Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Ульяновский государственный технический университет

Институт авиационных технологий и управления

Кафедра «Самолетостроение»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: «Технология изготовления деталей самолётов»

Автор проекта А.Ю. Митина

Специальность 130100

”Самолето-и вертолетостроение

Обозначение курсового проекта

КП 2096.9373.1301.19.001 - 04

группа АСВд-41

Руководитель работы

С.А. Кобелев

Ульяновск 2005.

Задание на курсовой проект

по дисциплине Технология изготовления деталей самолетов

студентке Митиной А.Ю.

группы АСвд-41

Тема Модификация технологического процесса изготовления детали 74.00.5743.033.000 «Подкос»

Исходные данные:

1. Чертеж детали 74.00.5743.033.000

2. Годовая программа выпуска - 75 машино комплектов

3. Технологическое оборудование 251 цеха ЗАО «Авиастар-СП».

Содержание:

1. Анализ технологичности конструкции.

2. Разработка предложений по модификации ТП изготовления детали.

3. Выбор варианта ТП по критерию меньшей себестоимости при соблюдении всех технических требований (для этого провести расчет припусков, режимов резания, норм времени, выбор технологических баз, анализ точности).

4. Разработка приспособления, расчет точности приспособления и усилий прижимов (для одной из вновь вводимых или изменяемых операций).

Объем проекта:

1. Графическая часть

Модель детали и модель заготовки

Анализ точности

Технологические эскизы операций

Модель приспособления

2. Пояснительная записка 50 л ф. А4.

Реферат

Курсовой проект по дисциплине «Технология изготовления деталей самолета»: графическая часть -5 чертежей ф.А1, пояснительная записка-50 листов.

ПОДКОС, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, КОНДУКТОР, АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Произведен анализ технических требований, выполнены экономические расчеты, модифицирован технологический маршрут изготовления детали, выполнен расчет припусков и режимов резания.

Усовершенствовано приспособление для изготовления детали.

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Конструктивно - технологический анализ детали и технические условия

1.1.1 Технические условия на изготовление детали «Подкос»

1.1.2 Технические требования на изготовление детали «Подкос»

1.2 Анализ материала детали

1.3 Определение типа производства

1.4 Обоснование метода получения заготовок

1.5 Анализ детали на технологичность

1.6 Выбор технологического процесса

1.7 Анализ точности

1.8 Инженерные технологические расчеты

1.8.1 Расчет технологической себестоимости [5, 6]

1.8.2 Расчет припусков [1, 5]

1.8.3 Расчет режима резания [3]

Перечень документации

Список использованных источников

Введение

Производство новых самолетов требует постоянного совершенствования технологических процессов, разработки и внедрения новых методов и средств обработки, обеспечивающих постоянно растущие требования по качеству и эксплуатационной надежности.

Технологии изготовления деталей, узлов и самолетов в целом во многом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства. Существует постоянная взаимосвязь между конструкцией самолета и технологией его производства. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования самолетов.

Целями данной курсовой работы являются:

1. Анализ ТУ и служебного назначения детали «Подкос»

2. Выбор заготовки, её технико-экономическое обоснование

3. Оценка технологичности детали «Подкос»

4. Разработка альтернативных вариантов маршрута с экономической обоснованностью оптимального варианта

5. Расчёт режимов резания и припусков

6. Усовершенствование существующего приспособления

1. Технологическая часть

1.1 Конструктивно - технологический анализ детали и технические условия

Деталь 74.00.5743.033.000. «Подкос» (см. рис. 1) , подкос служит для выпуска и уборки закрылка на Ту-204.

Рис.1. Деталь «подкос».

Данная деталь крепится к задней кромке крыла, за 2-м лонжероном. Закрылки навешивается на 4-ый механизм крыла, а подкос навешивается на 3-м механизме, дальше от фюзеляжа.

Подъемник давит на шкворень закрылка и выдавливает его на выход, затем закрылок тянет за собой каретку, каретка поворачивает рычаг, рычаг отклоняет подкос.

Подкос передает, возникающие нагрузки от закрылка к крылу.

Весь механизм, в который входит подкос, задает определенную траекторию закрылку.

Подкос работает на сжатие. К данной детали предъявляются большие требования прочности.

1.1.1 Технические условия на изготовление детали «Подкос»

1. Неуказанные радиусы скругления 2мм.

2. Неуказанные предельные отклонения размеров обрабатываемых поверхностей по ОСТ 1 00022-80.

Настоящий стандарт устанавливает предельные отклонения линейных и угловых размеров, радиусов закругления, а также допуски формы и расположения гладких поверхностей элементов деталей, получаемые различными способами обработки из любых материалов, предельные отклонения и допуски, которые не проставлены на чертежах у размеров или в тех. требованиях непоставленны числовыми величинами или условными обозначениями полей допусков. Стандарт не устанавливает предельные отклонения на размеры, форму и расположение поверхностей деталей и полуфабрикатов, для которых предельные отклонения установлены другими НТД.

3. Термообработка: 35,5…40,5 НRС_э.

Группа контроля 3 по ОСТ 1 00021-78.

Твердость 100% (объем контроля по видам испытаний), механические свойства не проверяются. Контроль твердости по методу, указанному в чертеже или отраслевом стандарте, допускается проводить на 3% деталей, если при этом 100% деталей 3-й группы и 10% деталей 4-й группы подвергают контролю неразрушающими методами. Для деталей 3-й группы контроля допускается проводить окончательную термическую обработку в заготовках. В дальнейшем деталь не контролируют.

4. Контроль магнитный по РТМ 1.2.020.-81.

В намагниченной детали в зоне нарушения сплошности (дефекта) происходит перераспределение магнитного потока, в результате чего, част его выходит на поверхности. При магнитопорошковом контроле на деталь наносят суспензию с взвешенными частицами ферромагнитного порошка. При этом ближайшие частицы притягиваются к дефектным местам и обретают видимые невооруженным глазом валики порошка. По характеру оседания порошка (формы и размерам валиков) можно судить о протяженности дефектов, а в ряде случаев и о типе этих дефектов.

5. Покрытие: КД6…9 Фос. ОКС.

Кроме поверхностей: Д, Е, Ж, З, И,

ЭМ ЭП-140 Серый 472 ПИ-8150

Деталь отправить на кадмирование. Насыщенность поверхности металла ионами кадмия составляет от 6 до 9 мкм в растворе Фос. Окс. Лакокрасочное покрытие осуществляется по всей детали, кроме отверстий. ПИ-8150- инструкция, которая говорит, как покрывать деталь.

6. Маркировать по ПИ- 7108 шрифтом ПО-5.

7. Деталь паспортизировать по ГОСТ 3 1503-74.

1.1.2 Технические требования на изготовление детали «Подкос»

Техническое требование №1: Отклонение от параллельности поверхности И и поверхности Д не должно превышать 0,03 мм.

Невыполнение ТТ №1 может привести к недопустимому перекосу поверхности И и Д. Вследствие чего деталь теряет свою надежность, а также приводит к разрушению подшипника. Контроль осуществляется на плите со штативной индикаторной головкой. Схема контроля рис.2

Техническое требование №2: Отклонение от перпендикулярности поверхности Е к поверхности Л не должно превышать 0,016 мм.

Невыполнение ТТ №2 может привести к недопустимому перекосу поверхностей.



Рис.2 Схема контроля технологического требования 1, 3

Вследствие чего деталь «Подкос» теряет свою надежность, а также приводит к неправильной установки детали в сборке, что ведет к заклиниванию закрылка. Контроль осуществляется с помощью спец. калибра и микрометрического индикатора. Схема контроля рис.3

Рис.3 Схема контроля технологического требования 2

Техническое требование №3: Отклонение от параллельности поверхности И и поверхности Д не должно превышать 0,03 мм.

Невыполнение ТТ №3 может привести к недопустимому перекосу поверхности И и Д. Вследствие чего деталь теряет свою надежность, а также приводит к разрушению подшипника. Контроль осуществляется с помощью микрометра, на плите со штативной индикаторной головкой. Схема контроля рис.2

Техническое требование №4: Линейные размер подкоса 65 мм выполняется с верхним отклонением ± 0,1 мм.

Невыполнение ТТ №4 может привести к нарушению расположения осей поверхности Ж и Е, что снижает уровень надежности детали и нарушает правильную установку детали в сборке.

Контроль осуществляется методом пересчета, с помощью контрольного валика и микрометра. Схема контроля рис.4

Рис.4Схема контроля технологического требования 4

Техническое требование №5 и №6: 24h11 - отклонение размера не должно превышать -0,13 мм.

Невыполнение ТТ №5 может привести к неправильному установлению подшипника. Контроль осуществляется с помощью микрометра. Схема контроля рис.5



Рис.5 Схема контроля технологического требования 5, 6

1.2 Анализ материала детали

Сталь - сложный сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащий углерода от 0,03 до 2%.

Сталь 30ХГСА обладает повышенными механическими свойствами, имеет удовлетворительную пластичность в отожженном состоянии, хорошо сваривается дуговой и удовлетворительно всеми остальными видами сварки; применяется для изготовления сварных, штампованных, клепанных и механически обрабатываемых деталей с : болтов, деталей шасси, стыковочных соединений, полок, шпилек, трубок, рычагов, кронштейнов, форсунок и др.

30 - 0,3 % содержания углерода в сплаве

Х - хром (содержание меньше 1%)

Г - марганец (содержание меньше 1%)

С - кремний (содержание меньше 1%)

А - высококачественная сталь с пониженным содержанием серы и фосфора

К конструированию деталей из высокопрочных сталей, технологии их изготовления и термической обработке предъявляются повышенные требования. Нарушение этих требований может привести к преждевременному разрушению деталей.

Стали 30ХГСА - а, обрабатываемые на пределе прочности , для повышения усталостной прочности и сопротивления коррозионному растрескиванию детали обязательно подвергаются поверхностному наклепу.

Детали из этой стали рекомендуется изготавливать из металла вакуумно-дугового переплава. Вакуумно-дуговой переплав позволяет улучшить механические свойства стали и снизить металлургические дефекты (волосовины, грубые не металлические включения и т.д.).

Эта сталь склонна к обратимой отпускной хрупкости, а также имеет неглубокую прокаливаемость, в связи, с чем ограничивается толщина деталей, изготавливаемых из неё (до 25 мм для цилиндра и квадрата и 15 мм для труб и плоских деталей). Температура ковки 850-1150 С, температура термической обработки (высокого отжига, нормализации, закалки) 90010 С, закалочная среда--масло. Для существенного увеличения надежности работы деталей из высокопрочной стали, и повышения в несколько раз долговечности при многократных нагрузках рекомендуется применение поверхностного упрочнения после термической обработки.

Одной из опасностей для высокопрочной стали является образование прижогов в процессе шлифования детали. Следовательно, следует особое внимание обращать на выбор режимов шлифования и их особенности.

1.3 Анализ детали на технологичность[4]

Технологичность как совокупность свойств конструкции изделия, позволяющая оптимизировать затраты труда, средств, материалов и времени при производстве и эксплуатации детали, является одним из важнейших показателей качества.

1. Показатель уровня технологичности

а) по трудоемкости [3, стр. 31]



б) по себестоимости

где - трудоемкость в нормо-часах соответственно по новому технологическому процессу и существующим, принятому за базовый;

- технологическая себестоимость проектируемого изделия и базовый показатель себестоимости

а)

б)

и меньше единицы, конструкция технологична.

2. Коэффициент удельной трудоемкости: [3, стр. 31]

где t - трудоемкость в нормо-часах;

mд - масса проектируемого изделия.

Снижение показателя делает конструкцию более технологичной. А это значит, что повышение монолитности конструкции, снижая трудоемкость сборочных работ, делает изделие более технологичным.

3. Коэффициент использования материала[3, стр. 31]

где:

m_д, m_з-- масса детали и заготовки, кг.

Коэффициент использования материала увеличился, что свидетельствует о том, что в новом технологическом процессе деталь более технологична.

1.4 Определение типа производства [6]

Исходные данные:

Годовая программа изделия - N₁ =75

Количество деталей данного наименования, идущего на машину - m = 2шт

Процент запасных частей, который необходим для данного изделия - = 0,15(15%)

Режим работы предприятия - 2 смены

Действующий годовой фонд работы оборудования

Годовая программа деталей:

шт. (1.1)

Такт выпуска деталей:

мин/шт. (1.2)

Количество механических операций: n = 6

Суммарное штучное время по всем операциям, н/ч:

Среднее штучное время:

мин (1.3)

Коэффициент закрепления операций:

(1.4)

Исходя из того, что коэффициент закрепления операций принимаем тип производства, среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном производстве. При среднесерийном типе производства используется универсальное оборудование, оснащенное как специальными, так и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. Имеют место и станки с числовым программным управлением.

В среднесерийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. разделён на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определённом оборудовании.

При среднесерийном производстве обычно применяют универсальное, специализированное, автоматизированное, агрегатное оборудование и оборудование с ЧПУ.

Основные технологические признаки среднесерийного производства:

- закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;

- обработка заготовок по технологическому процессу, разделенному на отдельные операции;

- применение универсального оборудования и специализированных станков для изготовления основных деталей;

- расстановка оборудования соответственно технологическому процессу обработки -деталей с учетом характерных направлений грузопотоков;

- широкое применение специальных приспособлений и инструментов;

- широкое внедрение взаимозаменяемости при сохранении небольшого объема пригоночных работ;

- различная квалификация рабочих.

1.5 Технико-экономическое обоснование метода получения заготовок [5]

Штамповка в открытых штампах характеризуется тем, что зазор между верхней и нижней частями штампа является переменным и уменьшается в процессе деформирования металла. В зазор вытекает излишек металла, который образует заусенец. Последний является нежелательным отходом, однако, он необходим для обеспечения полного заполнения ручья штампа.

Штамповка в закрытых штампах отличается тем, что небольшой зазор между верхней и нижней частями штампа обеспечивает лишь их взаимную подвижность и в процессе деформирования металла остается постоянным. Отсутствие заусенец в закрытых штампах сокращает расход металла, исключает необходимость обрезки заусенца. Однако этот тип штампов сложнее и дороже.

На первом этапе выбора заготовки осуществляется предварительная оценка вариантов, которая позволяет по внешним признакам эффективности отобрать наиболее приемлемые. Показатели предварительной оценки следующие

1. Коэффициент использования материала

(1.2)

где:

m_д, m_з-- масса детали и заготовки, кг.

2. Трудоемкость изготовления t_н детали для нового варианта

(1.3)

где:

t_б --трудоемкость изготовления детали по базовому варианту, норма штучного времени, мин;

m_н,m_б --масса заготовки, кг, при новом и базовом (сравниваемом) варианте.

3. Снижение материалоемкости, кг.

(1.4)

где:

N_г - годовой объем выпуска деталей, шт.

4. Себестоимость изготовления детали.

В структуре себестоимости затраты М_о на основные материалы и заработную плату З_о основных рабочих составляют в машиностроении 80% . Поэтому сравнение вариантов можно производить по этим двум статьям:

(1.5)

Стоимость основных материалов

(1.6)

где:

m_з--масса заготовки, кг;

C_м--стоимость единицы массы заготовки, руб/кг;

k_т.з.--коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (k_т.з.= 1,04...1,08 для черных металлов и k_т.з.= 1,0...1,02 для других материалов);

m_отд--масса отходов на одну деталь, кг;

C_о --стоимость отходов, руб/т.

