где Nг - годовая программа выпуска,Nг=95 000 шт.;

Fэ - эффективный годовой фонд времени работы единицы оборудования, Fэ=3926 ч.

Коэффициент загрузки станка з, определяем как соотношение расчётного количества станков mр, занятых на данной операции, к принятому mпр:

Коэффициент использования оборудования по основному времени о свидетельствует, о доле машинного времени, в общем, времени работы станка:

Коэффициент о характеризует уровень механизации технологической операции. Низкое значение его указывает на большую долю ручного труда.

Коэффициент использования оборудования по мощности привода м представляет собой отношение необходимой мощности привода станка к фактической мощности установленного на станке привода главного движения:

где Рм - необходимая мощность привода, кВт;

где Ре - эффективная мощность, кВт;

- коэффициент, учитывающий потери мощности за счёт трения в узлах станка, =0,8...0,85 [2].

Рассчитаем коэффициенты оборудования для операции 005:

Остальные расчеты коэффициентов использования оборудования ведём посредством заполнения таблицы 6.9.

Таблица 6.9 - Расчет коэффициентов использования оборудования

Номер операции	То, мин	Тшт, мин	mр	mпр	з	о	Рм, кВт	Рст, кВт	м
005 Токарная с ЧПУ	3,84	4,085

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

дипломная работа "Разработка технологического процесса механической обработки детали "Шестерня-501701048А"" скачать

Подобные документы

• Проектирование станочного приспособления для обработки паза

  Получение заготовки и проектирование маршрутного технологического процесса механической обработки детали. Служебное назначение станочного приспособления, разработка его принципиальной схемы. Расчет усилия закрепления и параметров силового привода.
  
  курсовая работа [361,3 K], добавлен 14.09.2012
  

• Разработка станочного приспособления для обработки детали "Вал-шестерня"

  Расчет типа производства. Маршрут обработки детали "вал-шестерня". Операционный эскиз на данную операцию. Схема станочного приспособления, устройство и принцип работы. Расчет сил резания. Паспортные данные станка на заданную операцию. Сборочный чертеж.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.02.2010
  

• Технологический процесс изготовления детали "Шестерня"

  Анализ рабочего чертежа детали "Шестерня" и технических требований к ней. Характеристика материала детали и выбор способа её заготовки. Подбор станочного оборудования и разработка маршрутно-операционного технологического процесса по изготовлению детали.
  
  курсовая работа [380,9 K], добавлен 18.12.2014
  

• Модернизация технологического процесса механической обработки детали – лапа долота

  Анализ конструкции детали для улучшения технико-экономических показателей технологического процесса. Разработка станочного приспособления для сверления отверстий в заготовке. Проектирование контрольного инструмента для проверки деталей и узлов машин.
  
  курсовая работа [418,2 K], добавлен 18.10.2010
  

• Разработка технологического процесса механической обработки детали "Вал-шестерня"

  Назначение детали "Вал-шестерня", условия ее работы и характеристика. Выбор типа производства по программе выпуска. Проектирование технологического маршрута. Расчет линейных размерных цепей. Подбор оснастки и расчёт режимов механообработки детали.
  
  курсовая работа [226,8 K], добавлен 25.03.2010
  

• Разработка технологического процесса механической обработки детали "вал-шестерня"

  Общая характеристика детали вал-шестерня, предназначенной для передачи крутящего момента между частями механизма. Описание технологического процесса механической обработки на данную деталь. Расчет операционных размеров заготовки. Выбор режимов резания.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 29.12.2013
  

• Технологический процесс механической обработки детали типа вал

  Разработка технологического процесса механической обработки вала к многоковшовому погрузчику зерна ТО-18А. Определение типа производства. Расчет припусков на обработку, режимов резания, норм времени, точности операций. Проект станочного приспособления.
  
  курсовая работа [192,8 K], добавлен 07.12.2010
  

• Разработка технологического процесса, технологической и инструментальной оснастки для механической обработки корпуса в условиях единичного производства

  Особенности изготовления детали "Корпус патрона" в условиях единичного производства. Проектирование технологического процесса для выполнения операции механической обработки. Инструментальная оснастка операции, основные узлы станочного приспособления.
  
  курсовая работа [177,4 K], добавлен 03.11.2014
  

• Технологическая оснастка для механической обработки детали Кронштейн

  Проектирования станочного приспособления. Подробный анализ конструкции, технологического процесса. Проектирование контрольного приспособления. Расчет исполнительных размеров. Конструкция и эксплуатация контрольного приспособления. Выводы по конструкции.
  
  курсовая работа [133,8 K], добавлен 06.06.2008
  

• Проектирование технологического процесса механической обработки детали

  Проектирование механической обработки детали "Фланец", материал детали Сталь 30Л. Обрабатываемые поверхности и требования к ним. Способы обработки поверхностей, необходимый тип станка, инструменты и приспособления. Изготовление режущих инструментов.
  
  курсовая работа [4,3 M], добавлен 18.01.2010
  

Другие документы, подобные "Разработка технологического процесса механической обработки детали "Шестерня-501701048А""

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам