Download doc - Курс.р.Проектирование технологического процесса детали Шестерня

Содержание

1. Описание объекта производства.............................................................................

2. Назначение и условия работы детали в узле.......................................................

3. Анализ технологичности конструкции детали....................................................

4. Определение типа и организационной формы производства...........................

5. Анализ базового варианта технологического процесса.....................................

6. Выбор и обоснование оптимального метода получения заготовки.................

7. Усовершенствованный технологический процесс механической

обработки.........................................................................................................................

7.1 Выбор технологических баз и оценка погрешности базирования....................7.2 Обоснование выбора технологического оборудования.....................................7.3 Выбор оптимального варианта технологического процесса по критерию минимальной себестоимости......................................................................................7.4 Расчет припуска на механическую обработку....................................................7.5 Расчет режимов резания........................................................................................7.6 Расчет нормы времени на обработку для изменяемой операции.....................7.7 Определение необходимого количества оборудования, его загрузка...............

8. Основные технико-экономические показатели технологического

процесса...........................................................................................................................

Заключение.....................................................................................................................

Список использованных источников........................................................................

Приложения..................................................................................................................

1. Описание объекта производства

Шестерня распредвала 240-1006214-А входит в узел распределительного

механизма дизеля Д-240, установленный на трактор МТЗ -80А. Изображение

дизеля Д-240 показано на рисунке 1.1. Дизель- это двигатель с внутренним

смесеобразованием и воспламенение от сжатия. В дизелях смесь образуется в

процессе впрыскивания топлива в цилиндр, а затем самовоспламеняется под

воздействием высокой температуры. Дизель имеет кривошипно-шатунный мех-

м, механизм газораспределения, системы охлаждения и питания и смазочную

систему.

Механизм газораспределения служит для впуска в цилиндры воздуха и

выпуска отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса в

каждом цилиндре двигателя.

Участок механизма газораспределения без клапанных механизмов

газораспределения показан на рис. 2.1. Основной деталью механизма является

распределительный вал 9. Вдоль распредвала 9 находятся кулачки. В двигателе

кулачки соприкасаются с толкателями. Когда двигатель работает, распредвал

вращается и вращает кулачки, которые то поднимают, то опускают толкатели,

связанные с клапанами, перекрывающими вход и выход воздуху и газам к

цилиндрам. Обычно двигатель имеет 1 впускной и 1 выпускной клапан.

Вращение на распредвал передается от коленчатого вала с помощью шестерен.

На распредвале вращение воспринимает шестерня 3.

Рис.1.1- Дизель Д-240

1- топливный насос; 2- подкачивающий насос; 3- компрессор; 4- вентилятор;

5- форсунка; 6- впускной коллектор; 7- бачок; 8, 10- фильтр; 9-

воздухоочиститель; 11- стартер.

2. Назначение и условия работы детали в узле.

Заданная деталь «Шестерня распредвала 240-1006214-А» входит в узел

распределительного механизма двигателя трактора, см. рис 2.1.

Рис 2.1- Распределительный механизм.

На рисунке данная шестерня вынесена позицией 3. Шестерня находится на

крайней ступени распредвала 9. Посадка шестерни осуществлена по

центральному отверстию с упором в бурт распредвала. От проворота на валу

шестерня фиксируется сегментной шпонкой 8. Фиксация в осевом направлении

производится шайбой 2, в торец ступицы шестерни, путем заворачивания винта 1

в отверстие распредвала 9. Роль шестерни в узле и в двигателе большая,

поскольку именно через нее передается вращение на распредвал от коленчатого

вала. Т.к. от распредвала зависит порядок впуска в цилиндры горючей смеси или

воздуха и выпуска отработанных газов, тем самым от шестерни зависит работа

всего двигателя. Некоторые поверхности шестерни испытывают нагрузки, а

именно:

- стенка шпоночного паза работает на смятие;

- зубья венца работают на изгиб, поверхности зубьев испытывают трение и

работают на износ.

Длительная работоспособность шестерни зависит от правильного выбора

материала детали.

Материал детали- Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Хим. состав и механические свойства стали приведем в таблицах 2.1. и 2.2.

Таблица 2.1 – Химические состав Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Марка

стали

Массовая доля элементов, %

С Si Mn Сr Ni S не более Р не более Ti

25ХГТ0,22-

0,29

0,17-

0,380,8-1,1 1,1-1,3

0,25-

0,40,04 0,04

0,06-

0,15

Таблица 2.2 – Механические свойства Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Термообработка

Механические свойства, не менее

Gт,

МПа

Gв,

МПа

δ,

%

Ψ,

%

Твердость,

HRC

1.Закалка в масле(после цементации)

при 940-960 °С.

2.Закалка в масле при 840-860 °С.

3.Отпуск при 190-210 °С в воде.

1100 1500 9 45 56-62

по [8,с.338]

Данный материал рекомендуется для изготовления шестерен, полуосей и

коробок передач грузовых автомобилей, сателлитов, червячных валов, муфт и

др. деталей. [8,с.306]

Считаем, что материал детали выбираем правильно.

3. Анализ технологичности конструкции детали.

Заданная шестерня распредвала представляет собой одну из конструкций

зубчатого колеса. Деталь небольшая, ее габариты Ø 119,3*26, масса 0,792 кг. Это

позволяет вести обработку на небольших и значит более дешевых станках.

Шестерня проходит термообработку, что имеет большое значение в

отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В

этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу,

расположена неудачно, т.к. при термообработке возникнут односторонние

искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах, и вызовет сжатие ступицы с

левого торца. Т.о., отверстие приобретет коническую форму, что скажется на

характере искажения зубчатого венца. Перемычку между венцом и ступицей

следовало бы сместить, или наклонить, однако в данном случае это, по-

видимому, не возможно, т.к. на шестерни имеется обработка внутренней

поверхности венца до самой перемычки.

Круглая форма детали говорит о ее технологичности при получении

заготовки, обработке, контроле. За исключением зубьев, обработку можно вести

на очень распространенных станках токарной и шлифовальной групп.

В тоже время с точки зрения механической обработки ЗК не технологичны,

т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производится в основном

малопроизводительными методами.

Конструкция шестерни, несмотря на ступенчатую форму, позволяет вести

обработку зубьев одновременно на нескольких деталях, посаженных на оправку

и с использованием промежуточных деталей. При обработке нескольких деталей

сокращаются потери времени, связанные с врезанием фрез.

Большинство элементов шестерни технологичны, и позволяют вести

обработку стандартным покупным инструментом.

Нетехнологичен шпоночный паз. Для его получения потребуется

малопроизводительный долбежный или протяжной станок, или дорогостоящие

протяжки. Технологичны фаски с центральным отверстием. Они не позволяют

при протягивании отверстия или шпоночного паза образовываться заусенцам на

торцах ступицы.

Самый точный и ответственный элемент детали - центральное отверстие

Ø32 Н7 с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Такая же шероховатость на зубьях,

поэтому их необходимо шлифовать или шевинговать. Точно выполнен торец Б

ступицы, при шероховатости Ra 1,6 мкм он связан допуском торцового биения

0,05 мм с центр. отверстием. Остальные поверхности выполнены менее точно, их

шероховатость более грубая.

Деталь имеет хорошие базы, при обработке - отверстие Ø32 Н7 и точный

торец. Эти же поверхности являются базами и при контроле.

На детали правильная простановка размеров и тех.требований.

Учитывая вышесказанное, деталь заслуживает качественной оценки

технологичности конструкции детали- хорошо.

Количественная оценка детали [4,с.33]

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов.Ку.э. = Q у.э. / Q э

Q у.э – число унифицированных конструктивных элементовQ э – число неунифицированных конструктивных элементов

Всего деталь содержит 12 конструктивных элементов: фасок-4; отверстий -

3; шпоночный паз-1; зубчатых поверхностей -1, конусная поверхность-1;

поднутренний-2(из них 10 унифицированные). Оригинальным элементом

являются поднутреннии.

Ку.э. = 10 / 12 = 0,83

Показатель высокий – технологична.

2. Коэффициент применяемости стандартных обрабатываемых поверхностей Кп.ст. = D о.с. / D м.о.

D о.с. – число поверхностей обрабатываемых стандартным инструментомD м.о. – общее число поверхностей подвергаемых механической обработкеСчитаем, что спец.инсрументом обрабатывается зубчатый венец и паз.

Кп.ст. = 8 / 10 = 0,8Показатель высокий – технологична.

3. Коэффициент обработки поверхностей:Кп.о. = 1 - D м.о. / Q э Кп.о. = 1 –10/12= 0,17

Не подлежат обработке 2 поднутреннии, показатель низкий- не технологична.

4. Коэффициент использования материалаКи.м. = q / Q

q – масса деталиQ – масса заготовки

Ки.м. = 0,792 / 1,5 = 0,53Показатель низкий- не технологична.

5. Масса деталиq = 0,792 кг

6.Максимальное значение квалитета обработкиH7(Ø32 Н7)

7. Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей

Ra 1,25 мкм

По двум последним параметрам деталь считаем не технологичной, т.к. для

обработки и достижения указанных параметров требуется точное шлифовальное

оборудование.

4. Определение типа и организационной формы

производства.

Таблица 4.1- Данные для определения типа производства.

Номеропер.

Наименование операцииTшт-к,мин.

mp, шт Р ЗС Qi

005 Токарная 1,482 0,15 1 0,15 5010 Токарная 1,459 0,15 1 0,15 5015 Вертикально-протяжная 0,36 0,04 1 0,04 20020 Токарная многорезцовая 1,176 0,12 1 0,12 7025 Зубофрезерная 4,791 0,5 1 0,5 2030 Зубофасочная 1,722 0,19 1 0,19 4035 Зубошевинговальная 4,51 0,48 1 0,48 2040 Вертикально-протяжная 0,655 0,07 1 0,07 11045 Вертикально-сверлильная 0,872 0,09 1 0,09 9050 Вертикально-сверлильная 1,21 0,12 1 0,12 7065 Хонинговальная 1,714 0,19 1 0,19 4070 Торцекруглошлифовальная 1,85 0,2 1 0,2 4075 Плоскошлифовальная 1,62 0,18 1 0,18 4

Итого: 23,421 13 84

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций

Кз.о согласно ГОСТ 3.1108-74 [2, с.19]:

,

где Qi — сумма догрузочных операций, шт.;

Pi — суммарное число рабочих мест на участке, шт.

Число рабочих мест условно можно принять по числу станков на участке.

Количество станков, необходимое для выполнения данной операции определим

по формуле 2, с.20:

где Тшт — штучное время на операцию, мин;

N — годовая программа выпуска, шт; N=20 000 шт;

FЭ — эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

FЭ=4029ч;

З.Б - базовый коэффициент загрузки станка для данного типа

производств; З.Б=0,8.

Число догрузочных операций определяем по формуле [2, с.21]:

где З.С — коэффициент загрузки станка.

Коэффициент загрузки станка рассчитывается по формуле [2, с.20]:

где P — принятое количество станков, шт.

Расчет проведем для операции 005, остальные значения получаем

аналогично и сводим в таблицу 6.

Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя полученное

значение до целого числа.

Коэффициент загрузки станка з.c.

з.c=

Число основных операций

Коэффициент закрепления операций равен:

Производство крупносерийное, так как 16,4610.

Решение о целесообразности организации поточного производства

принимаем на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и

расчетной производительности поточной линии при двухсменном режиме

работы и загрузке не ниже 60%.

Заданный суточный выпуск изделий:

шт./в день

где N — годовая программа выпуска, шт.;

N=20 000 штук;

254 — количество рабочих дней в году.

NC=20 000/254=79 шт./в день;

Суточная производительность поточной линии 2, с. 22]:

где FС - суточный фонд времени работы оборудования, FС=952мин [2, с.

22];

ТСР — средняя трудоемкость основных операций;

З — коэффициент загрузки оборудования.

QС=(9520,8)/ 1,8=423 шт

Средняя трудоемкость основных операций [2, с. 22]:

где Тштi — штучное время i-й основной операции, мин;

n — количество основных операций, шт.

ТCР=23,421/13=1,8 мин;

Так как заданный суточный выпуск изделий меньше суточной

производительности поточной линии, то применение поточной линии

нецелесообразно.

Применим групповую форму организации производства, при которой

запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью.

Отдельно рассчитываем допустимые параметры партии [5, с.55]:

где n1 — отражает производительность и уровень специализации рабочих

мест на участке;

FЭМ — эффективный месячный фонд времени участка, мин;

FЭМ=10560мин [ , с.55]

nО — число операций механической обработки по технологическому

процессу, шт.;

kВ — средний коэффициент выполнения норм по участку, kв=1,3 [5,

с.55

Тi — суммарная трудоемкость технологического процесса, мин;

Ti — средняя трудоемкость одной операции, мин;

Второй показатель:

, [5, с.55]

где n2 — учитывает и ограничивает объем незавершенного производства и

связывает оборотные средства;

kмо — коэффициент, учитывающий затраты межоперационного времени,

kмо=1,5 [5, с.56]

nmax=n1=1193

nmin=n2=391

Определим расчетную периодичность повторения партий деталей [5, с. 56]:

где Nм — месячная программа выпуска деталей;

Nм=Nг/24=20000/24=833 деталей.

Ip=22391/833= 10,1 дней

Сравним с допустимым нормативным значением Iн и принимаем к расчету

ближайшее значение Iн= 10 дней 5, с.56.

Рассчитаем размер партий согласно условию:

n=10833/22=378,6 деталей. Принимаем n=379 детали.

Проверяем условие: nminnnmax

3623791193

Условие выполняется. Размер партии определен верно.

5. Анализ базового варианта технологического процесса.

Техпроцесс изготовления детали «Шестерня распредвала 240-1006214-А» на

Минском заводе шестерен покажем в таблице 5.1

Таблица 5.1- Техпроцесс изготовления детали

№п/п

Номеропер.

Наименование операции

Оборудование

1 0050 Заготовительная2 0100 Транспортная3 0200 Токарная 6-шпин. ток1265ПМ-64 0300 Токарная 6-шпин. ток1265ПМ-65 1010 Вертикально-протяжная 7Б66Н816 1020 Токарная-многорезцовая 1А7307 5500 Слесарная Слесарный стол8 6000 Контрольная Стол ОТК9 6520 Зубофрезерная ВС-512-110710 7010 Вертикально-сверлильная 2Н12511 7100 Зубофасочная 5Б52512 7500 Моечная Моечная машина13 8020 Зубошевинговальная 5702В14 9000 Моечная Моечная машина15 9530 Вертикально-протяжная ТК-616 10000 Вертикально-сверлильная 2Н13517 10500 Вертикально-сверлильная 2Н12518 11000 Моечная Моечная машина19 12000 Прессовая Пресс КД 232020 12500 Контрольная Стол ОТК21 13100 Транспортная22 13500 Термическая23 13600 Транспортная24 14500 Хонинговальная 3821-225 15010 Торцекруглошлифовальная 3Т16126 15030 Плоскошлифовальная ЛШ22627 16300 Слесарная Слесарный стол28 16400 Моечная Моечная машина29 16500 Контрольная Стол ОТК30 16600 Транспортная31 30500 Консервация

Принятую в данном варианте технологического процесса общую

последовательность обработки логически следует считать целесообразной, т.к.

при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств

обрабатываемой детали.

Для анализа применяемого для обработки оборудования составим табл. 5.2.

Таблица 5.2-Технологические возможности применяемого оборудования

Номероперации.

Модель станка

Размер с полем допуска, мм Квалитет обраб.

Пар-рышерох-тиRa, мкмd L h

0200,0300 1265-ПМ-6 200 200 d=60 10 3,2 1010 7Б66Н81 Q=20т 1250 - 8 3,2 1020 1А730 320 500 - 10 3,2 6520 ВС512-1107 250 - 50 10 3,2

7100 5Б252 500 m=1,5-10 - 12 6,38020 5702В 320 m=6 - 10 3,29530 ТК-6 Q=5т 1250 - 8 3,210000 2Н135 35 - 0-750 12 6,310500 2Н125 25 - 5-700 12 6,314500 3821-2 50 - 50-550 7 1,615010 3Т161 280 700 - 7 1,615030 ЛШ226 l=1000 l=320 400 8 1.6

Анализ приведенных в табл. 5.2 сведений показывает, что станки,

используемые на операциях, по габаритным размерам обрабатываемой

заготовки, достигаемой точности и шероховатости соответствуют требуемым

условиям обработки заданной детали. Несколько завышен по габаритам станок

3Т161, позволяющий обрабатывать детали диаметром до 280 мм.

Для оценки установочно-зажимных приспособлений, режущего и

вспомогательного инструмента, средств тех.контроля, составим табл.5.3.

Таблица 5.3- Установочно-зажимные приспособления.

Номер Приспособление

опер. Наименование Вид Привод Кол-во на станке.

Время на уст.,снятие

заг.,мин.00200 Патрон 3-кулачковый УНО Гидро 6 0,100300 Патрон цанговый Спец. Гидро 6 0,1101010 Планшайба опорная Спец. - 1 0,07501020 Оправка разжимная Спец. Пневмо 1 0,1106520 Приспос. Для фрезеров. Спец. Гидро 1 0,05307100 Приспос.специальное Спец. Гидро 1 0,108020 Оправка,

центр передний, центр задний

Спец.Станд.Станд.

Пневмо -Пневмо

111

0,18

09530 Приспос. специальноеПланшайба переходная

Спец.Спец.

Механ.-

11

0,075

10000 Приспос. специальное Спец. Механ. 1 0,07510500 Приспос. специальное Спец. Механ. 1 0,1514500 Приспос. специальное Спец. Механ. 1 0,1115010 Оправка цанговая,

центр передний, центр задний

Спец.Станд.Станд.

Пневмо -Пневмо

111

0,08

На операции 00200 применены самоцентрирующиеся 3-кулачковые патроны с

гидроприводом. На операции 00300 применены цанговые патроны с

гидроприводом. Оба вида приспособлений являются быстродействующими. На

операции 01010 деталь устанавливается на планшайбу без закрепления.

Закрепление не нужно по причине, что деталь центрируется и прижимается при

протягивании. На сл. 3-х операциях быстродействие приспособлений

обеспечивается использованием пневмо- и гидроприводов. На операции 08020

применяются жесткие упорные центры, зажимающие оправку с деталью.

Установка и зажим осуществляется вручную. Вспомогательное время на этой

операции можно снизить, если пользоваться двумя комплектами оправок и

хомутиков. Эти же рассуждения касаются и операции 15010.

В техпроцессе применено много специальных приспособлений, что

удорожает производство и увеличивает время технологической подготовки

производства.

Таблица 5.4 – Режущий инструмент.№ Наименование Вид Матер. Стойк. Метод

опер. инструментаØ, мм.

инстр. реж.части (факт), мин.

СОЖ настройки на р-р

00200 Зенкер 28Резец подрезнойЗенкер 30Резец расточнойРезец расточнойРезец фасочный

Станд.Станд.Станд.Спец.Станд.Станд.

Р6М5Т15К6Р6М5Т15К6Т15К6Т15К6

504050404040

Эмульс. -по промерам-по промерампо промерампо промерам

00300 Резец подрезнойРезец проходнойРезец фасочный пр.Резец фасочный лев.

Станд.Станд.Станд.Станд.

Т15К6Т15К6Т15К6Т15К6

40404040

Эмульс. по промерампо промерампо промерампо промерам

01010 Протяжка Спец. Р6М5 180 Спец. -01020 Резец фасочный

Резец подрезнойРезец проходной

Станд.Станд.Станд.

Т15К6Т15К6Т15К6

404040

Эмульс. по промерампо промерампо промерам

06520 Фреза червячная Спец. Р6М5 210 Сульфофр. по промерам07100 Круг отрезной Станд. 24А 20 - по промерам08020 Шевер Станд. Р6М5 180 Сульфофр. -09530 Протяжка шпон. Спец. Р6М5 240 Спец. по промерам10000 Сверло 20 Станд. Р6М5 30 Эмульс. -10500 Зенковка Станд. Р6М5 30 Эмульс. по промерам14500 Хон Спец. 12А 50 Эмульс. по промерам15010 Круг шлифовальный Станд. 25А 20 Эмульс. по промерам15030 Круг шлифовальный Станд. 24А 20 Эмульс. по промерам

Как видно из таблицы 5.4, в техпроцессе применяют в основном стандартный

покупной режущий инструмент. Отметим, что на токарных операциях

применены резцы с напайными пластинами из твердого сплава. Вместе с тем

применен и спец.инструмент: протяжки, червячная фреза, хон, шевер. Обработка

ведется с применение СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями

резания и сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента.

В рассматриваемом техпроцессе применена в основном специализированная

оснастка, что немного удорожает производство. Оправки для фрез и переходные

втулки для сверл и зенковок применены стандартные.

Согласно табл.5.5, в техпроцессе применены спец.измерительные средства,

что характерно для крупносерийного и массового производства. Оснащенность

измерительными средствами операций хорошая, спец.меритель предложен даже

для промежуточных переходов.

Таблица 5.5 – Вспомогательные инструменты

№опер.

Наименованиеинструмента

Вид инстр.

Установка реж.инстр. во вспомогательный

Способ крепления Время смены, мин.

00200 КронштейнВтулка переходнаяСтойка для резцаОправка для резца

Спец.Спец.Спец.Спец.

--Винтами по плоскостиВинтами по плоскости

2,5

00300 Стойка для резцаОправкаСтойка для 2-резцов

Спец.Спец.Спец.

Винтами по плоскостиВинтами по плоскостиВинтами по плоскости

2,5

5,001010 Патрон для протяжки

Патрон вспомогат.Спец.Спец.

ЗамкомЗамком

3,5

01020 Резцедержатель Спец. Винтами по плоскости 2,506520 Оправка Станд. По цил.отверстию 2,807100 Оправка Станд. По цил.отверстию 2,808020 Оправка Станд. По цил.отверстию 2,809530 Патрон для протяжки

Переходник патронуСпец.Спец.

Замком-

3,5

10000 Втулка переходная Станд. По конусн.отверстию 0,5514500 Колодка Спец. - 1,5

Таблица 5.6 – Средства тех контроля.

№опер

НаименованиеИнструмента(прибора)и эталона

Вид инстр.

Точность измерения, мм.

Допуск на измер.р-р, мм.

1 2 3 4 500200 Пробка Ø28+0,84

Скоба 28,2-0,52

Пробка Ø30+0,52

Пробка Ø103,5±0,4Шаблон 8+1,5 10°Скоба 22,4-0,52

Пробка Ø30,8+0,2

Шаблон 1,6+0,6 *45°

Скоба 27,5-0,52

Спец.Спец.Спец.Спец.Спец.Спец.Спец.Спец.Спец.

0,840,520,520,81,50,520,20,60,52

0,840,520,520,81,50,520,20,60,52

00300 Скоба Ø122-0,74

Скоба 26-0,28

Скоба Ø120,5-0,53

Скоба 27-0,35

Шаблон 1,6+0,6 *45°Скоба 26,5-0,28

Спец.Спец.Спец.Спец.

Спец.Спец.

0,740,280,530,35

0,60,28

0,740,280,530,35

0,60,28

Шаблон 0,8±0,2Скоба 19,5-0,28

Индикатор ИЧ 10

Спец.Спец.Станд..

0,40,280,01

0,40,280,1

01010 Нутромер 18-50Пробка Ø31,9+0,027

Кольцо Ø32

Спец.Спец.Спец

0,010,010,01

0,0270,0270,027

01020 Скоба 18,5-0,33

Шаблон 1,2+0,32

ШтативИндикатор ИЧ 10

Спец.СпецСтанд.Станд.

0,330,32-0,01

0,330,32-0,05

06520 Скоба шаговаяИндикатор ИЧ 10

Спец.Станд.

0,010,01

0,0640,05

08020 Прибор МЦ-400БИзмерительное зуб.колесоИндикатор ИЧ 10

Станд.Спец.Станд.

0,01-0,01

0,05-0,05

09530 Калибр 6(+0,03)Калибр 34,8+0,27

Калибр 137°22′±15′


0,040,2730′

0,040,2730′

10000 Штангенциркуль Калибр д/контр. расположения

Станд.Спец.

0,10,35

0,520,35

14500 Нутромер 18-50Кольцо Ø32Пробка Ø32+0,025


0,002-0,025

0,025-0,025

15030 Скоба 26-0,33

Микрометр МК 25-50Спец.Станд.

0,330,01

0,330,33

Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операций

измерительными средствами не требуется.

Действующий техпроцесс можно усовершенствовать:

1. Операции 0200, 0300. Токарная – использовать резцы, оснащенные сменными

многогранными пластинами из твердого сплава.

2. Операция 15010. Торцекруглошлифовальная – вместо станка 3Т161

применить станок 3Б153Т(так как он меньше по габаритам).

3. Операции 10000, 10500. Вертикально-сверлильная – объединить. На станке

2Н135 произвести сверление 2х отверстий и снятие фасок с помощью

имеющейся 2х шпиндельной насадки (так как серийное производство).

4. Операция 15030. Плоско-шлифовальный станок модели ЛШ226 заменить на

токарно-винторезный модели 1Б616 (производится точение торца ступицы

резцом, оснащенным сверх твердым материалом – Композит 01)

6. Выбор и обоснование оптимального метода получения заготовки.

В качестве заготовки для детали «Шестерня распредвала 240-1006214-А»

применяется поковка. При выборе заготовки сравним 2 метода получения.

Рассмотрим вариант получения поковки, которая штампуется на кривошипном

горячештамповочном прессе (КГШП).

Достоинство данного метода:

- повышенная точность

- высокий Ки.м.

- улучшенные условия труда рабочих

- высокий КПД

- снижение себестоимости продукции

Недостатки:

- высокая стоимость

Рассчитаем поковку по [ 6 ].

1. Исходные данные по детали:

1.1 Материал- Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71

1.2 Масса детали Мд= 0,79 кг

2. Исходные данные для расчета:

2.1 Масса поковки(расчетная)

Мп.р.= Мд*Кр

Где Кр= 1,5-1,8 для круглых шестерен. [ 6, прил.3, табл. 20].

Принимаем Кр=1,65

Мп.р.=0,79*1,65=1,3 кг

2.2 Класс точности -Т4. [ 6 , прил.1].

2.3 Группа стали - М2.

2.4 Для определения степени сложности находим массу геометрической

фигуры.

Массу цилиндра Gф находим по [3]

Диаметр 119,3*1,05=125 мм

Длина 26*1,05=27,3 мм

Gф=2,63 кг

Gп/ Gф=1,3/2,63=0,49 – степень сложности С2. [6, с.30]

2.5 Исходный индекс -11 [6, табл.2]

2.6 Конфигурация поверхности разъема штампа П(плоская) [6, табл.1]

3. Припуски и кузнечные напуски

3.1 Основные припуски на размеры(см. табл.3):

1,4 - Ø119,3 - Ra 12,5 мкм

1,5 - Ø34,8 - Ra 6,3 мкм

1,2 - толщина 18,5 - Ra 12,5 мкм

1,3 - толщина 26 - Ra 12,5 мкм

1,6 - толщина 26 - Ra 2,5 мкм

3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:

- отклонение от плоскостности – 0,4 мм( табл.5)

- смещение по поверхности разъема штампа – 0,2 мм(табл.4)

3.3 Штамповочные уклоны:

- на наружных пов-х – 7 град.

- на внутренних пов-х – 10 град.

4 Размеры поковки и их допускаемые отклонения.

4.1 Размеры поковки, мм.:

Ø119,3+(1,4+0,2)*2=122,5 принимаем 122,5

Ø34,8-(1,5+0,2)*2=31,4 принимаем 31

18,5+(1,2+0,4)*2=21,7 принимаем 22

26+(1,6+0,4)+(1,3+0,4)=29,7 принимаем 30

4.2 Допускаемые отклонения размеров, мм(табл.8):

Ø122,5; Ø31; 22; 30;

4.3 неуказанные предельные отклонения размеров по п.5.5(1,5 допуска с

равными отклонениями).

4.4 Радиусы закругления наружных углов(табл.7) 2,0 мм.

4.5 Допускаемая величина остаточного облоя – 0,7 мм.( по п5.8)

4.6 Допускаемое отклонение от плоскостности – 0,8 мм

4.7 Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа – 0,5 мм(табл.9)

4.8 Допускаемая величина высоты заусенца – 3 мм

4.9 Допускаемое отклонение от концентричности пробитого в кокове

отверстия – 1 мм.

Рассчитаем ориентировочную массу поковки, используя таблицы,

приведенные в [3].

