Разработка технологического процесса на деталь Вал

Содержание

Введение

Повышение эффективности машиностроительного производства, переход к рыночным принципам ведения хозяйства, усиление конкуренции предполагает расширение номенклатуры изделий, уменьшение их числа в серии. В результате этого возрастает число предприятий и цехов, ориентированных на серийный и мелкосерийный типы производства. Особенности современного машиностроительного производства, стремление к его интенсификации в условиях частой сменяемости выпускаемой продукции выдвигают на первый план задачу сокращения сроков разработки технологических процессов и повышения качества проектных решений.

Проектирование технологического процесса с учётом характера производства и оперативная возможность корректировки технологического процесса в зависимости от изменения производственной ситуации во многом предопределяет эффективность работы производственной системы. Обновление современного промышленного потенциала должно осуществляться в условиях роста фондооснащенности, технического перевооружения и модернизации производства, ускоренного обновления основного капитала, сокращений жизненного цикла новой техники, что влечёт за собой сокращение сроков её разработки и освоения, повышения конкурентоспособности продукции. Такая стратегия предусматривает привлечение научного потенциала страны, её ученых к разработке инновационных проектов.

Прогнозируя перспективы развития машиностроения Беларуси, следует иметь в виду два направления: так называемое «естественное», то есть развитие на базе фундаментальных и теоретических исследований в области естественных наук, и развитие технологий машиностроения, связанное с состоянием экономики и динамикой организационных преобразований в промышленности.

Первое направление предусматривает увеличение объёма высокоэффективных технологий на основе новых физических принципов, развитие технологии воздействия на конструкционные материалы. В ближайшие годы ожидается прогресс в разработке качественно новых средств автоматизации техпроцессов, максимально вытесняющих субъективный фактор из системы обеспечения и воспроизводимости требуемого качества машиностроительных конструкций.

В последние годы в машиностроительном комплексе Беларуси предельно низок уровень использования производственных мощностей, используется морально и физически устаревшие технологии и оборудование. Существующие методы разработки технологических процессов не направлены на повышение гибкости современного производства и не позволяют принимать решения на основе данных о реальной производственной ситуации. Таким образом, необходимо разработать технологию, которая была бы в максимальной степени адаптирована к производству и позволяла бы реализовать все возможности производственной системы.

Одним из путей повышения производительности труда и снижения себестоимости изготовления изделий является совершенствование действующих технологических процессов и их замена более прогрессивными.

Эта работа проводится на основе комплексного анализа, как конструкции изделий (деталей), так и технологии их изготовления, начиная с выбора более прогрессивных видов заготовки. Серьёзное внимание уделяется повышению качества выпускаемых изделий, повышению их надёжности и долговечности.

Учитывая то, что предприятия Республики Беларусь на сегодняшний день не имеют достаточных средств на приобретение нового технологического оборудования, основное внимание уделяется совершенствованию технологических процессов на основе имеющегося оборудования, применению более совершенных приспособлений и инструментов.

В данном курсовом проекте даётся оценка существующим технологическим процессам и пути их улучшения, анализ точности обработки и качества обработки поверхности.

Основой проекта является детально разработанная технологическая часть. Решение всех остальных частей проекта производиться на основании данных и требований технологического процесса.

Изменение технологического процесса позволяет не только улучшить форму организации производства, но и в некоторых случаях получить ощутимый эффект от внедрения новых методов получения заготовки и обработки детали.

Вал относится к деталям типа “валы”, предназначен для передачи крутящего момента.

Поверхности Ø55k6, Ø50k6, Ø45k6 предназначены для подшипников. Точность размеров поверхностей обеспечивается по 6-му квалитету точности т.к. подшипник имеет класс точности 0. Для того чтобы избежать перекоса подшипников при запрессовке и повышенного шума и вибрации при работе, данные шейки и прилегающие буртики должны иметь биение не более 0,02 мм.

Передача крутящего момента производится посредством шлицевого соединения Ø48d11/Ø42e8.

Вал изготавливается из стали 45 по ГОСТ 1050-88. Химический состав стали приведен в таблице 1.1, а механические свойства в таблице 1.2.

Таблица 1.1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ4543-71.В процентах

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 40Х ГОСТ 2990-78

Анализ технологичности конструкции детали будем производить в соответствии с рекомендациями, изложенными в [1].

Выполним качественную оценку технологичности конструкции детали.

Формы и размеры заготовки максимально не приближены к форме и размерам детали, что увеличивает потери на стружку и понижает коэффициент использования материала.

При токарной обработке есть возможность использовать проходной резец, ввиду отсутствия переходов с большой разницей обрабатываемых диаметров.

Вал относится к деталям класса “валы” и представляет собой тело вращения. Конструкция детали позволяет получить заготовку, форма и размеры которой будут максимально приближены к форме и размерам детали. Для получения заготовки могут быть применены методы, характерные для крупносерийного производства, например получение заготовки штамповкой в горячековочных машинах (ГКМ). Вал имеет хорошие базовые поверхности в виде центровых отверстий. Это позволяет обеспечить принцип постоянства баз и обеспечивает минимальное значение торцового и радиального биения поверхностей вала. Тем самым обеспечивается принцип совмещения баз для большинства операций. Вал является достаточно жестким, что позволяет использовать прогрессивный режущий инструмент при его обработке и обрабатывать на нормативных режимах резания без их уменьшения.