(1.7)

Заработная плата основных рабочих

(1.8)

где:

Нч- Стоимость одного норма часа на t_шт , руб

Д - доплата, руб

П - премия, руб

Дз - дополнительная заработная плата, руб

где:

12,69 - стоимость одного норма часа рабочего, руб

2,1% - процент доплаты основного рабочего

40% - процент премии основного рабочего

12,8% - процент дополнительной заработной платы основного рабочего

Сравнительная таблица методов получения заготовки 1.5

Штамповка в открытом штампе (базовый вариант)	Точная штамповка в закрытом штампе (альтернативный вариант)
1. Коэффициент использования материала
mд =4,68, кг mз =23,582, кг	mд =4,68, кг mз =9,980, кг
2. Трудоемкость изготовления tн детали для нового варианта
	tб=15,32, н/ч mн=9,980, кг mб=23,582, кг
3. Снижение материалоемкости
Nг =75*2=150, шт
4. Стоимость основных материалов
5. Заработная плата основных рабочих
6. Себестоимость изготовления детали

Вывод: Рассчитанные технико-экономические показатели показывают, что наиболее целесообразнее получать заготовку, изготовленную в точном закрытом штампе, т.к. себестоимость получения заготовки меньше по сравнению со штамповкой в открытом штампе в 2 раза.

1.6 Выбор технологического процесса

Таблица 1.6.1 Первый вариант технологического процесса

Номер	Наименование и содержание операции	Оборудование
опера- ции	перехо-да
1	2	3	4
005		Входной контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
010		Маркирование	Верстак
015		Разметочная	Плита ГОСТ 10905-86
020		Фрезерная	ФП-17 СМН тип вертикально фрезерный
	01	Фрезеровать плоскости заготовки, снимая припуск 0,5 мм
	02	Развернуть 2 отв. Ш18 до Ш20Н6
025		Фрезерная с ЧПУ	ФП-17 СМН тип вертикально фрезерный
	01	Обработать контур детали
	02	Обработать фаску 1,6*45°
	03	Обработать отв. Ш8,1
	04	Снять фаску 0,4*45°
030		Фрезерная с ЧПУ	ФП-17 СМН тип вертикально фрезерный
035		Слесарная	Верстак слесарный
040		Промывка
045		Контроль	Плита поверочная ГОСТ 10905-86
050		Контроль	Стол контрольный
055		Слесарная	Верстак слесарный
060		Консервация	Верстак слесарный
065		Перемещение
070		Закалка
075		Контроль	Стол контрольный
080		Разметка	Плита ГОСТ 10905-86
085		Фрезерная	FV-36 тип - вертикально фрезерный
	01	Фрезеровать поверхность детали 1, выдерживая размер и допуск параллельность поверхностей 0,03
	02	Фрезеровать поверхность детали 2, выдерживая размер и допуск параллельность поверхностей 0,03
090		Фрезерная	2Н-125 тип верт. сверлильный
095		Промывка
100		Контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
105		Расточная	2Е-450 АФ30 тип - расточной
	01	Расточить два отв. Ш76 до Ш80К7, выдерживая размеры 65±0,1, 458±0,1, перпендикулярность поверхностей составляет 0,03
	02	Точить 4 фаски 0,4*45°
	03	Точить канавку, выдерживая размеры 4+0,3, Ш82+0,54
110		Расточная	W-100 тип - гор. расточной
115		Слесарная	Верстак слесарный
120		Промывка	Ванна
125		Контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
130		Магнитный контроль
135		Консервация	Верстак слесарный
140		Кадмирование
145		Окрашивание
150		Контроль	Стол контрольный
155		Измерение массы	Весы ГОСТ 11219-71
160		Контроль	Стол контрольный
165		Упаковывание	Верстак слесарный
170		Перемещение
175		Транспортирование	Тара 071.9000.2087.0000.000

Второй вариант технологического процесса разрабатываем с целью достижения требуемой точности без повышения себестоимости обработки детали путем добавления чистовых операций.

Таблица 1.6.2 Второй вариант технологического процесса

Номер	Наименование и содержание операции	Оборудование
опера- ции	перехода
1	2	3	4
005		Входной контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
010		Маркирование	Верстак
015		Контроль марки материала
020		Контрольная	Стол контрольный С161.006.000.00
025		Разметочная	Плита ГОСТ 10905-86
030		Контрольная	Стол контрольный С161.006.000.00
035		Фрезерная с ЧПУ	МА655А3
	01	Обработать контур детали.
	02	Обработать поверхность проушены в размер 25 вместо 24h14
	03	Обработать 2 отв. Ш8,1
	04	Обработать фаску 0,4*45° в отв. Ш8,1
040		Фрезерная с ЧПУ	МА655А3
045		Слесарная	Верстак слесарный
050		Промывка
055		Контроль	Плита поверочная ГОСТ 10905-86
060		Консервация
065		Транспортировка
070		Термообработка	Верстак слесарный
075		Контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
080		Шлифование	тип - плоскошлифовальный
	01	Шлифовать поверхность детали 1, вадерживая размер и допуск параллельность поверхностей 0,03
	02	Шлифовать поверхность детали 2, вадерживая размер и допуск параллельность поверхностей 0,03
085		Промывка
090		Контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
95		Расточная	2Е-450 АФ30 тип - расточной
	01	Расточить два отв. Ш76 до Ш80К7, выдерживая размеры 65±0,1, 458±0,1, перпендикулярность поверхностей составляет 0,03
	02	Точить 4 фаски 0,4*45°
	03	Точить канавку, выдерживая размеры 4+0,3, Ш82+0,54
100		Расточная	W-100 тип - гор. расточной
105		Слесарная	Верстак слесарный
110		Промывка
115		Контроль	Стол контрольный С161.006.000.00
120		Магнитный контроль
125		Консервация	Верстак слесарный
130		Кадмирование	Верстак слесарный
135		Окрашивание
140		Контроль	Стол контрольный
145		Измерение массы	Весы ГОСТ 11219-71
150		Контроль	Стол контрольный
155		Упаковывание	Верстак слесарный
160		Перемещение	Стол контрольный С161.006.000.00
165		Транспортирование	Тара 071.9000.2087.0000.000