Мз=М1+М2-М3-М4-М5;

Где: М1= 2,04 кг- масса участка Ø122,5*22мм

М2=0,11 кг - масса участка Ø47*(30-22)мм

М3=0,62 кг - масса участка Ø100/ Ø47*12мм

М4=0,23 кг - масса участка Ø99/ Ø47*5мм

М5=0,62 кг - масса участка Ø28*30мм

Мз=2,04+0,11-0,62-0,23-0,15=1,15 кг

Коэффициент использования материала:

Ки.м.=Мд/Мз=0,79/1,15=0,69

Рассчитаем стоимость поковки:

Sзаг = ( Si/1000 ∙ Q ∙ Кт∙Кс∙Кв∙Км∙Кп) – (Q-q) ∙ Sотх/1000Si=1305500 руб.– базовая стоимость 1т заготовки, [4, с.74]

Q – масса заготовки ,кг q – масса готовой детали ,кг

Sотх=87500 руб – стоимость 1т стружки [4, табл.4.6]Кт, Кс, Кв, Км, Кп – коэффициенты зависящие от класса точности и группы сложности, массы, марки материала и объёма производства.

Кт = 1 ; Кс = 0,88 ; Кв = 1,29 ; Км = 1,21 ; Кп = 1 ;

Sзаг = (1305500/1000∙1,15∙1,0∙0,88∙1,29∙1,21∙1)-(1,15-0,79)∙ 87500/1000 = 2031 руб.

Теперь рассмотрим 2й вариант заготовки. Для данной формы детали

заготовкой может быть круглый горячекатаный прокат.

Достоинство данного метода:

- простота

- дешевизна

- однородность структуры материала.

Недостатком является низкий Ки.м.

В качестве заготовки принимаем прокат обычной точности Ø125*30 мм.

Рис.6.1 – Эскиз заготовки из проката.

Масса проката Ø125*30 мм.

Мз=2,89 км [3]

Ки.м.=Мд/Мз=0,79/2,89=0,27

Стоимость заготовки из проката. Sзаг. = Sм +Σ Со.з.

где, Sм – затраты на материал заготовкиСо.з. – технологическая себестоимость заг операций.

Со.з. = Сп.з. ∙ Tшт / 60∙100где, Сп.з. =4235руб – затраты на заготовительные операции [4, с.64]Tшт-к – время выполнения заготовительной операции

Tшт-к=φ∙ТоГде То – основное времяТо=0,19∙Д²∙10-3 =2,97 минφ – коэф. серийностиTшт-к=1,84∙2,97=5,46 мин. Со.з. = 4235 ∙ 4/ 60 ∙ 100 = 4 руб.Sм = Q ∙ Si – (Q-q)∙( Sотх / 1000) [4, с.64]где, Q – масса заготовки ,кг

q – масса готовой детали ,кг Si =1027 руб.– стоимость 1кг материала заготовки ,руб за 1т.Sотх =87500 руб.– стоимость 1т отходов , за 1т.

Sм = 2,89×1029-(2,89-0,7) ×(87500/1000)=2790 руб.Sзаг. = 2790+4=2794 руб.

Таблица 6.1 – данные расчетов.

Показатели КГКП Прокат

Класс точностиГруппа сталиСтепень сложностиИсходный индексМасса заготовки, кг.Стоимость 1 т заготовок, руб.Стоимость 1т стружки, руб.

Т4М2С2111,151 305 500 87 500

Н---2,891 029 000 87 500

Себестоимость, руб. 2 031 2 790

Дешевле оказался 1й вариант. Принимаем поковку, полученную штамповкой

на КГШП.

7. Усовершенствованный технологический процесс механической обработки.

Таблица 7.1 – Скорректированный маршрут обработки

№ Опер.

Название операции Оборуд. Примечание

005 Токарная 1265ПМ-6 Обработка с одной стороны

010 Токарная 1265ПМ-6 Обработка с другой стороны

015 Вертикально-протяжная 7Б66Н81 Протягивание центрального отверстия

020 Токарная 1А730 Окончательная обработка венца

025 Зубофрезерная ВС-512-1107 Нарезание зубьев030 Зубофасочная 5Б525 Снятие фасок035 Зубошевинговальная 5702В Шевингование зубьев040 Вертикально-протяжная ТК-6 Протягивание

шпоночного паза045 Вертикально-сверлильная 2Н135 Сверление 2х отв. Снятие

фосок с 2х сторон050055060

МоечнаяКонтрольнаяТермическая

065 Хонинговальная 3821 Шлифование зубьев070 Торцекруглошлифовальная 3Б153Т Шлифование торца

ступицы075 Токарно-винторезная

(предлагаемая операция)1Б616 Подрезание 2го торца

ступицы резцом, оснащенным пластиной из сверх твердого материала (Композит 01)

Усовершенствование базового варианта технологического процесса:

1) Торцекруглошлифовальный станок 3Т161 заменим на станок 3Б153Т (так

как он меньше по габаритам).

2) Плоскошлифовальную операцию (шлифование 2 торца ступицы) заменим

на токарно-винторезную операцию. Станок модели 1Б616 (точение торца резцом

из сверхтвердого материала). Правомерность такой замены проверим расчетом

по минимуму приведенных затрат (пункт 7.3).

7.1 Выбор технологических баз и оценка погрешности базирования

Операция 005 – Токарная: производится предварительная токарная обработка.

Заготовку закрепляем в 3х кулачковом самоцентрирующемся патроне.

Базы: необработанные наружная поверхность венца и торец со стороны

меньшего выступа ступицы. Для данной схемы погрешность базирования равна

нулю – совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 010 – Токарная: производится предварительная токарная обработка

со2й стороны. Заготовку закрепляем в 3х кулачковом самоцентрирующемся

патроне.

Базы: обработанные центральное отверстие и торец ступицы. Оправка

разжимная, погрешности баз всех размеров равны нулю – совпадение

установочной и измерительной баз.

Операция 015 – Вертикально-протяжная: протягивание центрального

отверстия. Заготовка устанавливается по протягиваемому отверстию.

Базы: ось детали и торец ступицы, погрешность базирования равна нулю –

совпадение установочной и измерительной баз.

Операции 020 – Токарная: точение венца с 2х сторон. Заготовка

устанавливается по отверстию с упором в один из торцов ступицы (рис. 7.1.1).

Базы: ось детали и торец ступицы.

Рис. 7.1.1. – Эскиз операции 020.

Для размера Ø119,3 мм погрешность базирования равна нулю, оправка

разжимная – совпадение установочной и измерительной баз.

Для размера 1,2 мм погрешность базирования равна нулю– совпадение

установочной и измерительной баз.

Для размера 18,5 мм погрешность базирования равна нулю, т.к. он проставлен

от торца, обрабатываемого с одного установа на этой операции.

Операция 025 – Зубофрезерная: нарезание зубьев. Заготовки базируются по

отверстию на разжимной оправке, с упором в один из торцов ступицы –

погрешность базирования равна нулю.

Операция 035 – Зубошевинговальная: шевингование зубьев. Заготовка

базируются по отверстию, с упором в торец ступицы – погрешность базирования

равна нулю.

Операция 040 – Вертикально-протяжная: протягивание шпоночного паза

Деталь базируется протяжкой по центральному отверстию. Погрешность

базирования равна половине максимального зазора между направляющей частью

протяжки и отверстием. Размер направляющей части Ø31,9 f7( )

погрешность базирования:

Еб=1/2*Smax=1/2(0,027+0,050)=0,0385 мм.

Операция 045 – Вертикально-сверлильная: сверление 2х отверстий,

Еб=0,0385 мм., т.к. деталь устанавливается на оправку Ø31,9 f7.

