46402

Розрахунок деталі ”Вал-шестерня”

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Деталь ”Вал-шестерня” входить до фартуха токарно-револьверного верстату моделі 1Г340ПЦ, і призначений для переміщення фартуха у повздовжньому напрямку.

Украинкский

2013-11-22

2.3 MB

22 чел.

Зміст

Завдання.................................................................................................................

5

1.Загальна частина................................................................................................

7

1.1.Вступ.................................................................................................................

7

1.2.Опис виробу в який входить деталь..............................................................

8

1.3.Опис деталі з визначенням классу.................................................................

8

1.4.Характеристика матеріалу, хімічний склад та механічні властивості.......

9

1.5.Аналіз технологічності конструкції деталі по кількісним та якісним показникам, та аналіз технічних вимог...................................................................

9

1.6.Визначення типу виробництва та технологічної партії деталей................

11

2.Технологічна частина........................................................................................

13

2.1.Вибір типу заготівки і обґрунтування методу її виготовлення.............

13

2.1.1.Скорочений опис методу виготовлення заготівки та порівняння його з заводським.............................................................................................................

13

2.1.2.Визначення загальних припусків. Визначення розмірів заготівки з допусками..................................................................................................................

13

2.1.3Аналітичний розрахунок припусків на одну поверхню............................

15

2.1.4.Визначення коефіцієнту використання матеріалу....................................

18

2.1.5.Технічні вимоги до заготівки......................................................................

19

2.1.6.Економічне обґрунтування вибору заготівки...........................................

19

2.1.7.Висновки.....................................................................................................

20

2.2.План обробки поверхонь деталі з визначенням ступеню точності, шорсткості, операційних припусків та розмірів з допусками...............................

21

2.3.Розробка плану технологічного процесу з вибором обладнання, ріжучого, допоміжного та вимірювального інструменту(маршрутна технологія).............................................................................................................

22

2.4.Детальна розробка 2-х(двох) різноманітних операцій технологічного процесу...................................................................................................................

24

2.4.1.Детальна розробка токарної ЧПК операції, виконуємої на верстаті 16К20Ф3.................................................................................................................

24

2.4.1.2.Призначення режимів різання................................................................

24

2.4.1.3.Розрахунок і розташування розмірів від однієї бази............................

35

2.4.1.4.Рукопис керуючої програми...................................................................

36

2.4.1.5.Нормування токарної програмної операції...........................................

39

2.5.1.6.Розцінка на токарну програмну операцію.............................................

40

2.4.2.Детальна розробка шліцефрезерної операції, виконуємої на верстаті 5350.........................................................................................................................

40

2.4.3.Нормування шліцефрезерної операції......................................................

41

2.4.4.Розцінка на шліцефрезерну операцію......................................................

41

2.5.Вибір режимів різання, норм часу та розцінок на решту операцій..........

41


3.Конструкторська частина...............................................................................

55

3.1.1.Опис пристрою та принципу його дії.....................................................

55

3.1.2.Розрахунок точності базування заготівки..............................................

56

3.1.3.Розрахунок сили затиску заготівки.........................................................

58

3.1.4.Розрахунок на міцність однієї слабкої ланки.........................................

60

3.2.Розрахунок ріжучого інструменту для обробки зубчатої поверхні........

62

3.2.1.Вибір геометричних параметрів..............................................................

62

3.2.2.Вибір та розрахунок конструктивних елементів...................................

64

3.3.Розрахунок контрольно-вимірювального інструменту для контролю поверхні 50h6..................................................................................................

64

3.3.1.Вибір граничних відхилень і граничних розмірів деталі......................

64

3.3.2.Вибір граничних відхилень контрольно-вимірювального інструменту..........................................................................................................................

64

3.3.3.Побудування схеми розташування полів допусків................................

65

4.Організаційна частина...................................................................................

67

4.1.Вихідні дані для виконання організаційно-економічної частини дипломного проекту..............................................................................................

67

4.2.Розрахунок річного приведеного випуску деталей на дільниці..............

67

4.3 Організація і розрахунок багатоверстатного обслуговування................

68

4.4. Розрахунок необхідної кількості металоріжучих верстатів і їх завантаження...............................................................................................................

69

4.5.Розрахунок площі дільниці.........................................................................

72

4.6.Організація транспортування деталей на дільниці...................................

73

4.7.Розрахунок чисельності виробничих робітників дільниці......................

74

4.8.Розрахунок чисельності допоміжних робітників дільниці......................

76

4.9.Розрахунок чисельності керівників та спеціалістів дільниці..................

77

4.10.Розподіл чисельності працівників дільниці за категоріями...................

78

4.11.Розрахунок тривалості технологічного циклу........................................

79

4.12.Організація робочого місця верстатника.................................................

81

4.13.Організація технічного контролю на дільниці........................................

81

5.Заходи з охорони праці та навколишнього середовища.............................

84

5.1.Розрахунок штучного освітлення дільниці...............................................

86

5.2.Опис системи штучної (механічної) вентиляції, застосованої на дільниці та  її скорочений розрахунок....................................................................

87

5.3.Опис відповідно до правил влаштування електроустановок (ПВЕ) заземлення обладнання дільниці.........................................................................

88

6.Економічні розрахунки..................................................................................

90

6.1.Розрахунок вартості основних матеріалів.................................................

90

6.2.Розрахунок річного фонду оплати праці виробничих робітників...........

90

6.3.Розрахунок річного фонду оплати праці допоміжних робітників..........

92

6.4.Розрахунок річного фонду оплати праці керівників та спеціалістів....

93

6.5.Розрахунок вартості основних засобів дільниці.......................................

94

6.6.Калькуляція собівартості деталі-представника.........................................

95

6.7.Розрахунок річної економічної ефективності спроектованої дільниці..

96

6.8.Основні техніко-економічні показники спроектованої дільниці...........

98

7.Список літератури.........................................................................................

100


1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1.Вступ

Найважливішою особливістю прогресивної моделі машинобудування в сучасних умовах повинно бути використання високоспеціалізованого виробництва функціональних вузлів і деталей техніки з відповідальним, культурним та кваліфікованим рівнем розробки технічних пристроїв.

Основні завдання поставлені на даному етапі переходу економіки нашої країни до ринкових відносин, є:

  •  недопущення спаду об’єму випуску товарної продукції;
  •  збільшення відсотка товарів народного використання в об’ємі всієї випускаємої продукції ;
  •  перехід на нові методи ведення господарства, у тому числі приватизації трудовими колективами мілких та середніх підприємств;
  •  підвищення продуктивності праці за рахунок зміни відношення людей до праці, використання нового обладнання і нових технологій, розвиваємих по кооперації з розвинутими країнами;
  •  переорієнтація економіки на нові ринки збуту продукції і як результат – випуск нової продукції, відповідаючої світовим стандартам;
  •  перехід на міжнародну систему ISO всього машинобудування.

Вітчизняне машинобудування недостатньо забезпечене високоякісним інструментом, оснасткою, швидкодіючими прогресивними пристроями. В майбутньому необхідно забезпечити значно випереджаючі темпи розвитку на Україні спеціалізованого виробництва, спеціалізованого виробництва інструментів та технологічного оснащення.

Головне завдання даного періоду  - в тому, щоб не допустити розпаду економіки, розпаду підприємств, розриву зв’язків між підприємствами, зупинити спад виробництва.


1.2.Опис виробу, в який входить деталь.

Деталь ”Вал-шестерня” входить до фартуха токарно-револьверного верстату моделі 1Г340ПЦ, і призначений для переміщення фартуха у повздовжньому напрямку.

Поверхня 25h6 та шпоночний паз призначені для встановлення лімба повздовжньої подачі, поверхні 30h6 та 50h6 призначені для встановлення на підшипники, зубчата поверхня 44,4h12 призначена для переміщення фартуха по рейці, шліцьова поверхня Д-84650g69h9 призначена для встановлення зубчатого колеса, яке взаємодіє з електромуфтою.  

Верстат 1Г340ПЦ призначений для обробки деталей з прутка, штучних заготівок в серійному виробництві.

 На верстаті можна з високою продуктивністю розточувати , обточувати, свердлувати, зенкерувати, розверстувати, нарізати різьби і проводити відрізання.

Використання змінних револьверних голівок дозволяє швидко переналагоджувати верстат та скоротити час налагодження при обробці повторюючихся  партій деталей.   

1.3. Опис деталі з визначенням класу.

Визначення класу деталі виконуємо по класифікатору ЄСКД і технологічному класифікатору деталей машинобудування.

Конструкторська характеристика деталі :

- Встановлюємо клас деталі :

Деталь відноситься до класу  400000  – “Колеса зубчасті циліндричні“   

- Встановлюємо підклас деталі :

Деталь відноситься до підкласу  6000 – “Колеса із зовнішніми зубами”

- Встановлюємо групу деталі :

Деталь відноситься до групи  100 – “Колеса зі шліцями на зовнішній поверхні”

- Встановлюємо підгрупу деталі :

Деталь відноситься до підгрупи  40 – “Колеса без центрального наскрізьного отвору”

- Встановлюємо вид деталі :

Деталь відноситься до виду  7 – “Колеса з центральним глухим отвором без зовнішньої різьби”

Код - 406147  


1.4. Характеристика матеріалу, хімічний склад та механічні властивості
.

Сталь 40Х ГОСТ 4543-71– конструкційна легована сталь з якої рекомендується виготовляти деталі середніх розмірів працюючих на великих швидкостях та середньому тиску.

Зі сталі 40Х рекомендується виготовляти: зубчаті колеса, муфти, фланці, втулки, плунжери, копіри, шліцьові валки, осі .

Хімічний склад приведений в таблиці 1.

Таблиця 1

 Хімічний склад сталі 40Х ГОСТ 4543 - 84

Марка

Масова частка елементів у відсотках

Вуглець

Кремній

Марганець

Хром

Фосфор

Сірка

Нікель

40Х

0,36-0,44

0,17-0,37

0,50-0,80

0,8-1,10

не > 0,040

не > 0,040

не > 0,25

Механічні властивості приведені в таблиці 2.

Таблиця 2

 Механічні властивості сталі 40Х ГОСТ 4543-84

Марка сталі

40Х

Границя міцності при розтязі  кгс/мм2 (МПа)

70  ( 700 )

Границя міцності при згині  кгс/мм2 (МПа)

80  ( 800 )

Відносне видовження, %

17

Відносний стиск, %

6

Твердість по Брінелю

207

1.5.Аналіз технологічності конструкції деталі по кількісним та якісним показникам та аналіз технічних вимог.

Одним з факторів, впливаючих на характер технологічного процесу, є аналіз технологічності конструкції деталі. Він виконується по двом показникам : якісному та кількісному.

Аналіз технологічності по якісним показникам :

Деталь ВАЛ-ШЕСТЕРНЯ відноситься до деталей класу “Тіла обертання”. Складається з поверхонь, які не потребують складної форми заготівки.

Центрувальні отвори забезпечують надійне базування при обробці на верстатах токарної, шліфувальної та фрезерувальної групи.

Точність при фрезеруванні шпоночного пазу досягається при базуванні заготовки по 50h6 та 43.

В даному випадку використана сталь 40Х, яка добре оброблюється на металоріжучих верстатах.

Всі поверхні легко доступні для обробки на верстатах і вимірювань.

Деталь має достатню жорсткість. Токарну та шліфувальну обробку технологічно виконувати на верстаті з ЧПК. Всі розміри деталі в основному уніфіковані, і не потребують великої номенклатури ріжучого інструменту для обробки. При розробці технологічного процесу можуть бути використані типові технологічні процеси. В деталі забезпечена технологічна зв’язка точності розмірів, величин жорсткості.

 

Висновок: по якісним показникам деталь – технологічна.

Аналіз технологічності по кількісним показникам :

  •  по коефіцієнту точності :

                                             (1)

де Аср – середній квалітет точності.

Таблиця 3

Показники кількісного виду технологічної конструкції

Найменування конструктивного елементу деталі (КЕД)

По вимогам точності

По шорсткості

КЕД по точності

КЕД поRa

6

7

9

12

14

0,63

1,25

2,5

5

10

Зовнішні циліндричні

поверхні

4

1

2

2

2

3

Канавки

5

5

Фаски

5

5

Шліцьові поверхні

1

1

Пази

1

1

Різьбові отвори

1

1

Зубчаті поверхні

1

1

Конічні поверхні

1

1

тоді :

 

Висновок : По коефіцієнту точності деталь технологічна.

  •  по коефіцієнту шорсткості :

  (2)

     де Бср – середня шорсткість в параметрах Ra.

 

     тоді :

Висновок : по коефіцієнту шорсткості деталь технологічна.

Аналіз технологічних вимог

Технічні вимоги до деталі та способи їх отримання зведені до таблиці 4

Таблиця 4

Технічні вимоги та способи їх отримання  

Склад технічної

вимоги

Яким методом

досягається

Спосіб контролю

Допуск радіального биття поверхонь Г,Д,Е,Ж відносно загальної осі не більше 0,02 мм

Шліфуванням поверхонь  Е, Ж,З,Й

Індикатор

годинникового типу

Допуск торцевого биття поверхні U відносно загальної осі не більше 0,02 мм на  49,5

Шліфуванням поверхні К

Індикатор

годинникового типу

1.6. Визначення типу виробництва та технологічної партії деталей.

  Тип виробництва визначається в залежності від маси деталі та річної програми випуску.

Дано: N = 2500шт.

  m = 5,7кг

Визначаємо, що виробництво середньосерійне (по табл.3.1. ст 24, [1])

Визначаємо технологічну партію запуску деталі:

   ( шт.)                   (3)

де N = 2500 шт  - річна програма випуску деталі;

     t  = 5 днів  - кількість днів пролежування деталей в цеху;

    Ф = 255 день – річний фонд робочого часу;

  шт.

Приймаємо n = 50 шт.

Всього за рік випущено :

   партій.


2.
Технологічна частина

2.1.Вибір типу заготівки і обґрунтування методу її виготовлення.

2.1.1. Скорочений опис методу виготовлення заготівки та порівняння його з заводським.

В машинобудуванні використовуються початкові заготовки  у вигляді круглого прокату, труб, поковок, штамповок, періодичного прокату, відливок та інші.

На вибір способу отримання заготівки впливають такі фактори:

  •  матеріал
  •  фізико-механічні властивості матеріалу
  •  об’єм випуску продукції
  •  розміри та форма виробу
  •  виробничі можливості

Для даної деталі, відповідно вимогам креслення, найбільш практичною є поковка.

Кування – процес зміни форми металу в нагрітому стані ударами молота чи під тиском пресу. Розрізняють ручне та машинне кування. За допомогою ручного кування виготовляють заготівки дуже малих розмірів, використовуючи її в невеликих ремонтних майстернях. Машинне кування в наш час є основним. Виконують машинне кування на молотах та пресах.

Дана заготівка за заводським варіантом отримана прокатом.

Прокат – процес зміни форми металу під тиском двох валків, які обертаються назустріч один одному на прокатному верстаті.  

Прокатні валки бувають різної форми в залежності від форми заготівки, яку необхідно отримати.

2.1.2.Визначення загальних припусків. Визначення розмірів заготівки з допусками.

Вибір загальних припусків на поковки стальні штамповані виконуємо за ГОСТ 7505-89

Приймаємо кривошипний гарячештамповочний прес, штамповка закрита.  Клас точності поковки –Т3.

Орієнтирна розрахункова маса поковки рівна:

      (4)

де Мд – маса деталі

    Кр – розрахунковий коефіцієнт

Кр = 1,5-1,8 [1], с.31

кг

Встановлюємо групу сталі – М2.

Встановлюємо складність поковки:

Визначаємо розміри описуючої поковку фігури (циліндр):

  •  діаметр - 501,05 = 52,5 мм
  •  довжина - 4581,05 = 480,9мм

Маса описуючої фігури рівна:

    (5)

де d – діаметр описуючої фігури

   lдовжина описуючої фігури

   кг

Визначаємо відношення маси поковки до маси фігури:

Складність поковки – ”С1”.

Конфігурація поверхні розьєма штампа  плоска – ”П”.

Початковий індекс – 13.

 Вибір загальних припусків заносимо до таблиці 5.

Таблиця 5

Номіналь-ний розмір

Початковий індекс

Основний припуск

Допоміж-ний припуск

Розрахун-

ковий розмір

Прийнятий розмір поковки

Діаметри

50h6

14

2,22

0,32

42h12

14

2,02

0,32

49,5

14

2,02

0,32

50h6

14

2,22

0,32

30h6

14

2,02

0,32

43h14

14

2,02

0,32

25h6

14

2,02

0,32

Лінійні розміри

75

14

2,0

0,2

22

14

1,8

0,2

64

14

2,0

0,2

105

14

2,3

0,2


2.1.3. Аналітичний розрахунок припусків на одну поверхню.

 Данні необхідні для аналітичного розрахунку припусків на поверхню 150h6 зведені до таблиці 6.

Таблиця 6

Метод обробки поверхні

Квалітет

Шорсткість

( Ra )

Припуск

Проміжні прийняті розміри

1.Кінцеве шліфування

6(k6)

1,25

0,15

50h6

2.Попереднє шліфування

9(h9)

2,5

0,45

50,25h9

3.Кінцеве точіння

11(h11)

6,3

1,6

50,6h11

4.Попереднє точіння

12(h12)

12,5

2,8

51,2h12

5. Заготівка

5,0

55

Шліфувальна обробка виконується на кругло-шліфувальному верстаті.

Мінімальний припуск на обробку поверхні визначається за формулою :

  2Zmini = 2(Rz + h+)i-1  (6),

де Rz – висота нерівностей

    h – глибина дефектного шару

     – сумарні просторові відхилення;

         (7),

де впр – загальне відхилення вісі від прямолінійності, воно рівне :

                                    впр= Н l                              (8),

де Н – величина відхилення (Н = 0,15мкм);

    l – довжина деталі;

                                    впр=0,15458 =68,7мкм

    вц – зміщення осі заготовки в результаті відхилення центрування;

  вц =0,25  (9)

 Tdo –допуск на поверхню ;

  вц =0,25

Тоді       

  

Максимальний припуск на обробку поверхні визначається за формулою:

    2Zmax = 2Zmin  + Tdi-1 + Tdi    (10)

Сумарне відхилення розміщення на наступних переходах визначається за формулою:

   і=Ку     (11),

де Ку – коефіцієнт уточнення;

Значення коефіцієнту Ку зведені до таблиці 7

                                                                        Таблиця 7 

Метод обробки поверхні

Значення коефіцієнта Ку

Попереднє шліфування

0,03

Чистове шліфування

0,02

Попереднє точіння

0,06

Чистове точіння

0,04

1= 0,06937 = 56,22 мкм

2= 0,04937 = 37,48 мкм

3= 0,03937 = 28,11 мкм

4= 0,02937 = 18,74 мкм

Таблиця 8

Техноло-гічний метод обробки

Квалітет

Шорсткість поверхні

Розрахункові величини

Допуск на розмір Тd, мм

Висота нерівностей R, мм

Глибина дефектного шару h, мкм

Сумарні просторові відхилення , мкм

Штамповка

3600

240

250

937

Обточування

Попереднє

12

6,3

300

50

50

56,22

Кінцеве

11

3,2

190

25

25

37,48

Шліфування

Попереднє

9

2,5

74

10

20

28,11

Кінцеве

6

1,25

16

5

15

18,74

Розрахунок мінімальних та максимальних значень припусків:

  1.  Мінімальний припуск на попереднє точіння :

2Zmin1 = 2(240+250+937) = 2854 мкм

  1.  Максимальний припуск на попереднє точіння:

2Zmax1 = 2854+3600-300 = 6154 мкм

  1.  Мінімальний припуск на кінцеве точіння:

2Zmin2 = 2(50+50+56,22) = 312,44 мкм

  1.  Максимальний припуск на кінцеве точіння:

2Zmax2 = 312,44+300-190 = 422,44 мкм

  1.  Мінімальний припуск на попереднє шліфування:

2Zmin3 = 2(25+25+37,48) = 174,96 мкм

  1.  Максимальний припуск на попереднє шліфування:

2Zmax3 = 174,96+190-74 = 290,96 мкм

  1.  Мінімальний припуск на кінцеве шліфування:

2Zmin4 = 2(10+20+28,11) = 116,22 мкм

  1.  Максимальний припуск на кінцеве шліфування:

2Zmax4 = 116,22+74-16 = 174,22 мкм

    Проводимо перевірку правильності розрахунку:

 TdoTd = 2Zmax2Zmin   (12)

1.На попереднє точіння:

 3600-300=6154-2854

2. На чистове точіння:

 300-190=422,44-312,44

3.На попереднє шліфування:

 190-74=290,96-174,96

4. На чистове шліфування:

 74-16=174,22-116,22

Таким чином, розрахунки виконані вірно.

Визначаємо граничні проміжкові розміри за формулами:

  dmin і-1 = dmin і + 2Zminі (13)

  dmax і-1 = dmax і + 2Zmaxі  (14)

dmax = 50мм

dmin = 49,984мм

1. Чистове шліфування

dmax = 50+0,17= 50,17мм

        dmin = 49,984+0,116= 50,10мм

2. Попереднє шліфування

dmax = 50,17+0,291= 50,461мм

   dmin = 50,10+0,175= 50,275мм

3. Чистове точіння

dmax = 50,461+0,422= 50,883мм

    dmin = 50,275+0,312= 50,587мм

4. Попереднє точіння

dmax = 50,883+6,154= 57,037мм

         dmin = 50,587+2,854=53,441мм


Дані розрахунків зводимо до таблиці 9:

Таблиця 9

Технологічний процес обробки

Розрахункові припуски

Розрахункові розміри

Прийняті розміри

2Zmin

2Zmax

dmin

dmax

dmin

dmax

Чистове шліфування

0,116

0,17

49,984

50

49,9

50

Попереднє шліфування

0,175

0,291

50,1

50,2

50,1

50,2

Чистове точіння

0,312

0,422

50,3

50,5

50,3

51

Попереднє точіння

2,854

6,154

50,6

50,9

51

51

Заготівка

53,44

57,04

53,4

57

2.1.4. Визначення коефіцієнту використання матеріалу.

Коефіцієнт використання матеріалу визначаємо за формулою :

                      (15),

де  Мд – маса деталі;

     Мз – маса заготовки.

Визначаємо розміри описуючої поковку фігури

Розрахунок коефіцієнту використання матеріалу для заготовки, отриманої куванням:

Визначаємо розрахункову масу поковки:

  Мз = Vз     (16),

де Vз – об’єм заготівки поковки

       - густина матеріалу заготівки (=7,810-6)

Об’єм заготівки поковки визначаємо за формулою:

  Vз = V1+V2+V3+V4-V5  (17),

де V1,V2,V3,V4,V5 – об’єми циліндрів, що утворюють заготівку.

Об’єм циліндру рівний:

  (18)

де d – найбільший діаметр заготівки

    l довжина заготівки

За формулою 16 визначаємо об’єми циліндрів, що утворюють заготівку:

 

 

 

 

 

За формулою 15 визначаємо об’єм заготівки :

Vз = 899772,50мм3

Підставляємо значення в формулу 14:

  Мз=899772,50 7,810-6 = 7,01кг

Тоді, коефіцієнт використання матеріалу рівний:

                 

2.1.5. Технічні вимоги до заготівки.

1. Клас точності Т5

2. Штамповка групи М2

3. Складність С 1

4. Твердість  207 НВ

5. Штамповочні нахили 5 

6. Невказані радіуси заокруглень 2...3 мм

7. Поверхневі дефекти допускаються на глибину не більше 0,5 фактичного припуску на механічну обробку

2.1.6. Економічне обґрунтування вибору заготівки.

Визначаємо вартість заготівки отриманої куванням за формулою:

Sзаг1 = Сі  Q  Kt  Km  Kc  Kв –(Q-q) Sвід  (19)

де: Сі=1,2грн – ціна 1 кілограма поковки;

     Sвід = 0,14грн – ціна 1 кілограма відходів;

     Q = 7,2кг – маса заготівки;

     q = 5,7кг – маса деталі;

   Коефіцієнти (с.35 табл. 11 [2])

     Kt = 1  - по нормальному класу точності

     Kc = 0,87 - по степені складності

     Kв = 1 - по масі  

     Km = 1,13- по марці матеріалу

     Kn = 1 - по об’єму виробництва

Підставивши значення в формулу (19) отримуємо:

      Sзаг1 =1,27,210,8711,131-(7,2-5,7) 0,14 = 8,28грн

Визначаємо вартість заготівки з  прокату за формулою:

        

Sзаг2 = Q S – (Q-q) Sвід   (20)

де: Sвід = 0,14грн – ціна 1 кілограма відходів;

     Q = 7,2кг – маса заготівки;

     q = 5,7кг – маса деталі;

      S =4грн - ціна 1 кілограма трубного прокату

Підставивши значення в формулу (20) отримуємо:

 Sзаг2 =7,2 4 – (7,2 - 5,7) 0,14 = 35,54грн

2.1.7 Висновки.

За першим варіантом (заводським):

  •  коефіцієнт використання матеріалу  - 0,63
  •  вартість заготівки – 35,54 грн.

За другим варіантом :

  •  коефіцієнт використання матеріалу  - 0,81
  •  вартість заготівки – 8,28 грн.

Виходячи з раніше проведених розрахунків визначаємо, що за коефіцієнтом використання матеріалу та за економічним обґрунтуванням вибору заготівки найбільш вигідним вважається  варіант 2 (поковка отримана на горизонтально-кувальних машинах).


2.2. План обробки поверхонь деталі з визначенням ступеню точності, шорсткості, операційних припусків та розмірів з допусками.

 

Міжопераційні припуски зводимо до таблиці 10

Таблиця 10

План обробки

Квалі-тет

Шорст-кість

Міжоперацій-ний припуск

Міжопераційний розмір з відхиленнями

42h12

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

h12

h12

10

12,5

1,6

3,4

5,0

424h12

43,6h12

50h6

Шліфування

  •  кінцеве
  •  попереднє

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

h6

h9

h10

h12

1,25

2,5

6,3

12,5

0,10

0,30

1,6

3,0

5,0

50h6

50,1h9

50,4h10

52h12

49,5

Точіння

- чистове

- чорнове

Заготівка

h11

h12

10

12,5

2,1

3,4

5,5

49,5h11

51,6h12

50g6

Шліфування

  •  кінцеве
  •  попереднє

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

g6

h9

h10

h12

1,25

2,5

6,3

12,5

0,10

0,30

1,6

3,0

5,0

50g6

50,10h9

50,4h10

52h12


Продовження таблиці 10
 

План обробки

Квалі-тет

Шорст-кість

Міжоперацій-ний припуск

Міжопераційний розмір з відхиленнями

43

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

h14

h14

10

12,5

1,3

3,2

4,5

43h12

44,3h12

30h6

Шліфування

  •  кінцеве
  •  попереднє

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

h6

h9

h11

h12

0,63

2,5

6,3

12,5

0,10

0,30

1,6

3,0

5,0

30h6

30,1h9

30,4h10

32h12

25h6

Шліфування

  •  кінцеве
  •  попереднє

Точіння

  •  кінцеве
  •  попереднє

Заготівка

h6

h9

h11

h12

0,63

2,5

6,3

12,5

0,10

0,30

1,6

3,0

5,0

25h6

25,10h9

25,4h10

27h12

2.3.Розробка плану технологічного процесу з вибором обладнання, ріжучого, допоміжного і вимірювального інструменту ( маршрутна технологія ).

Заводський технологічний процес даної деталі  розроблений  для одиничного виробництва даних деталей, тому в ньому  спостерігається широке використання універсальних верстатів, що при  серійному виробництві не завжди вигідно. Так як при розробці технологічного процесу обробки деталі для серійного виробництва використовується принцип концентрації и диференціації операцій, тому поряд з універсальними  верстатами у розробленому  технологічному  процесі  використовуємо верстати с ЧПК.

        Завдяки тому що  заготівка отримується куванням, на відміну від прокату використовуємого на заводі, у  нас  пропала  необхідність знімати великий шар матеріалу при токарній обробці, тобто скоротило та спростило токарну обробку.

На відміну від заводського технологічного процесу у даному техпроцесі круглошліфувальні операції замінені операцією круглошліфувальною з ЧПК, що дозволяє скоротити підготочо-заключний та штучний час на виготовлення однієї деталі.

Таблиця 11

Хід технологічного процесу

Обладнання

Базові поверхні

005 Кувальна

010 Фрезерно-центрувальна

       1. Фрезерувати торці в розмір 458 мм

       2. Зацентрувати торці A5

МР-71

015 Tокарна програмна

       1.Точити 25h6 до 27h12 на довжину 20,7 мм

       2.Точити 30h6 до  32h12 на довжину 40,7 мм

       3.Точити 43 до  44,3h14 на довжину 104 мм

       4.Точити 50g6  до  52h12 на довжину 81 мм

       5.Точити 49,5  до  51,6h12 на довжину 146 мм

       6.Точити 50h6  до  52h12 на довжину 41 мм

       7.Точити 25h6 до 25,4h10 на довжину 22 мм,

          фаску 145

       8.Точити 30h6 до 30,4h10 на довжину 42 мм,

          фаску 145

       9.Точити 43 на довжину 105 мм, фаску 145

     10.Точити 50g6 до 50,4h10 на довжину 81мм,

          фаску 145

     11.Точити 49,5 на довжину 146 мм

     12.Точити 50h6 до 50,4h10 на довжину 41мм, 

     13.Точити канавку 24,6 шириною 3 мм

     14.Точити канавку 29,5 шириною 3 мм

     15.Точити три канавки 47-0,34 шириною 2,2 мм    

16К20Ф3

44,4h12центрові отвори

020 Токарна програмна

      1.Точити 42h12 до 43,6h12 на довжину 68,5мм,

      2.Точити 42h12 на довжину 70мм,

          фаску 1,545

      3. Точити конус 42h12/50h6 на довжину 5мм,               

16К20Ф3

30h6 центрові отвори

025 Свердлувальна

     1. Свердлувати отвір 5 на глибину 15мм

     2. Зенкувати фаску 120

2Н55

50g6

030 Зубофрезерувальна

     Фрезерувати зуби Z=12, m=3 на глибину 6,6 мм

5350

50g6

Хід технологічного процесу

Обладнання

Базові поверхні

035 Слюсарна

Верстак

040 Миюча

045 Контрольна

050 ТВЧ 

055 Шпоночнофрезерна

     Фрезерувати шпоночний паз b=5N9 на довжину 14

692Р

50g6 і 50h6

060 Слюсарна

Верстак

065 Шліцефрезерувальна

     Фрезерувати шліци глибиною 8,85 мм, на довжину 61 мм

5350

30h6, центрові отвори

070 Слюсарна

Верстак

075 Круглошліфувальна програмна

     1. Шліфувати 25h6 до 25,1 на довжину 22мм

     2. Шліфувати 30h6 до 30,1 на довжину 42мм

     3. Шліфувати 50g6 до 50,1 на довжину 71мм

     4. Шліфувати 50h6 до 50,1 на довжину 41мм

     5. Шліфувати 25h6 на довжину 21мм

     6. Шліфувати 30h6 на довжину 41мм

     7. Шліфувати 50g6 на довжину 71мм

     8. Шліфувати 50h6 на довжину 41мм

3Б151Ф2

44,4h12центрові отвори

080 Шліцешліфувальна

       Шліфувати шліци  Д-84650g69h9

3М451

44,4h12центрові отвори

085 Зубошліфувальна

       Шліфувати зуби  Z=12, m=3 на довжину нормалі 13,79 мм

3М451

центрові отвори

090 Слюсарна

       Нарізати різьбу М6-7Н

Верстак

095 Миюча

100 Маркувальна

105 Контрольна


2.4. Детальна розробка 2-х(двох) різноманітних операцій технологічного процесу.

2.4.1. Детальна розробка токарної ЧПК операції, виконуємої на верстаті 16К20Ф3.

2.4.1.1. Призначення режимів різання

015 Токарна програмна

Призначення інструменту зводимо до таблиці 12

      Таблиця 12

Призначення інструменту

Оброблюєма поверхня

Інструмент

1.Точити 25h6 до 27h12 на довжину 20,7 мм

2.Точити 30h6 до  32h12 на довжину 40,7 мм

3.Точити 43 до  44,3h14 на довжину 103 мм

4.Точити 50g6  до  52h12 на довжину 81 мм

5.Точити 49,5  до  51,6h12 на довжину 146 мм

6.Точити 50h6  до  52h12 на довжину 41 мм

Різець прохідний упорний правий         ( = 92) Т5К10

2102-0311 

1.Точити 25h6 до 25,4h10 на довжину 22 мм,

   фаску 145

2.Точити 30h6 до 30,4h10 на довжину 42 мм,

   фаску 145

3.Точити 43 на довжину 105,6 мм, фаску 145

4.Точити 50g6 до 50,4h10 на довжину 81 мм,

   фаску 145

5.Точити 49,5 на довжину 146 мм

6.Точити 50h6 до 50,4h10 на довжину 41 мм

Різець контурний Т15К6 2101-0647

1.Точити канавку 24,6 шириною 3мм

2.Точити канавку 29,5 шириною 3мм

Різець канавочний Т15К6 К.01.4162.000-07

1.Точити три канавки 47-0,34 шириною 2,2 мм  

Різець канавочний Т15К6 К.01.4162.000-07

Назначаємо режими різання на перший інструментальний перехід:

Аналітичний розрахунків режимів різання на один перехід токарної операції N015, першого інструментального переходу, точіння поверхні  25h6 до 27,5:

  1.  Виконуємо вибір ріжучого інструменту і встановлюємо значення його геометричних елементів:  Різець прохідний упорний з трьохгранною пластиною неправильної форми, з твердого сплаву Т5К10 (с. 174, табл.3 [6]).

Геометричні параметри:

   Кут в плані 92, радіус при вершині 0,4, головний кут в плані 92, передній кут 10, кут нахилу головного леза 0, ширина головної ріжучої кромки 12,9 мм, переріз різця 2525 мм, висота різця 25мм, довжина різця 150 мм.

  1.  Назначаємо режими різання
    1.  Встановлюємо глибину різання.

, мм    (21)

де: D = 30 мм – розмір заготівки;

     d = 27,5 мм – проміжний розмір заготівки.

   

      2.2. Назначаємо  максимально  допустиму  подачу на попереднє

  точіння.

              Sтабл. = 0,4-0,5 мм/об.  (стр.268 табл.14 [5])

        Корегуємо подачу по паспортним даним верстата:

        Подача на верстаті регулюється безступінчато відповідно:

                         SД = 0,45 мм/об.

        2.3. Назначаємо швидкість різання допустиму ріжучими властивостями різця.

    , м/хв. (22)               

де: Cv = 350 - коэффициент (стр.269 табл.17 [5]);

      T = 60 хв - середнє  значення  стійкості  інструменту  (стр.268 [5]);

       t = 1,25 мм - глибина різання;

      S = 0,45 мм/об - подача;

      m = 0,20 - показник степені (стр.269 табл.17 [5]);

      x = 0,15 - показник степені (стр.269 табл.17 [5]);

      y = 0,35 - показник степені (стр.269 табл.17 [5]);

      Kv – коефіцієнт що визначається за формулою:

                      Kv = Kmv Knv Kиv Кv  Кqv        (23)

де: Knv = 0.8 - коефіцієнт що враховує вплив стану поверхні заготівки (стр.263 табл.5 [5]);

     Kиv = 1.0 – коефіцієнт що враховує вплив інструментального матеріалу (стр.263 табл.6 [5]);

    Kmv - коефіцієнт  що враховує вплив матеріалу заготівки, розраховується за формулою:

     (24)

де: в = 750 МПа - границя міцності матеріалу;

        За формулою  (24) знаходимо :

  

Кv = 0,7– коефіцієнт враховуючий головний кут різця в плані

Кqv = 1,04 – коефіцієнт враховуючий переріз державки різця      

     За формулою  (23) знаходимо :

                   Kv = 1,0 0.8 1,0 0,7 1,04 = 0,58

       За формулою  (22) знаходимо :

 

        Швидкість різання  V = 124 м/хв.

          2.4. Визначаємо частоту обертання шпінделя.

                         ,          (25)

        де: V = 124 м/хв - швидкість різання;

              D = 30 мм - розмір заготівки.

  

        Корегуємо частоту обертання шпінделя по паспортним даним   верстата:

   Частота обертання шпінделя на верстаті регулюється безступінчато відповідно

                                     nд = 1250 об/мин


        2.5. Визначаємо дійсну швидкість різання.

      (26)

        де:D = 30 мм - розмір заготівки.

              nд = 1250 об/хв - частота обертання шпінделя дійсна;

   =1,97м/с

    Дійсна швидкість різання VД= 118м/хв.

2.6. Визначаємо потужність необхідну для різання.

       (27)

    де: Vд = 118 м/хв - дійсна швидкість різання;

          Pz - тангенціальна складова сили різання, розраховується за     формулою:

    (28)

        де: Cp = 300 - постійна (стр.273 табл.22 [5]);

             t = 1,25 мм - глибина різання;

             S = 0,45 мм/об - подача;

             Vд = 118 м/хв - дійсна швидкість різання;

             x = 1.0 - показник степені (стр.273 табл.22 [5]);

             y = 0.75 - показник степені (стр.273 табл.22 [5]);

             n = -0.15 - показник степені (стр.273 табл.22 [5]);

             Kр - добуток декількох  коефіцієнтів, визначається за

                  формулою:

                              Kp = Kmp Kp Kp Kp Krp      (29)

        де: Kp = 0.89 - коефіцієнт що враховує вплив головного

                          кута в плані (стр.275 табл.23 [5]);

             Kp = 1 - коефіцієнт що враховує вплив  переднього

                       кута (стр.275 табл.23 [5]);

             Kp = 1 - коефіцієнт що враховує вплив кута нахилу

                       головного леза (стр.275 табл.23 [5]);

             Krp = 1 - коефіцієнт що враховує  вплив радіуса

                          при вершині різця (стр.275 табл.23 [5]);

             Kmp - коефіцієнт що враховує вплив якості оброблюємого

                   матеріалу на  силові залежності, визначається за формулою:

               (30)

       де: σв = 750 МПа – границя міцності матеріалу;

        За формулою (30) знаходимо

    = 1,0

        За формулою (29) знаходимо

             Kp = 1,0 0,89 1,0 1,0 1,0 = 0.89

        За формулою (28) знаходимо:

 

        За формулою (27) знаходимо

  

 2.7. Робимо перевірку достатності потужності привода верстата.

        При  достатній  потужності верстата повинна виконуватись нерівність:

                             Ne < Nшп              (31)

       де: Ne = 1,75 кВт - потужність необхідна для різання;

             Nшп - потужність верстата на шпінделі, визначається за формулою:

                        

Nшп = Nд КПД , кВт       (32)

        де: Nд = 10 кВт - потужність двигуна верстата;

             КПД = 0,8 - коефіцієнт корисної дії верстата.

                       Nшп = 10 0,8 = 8 кВт

        Відповідно нерівність (31) виконується:

                          1,75 кВт < 8 кВт

 Потужність верстата достатня для різання за вибраними режимами.


        3. Визначаємо основний технологічний час.

  (33)

        де: i = 1 - кількість проходів;

             S = 0,45 мм/об - подача;

             nд = 1250 об/хв - дійсна частота обертання шпінделя;

             L - загальна довжина обробки, визначається за формулою;

                          L = y + l + x            (34)

        де: l = 20 мм - довжина оброблюємої поверхні;

             y = 2 мм - величина врізання різця;

             x = 1,5 мм - величина перебігу різця;

        За формулою (34) знаходимо

                     L = 2 + 20 + 1,5 = 23,5 мм.

        За формулою (33) знаходимо

 

        Основний технологічний час То = 0,05 мин.

Розрахунків режимів різання на решту переходів токарної операції N015, першого інструментального переходу

Розрахунок режимів різання на наступні переходи виконуємо по загальномашинобудівним нормативам різання, та зводимо до таблиці 13


Таблиця 13

Визначаємі елементи

Оброблюєма поверхня

Обгрун-тування

Кінцеві значення

Глибина різання

t, мм

Точити 30h6 до  32h12

1,25

Точити 43 до  44,3h14

1,6

Точити 50g6  до  52h12

1,4

Точити 49,5  до  51,6h12

1,7

Точити 50h6  до  52h12

1,4

Подача на оберт

So, мм/об

Точити 30h6 до  32h12

с.89 карта 30

0,45

Точити 43 до  44,3h14

0,45

Точити 50g6  до  52h12

0,45

Точити 49,5  до  51,6h12

0,45

Точити 50h6  до  52h12

0,45

Швид-кість різання

V, м/хв

Точити 30h6 до  32h12

с.93 карта 32

109,9

Точити 43 до  44,3h14

120,6

Точити 50g6  до  52h12

108,8

Точити 49,5  до  51,6h12

108,8

Точити 50h6  до  52h12

108,8

Частота  обертання

n, об/хв

Точити 30h6 до  32h12

1000

Точити 43 до  44,3h14

800

Точити 50g6  до  52h12

630

Точити 49,5  до  51,6h12

630

Точити 50h6  до  52h12

630

Необхід-на потуж-ність Ne, кВт

Точити 30h6 до  32h12

с.96 карта 33

2,9

Точити 43 до  44,3h14

2,9

Точити 50g6  до  52h12

2,9

Точити 49,5  до  51,6h12

2,9

Точити 50h6  до  52h12

2,9

Основний час То, хв

Точити 30h6 до  32h12

0,10

Точити 43 до  44,3h14

0,29

Точити 50g6  до  52h12

0,286

Точити 49,5  до  51,6h12

0,33

Точити 50h6  до  52h12

0,15

Назначаємо режими різання на другий інструментальний перехід


Таблиця 14

Визначаємі елементи

Оброблюєма поверхня

Обгрун-тування

Кінцеві значення

Глибина різання

t, мм

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

0,8

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

0,8

Точити 43 фаску 145

0,65

Точити 50g6 до 50,4h10   

0,8

Точити 49,5

1,05

Точити 50h6 до 50,4h10

0,8

Подача на оберт

So, мм/об

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

с.89 карта 30

0,26

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

0,26

Точити 43 фаску 145

0,26

Точити 50g6 до 50,4h10   

0,26

Точити 49,5

0,26

Точити 50h6 до 50,4h10

0,26

Швид-кість різання

V, м/хв

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

с.93 карта 32

130

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

121,3

Точити 43 фаску 145

139

Точити 50g6 до 50,4h10   

159,8

Точити 49,5

162

Точити 50h6 до 50,4h10

159,8

Частота  обертання

n, об/хв.

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

1600

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

1250

Точити 43 фаску 145

1000

Точити 50g6 до 50,4h10   

1000

Точити 49,5

1000

Точити 50h6 до 50,4h10

1000

Необхідна потужність Ne, кВт

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

с.96 карта 33

2,4

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

2,4

Точити 43 фаску 145

2,4

Точити 50g6 до 50,4h10   

2,4

Точити 49,5

2,4

Точити 50h6 до 50,4h10

2,4

Основний час То, хв.

Точити 25h6 до 25,4h10 фаску 145

0,053

Точити 30h6 до 30,4h10 фаску 145

0,13

Точити 43 фаску 145

0,4

Точити 50g6 до 50,4h10   

0,31

Точити 49,5

0,35

Точити 50h6 до 50,4h10

0,16

Назначаємо режими різання на третій інструментальний перехід

Таблиця 15

Визначаємі елементи

Оброблюєма поверхня

Обгрун-тування

Кінцеві значення

Глибина різання

t, мм

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

3

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

3

Подача на оберт

So, мм/об

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

с.89 карта 30

0,15

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

0,15

Швидкість різання

V, м/хв

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

с.93 карта 32

77,2

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

92,63

Частота  обертання

n, об/хв.

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

1000

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

1000

Необхідна потужність Ne, кВт

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

с.96 карта 33

2,0

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

2,0

Основний час То, хв.

Точити канавку 24,6 шириною 3мм

0,037

Точити канавку 29,5 шириною 3мм

0,09

Назначаємо режими різання на третій інструментальний перехід

Таблиця 16

Визначаємі елементи

Оброблюєма поверхня

Обгрун-тування

Кінцеві значення

Глибина різання

t, мм

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

2,2

Подача на оберт

So, мм/об

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

с.89 карта 30

0,15

Швидкість різання

V, м/хв

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

с.93 карта 32

93,4

Частота  обертання

n, об/хв.

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

630

Необхідна потужність Ne, кВт

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

с.96 карта 33

2,0

Основний

час То, хв..

Точити  канавку 47 шириною 2,2мм

0,03


2.4.1.2.Розрахунок і розташування розмірів від однієї бази

 

 

Рис.1.


2.4.1.3.Рукопис керуючої програми

Рис. 2.

Таблиця  17

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0

X

27

27

27

36

36

32

32

48

48

32

44,3

44,3

55

55

44,3

52

52

230

Z

460

438

439

439

437,3

437,3

396,6

396,6

395,3

395,3

395,6

293,6

293,6

294,6

294,6

294,6

212,6

460

Другий перехід

Рис.3.

Таблиця 18

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

X

24

25,4

25,4

30,4

30,4

43

43

50,4

50,4

49,5

49,5

50,4

50,4

230

Z

460

457

436

436

394

394

289

289

208

208

116

116

69

460


третій перехід

Рис.4.

Таблиця 19

1

2

3

4

5

6

0

X

32

24,6

32

44

29,5

44

230

Z

22

22

22

64

64

64

460

Четвертий перехід

Рис.5.

Таблиця 20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

X

52

47

52

52

47

52

52

47

52

230

Z

279

279

279

215,8

215,8

215,8

106

106

106

460

N001 S3 1250 F0,45 T01 M08 LF

N002 X27 Z460 E LF

N003 Z438  LF

N004 Z439 E LF

N005 X36 E LF

N006 Z437,3 E LF

N007 X27 LF

N008 X32 E LF

N009 Z396,6 S3 1000 LF

N010 X48 E LF

N011 Z395,3 E LF

N012 X32 LF

N013 X44,3 E LF

N014 Z293,6 S3 800 LF

N015 X55 E LF

N016 Z294,6 E LF

N017 X44,3 LF

N018 X52 E LF

N019 Z212,6 S3 630 LF

N020 X51,6 LF

N021 Z117,6 LF

N022 X52 LF

N023 Z69 LF

N024 X230 Z460 E LF

N025 S3 1600 F0,26 T02 LF

N026 X25,4 E LF

N027 Z436 LF

N028 X30,4 LF

N029 Z394 S3 1250 LF

N030 X43 LF

N031 Z289 S3 1000 LF

N032 X50,4 LF

N033 Z208 LF

N034 X49,5 LF

N035 Z116 LF

N036 X50,4 LF

N037 Z69 LF

N038 X55 Z458 E LF

N039 X25,4 C1,5 LF

N040 Z436,6 E LF

N041 X30,4 C1,5 LF

N042 Z396,6 E LF

N043 X43 C1 LF

N044 Z289 E LF

N045 X50,4 C1,5 LF

N050 X230 Z460 E LF

N051 S3 1000 F0,15 T03 LF

N052 X32 Z22 E LF

N053 X24,6 LF

N054 X32 E LF

N055 X44 Z64 E LF

N056 X29,5 LF

N057 X44 E LF

N058 X230 Z460 E LF

N059 S3 630 T04 LF

N060 X52 Z279 E LF

N061 X47  LF

N062 X52 E LF

N063 Z215,8 E LF

N064 X47 LF

N065 X52 E LF

N066 Z106 E LF

N067 X47 LF

N068 X52 E LF

N069 X230 Z460 E LF

N070 M09 LF

N071 LF
2.4.1.4.Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення, закріплення та зняття деталі Тв1 = 0,63 хв.

Вибираємо допоміжний час пов’язаний з обробкою :

      - ввімкнути верстат, вимкнути – 0,04 хв.

      - відкрити захисний щиток – 0,03 хв.

      - встановити координати X,Z – 0,15 хв.

      - ввести корекцію – 0,04 4 = 0,16 хв.

      - ввімкнути пульт стрічкопротяжного механізму – 0,04 хв.

  Тв2 = 0,42 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,27 хв.

Визначаємо оперативний час

Топ = То + Тв  (35)

Топ = 2,83 + 1,31 = 4,14 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,056 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,056 хв.

Визначаємо норму штучного часу

 (36)

де Ктв = 0,87 ;  

              (37)

    

Підставивши значення у формулу (36):

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 17,6 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

 (38)

              


2.5.1.5.Розрахунок розцінки
:

   , грн    (39)

де Тшк – штучно-калькуляційний час

     Ч = 1,33грн – годинна тарифна ставка верстатника 3-го розряду

Підставивши значення у формулу (39)отримаємо:  

   грн

Детальна розробка шліцефрезерувальної операції, виконуємої на верстаті 5350.

Вибираємо інструмент : приймаємо червячну фрезу з зубами із сталі Р18.  

Встановлюємо глибину різання t = 2,5 мм

Вибираємо подачу SО = 1,25 мм/об ,  

Вибираємо швидкість різання  V = 530,88 = 42,4 м/хв

Визначаємо частоту обертання шпінделя за формулою (25)  

Корегуємо частоту обертання шпинделя за паспортними  даними верстата  

             nД = 130 об/хв

Знаходимо дійсну швидкість:

   м/хв.

Знаходимо необхідну потужність : Nшп=  2,8 кВт

Nе = 1,6

Nе  шп

1.11 Знаходимо основний час

       (40)

де L – довжина обробки

    z – число нарізаємих шліців

    S – подача на оберт

     i –  кількість проходів

    К – кількість заходів фрези


Нормування операції проводимо по загально машинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,38 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,3 хв.

Вибираємо допоміжний час в залежності від способу закріплення           

Тв3 = 0,3 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,14 хв.

Визначаємо оперативний час Топ = То + Тв = 3,8 + 1,12 = 4,92 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,06 хв.

2.7 Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,07 хв.

2.8 Визначаємо норму штучного часу                 

Підставивши значення у формулу (36):

2.9 Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 20 хв.

2.10 Визначаємо штучно – калькуляційний час :

хв.

Підставивши значення у формулу (39)отримаємо:  

    грн

2.5. Вибір режимів різання, норм часу та розцінок на решту операцій виконуємо за допомогою ПЕОМ.

Операція N020 Токарна програмна (Верстат моделі 16К20Ф3)

Таблиця 21

Перехід 1: точити 42h12 до 43,6h12

Глибина різання

2

мм

Таблична подача

0,4-0,5

мм/об

Прийнята подача

0,45

мм/об

Швидкість різання розрахункова

128,74

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

820

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

800

об/хв.

Швидкість різання дійсна

125,6

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

2,9

кВт

Основний технологічний час на обробку

0,21

хв.


Таблиця
22

Перехід 2: точити 42h12

Глибина різання

0,8

мм

Таблична подача

0,2-0,3

мм/об

Прийнята подача

0,26

мм/об

Швидкість різання розрахункова

149

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

1031,6

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

1000

об/хв.

Швидкість різання дійсна

144,4

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

2,4

кВт

Основний технологічний час на обробку

0,29

хв..

Таблиця 23

Перехід 3: точити конус 42h12/50h6

Глибина різання

2,8

мм

Таблична подача

0,2-0,3

мм/об

Прийнята подача

0,26

мм/об

Швидкість різання розрахункова

145

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

923,6

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

800

об/хв.

Швидкість різання дійсна

125,6

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

2,4

кВт.

Основний технологічний час на обробку

0,04

хв.

Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,63 хв.

Вибираємо допоміжний час пов’язаний з обробкою :

      - ввімкнути верстат, вимкнути – 0,04 хв.

      - відкрити захисний щиток – 0,03 хв.

      - встановити координати X,Z – 0,15 хв.

      - ввести корекцію – 0,04 2 = 0,08 хв.

      - ввімкнути пульт стрічкопротяжного механізму – 0,04 хв.

  Тв2 = 0,24 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,27 хв.

Визначаємо оперативний час за формулою (55)

Топ = 0,54 + 1,14 = 1,68 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,10 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,10 хв.


Визначаємо норму штучного часу

    

Підставивши значення у формулу (36):

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 17,6 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

              

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39)отримаємо:  

    грн

Операція N025 Свердлувальна Верстат : Радіально-свердлувальний 2Н55

Таблиця 24

Перехід 1: свердлувати отвір 5

Діаметр інструменту

5

мм

Глибина отвору

15

мм

Стійкість інструменту

30

хв.

Подача таблична

0,1

мм/об.

Подача прийнята

0,1

мм/об

Швидкість різання розрахункова

16

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

1203,4

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

1000

об/хв.

Швидкість різання дійсна

15,7

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

3,4

кВт.

Основний технологічний час на обробку

0,18

хв.


Таблиця 2
5

Перехід 2: зенкерувати фаску 120

Діаметр інструменту

6,3

мм

Діаметр попереднього отвору

4,95

мм

Глибина отвору

1

мм

Глибина різання

0,2

мм

Стійкість інструменту

30

хв.

Подача таблична

0,6

мм/об.

Подача прийнята

0,63

мм/об

Швидкість різання розрахункова

5,883

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

297,243

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

315

об/хв.

Швидкість різання дійсна

6,234

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

0,6

кВт.

Основний технологічний час на обробку

0,02

хв.

Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,09 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,17 хв.

Вибираємо допоміжний час в залежності від способу закріплення Тв3 = 0,2 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,1 хв.

Визначаємо оперативний час Топ =0,02+0,18+1,09 = 1,29 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,065 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,065 хв.

Визначаємо норму штучного часу

         

За формулою (36):

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 13 хв.

За формулою 65 визначаємо штучно – калькуляційний час :

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.


Операція N030 Зубофрезерувальна
(фрезерувати зуби Z=12, m=3)

Таблиця 26

Верстат : Зубофрезерний моделі 5350

Марка оброблюваного матеріалу

40Х

Марка матеріалу різального інструменту

Р18

Діаметр фрези

90

мм

Кількість зубців фрези

10

Кількість заходів фрези

1

Кут нахилу колеса

0

Глибина різання

6,6

мм

Подача за оберт розрахункова

1,6

мм/об

Подача за оберт прийнята

1,5

мм/об

Розрахункова швидкість різання

33,21

м/хв.

Дійсна швидкість різання

27,13

м/хв.

Частота обертання фрези розрахункова

117,52

об/хв.

Частота обертання фрези прийнята

96

об/хв.

Потужність необхідна на фрезерування

2,4

кВт

Основний час на обробку

4,08

хв.

Нормування виконуємо по загальномашинобудівним нормативам часу.

Вибираємо допоміжний час на операцію (К.63, с. 152) Тв1=0,39 хв.

Вибираємо час на обслуговування робочого місця (К.64 с.153) Тв2=5%Топ

Вибираємо час перерв на відпочинок та на особисті потреби (К.88 с.203)

Тв3 = 5% Топ

Визначаємо норму штучного часу за формулою (36)

   

Вибираємо підготовчо – заключний час Тпз = 24 хв.

Визначаємо норму штучно – калькуляційного часу.

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39)отримаємо:  

    грн.


Операція N055 Шпоночнофрезерна  
(фрезерувати шпоночний паз 5N9)

Таблиця 27

Верстат : Фрезерний верстат моделі 692Р

Глибина різання

3,2

мм

Кількість проходів

4

Діаметр фрези

5

мм

Кількість зубців фрези

2

Хвилинна подача

450

мм/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

430

об/хв.

Дійсна швидкість різання

6,8

м/хв.

Осьова сила

436,3

Н

Окружня сила

303

Н

Потужність необхідна на різання

1,2

кВт

Основний час на обробку

0,4

хв.

Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,38 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,3 хв.

Вибираємо допоміжний час в залежності від способу закріплення Тв3 = 0,1 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,14 хв.

Визначаємо оперативний час Топ = 0,4 + 0,92= 1,32 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,08 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,09 хв.

Визначаємо норму штучного часу

         

  

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 20 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.


Операція N010 Фрезерно-центрувальна
Верстат моделі МР-71

Таблиця 28

Перехід 1: фрезерувати торці в розмір 458 мм

Глибина різання

2

мм

Кількість проходів

1

Діаметр фрези

110

мм

Кількість зубців фрези

4

Кількість заходів фрези

1

Хвилинна подача

557

мм/хв

Частота обертання шпінделя прийнята

500

об/хв.

Дійсна швидкість різання

1738

м/хв.

Потужність необхідна на різання

3,2

кВт

Основний час на обробку

0,1

хв.

Таблиця 29

Перехід 2: центрувати торці A5

Діаметр інструменту

4

мм

Глибина отвору

12,5

мм

Стійкість інструменту

30

хв.

Подача таблична

0,1

мм/об.

Подача прийнята

0,1

мм/об

Швидкість різання розрахункова

25,8

м/хв.

Частота обертання шпінделя розрахункова

1643

об/хв.

Частота обертання шпінделя прийнята

1500

об/хв.

Швидкість різання дійсна

23,55

м/хв.

Потужність на шпінделі верстату

2,0

кВт.

Основний технологічний час на обробку

0,08

хв.

Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,3 хв.

Вибираємо допоміжний час в залежності від способу закріплення Тв3 = 0,1 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,14 хв.

Визначаємо оперативний час Топ = 0,18 + 0,54= 0,72 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,044 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,077 хв.

Визначаємо норму штучного часу

         

  

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 20 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.

Операція N075 Круглошліфувальна-програмна Верстат : Круглошліфувальний з ЧПК моделі 3Б151Ф2

Таблиця 30

Перехід 1: шліфувати 25h6 до 25,10 на довжину 21мм

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,45

мм

Швидкість круга

50

м/хв..

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв..

Швидкість обертання заготівки

20

м/хв..

Частота обертання заготівки

150

об/хв.

Глибина різання

0,02

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

5,95

кВт

Основний час на обробку

0,25

хв.

Таблиця 31

Перехід 2: шліфувати 25h6

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,15

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

35

м/хв.

Частота обертання заготівки

300

об/хв.

Глибина різання

0,01

мм

Повздовжня подача за оберт

18

мм/хід

Потужність необхідна на різання

4,2

кВт

Основний час на обробку

0,17

хв.


Таблиця
32

Перехід 3: шліфувати 30h6 до 30,10 на довжину 41 мм

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,15

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1000

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

25

м/хв.

Частота обертання заготівки

150

об/хв.

Глибина різання

0,02

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

6,4

кВт

Основний час на обробку

0,40

хв.

Таблиця 33

Перехід 4: шліфувати 30h6

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,15

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

35

м/хв.

Частота обертання заготівки

300

об/хв.

Глибина різання

0,01

мм

Повздовжня подача за оберт

18

мм/хід

Потужність необхідна на різання

4,2

кВт

Основний час на обробку

0,2

хв.

Таблиця 34

Перехід 5: шліфувати 50g6 до 50,10 на довжину 71 мм

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,45

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

25

м/хв.

Частота обертання заготівки

150

об/хв.

Глибина різання

0,03

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

7,6

кВт

Основний час на обробку

0,40

хв.

Таблиця 35

Перехід 6: шліфувати 50g6

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,15

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

35

м/хв.

Частота обертання заготівки

300

об/хв.

Глибина різання

0,01

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

7,6

кВт

Основний час на обробку

0,25

хв.

Таблиця 36

Перехід 7: шліфувати 50h6 до 50,10 на довжину 41 мм

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,45

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

25

м/хв.

Частота обертання заготівки

150

об/хв.

Глибина різання

0,03

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

7,6

кВт

Основний час на обробку

0,30

хв.

Таблиця 37

Перехід 8: шліфувати 50h6

Марка матеріалу

40Х

Припуск на обробку

0,15

мм

Швидкість круга

50

м/хв.

Габаритні розміри круга

60060

мм

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

35

м/хв.

Частота обертання заготівки

300

об/хв.

Глибина різання

0,01

мм

Повздовжня подача за оберт

30

мм/хід

Потужність необхідна на різання

7,6

кВт

Основний час на обробку

0,15

хв.

Нормування операції проводимо по загально машинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,24 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,7 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,16 хв.

Визначаємо оперативний час

Топ = 0,15+0,30+0,25+0,40+0,2+0,40+0,17+0,25+0,16+0,7+0,24= 3,22 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,19 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,19 хв.

Визначаємо норму штучного часу          

   

     

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 12 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

 

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.

Операція N080 Шліцешліфувальна (шліфувати шліци на довжину 61 мм)

Таблиця 38

Верстат : Шліфувальний моделі 3М451

Марка матеріалу

40Х

Тип круга

ПП.

Марка абразивного матеріалу

24А

Зернистість

12-20

Твердість

СМ1-М3

Структура

8

Зв’язка

К7

Швидкість обертання круга

50

м/с

Габаритні розміри круга

1609

мм

Припуск на шліфування

0,15

мм

Подача на глибину шліфування

0,15

мм/хід

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Потужність необхідна на шліфування

1,2

кВт

Основний час на обробку

2,2

хв.


Нормування операції проводимо по загальномашинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,24 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,7 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,16 хв.

Визначаємо оперативний час Топ = 2,2+0,16+0,7+0,24= 3,3 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,20 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,20 хв.

Визначаємо норму штучного часу          

     

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 16 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

 

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.

Операція N080 Зубошліфувальна (шліфувати зуби на довжину 75 мм)

Таблиця 39

Верстат : Шліфувальний моделі 3М451

Марка матеріалу

40Х

Тип круга

ПП.

Марка абразивного матеріалу

24А

Зернистість

12-20

Твердість

СМ1-М3

Структура

8

Зв’язка

К7

Швидкість обертання круга

50

м/с

Габаритні розміри круга

16010

мм

Припуск на шліфування

0,15

мм

Подача на обкатку

70

мм/двх

Подача на глибину шліфування

0,02

мм/хід

Частота обертання круга

1500

об/хв.

Швидкість обертання заготівки

20

м/хв.

Частота обертання заготівки

125

об/хв.

Потужність необхідна на шліфування

3,4

кВт

Основний час на обробку

3,5

хв.


Нормування операції проводимо по загально машинобудівним нормативам  часу.

Вибираємо допоміжний час на встановлення , закріплення та зняття деталі

Тв1 = 0,24 хв.

Вибираємо допоміжний час на переходи  Тв2 = 0,7 хв.

Вибираємо допоміжний час на контрольні заміри з врахуванням періодичності контрольних замірів Тв4 = 0,16 хв.

Визначаємо оперативний час Топ = 3,5+0,16+0,7+0,24= 4,6 хв.

Визначаємо час на обслуговування робочого місця  Тобсл = 0,28 хв.

Визначаємо час на відпочинок Твідп = 0,28 хв.

Визначаємо норму штучного часу          

   

     

Вибираємо підготовчо – заключний час : Тпз = 16 хв.

Визначаємо штучно – калькуляційний час :

 

Розрахунок розцінки :

Підставивши значення у формулу (39) отримаємо:  

    грн.



3.КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА

3.1.Розробка пристрою для фрезерування шпоночного пазу

3.1.1.Опис пристрою та принципу його дії.

За службовим призначенням даний пристрій   є СПЕЦІАЛЬНИМ ВЕРСТАТНИМ  ПРИСТРОЄМ . Це пояснюється тим , що у цьому пристрої фрезерується паз в деталі “Вал-шестерня” на вертикально фрезерувальному верстаті і інші операцію у заданому пристрої виконати неможливо, тобто, цей пристрій служить лише для різних детале-операцій.

За типом затискного механізму пристрій  є механізованим .  Затиск заготовки здійснюється за допомогою приводу, клина та притискних планок.

     За кількістю  одночасно-встановлених деталей пристрій одномісний, за кількістю позицій – однопозиційний . Це пояснюється тим , що у пристрої одночасно при виконанні операції обробляється лише одна заготівки, що знаходиться в одному і тому ж положенні на протязі повної обробки.

Даний пристрій збільшує продуктивність праці, так як зменшується норма часу на операцію через зменшення допоміжного часу на встановлення, вивірку деталі, підвищується культура виробництва,

Принципіальна схема роботи пристрою.  

 

1- привод; 2- клин; 3- пружина; 4- призма; 5-опора ; 6- стійка; 7- стінки;       8- притискні планки; 9- пружини; 10-плунжери; 11-корпус.

     Рис.6.


Будова і принцип дії пристрою.

 Будова пристрою:

Пристрій складається з корпусу 11, на якому розташовані призми 4, привод 1, стійки 5, стінок 7 та притискних планок 8. Притискні планки 8 підтримується у крайньому верхньому положенні за допомогою приводу 1 та пружин 9.