1.7 Анализ точности [7]

Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операций.

При невысокой точности исходной заготовки технологический процесс следует начинать с предварительной обработки поверхностей, имеющих наибольшие припуски, с целью раннего выявления литейных и других дефектов (раковины, трещины) и отсеивания брака. В дальнейшем обрабатывают менее точные, а затем и более точные поверхности,

Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение и не влияющих на точность основных размеров детали, как правило, выполняют в конце технологического процесса.

Точность размера, полученного в результате выполнения данного технологического перехода, определяется соответствующей производственной погрешностью, которую можно представить в виде суммы погрешности базирования ^НБ и погрешности технологической системы ^ТС:

=^НБ+^ТС

Погрешность базирования - это разность предельных положений исходной базы относительно режущих кромок настроенного на размер инструмента. В первую очередь стремятся обеспечить такую схему установки заготовки, при которой погрешности базирования по выдерживаемым на данной операции размерам были бы равны нулю. Если обеспечить этого не удается, то схема установки считается приемлемой при условии, что погрешность базирования ^НБ в сумме с погрешностью технологической системы ^ТС не превышает допуска Т на размер, выдерживаемый на выполняемом технологическом переходе:

Т^НБ+^ТС

Для надежного обеспечения требуемой точности при выполнении технологической операции механической обработки партии заготовок (с не менее чем 20 % -ным запасом точности) необходимо выполнение следующего неравенства:

Т1,2(^НБ+^ТС)

При выполнении последнего перехода обработки поверхностей, связанных данным размером, сумма ^НБ+^ТС (с учетом коэффициента 1,2) не должна превышать величины допуска Т на размер детали по рабочему чертежу.

Погрешность технологической системы "станок - приспособление - инструмент - заготовка" включает целый ряд случайных, переменных (функциональных) и постоянных систематических погрешностей: погрешности закрепления заготовки и настройки станка на размер; погрешность, зависящую от жесткости технологической системы и обусловленную рассеиванием значений сил резания при обработке партии заготовок; погрешности, обусловленные размерным износом режущего инструмента и температурными деформациями технологической системы; погрешность приспособления; сумму погрешностей формы обработанных заготовок (деталей), вызываемых геометрическими погрешностями станка, и др.

1.8 Инженерные технологические расчеты

1.8.1 Расчет технологической себестоимости [5, 6]

Таблица 1.8.2 Исходные данные [6]

Показатели	Вариант тех. процесса
	Базовый	Альтернативный
	ФП-12СМН	2Н-125	МА655А3
Стоимость станка Ф, рубм	450000	800000	850000
Разряд работ станочника	4	4	4
Разряд наладчика	6	6	6
Часовой норматив зарплаты рабочего Н0, руб/час	11,97	11,97	7,98
Годовой нормотив наладчика, руб/год	72395	72395	48263,04
Количество обслуживаемых станков основным рабочим К0, шт.	1	1	1
Количество станков обслуживающих наладчиком одновременно, Кст	5	5	5
Годовой фонд времени, Фд.о	4015	4015	4015
Площадь, занимаемая станком Пс, м2	27,05	1,9	10,64
Мощность станка Nэ, кВт	3	2,2	8
Годовая программа выпуска Nг, шт	150	150	150
Норматив амортизационных отчислений Н %,	11	11	7,5
Стоимость технологической оснастки Фт.о, руб	160	160	160
Период стойкости инструмента Ти, мин	60	60	120
Стоимость инструмента Фи, руб	60	60	140
Число переточек	5	5	5
Коэффициент машинного времени м	0,65	0,65	0,65
Коэффициент загрузки электродвигателей з	0,7	0,5	0,7
Цена 1 кВт/час энергии Цэ, руб	1,2	1,2	1,2
Норматив затрат на ремонт механической части оборудования Нм, руб	30,8	32,3	58,5
Категория сложности ремонта механической части оборудования Км	14	21	40
Норматив затрат на ремонт электрической части оборудования Нэ, руб	7,3	7,9	12,3
Категория сложности ремонта электрической части оборудования Кэ	12	10	18
Коэффициент точности оборудования Кт	1	1	1
Норматив издержек на 1м2 Нп, руб/м2	3000	3000	3000
Коэффициент, определяющий площади занимаемые под системы управлений Ксу	1	1	1
Стоимость в руб. управляющей программы Сп	100	100	100
Коэффициент затрат на восстановление программы носителя Кв	1,25	1,25	1,25
Срок службы управляющей программы Тв	3	3	3
Штучно-калькуляционное время на операцию tшт.к, мин;	6,87	0,07	4,63