Операция 065 – Хонинговальная: шлифование зубьев. Деталь базируется по

центральному отверстию коническим убирающимся штырем. Т.к. при этом

обеспечивается центрование, то погрешность базирования равна нулю –


Операция 070 – Торцекруглошлифовальная: шлифование торца. Деталь

базируется по центральному отверстию с упором в торец, при этом

обрабатывается противоположный торец ступицы. Погрешность базирования

равна нулю – совпадение установочной и измерительной баз.

Операция 075 – Токарная: подрезание торца. Деталь базируется по

центральному отверстию с упором в торец, при этом обрабатывается

противоположный торец ступицы. Погрешность базирования равна нулю –


Принятые схемы базирования на операциях обеспечат выполнение всех

размеров согласно чертежу шестерни.

7.2 Обоснование выбора технологического оборудования.

При рассмотрении технологического процесса будем принимать

оборудование, технологическую оснастку, режущий и измерительный

инструмент, которые имеются в базовом варианте.

Измененной является операция 075. По заводскому технологическому

процессу производится плоскошлифовальная операция на станке модели ЛШ-

226 – шлифование торца ступицы.

Заменим на токарно-винторезную на станок станке модели 1Б616 –

окончательная обработка торца ступицы шестерни резцом, оснащенным

сверхтвердым материалом.

Материал режущей части - Композит- 01:

Марка - Эльбор "Р"

Состав – BN(нитрид бора)

Области применения - чистовая обработка закаленных сталей (40-63 HRCэ).

Преимущества предлагаемого варианта:

1. Замена специального дорогостоящего плоскошлифовального станка

универсальным токарно-винторезным станком модели 1Б616.

2. Замена шлифовального круга резцом, оснащенным сверхтвердым

материалом.

3. Нет необходимости в балансировке кругов и частой их правке.

4. Снижение квалификации рабочего – квалификация токаря ниже

квалификации шлифовщика.

5. Токарный станок занимает меньшую площадь.

6. Ниже энергоемкость.

7.3 Выбор оптимального варианта технологического процесса по критерию минимальной себестоимости.

Произведем расчет себестоимости по критерию минимальной себестоимости

для разработанного варианта технологического процесса механической

обработки детали, в частности для операции 075, где производилась замена

оборудования. Плоскошлифовальный станок заменили на токарно-винторезный.

Они могут быть определены в виде удельных величин на 1 час работы

оборудования. В качестве себестоимости рассматривается технологическая

себестоимость, которая включает изменяющиеся по вариантам статьи затрат.

Часовые приведенные затраты:

Сп.з.=Сз+Сч.з.+Ен (Кс+Кз) [2, с.39]

где: Сз – осн. и доп. з/п с начислениями, руб.

Сч.з. – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб.

Ен – нормативный коэф.

Кс, Кз – удельные часовые вложения

Сз=Е*Стф*k*у [2, с.39] где: Е – коэф., учитыв. доп. з/п

Е=1,09*1,076*1,3=1,53

Стф – часовая тарифная ставка, руб/ч.

k – коэф., учитыв. з/п наладчика

у – Коэф., учитыв. многостаночность.

Сч.з= Сч.з.бп* Км [2, с.40]

Сч.з.бп – практические часовые затраты на базовом рабочем месте

Км- коэф., показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой

данного станка , больше, чем у базового.

Кс=Ц/Fд*hз ; Кз=F*437500/Fд*hз [2, с.42]

где: Ц – балансовая стоимость станка

F- производственная занимаемая станком

437500 руб. – цена 1 м.кв. площади [4, с.84]

F=Kt*f [2, с.43] где: f - площадь станка в плане

Kt- вспомог. коэф.

Fд – действительный годовой фонд времени

hз – коэф. загрузки станка. Для серийного про-ва равен 0,8

Технологическая себестоимость операции

Со= Сп.з.* Тш-к/60*Кв [2, с.43]

Кв – коэф. выполнения норм. Равен 1,3

Вначале выполним расчет для измененного варианта, операция 075,

обработка производится на станке 1Б616

На станке 1Б616 обработку выполняет токарь 3 разряда.

Для приведения цен учебника [2] к современным условиям вводим коэф.

К=3500

Стф=2121 руб/ч [2, т.2.14]

Сз=1,53*2121*1*1=3245 руб/ч

Сч.з.бп=1271 руб/ч – для серийного про-ва [2, с.40]

Км=0,9 [2, прилож.4,7]

Сч.з.=1271*0,9=1144 руб/ч

Из [2, т.2.14] для станка 1Б616

Цопт=6125000 руб – оптовая цена

f=2,335*0,852=1,99 м.кв.

Ц=1,1*Цопт=1,1*6125000=6737500 руб

Кс=6737500/4029*0,8=2090 руб/ч

F=f*Kt=1,99*4=7,96 м.кв.

где Kt=4 [2, с.42]

Кз=7,96*437500/4029*0,8=1080 руб/ч

Сп.з.=3245+1144+0,15*(2090+1080)=4865 руб/ч

Со=4865*0,56/60*1,3=35 руб.

Теперь рассчитаем заводской вариант, операция 075 – плоскошлифовальная,

обработка производится на станке KI 226

Ст.ф.=2345 руб/ч- для 4 разряда [2, т.2.14]

Сз=1,53*2345*1*1=3588 руб/ч

Сч.з.б.п.=1271 руб/ч

Км=1,4 [2, прил.2, с.149]

Сч.з.=1271*1,4=1779 руб/ч

Для станка ЛШ-226

Цопт=16100000 руб

f=2,9 м.кв.

Ц=1,1*Цопт=1,1*16100000=17710000 руб.

Кс=177100000/4029*0,8=5495 руб/ч

F=2,9*4=11,6 м.кв.

Кз=11,6*473500/4029*0,8=1575 руб/ч

Сп.з.=3588+1779+0,15*(5495+1575)=6428 руб/ч

Со=6428*1,62/60*1,3=133 руб.

Где Тш-к=1.62 мин по действующему техпроцессу.

Проведенные расчеты показали, что предлагаемый вариант дешевле базового.

Таблица 7.3.1 – Сводная таблица себестоимости по проектному варианту

№

операцииНаименование операции С3 Сч.з КС КЗ F Спз СО

005 Токарная 3588 1279 16909 1575 11,6 6429 190

010 Токарная 3588 1279 16909 1575 11,6 6429 191

015 Вертикально-протяжная 2950 1144 16909 1026 12,3 5852 125

020 Токарная 3588 1279 14202 1575 10,4 6429 96

025 Зубофрезерная 3588 2305 29563 1244 30,5 9563 890

030 Зубофасочная 2950 1560 6909 250 5,2 4050 110

035 Зубошевинговальная 3588 2305 27343 1280 29,3 9563 670

040 Вертикально-протяжная 2950 1920 16909 1026 12,3 6852 195

45 Вертикально-сверлильная 2640 950 3989 550 8,6 3265 76

065 Хонинговальная 3690 2305 25989 1505 22,56 9563 558

070 Торцекруглошлифовальная 3690 2305 35989 1336 24,1 7251 550

075 Токарно-винторезная 3245 1144 2090 1080 7,96 4865 35

Итого: 3686

7.4 Расчет припуска на механическую обработку.

Расчет припусков на мех. обработку производится расчетно-аналитическим

методом и по таблицам. На одну поверхность расчет выполним расчетно-

аналитическим методом.

Рис.7.4.1 – Шестерня. Чертеж и обработка при установке при обработке

отверстия Ø 32Н7.