Принцип дії :

У безштокову порожнину пневмоприводу подається повітря, поршень деформує пружину 3 і притискні планки 8 під дією пружин 9 підіймаються у крайнє верхнє положення. Деталь встановлюється на установчі призми 4  та пересувається вздовж своєї осі до контакту  з опорою 6 правим торцем.  Після встановлення заготовки  вимикається пневмопривод, пружина 3 повертається у початкове положення, переміщуючи клин 2 та поршень циліндру, клин рухаючись, штовхає плунжери 10, які рухають притискні планки8 і це призводить до затиску деталі.

Здійснюється фрезерування фрезерного пазу.

Після завершення фрезерування у безштокову порожнину пневмоприводу подається повітря, поршень деформує пружину 3 і притискні планки 8 під дією пружин 9 підіймаються у крайнє верхнє положення і деталь знімається з пристрою.

3.1.2.Розрахунок точності базування заготівки.

 

Розташування заготовки у просторі відповідно різального інструменту називається базуванням .

Для того, щоб позбавити заготовку всіх степеней рухомості ( надати заготовці повне базування, повну орієнтацію ) її необхідно розташувати на шести опорний точок, в іншому разі базування є неповним.

При базуванні деталі в даному  повне базування непотрібне.  Це пояснюється тим , що дана деталь не має конструктивних особливостей, відносно яких повинне бути витримане положення пазу.

   Базою називається поверхня, лінія або точка, заготовки, котра використовується для базування. За своїм призначенням  бази можуть бути :

1) Технологічні.

2) Конструкторські.

3) Вимірювальні.

Бази заготівки:


Рис.7.

І – Опорна, позбавляє заготівку одного руху – пересування вздовж осі ОХ

ІІ – Подвійна направляюча, позбавляє заготівку чотирьох рухів – руху вздовж осей OY, OZ, обертання навколо осей OZ, OY.  

Похибка базування –  це поле розсіювання розмірів між установчою та вимірювальною базами у напрямку розміру.

Похибку базування можна обчислити застосовуючи формули, що наведені у в довідковій літературі, а також шляхом розмірковувань, безперечних доказів та графічних побудувань.

    Для забезпечення точності розмірів , по яким проводиться розрахунок                           похибки базування повинна виконуватись умова точності Ti > Eбi .

Похибку базування розраховують шляхом логічного розмірковування.  В даному випадку заготовка встановлюється на установчу призму, та штир опорний.

Похибки базування:  

  1.  Похибка базування на розмір 3 мм буде рівна нулю, оскільки установча та вимірювальна база співпадають.
  2.  Похибка базування на глибину шпоночного пазу  буде рівна:

 (41),

де  TD25h9 – допуск на розмір 25,6h9

     TD50h9 – допуск на розмір 50,6h9

За формулою 41 похибка базування рівна:

Оскільки 0,11 < 0,12 , то умова  Е < Тз виконується.

Отже, точність по глибині пазу забезпечується.


3.1.3.Розрахунок сили затиску заготовки

Схема дії сил на заготовку

      Рис.8.

На рисунку 3 показано :

         Fут – утримуюча сила;

Fр – рушійна сила, що намагається зрушити заготівку з місця;

           Мр – момент, що намагається повернути заготівку;

           Мут –  утримуючий момент;   

Розрахунок необхідної сили затиску.

Як видно з рисунка 3 , на заготовку діють два моменти ( утримуючий та рушійний), тоді для забезпечення затиску потрібно щоб   

Fу Fр.

Тоді :

Мр К = Мут  ( 42)

де  Мр – момент рушійний

 Мр = Fp 185      (43)

    Мут – момент утримуючий

            Мут = Fут 100        (44)

                          К – коефіцієнт запасу

 Коефіцієнт запасу обчислюється за формулою :

             

                    К = К0 + К1 + К23 + К4 + К5 + К6              ( 45 )

          

                  К0 — гарантований коефіцієнт запасу, К0 = 1,5 ;

                  К1 — враховує збільшення сили різання через випадкові

                      нерівності припуску, К1 = 1,0 ;

                  К2 —враховує збільшення сили різання внаслідок затуплення                      інструменту, K2 = 1,7 ;

                  К3 —враховує збільшення сили різання при перервному

                      різанні, К3 = 1,0 ;

                  К4 —залежить від постійності сили затиску, К4 = 1,2 ;

                  К5 —залежить від ергономіки ручного приводу, К5 = 1,0

                  К6  – в даному випадку відсутній;.

            За формулою (45) знаходимо величину коефіцієнту запасу :

                     К = 1,51,01,71,01,21,0 = 3,06. Приймаємо К =3,06.

Підставивши значення  та формули у формулу (42) отримаємо :  

 

          

    Розрахунок параметрів затискного механізму        

Заданий пристрій працює за схемою, яка показана на рисунку 9.

Рис.9.

Зусилля, яким клин з плунжерами повинні діяти на прихвати рівне:

 (46)

де Q’ – сила, з якою плунжери діють на прихвати;

    l1, l – плечі

    сos 45º –кут нахилу сили відносно заготівки;

Підставивши значення у формулу (46) отримаємо:

Величина зусилля, яку розвиває клиновий затискач, рівна [3] ст. 95:

 (47)

де Q – величина зусилля, яке повинна розвивати пружина;

    1 – кут нахилу клина (1=15º)

    1 – кут тертя по нахиленій площині клину (1=5,7º)

     l – відстань від середньої точки контакту плунжеру з клином до середини направляючої плунжера; (l = 19,6мм)

    d – довжина направляючої плунжера (d = 30,7 мм)

З формули (47) знайдемо величину зусилля затиску, яку повинна розвивати пружина:

            (48)

Підставивши значення у формулу (48) отримаємо:

Величина зусилля, яке повинен розвивати поршень пневмоциліндра рівний зусиллю, яке розвиває пружина

          Отже, циліндр повинен розвивати силу 527 Н.

              Як видно з рисунку 4 пневмоциліндр працює у штовхаючому

      режимі. Сила, що розвиває поршень пневмоциліндра обчислюється

      за формулою :   

     ( 48 )

де D – діаметр поршня

     р – тиск повітря у пневмомережі

      – коефіцієнт корисної дії           

Звідки:                     

      ( 49 )

                             = 44,4мм

       Приймаємо за ГОСТ 19899-74

       D = 63мм  ; d = 16мм

       За формулою (48) знайдемо дійсну силу затиску:

Н

3.1.4.Розрахунок на міцність однієї слабкої ланки.

Слабкими ланками вважаються елементи, які зазнають різних видів деформацій, в результаті яких елементи можуть деформуватись  або можуть бути зруйновані.

У даному випадку слабкою ланкою може вважатись вісь притискної планки, вона зазнає деформацію зрізу.

Виконуємо розрахунок даної слабкої ланки на міцність, необхідно врахувати, що робочі чи розрахункові напруження повинні бути менші або рівні  допустимим.

Приймаємо []зр = зр = 260 МПа

Величина розрахункових напружень рівна:

 (50),

де W – зусилля затиску

     d – діаметр вісі

Звідки діаметр вісі рівний:

 (51)

Підставивши значення у формулу (51) отримаємо:

Необхідний діаметр вісі d = 3 мм, а прийнятий діаметр вісі рівний 8 мм, отже діаметр вісі достатній.


3.2
Розрахунок ріжучого інструменту для обробки зубчатої поверхні.

 3.2.1Вибір геометричних параметрів.

1. Основні розміри цільних фрез визначаються за ГОСТом 9324-60.

Модуль – m = 3мм

Зовнішній діаметр – Dз = 90 мм

Число зубів фрези – Z = 10

2. Розрахунок профілю зуба фрези.

Крок по нормалі розраховується за формулою:

  tn =   m  K`   (52)

         де m – модуль фрези,

              К` - число заходів фрези

За формулою (52) крок по нормалі рівний:

  tn =   3  1 = 9,425 мм

Товщина зуба в нормальному перерізі на ділильній прямій     

   розраховується за формулою:

      (53)

   Тоді за формулою (53)

 мм

   Висота головки зуба розраховується за формулою:

 h= 1,25  m   (54)

 h= 1,25  3 = 3,75 мм

   Висота ніжки зуба розраховується за формулою:

h= 1,25  m   (55)

h= 1,25 3 = 3,75 мм

   Повна висота зуба розраховується за формулою:

h = 2,5  m    (56)

h = 2,5 3 = 7,5 мм

   Радіус заокруглення головки зуба розраховується за формулою:

 r1 = 0,25  m   (57)

 r1 = 0,25 3 = 0,75 мм

   Радіус заокруглення ніжки зуба розраховується за формулою:

r2 = 0,3  m    (58)

r2 = 0,3 3 = 0,9 мм

   Товщина зуба на вершині розраховується за формулою:

  Sa = Sn – 2h  tg n  (59)

Sa = 4,713 – 23,75tg20 = 1,983мм


Розрахунок геометричних параметрів ріжучої частини фрези:

          Задній кут б в нормальному перерізі знаходимо за формулою:

 tg б = tg в  sin   (60)

 tg б = tg 10  sin 20 = 0,06031

          Задній кут б по боковим сторонам повинен бути б > 3

 б = 3,45 що є більшим ніж 3.

          Величина затилування рівна:

   (61)

            де D – діаметр фрези

                 Z – кількість зубів фрези

 

          Величина додаткового затилування у фрез зі шліфованим профілем

            рівна:

  К1 = (1,21,5)К  (62)

            де К – величина затилування

  К1 = (1,21,5)4,983 = 5,987,48

          Передній кут вибираємо з нормативів в залежності від умов роботи

             фрези:     = 5

          Кут підйому гвинтової лінії червяка на ділильному циліндрі визначається зі співвідношення:

             (63)

          де Dt – ділильний діаметр, рівний:

 Dt = D – 2,5m – 0,25K (64)

 Dt =90 – 2,5 3 – 0,25 4,983 = 81,25 мм

Підставивши значення Dt у формулу (63) отримаємо:

  

      Отже, = 2656

          Крок гвинтової канавки рівний:

       (65)

           де tg - кут нахилу канавок, рівний куту підйому витків червяка

        За формулою (65):

   

           Крок витків по осі рівний:

      (66)

            


          Підставивши значення у формулу (
66) отримаємо:

  мм

3.2.2. Вибір конструктивних елементів.

Елементи стружкових канавок фрези:

  •  глибина канавки

           (67)

               де h – повна висота зуба

                    К1 – величина додаткового затилування

                    K – величина затилування

                    r =2 мм  

     Підставивши значення у формулу (67) отримаємо:

  

  •  кут профілю канавки приймаємо = 25

Конструктивні розміри фрези:

  •  Діаметр отвору під оправку d = 32 мм
  •  Діаметр під шпонку d1 = 35 мм
  •  Довжина фрези L = 100 мм
  •  Довжина шпонки l = 48 мм

3.3.Розрахунок вимірювального інструменту

3.3.1.Вибір граничних відхилень і граничних розмірів деталі.