Технологической себестоимостью детали называется та часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса. К таким изменяющимся элементам относятся: Мо--стоимость исходной заготовки; Зо--заработная плата станочника; Ао--амортизационные отчисления от оборудования; Ат.о -- амортизационные отчисления от технологического оснащения; Ро -- затраты на ремонт и обслуживание оборудования; И--затраты на инструмент; Пэ--затраты на силовую электроэнергию; Пп--затраты на амортизацию и содержание производственных площадей. Сумма остальных элементов представляет собой технологическую себестоимость обработки. Оценку вариантов выполняем сравнением технологической себестоимости выполнения операции:

Соп=Зо+ Ао+Ат.о+Ро+И+Пэ+Пп+Ппр (1.9)

Для каждой сравниваемой операции элементы, входящие в структуру Соп, могут быть определены непосредственным расчетом, расчетом с использованием нормативов (по статьям себестоимости), отнесенных к 1 мин или 1 ч работы оборудования. Метод непосредственного расчета является более трудоемким, но и более точным. Сравнение вариантов на основе минимума технологической себестоимости производится, если сравниваемые варианты не требуют для своего выполнения существеных капитальных вложений.

Заработная плата основных производственных рабочих, с учетом всех видов доплат и начислений, включая выплаты из общественных фондов потребления

Зо=Но t_шт.кКм/60 (1.10)

где Но.ч-- норматив часовой заработной платы основного рабочего соответствующего разряда, руб./ч, определяется по [2, с. 429]; tшт.к -- штучно-калькуляционное время на операцию, мин; Кm--коэффициент, учитывающий оплату основного рабочего при многостаночном обслуживании, определяют в зависимости от числа обслуживаемых станков по следующим данным:

Таблица 1.8.3

Число обслуживаемых станков	1	2	3	4	5	6	7	8
Км	1	0,65	0.48	0,39	0,35	0,32	0,3	0,29

Заработная плата наладчика, с учетом всех видов доплат и начислений, включая выплаты из общественных фондов потребления

Зв=Нг.в. t_шт.кm/60 Кст Фдо (1.11)

где Нг.в-- норматив часовой заработной платы наладчика соответствующего разряда, руб./ч, определяется по [2, с. 430]; tшт.к -- штучно-калькуляционное время на операцию, мин; Кст--количество станков обслуживающих наладчиком одновременно; Фд.о - годовой фонд времени, (4015- за две смены)

Амортизационные отчисления от стоимости оборудования

(1.12)

где Ф - стоимость оборудования, руб., определяется как произведение оптовой цены Ц и коэффициента 1,122, учитывающего затраты на транспортирование и монтаж станка; Н - общая норма амортизационных отчислений, %. Нормы амортизации - по [2, с. 424].

Амортизационные отчисления от стоимости технологического оснащения, приходящиеся на одну деталь при расчетном сроке службы оснастки 2 года, определяются

Аосн=Фосн/(2Nг) (1.13)

где Фосн -- стоимость технологического оснащения, руб.,

Nг--годовая программа выпуска деталей.

Затраты на ремонт и обслуживание оборудования

(1.14)

где Нм и Нэ--нормативы годовых затрат на ремонт соответственно механической и электрической частей оборудования, руб/год. [2, с. 425]; Км и К.э--категория сложности ремонта соответственно механической и электрической частей оборудования [2, с. 429]; Кт--коэффициент, зависящий от класса точности оборудования [2, с. 424].

Затраты на режущий инструмент, отнесенные к одной детали

(1.15)

где 1,4--коэффициент, учитывающий затраты на повторную заточку инструмента; Фи--цена единицы инструмента, руб. [2]; _м--коэффициент машинного времени, определяемый как отношение;

Т и-- период стойкости инструмента, мин [2, с. 92--95].

Затраты на технологическую электроэнергию

Э=Nу_з.оt_шт.кЦ/7200 (1.16)

где Nу--установленная мощность электродвигателей станка, кВт; _з -- общий коэффициент загрузки электродвигателей [2, с. 427], Ц--цена 1 кВт-ч электроэнергии.

Затраты на содержание и амортизацию производственных площадей

Пп=НпПсКс.у t_шт.к/(60Фдо) (1.17)

где Нп--норматив издержек, приходящихся на 1 м² производственной площади, руб/м² [2, с. 426]; Пс-- площадь, занимаемая станком [2, с. 7--57], умноженная на коэффициент, учитывающий добавочную площадь [2, с. 426].

Затраты на разработку и возобновления управляющей программы

Пр=СпКв/Nг Тв (1.18)

где Сп-- стоимость упровляющей программы, руб;

Кв-- коэффициент затрат на восстановление программы носителя;

Тв - срок службы управляющей программы (2-3 года).