Расчет ведем по [2] в порядке, изложенном в таблице 4.1

1. Запишем в табл. 7.4.1 технлог. переходы обработки в порядке

последовательности их выполнения от черновой до окончательной обработки.

2. Запишем значения:

Rz- шероховатость поверхностей заготовок и поверхностей

T- толщина дефектного слоя

ρ- суммарное значение пространственных отклонений.

E- погрешность установки

δ- допуски на размеры поверхностей.

Табл.7.4.1- Расчет припусков

Технолог.

переходы

Элем. припуска, мкм.Р

асче

тны

й пр

ипус

к 2Z

min

,мкм

.

Рас

четн

ый

разм

ер

dр, м

м

Доп

уск

δ, м

км. Предельный

Размер, мм.

Пред.значприпусков

мкм.

Rz Т ρ Е dmin dmax 2ZminПР 2ZmaxПР

Заготовка 150 200 1118 28,289 1600 26,6 28,2

Зенкерование 50 50 67 602 2*1619 31,527 620 30,90 31,52 3320 4300

Расточка 30 30 3 36 2*176 31879 160 31,71 31,87 350 810

Протягивание 4 6 - 0 2*63 32,003 39 31,966 32,005 135 256

Хонингование - - - 0 2*10 32,025 25 32,000 32,025 20 34

Итого: 3825 5400

Параметры Rz и Т приведены в табл. 4.3 и 4.5.

В табл.4.7 приведены формулы для определения значений ρ для разных видов

заготовок и мех. обработки.

Для штампованных заготовок типа дисков с прошиваемым центральным

отверстием с установкой по наружному диаметру и торцу:

[2,c.67]

где - погрешность от смещения частей штампа

- погрешность от эксцентричности прошиваемого центрального отверстия

к наружному контуру.

мкм

Вследствие копирования погрешностей при обработке, находим их значение

для переходов мех обработки:

[2,c.73]

где Ку- коэф.уточнения формы

для зенкерования ρ=1118*0,06=67 мкм

для расточки ρ=67*0,05=3 мкм

Погрешность установки Еу определяется по формуле:

[2,c.73]

где Еб- погрешность базирования

Ез- погрешность закрепления

Епр- погрешность положения заготовки в приспособлении

Для всех переходов Еб=0, т.к. базирование производится в

самоцентрирующемся патроне, протяжкой и коническим штырем.

При установке в 3х кулачковом патроне Ез=600 мкм. [2,табл.4.10]

При притягивании и хонинговании Ез=0 мкм

Для токарной операции Епр=50 мкм. [2,c.74]

Для однопозиционной обработки Епр= 0 мкм. [2,c.74]

для зенкерования мкм

Вследствие копирования для расточки Еу=602*Ку=602*0,06=36 мкм

3. Расчетные минимальные припуски:

. [2,табл.4.2]

где индекс (i-1) указывает на предшествующий переход

для зенкерования мкм

для растачивания мкм

для протягивания мкм

для хонингования мкм

4. В графу «Расчетный размер» запишем для конечного перехода наибольший

пред. размер детали по чертежу-32,025 мм.

5. Для перехода, предшествующему конечному, находим расчетный размер

вычитанием из наибольшего предыдущего размера по чертежу расчетного

припуска 2Zmin.

dр.пр=32,025-2*0,010=32,005 мм

6. Аналогично находим расчетный размер для всех переходов и заготовки.

7. Запишем наибольшие предельные размеры по всем переходам, округляя их

уменьшением расчетных размеров; округление производим до того знака

десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

8. Определим наименьшие пред. размеры путем вычитания допуска из

округленного наибольшего пред. размера:

dmin заг =28,2-1,6=26,6 мм

dmin зен =31,52-0,62=30,9 мм

dmin р =31,87-0,16=31,71 мм

dmin пр =32,005-0,039=31,966 мм

dmin хон =32,025-0,025=32,0 мм

9. Запишем пред. значения припусков Zmax, как разность наименьших пред.

размеров и Zmin, как разность наибольших пред. размеров выполняемого и

предшествующих переходов.

10. Находим общие припуски, суммируя промежуточные.

11. Проверим правильность расчетов:

;

для зенкерования 4300-3320=980; 1600-620=980; 980=980

для растачивания 810-350=460; 620-160=460; 460=460

для протягивания 256-135=121; 160-39=121; 121=121

для хонингования 34-20=14; 39-25=14; 14=14

5400-3825=1575; 1600-25=1575; 1575=1575

Равенства сохранены, значит, расчеты верны.

12. Общий номинальный припуск

где ВДз и ВДд – верхнее отклонение размеров заготовки и детали.

мкм

13. Схему графического расположения припусков покажем на рис.6.4.

На остальные обраб. Поверхности шестерни припуски и допуски выбираем по

ГОСТ 7505-85.

Табл. 7.4.2- Припуски и допуски на обраб. поверхности.

Пов-ть Размер Припуск

Допуск табличный расчетный

1

2; 4

3

5

6

26h13

18,5h13

Ø119,3d12

26h13

Ø32H7

1,75

2*1,75

2*1,6

2,25

2*1,9

—

—

—

—

2*2,15

dmax заготовки 45,2 мм dном заготовки 42,5 мм dmin заготовки 41,2 ммδ заготовки 4000 мкм dmax точение черновое 36,16 ммdmin точение черновое 35,91 мм δ точение черновое 250 мкм dmax точение чистовое 35,5 ммdmin точение чистовое 35,4 мм δ точение чистовое 100 мкм dmax шлифование предв. 35,181 мм

dmin шлифование предв. 35,142 мм δ шлифование предв. 39 мкм dmax шлифование чистовое 35,008 ммdmin шлифование чистовое 34,992 мм δ шлифование чистовое 16 мкм

шлифование чистовое 150 мкмшлифование чистовое 173 мкм шлифование предварительное 258 мкм шлифование предварительное 319 мкмточение чистовое 510 мкмточение чистовое 660 мкм точение черновое 5290 мкм точение черновое 9040 мкм

Рис. 7.4.1 – Схема граф. расположения припусков и допусков отверстия

Ø32H7.

7.5 Расчет режимов резания.

Исходные данные по расчету режимов резания на измененной операции 075

Станок - токарно-винторезный 1Б616

Глубина резания t=0,2 мм

Материал режущего инструмента – Композит- 01:

Марка - Эльбор "Р"

Состав – BN(нитрид бора)

Области применения - чистовая обработка закаленных сталей (40-63 HRCэ).

Расчет ведем по [9], в последлвательности, изложенной в карте Т-1, с.11,12.

1. Длина раб. хода:

Lр.х.=Lp+Lп+Lд [9, с.11]

где Lp =4,5 мм – длина резания

Lп – длина подвода, врезания, перебега.