За ГОСТ 25347-82 вибираємо граничні відхилення для валів діаметром 50h6

   es = 0 мм

   ei = – 0,016 мм

Визначаємо граничні розміри та допуск виробу:

   dmax = 50 мм

   dmin = 50 – 0,016 = 49,984 мм

   Td = es – ei    (68)

   Td = 0 – 0,016 = 0,016 мм

3.3.2.За ГОСТ 24853-81 вибираємо граничні відхилення та допуск на виготовлення калібрів:

 Н1 = 4мкм = 0,004 мм

 Y1 = 3 мкм = 0,003 мм

 Z1 = 3,5 мкм = 0,0035 мм

 Нр = 1,5 мкм = 0,0015 мм


3.3.3Виконуємо схему полів допусків:

Рис.10.

Визначаємо граничні та виконавчі розміри калібрів:

Прохідний калібр–скоба.

       (69)

       (70)

Калібр прохідний зношений:

               (71)

   

Виконавчий розмір: ПР=49,9945+0,004 мм

Непрохідний калібр–скоба:

       (72)

   

   (73)

 


4.ОРГАНІЗАЦІЙНА ЧАСТИНА

4.1.Вихідні дані

Таблиця 40

Показники

Одиниці вимірювання

Величина показника

Річний випуск деталі

шт.

2500

Трудомісткість річного приведеного випуску деталі на дільниці

н-год

95000

Назва деталі

Вал-шестерня

Тип деталі

Штамповка

Матеріал заготовки

40Х

Маса деталі

кг

5,7

Маса заготовки деталі

кг

7,01

Технологічний процес обробки та норми часу для обробки деталі.

Таблиця 41

Опер.

Операція

Модель

При багатоверстатному обслуговувані

Трудом-

кість

деталі,

хв.

Розряд                                      робочо-

го

Тмаш.віл.

Тмаш.зай

010

Фрезерно-цент-рувальна

МР-71

1,21

2

015

Токарна з               ЧПК

16К20Ф3

2,83

1,31

4,9

3

020

Токарна з               ЧПК

16К20Ф3

0,54

1,14

2,18

3

025

Свердлувальна

2Н55

1,68

2

030

Зубофрезерувальна

5350

4,08

1,2

5,4

3

055

Шпон очно-фрезерна

692Р

1,89

2

065

Шліцефрезерна

5350

3,8

1,5

6,0

3

075

Шліфуваль-на з ЧПК

3Б151Ф2

2,12

1,1

3,85

4

080

Шліцешліфувальна

3М451

2,2

1,1

4,02

4

085

Зубошліфу-вальна

3М451

3,5

1,1

5,5

4

Всього

36,63

4.2.Розрахунок річного приведеного випуска деталей

     Розрахунок річного приведеного випуска деталей на дільниці, тобто умовна кількість догружаємих деталей, які по конструкційним і технологічним признакам близькі до деталі-представника і відрізняються тільки масою і річною програмою випуску, визначаємо за формулою:

, шт.  (74)

де: Т шт.к.=95000 - трудомісткість річного приведеного випуска деталей ,н.г.

       t шт. к.   - трудомісткість виготовлення детале-представника , хв.

, шт

Приймаємо Nпр= 155611 шт

4.3.Організація багатоверстатного обслуговування

Кількість верстатів, що входять в нормативну зону обслуговування, визначаємо за формулою:

 (75)

де: Тм. віл. - машинно-вільний час на протязі якого робітник вільний від роботи по обслуговуванні верстатів, хв.

        Тз. - час зайнятості робітника на обладнанні, хв.

       Кдз - коефіцієнт допустимої зайнятості ;

Значення "Кдз" для неоднорідних технологічних операцій при номенклатурі що змінюється для виготовляємих деталей приймаємо з попередніх розрахунків.

Визначаємо розрахункову кількість верстатів, що обслуговуються одним робітником:

Операція 015

                     

Приймаємо Но =  2  верстати     


Операція 020

Приймаємо Но = 1 верстати.

Операція 030

Приймаємо Но = 4 верстати.

Операція 065

Приймаємо Но = 4 верстати.

Операція 075

Приймаємо Но = 2 верстати.

Операція 080

Приймаємо Но = 3 верстати.

Операція 085

Приймаємо Но = 4 верстати.

4.4. Розрахунок необхідної кількості обладнання і його завантаження

Розрахункова кількість верстатів, що необхідна для обробки річного приведеного випуску деталей на відповідному обладнанні визначається за формулою:

 шт.  (76)

де Ф - дійсний річний фонд часу роботи обладнання при двохзмінному режимі роботи верстатів, вер.год.

Квн - коефіцієнт, що враховує перевиконання норм виробки.  

Приймаємо:

         Фд = 4144 вер.год. - для універсального обладнання;

         Фд = 4040 вер.год. - для верстатів з ЧПК.

          Приймаємо:

Квн = 1 - для універсального обладнання;

Квн = 1 - для верстатів з ЧПК.

Приймаємо Ср = 26 шт.

Середній коефіцієнт завантаження обладнання визначаємо зі співвідношення:

де:  Срі - сумарна розрахункова кількість всіх моделей верстатів, од. ;

     Спрі - сумарна прийнята кількість всіх моделей верстатів, од.;

Данні розрахунків заносимо в таблицю (42):



4.5.Розрахунок площі дільниці механічного цеху.

Виробнича площа дільниці визначається виходячи з прийнятої кількості верстатів відповідної моделі і граничної площі верстата в плані. Розрахунок виробничої площі дільниці занесено в таблицю 43.

Таблиця 43.

Розрахунок виробничої площі дільниці.

Моделі верстатів

Площа верстата в плані, м2 (довжина * ширину)

Прийнята кількість верстатів, шт.

Площа в плані по нормативу, кв.м.

Одного верстата

Прийнятої кількості верстатів

МР-71

2,51,5

1

20

20

16К20ФЗ

3,01,6

6

30

180

2Н55

2,51,7

1

20

20

5350

2,51,7

8

20

160

692Р

1,11,4

1

15

15

3Б151Ф2

4,952,4

2

45

90

3М451

4,21,8

7

35

245

Всього:

---

26

730

Розмір допоміжної площі приймаємо 20÷25 % від виробничої.

Ширина дільниці В= 24 м., колони розташовуємо через    12   м., розмір колони в плані 500×600 мм. Ширина магістрального проїзду (при умові транспортування деталі за допомогою електрокару) приймаємо рівною   2  м. Довжина дільниці визначається зі співвідношення:

,

де: SЗАГ. – загальна площа дільниці, м2;

     В =  24  – ширина дільниці.,м

Загальна площа дільниці складає:

Тоді довжина прольоту :

L=876/24=36,5 м

Об'єм будівлі розраховуємо виходячи з його зовнішньої площі і висоти. Розмір зовнішньої площі приймаємо на 10 % більше внутрішньої. Для дільниць, шириною  24 м., які мають крани, висоту приймаємо 9,25 м.

Розрахунок площі дільниці і об'єму будівлі зводимо в таблицю 44.

Таблиця 44.

Розрахунок площі дільниці

Найменування площі

Внутрішня площа, м2

Зовнішня

Площа, м2

Об'єм будівлі м3

Виробнича

730

Допоміжна

146

Загальна

876

963,6

8913,3

4.6. Організація транспортування деталей на дільниці

Для транспортування деталей на дільниці приймаємо електричну кран-балку з управлінням з підлоги вантажопід'ємністю Q=3,2 т. Потрібну кількість кранів визначаємо за формулою:

, шт.  (76)

де: m = 10 – кількість транспортних операцій на одну деталь, шт.;

      L = 36,7– довжина дільниці, м.;

      V = 50 м/хв – середня швидкість переміщення кран-балки;

      tП, tР = 2 хв – час завантаження і розвантаження кран-балки;

      Р = 50 – кількість виробів, в транспортній партії, шт.;

      ФД = 4144  – дійсний річний фонд часу роботи кран-балки, год.

Приймаємо одну кран-балку.

Розрахунок потрібної кількості кран-балок зводимо в таблицю 45.

Таблиця 45

Звідна відомість потрібної кількості транспортних засобів на дільниці

Найменування транспортних засобів

Прийнята кількість

Встановлена потужність двигуна, кВт

Балансова вартість, грн.

Кран-балка

1

3,2

3800

Аналіз використання обладнання.

         На дільниці по випуску деталі “Вал-шестерня” встановлено 24 одиниць обладнання , з них 8 верстатiв з ЧПК якi мають завантаження Кзо = 0,9 ,а iншi верстати в межах норми Кзо = 0,80 - 0,95 :

  •  фрезерувальнi Кзо = 0,87;
  •  шліфувальні Кзо = 0,87;
  •  шпоночно-фрезерні Кзо= 0,87;
  •  свердлувальні Кзо = 0,85 ;

 

 Використання верстатiв ЧПК дозволяє скоротити трудомісткість операцiй,виготовлювати якiсну продукцiю, пiдвищувати культуру виробництва. За рахунок багатоверстатного обслуговування скоротиться чисельнiсть працiвникiв i зменшиться фонд оплати працi.

         

 4.7.Розрахунок чисельності виробничих працівників дільниці.

В механічному цеху до робітників відносяться верстатники, які займаються випуском основної продукції.

Розрахунок чисельності робітників-верстатників визначаємо по кожній професії (спеціальності) за формулою:

         (77)

де: Тшт.к.i. – трудоємкість приведеного випуску деталей на дільниці за відповідною      професією (спеціальністю), н.г.;

    Феф – ефективний річний фонд часу роботи одного робітника, год.;

     Кв.н. – коефіцієнт, який враховує перевиконання норм  виробітку;

 Кб.в.о.– коефіцієнт, який враховує багатоверстатне обслуговування.

При обслуговуванні:

      одного верстата      Км.н.  = 1,0;

      двох верстатів         Км.н.  = 2,0;

  трьох верстатів        Км.н.  = 3,0;

Середній тарифно-кваліфікаційний розряд верстатників визначаємо із співвідношення:

        (78)     

де: RТ – тарифний розряд і-тої групи робітників, чол.;

    Рпр.і. – чисельність робітників, які мають і-тий розряд, чол.;

    Rпр.і.сум. – загальна чисельність робітників, за  групою яких визначається середній   розряд, чол.


Розрахунок чисельності виробничих робітників за професіями і розподілення за розрядами зведено в таблиці 46.

                                                                                  Таблиця 46

Найменування професії.

Трудом

річного привед.

випуску деталей.

Річн. еф. фонд часу

1-го роб

Коеф. виконнорм вироб

Коеф. багато-верстат-ного обслуго-вування.

Розрах. кіл-сть робіт-ників.

Σ

Розряди

Сер.роз-

ряд

1

2

3

4

5

6

Фрезерувальник

3635,1

2002

1,02

1

1,8

2

2

2

Оператор ЧПК

14544

2002

1,0

2

3,6

4

4

3

Оператор ЧПК

7272

2002

1,0

1

3,6

4

4

3

Свердлувальник

3592,9

2002

1,02

1

1,8

2

2

3

Фрезерувальник

14709,5

2002

1,02

4

1,8

2

2