Таблица 1.8.4 Расчет технологической себестоимости для станков различных моделей

Наименование	ФП-12СМН	2Н-125	МА655А3
Заработная плата соответственно основного рабочего Зо, руб	1,37	0,014	0,62
Заработная плата наладчика Зв, руб	0,83	0,0084	0,371
Амортизационные отчисления от оборудования Ао, руб	1,58	0,03	1,37
Амортизационные отчисления от технологического оснащения Аосн, руб	1,1	1,1	1,1
Затраты на ремонт и обслуживание оборудования Р, руб	0,015	0,0002	0,049
Затраты на инструмент И, руб	1,04	0,01	0,82
Затраты на силовую электроэнергию Э, руб	0,00035	0,00018	0,00093
Затраты на амортизацию и содержание производственных площадей П, руб	0,089	0,0009	0,058
Затраты на разработку и возобновления управляющей программы Пр, руб	0,086	0,0009	0,058
Технологической себестоимости С, руб	6,3	1,45	4,67

Таким образом, себестоимость по базовому варианту:

С1= С1ст+ С2ст=7,75

Себестоимость по альтернативному варианту: С2= С3ст=4,67

где: С1ст- себестоимость станка ФП-12СМН

С2ст- себестоимость станка 2Н-125

С3ст- себестоимость станка МА655А3

Экономический эффект на программу:

Э=(С₁-С₂)Nг=(7,75-4,67) 150=462 руб,

Для дальнейшей работы выбираем альтернативный вариант.

1.8.2 Расчет припусков [1, 5]

Припуск--слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхностей деталей может быть назначен по справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода. Минимальный припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск)

2

где Rz-- высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

h--глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);

_i-1--суммарные отклонения расположения поверхности (отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности) на предшествующем переходе;

_i-- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Предельные значения припусков Zmax определяют как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и Zmin как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов. Общие припуски Zomax и Zomin определяют как сумму промежуточных припусков на обработку:

Zomax= _{Z i max}

Zomin= _{Z i min}

Правильность расчетов определяют по уравнениям

Zi max--Zi min=T_i-1--T_i (1.19)

где T_i-1, --допуски размеров на предшествующем переходе; Ti,--допуски размеров на выполняемом переходе.

Припуски, а также предельные промежуточные и исходные размеры заготовки удобно определять, заполняя специальную таблицу.

Таблица 1.8.5 Результаты расчета припусков на обработку предельных размеров по технологическим переходам (при обработке поверхности с допуском перпендикулярности не больше 0,016 мм)

Маршрут обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетные величины	Допуск на выполняемые размеры, мкм	Принятые размеры заго-товки по переходам, мм	Предельный припуск, мм
	Rz	h			Припуск 2Zmin мкм	Мин. размер, мкм		наибольшие	наименьшие	Zmax	Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	200	250	1626	-	-	4,571	1900	6,5	4,6	-	-
Растачивание: черновое	40	50	97,56	0	4152	0,479	300	0,78	0,48	5,72	4,12
чистовое	20	20	3,9	0	375,12	0,1038	120	0,224	0,104	0,556	0,376
тонкое	10	10	0,12	0	87,8	0,016	13	0,029	0,016	0,195	0,088

Заносим маршрут обработки в графу 1 [см. табл. 1.8.5]. Данные для заполнения граф 2, 3 для штампованной заготовки взяты из [1, с. 186, табл. 12], для механической обработки-- [1, с. 190, табл. 27]. Данные графы 8 для заготовки взяты из [1, с. 192, табл. 32], а данные для обработки резанием -- из [1, с. 192, табл. 32].

Расчет отклонений расположения поверхностей:

Величину отклонений _:

где: Дк =3 мкм/мм - кривизна [1, стр. 186, табл. 15]

Дсм - смещение стержня [1, стр. 187, табл. 18]

l - длина штамповки.

Черновое растачивание. Величину пространственных отклонений _? определяют по уравнению

где Ку=0,06--коэффициент уточнения [1, с. 190, табл. 29].

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл. 1.8.5

Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода производят по уравнению (1.10):

растачивание черновое 2Z min = 2·(200+250+1626) = 4152 мкм;

Чистовое растачивание. Величину пространственных отклонений _? определяют по уравнению:



где Ку1=0,04--коэффициент уточнения [1, с. 190, табл. 29].

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл. 1.8.5

Расчет минимальных припусков производят по уравнению (1):

чистовое растачивание: 2Z min = 2·(40+50+97,56) = 375,12 мкм

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 табл. 1.8.5

Тонкое растачивание. Величину пространственных отклонений _? определяют по уравнению:

где Ку2=0,03--коэффициент уточнения [1, с. 190, табл. 29].

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл. 1.8.5

Расчет минимальных припусков производят по уравнению (1):

тонкое растачивание: 2Z min = 2·(20+20+3,9) = 87,8 мкм

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 табл. 1.8.5

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим, вычитанием значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу величины припуска на выполняемый переход:

0,016 мм;

0,016+0,0878 = 0,1038 мм;

0,1038+0,375 = 0,479 мм;

0,479+4,152=4,571 мм.

Наименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл. 1.8.5, Наименьшие предельные размеры (округленные) заносим в графу 10 табл. 1.8.5

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам;

0,016+0,013 = 0,029 мм;

0,104+0,12 = 0,224 мм;

0,48+0,3=0,78 мм;

4,6+1,9=6,5 мм.

Результаты расчетов вносим в графу 9 табл. 1.8.5

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Максимальные припуски: Минимальные припуски:

0,224-0,029=0,195 мм; 0,104-0,016=0,088 мм;

0,78-0,224=0,556 мм; 0,48-0,104=0,376 мм;

6,5-0,78=5,72 мм. 4,6-0,48=4,12 мм.

Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 табл. 1.8.5

Расчет общих припусков производим по уравнениям:

наибольшего припуска Zo max =0,195+0,556+5,72=6,471 мм;

наименьшего припуска Zo min =0,088+0,376+4,12=4,544 мм.

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению (1.19)

Zо max - Zо min=6,471 - 4,544=1,9=T_З - T_Д =1,9 - 0,013=1,9 мм.

Таблица 1.8.6 Результаты расчета припусков на обработку предельных размеров по технологическим переходам (при обработке поверхности 24h11)

Маршрут обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетные величины	Допуск на выполняемые размеры, мкм	Принятые размеры заго-товки по переходам, мм	Предельный припуск, мм
	Rz	h			Припуск 2Zmin мкм	Мин. размер, мкм		наибольшие	наименьшие	Zmax	Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	200	250	1626	-	-	28,18	1300	29,5	28,2	-	-
Шлифование: черновое	10	20	48,78	0	4152	24,03	210	24,21	24	5,29	4,2
чистовое	5	15	0,98	0	157,56	23,87	130	24,03	23,9	0,18	0,1

Заносим маршрут обработки в графу 1 [см. табл. 1.8.6]. Данные для заполнения граф 2, 3 для штампованной заготовки взяты из [1, с. 186, табл. 12], для механической обработки-- [1, с. 188, табл. 25]. Данные графы 8 для заготовки взяты из [1, с. 192, табл. 32], а данные для обработки резанием -- из [1, с. 192, табл. 32].

Расчет отклонений расположения поверхностей:

Величину отклонений _:

где: Дк =3 мкм/мм - кривизна [1, стр. 186, табл. 15]

Дсм - смещение стержня [1, стр. 187, табл. 18]

l - длина штамповки.

Черновое шлифование. Величину пространственных отклонений _? определяют по уравнению

где Ку=0,03--коэффициент уточнения [1, с. 190, табл. 29].

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл. 1.8.6 Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода производят по уравнению (1.10): растачивание черновое 2Z min = 2·(200+250+1626) = 4152 мкм; Чистовое шлифование. Величину пространственных отклонений _? определяют как



где Ку1=0,02--коэффициент уточнения [1, с. 190, табл. 29].

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл. 1.8.6

Расчет минимальных припусков производят по уравнению (1.10):

чистовое растачивание: 2Z min = 2·(10+20+48,78) = 157,56 мкм

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 табл. 1.8.6

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим, вычитанием значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу величины припуска на выполняемый переход:

24(-0,13) мм;

24-0,13 = 23,87 мм;

23,87+0,16 = 24,03 мм;

24,03+4,15=28,18 мм.

Наименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл. 1.8.6.

Наименьшие предельные размеры (округленные) заносим в графу 10 табл. 1.8.6

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам;

23,90+0,13=24,03мм;

24,01+0,21 = 24,21 мм;

28,2+1,3=29,50 мм;

Результаты расчетов вносим в графу 9 табл. 1.8.6

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Максимальные припуски: Минимальные припуски:

24,21-24,03=0,18мм; 24,0-23,9=0,1 мм;

29,5-24,21=5,29мм; 28,2-24=4,2 мм;

Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 табл. 1.8.6

Расчет общих припусков производим по уравнениям:

наибольшего припуска Zo max=5,47мм;

наименьшего припуска Zo min=4,3мм.

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению (1.19)

Zо max - Zо min=5,47 - 4,3=1,9=T_З - T_Д =1,3-0,13=1,17=1,17 мм.

1.8.3 Расчет режима резания [3]

Растачивание

Выбор инструмента

Выбираем инструмент: резец расточной (с углом в плане =60°). Материал режущей части ВК8.

Глубина резания

Глубина резания t при черновом растачивании и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку; при чистовом растачивании припуск срезается за два прохода и более.

На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем.

tчер=1,5 мм, tчист =1 мм, tтон =0,05 мм

Подача S

При чистовом растачивании подача принимается в зависимости от требуемых параметров шероховатости обрабатываемой поверхности и радиуса при вершине резца

Назначаем подачи:

Sчер = 0,25 [3,стр.267, табл. 12] мм/об,

Sчист = 0,14 [3,стр.268, табл. 14] мм/об.

Sтон = 0,06 [3,стр.268, табл. 14] мм/об.

Скорость резания v, м/мин

При наружном продольном и поперечном растачивании рассчитывают по эмпирической формуле

(1.20)

Среднее значение стойкости при одноинструментной обработке:

Т =50 мин. [3, стр.268]

Значения коэффициента С_v показателей степени х, у и т приведены [3, стр. 270]

С_v =317, х=0,15, у=0,2, т=0,2

K_v = K_мv K_nv K_uv (1.21)

K_мv =K_г (750/ув)^nv=0.49

где,

K_мv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_г =1,1 - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости [3, стр. 262, табл.2]

nv = 1 - показатель степени [3, стр. 262, табл.2]

ув=170 кгс/мм²=1700 МПа

K_nv = 1 - коэффициент учитывающий глубину сверления, [3, стр.263, табл.5]

K_uv = 0,4 - коэффициент учитывающий материал инструмента, [3, стр.263, табл.6]

K_v =