Lп=Lпод+Lвр+Lпер=6+1=7 мм

Lвр=1 мм [9, с.416]

Lпод+ Lпер=6 мм [9, с.417]

Lд=0 – дополнительная длина(особенностей нет)

Lр.х.=4,5+7+0=11,5 мм

2. Назначение подачи на оборот шпинделя

По [9, карта Т-5] Sо=0,03-0,1 мм/об

Уточняем значение по паспорту станка Sоп=0,077 мм/об

3. Определение стойкости инструмента:

По [9, карта Т-3] Тр=Tм*λ

где Тм=30 мин – стойкость инструмента

λ – коэф. времени резания

λ=Lp/Lpx=4,5/11,5=0,39

Тр=30*0,39=12 мин

4. Расчет скорости резания и частоты вращения шпинделя:

По [9, карта Т-5] рекомендуется V=130 м/мин

n=1000V/πD=1000*130/3.14*47=881 мин-1

Уточним частоту по паспорту n=800 мин-1

Действительная скорость резания Vд= πDnп/1000=3,14*47*800/1000=118 м/мин

5. Расчет основного времени:

То=Lрх/So*nп=11.5/0.077*800=0.19 мин

6. Проверочные расчеты по мощности:

Определение сил резания и мощности резания

Pz=0,096 kH по [9, карта Т-6]

Np=Pz*V/60=0.096*118/60=0,2 кВт [9, с.27]

Проверка достаточности мощности двигателя:

Np≤1,2*Nн*ή [9, с.423]

где Nн=4 кВт (по паспорту) - номинальная мощность двигателя

ή=0,75 – КПД станка

1,2*Nн*ή = 1,2*4*0,75=3,6 кВт; 0,2 ≤ 3,6 кВт – условие выполняется

Вывод: при сравнении с заводской операцией замена оборудования дает

положительный эффект – уменьшается основное время, уменьшается

потребляемая мощность станка.

7.6 Расчет нормы времени на обработку для изменяемой операции.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного

времени. Произведем нормирование по формуле для серийного производства:

Тш-к = Тп.з./n +То+(Ту.с.+Тз.о.+Туп+Тиз)*К+Тоб.от [2,с.102]

Выполним расчет норм времени на обработку детали на операцию 075:

Кол-во деталей в настроечной партии: n=379 шт.(определено в разделе 4)

Основное время обработки: То=0,19 мин (определено в разделе 7.5)

Определим состав подготовительно-заключительного времени Тп.з.:

- на наладку станка, инструмента и приспособлений при обработке деталей в

цанговом патроне – 8 мин. [2,прил.5.1]

- на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу после

окончания обработки – 8 мин. Итого: Тп.зп= 16 мин.

Время на установку и снятие детали массой до 1 кг в цанговом патроне с

креплением пневмо зажимом: Ту.с+Тз.о=0,08 мин [2,прил.5.5]

Время на приемы управления станком: - включить станок- 0,01 мин

- ускоренный отвод и подвод резца- 0,04 мин. Итого: Туп=0,05 мин.

Время на замер толщины детали скобой -0,07 мин [2,прил.5.12]

При 10% контроле Тиз=0,07* 10/100=0,01 мин.

На вспомогательное время Тв вводится коэф.серийности, для серийного

производства К=1,85 [2,с.101]

Тв=(Ту.с+Тз.о+Туп+Тиз)*К=(0,08+0,05+0,01)*1,85=0,26 мин

Оперативное время: Топ=То+Тв=0,19+0,26=0,45 мин

Общее время на обслуживание станка, отдых и личные потребности:

Тоб.от=Топ*Поб.от [2,с.102]

где: Поб.от=6,5% -процент от оперативного времени на время Тоб.от [2,прил.6.1]

Тоб.от=0,45*6,5/100=0,03 мин

Штучное время: Тшт=Топ+Тоб.от =0,45+0,03=0,48 мин

Штучно-калькуляционное время: Тшт-к = (Тп-з/n)+Тшт= 16/379 + 0,48=0,56 мин


положительный эффект – 0,56 < 1,67 мин.

7.7 Определение необходимого количества оборудования, его загрузка.

Определим необходимое количество оборудования для измененной операции:

Расчетное кол-во станков на операцию: mрас= Тш –к/tв [2,с.114]

где tв – такт выпуска

tв =60*Fд/N [2,с.22]

где Fд –действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Fд=4029 ч [2,с.22, табл.2.1]

N- годовая программа выпуска

tв =60*4029/20 000=12,1 мин

mрас=0,56/12,1=0,046

Принятое кол-во станков: mпр= 1

Коэф. загрузки станка: hз= mрас/mпр=0,046/1=0,046

Коэф. использования оборудования по осн. времени: hо=То/Тш-к [2,с.115]

hо=0,19/0,56=0,34

Коэф. использования оборудования по мощности: hм=Nпр/Nст [2,с.115]

где: Nпр- необходимая на приводе мощность станка

Nст=4 кВт - мощность установленного двигателя

Nпр= Nрез*ή=0,2/0,075=0,27 кВт

где: Nрез=0,2 кВт

ή=0,75 КПД дв.

hм=0,27/4=0,07

Технологическая себестоимость операции:

Cо= 35 руб. –рассчитана выше.


положительный эффект

8. Основные технико-экономические показатели технологического процесса.

Технико-экономические показатели детали «Шестерня распределительного вала» сведем в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 – Технико-экономические показатели.

Наименование показателей Значение1 Годовой объем выпуска продукции, шт. 20 0002 Масса заготовки, кг 1,53 Стоимость заготовки, руб/шт 20314 Стоимость партии заготовок, млн. руб 40,625 Стоимость материала, руб/кг 13056 Стоимость стружки, руб/кг 87,57 Масса детали, кг 0,7928 Коэффициент использования материала 0,539 Себестоимость единицы продукции, руб. 368610 Себестоимость годового выпуска, млн.руб. 73,7211 Количество единиц оборудования 1412 Количество операций по ТП 1213 Экономический годовой эффект, млн.руб. 1,96

14 Коэффициент закрепления операций 14,315 Размер партии, шт. 236

Заключение

В курсовом проекте мы изучили конструкцию детали «Шестерня» 240-

1006214-А, условия ее работы в узле, проанализировали конструкцию на

технологичность, изучили действующий техпроцесс механообработки на МЗШ.

Заготовка детали – поковка, полученная штамповкой на КГШП, с технико-

экономическим обоснованием выбранного варианта.

В проекте были произведены следующие замены:

- Торцекруглошлифовальный станок 3Т161 заменим на станок 3Б153Т

- Плоскошлифовальный станок заменим на токарно-винторезный 1Б616.

- Замена двух сверлильных операций одной

Произведенные замены позволили сократить штучное время, увеличить

производительность, экономить площадь, обеспечить удобство настройки

режущего инструмента на размер. Остальные операции оставили без изменений.

На листах представили операционные эскизы по операциям, где указали:

деталь в положении при обработке; шероховатость поверхности; режущий и

вспомогательный инструмент; таблицы с режимами резания.

В ходе выполнения работы освоили навыки расчета типа производства,

выбора и обоснования метода получения заготовки, расчета припусков, расчета

режимов резания, нормирования операции и расчета выбора операции по

минимуму приведенных затрат.

Список использованных источников

1. Ковка и штамповка. Справочник. Е.И Семенов. М., Машиностроение, 1986.

2. Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии

машиностроения. Мн. МШ, 1983.

3. Поливанов Г.М. Таблицы для расчета массы деталей и материалов.

Справосник. 1980.

4. Проектирование технол. процессов мех.обработки в машиностроении. Бабук

В.В. Мн. ВШ, 1987.

5. Справочник технолога машиностроителя. Т-1. Под ред. Косиловой А.Г. М.,

Машиностроение, 1986.

6. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и

кузнечные напуски.

7. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Барановского Ю.В. М.,

Машиностроение, 1972.

8. Метериалы в машиностроении. Справочник. Т2. Под ред. И.В. Кудрявцева.

М., Машиностроение, 1967.

9. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. А.Д. Корчемкина. М., 1995.

Приложения.