К нетехнологичным элементом можно отнести глухое отверстие Ø25H8+0,033

В соответствии с ГОСТ 14.201-73 рассчитываем количественные показатели технологичности.

Составляем таблицу точности обработки − таблица 2.1 и таблицу шероховатости поверхностей детали таблица − 2.2.

Таблица 2.1 – Точность обработки детали

По формуле вычислим средний коэффициент точности обработки Kт.ч.

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>, (2.1)

где Аср. – средний квалитет точности;

<Object: word/embeddings/oleObject2.bin> (2.2)

где ITi –квалитет точности i-го размера;

Пi – число размеров соответствующих i-ому квалитету;

<Object: word/embeddings/oleObject3.bin><Object: word/embeddings/oleObject4.bin><Object: word/embeddings/oleObject5.bin>

Тогда по формуле (2.1)

<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>

Таблица 2.2 – Шероховатость поверхностей детали

Коэффициент шероховатости поверхности Kт.ч определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>, (2.3)

где Rаср – средняя шероховатость поверхностей, мкм;

<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>

Тогда по формуле (2.3)

<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>.

Проанализировав технологичность детали с качественной и количественной стороны можно сделать вывод о том, что деталь достаточно технологична. Отсюда следует, что получение детали не требует применения сложных и дорогостоящих видов и методов обработки, а соответственно больших затрат металла и материальных ресурсов.

3. Определение типа производства

Тип производства определяем ориентировочно по годовому объему выпуска, используя указания [1].

Рассчитаем число деталей в партии n, шт., по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>, (3.1)

где N – годовой объем выпуска, N = 4000 шт.;

a –количество дней запаса деталей на складе, a = 7 дней;

m – число рабочих дней в году, m = 260;

<Object: word/embeddings/oleObject11.bin>

По полученному значению величины партии и массе детали, m=4,994кг принимаем среднесерийный тип производства.

Окончательное уточнение значения типа производства произведем после расчетов норм времени на каждую операцию в разделе 9.

4 Выбор заготовки

Учитывая все рекомендации по выбору заготовок изложенных в [4] метод получения заготовки принимаем штамповка на ГКМ.

Расчет веден по ГОСТ 7505-89.

Определяем расчетную массу поковки, исходя из ее номинальных размеров по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject12.bin>, (4.1)

где mд – масса детали, кг;

kp – расчетный коэффициент, принимаем от 1,3 – 1,5.

Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления, а также исходя из предъявляемых требований точности размеров поковки. На КГШП класс точности равен Т4.

Определяем группу стали для стали 45 – М2.

Устанавливаем степень сложности

<Object: word/embeddings/oleObject13.bin> (4.2)

где p – плотность материала (для стали равно 7,85), кг/см3.

<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>,

<Object: word/embeddings/oleObject15.bin> (4.3)

где d – наибольший диаметр детали, мм

l – длина детали, мм.

<Object: word/embeddings/oleObject16.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject17.bin>

Таким образом, степень сложности – С4.

Для поковок полученных на КГШП степень сложности формы можно определить в зависимости от числа переходов. В нашем случае, при семи переходах степень сложности также будет С4.

Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки. В данном случае, исходный индекс будет равен 15.

Определяем конфигурацию плоскости разъема штампа. Так как ось нашей детали прямая, то конфигурация будет плоская – П.

Устанавливаем основные припуски на размеры

Ø45 Z45=1,7

Ø48 Z48=1,7

Ø50 Z50=1,9

Ø55 Z55=1,9

Ø56,5 Z56,5=1,9

L39 Z39=1,7

L86 Z86=2,0

L191 Z191=2,2

L245 Z245=2,2

L273 Z273=2,2

L834 Z834=2,5

Определяем дополнительные припуски:

- смещение разъема штампа равно 0,8 мм;

- отклонение по плоскостности и прямолинейности равно 1 мм.

Устанавливаем номинальные размеры поковки, мм.

<Object: word/embeddings/oleObject18.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject19.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject20.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject21.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject22.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject23.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject24.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject25.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject26.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject27.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject28.bin>

Определяем предельное отклонение на размеры поковки

Ø<Object: word/embeddings/oleObject29.bin>

Ø<Object: word/embeddings/oleObject30.bin>

Ø<Object: word/embeddings/oleObject31.bin>

Ø<Object: word/embeddings/oleObject32.bin>

Ø<Object: word/embeddings/oleObject33.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject34.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject35.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject36.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject37.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject38.bin>

L<Object: word/embeddings/oleObject39.bin>

Определяем массу поковки, кг.

<Object: word/embeddings/oleObject40.bin> (4.4)

где V – объем заготовки, см3.

<Object: word/embeddings/oleObject41.bin> (4.5)

где d – диаметр перехода заготовки, мм;

l – длина перехода, мм.

<Object: word/embeddings/oleObject42.bin>

Тогда массу поковки определяем по формуле (4.4)

<Object: word/embeddings/oleObject43.bin>

Радиус закругления наружных углов равен 4 мм.

Штамповочные уклоны для КГШП на наружную поверхность равны 5º±1º15´.

Допускаемая величина остаточного облоя равна 1,0 мм.

Допускаемая высота заусенца в плоскости разъема матриц не должна превышать удвоенной величины облоя. Принимаем равную 2 мм.

Отклонение от плоскостности равно 1 мм.

Отклонение от прямолинейности равно 0,8 мм.

Допускаемая величина смещения по плоскости разъема штампа равна 0,8 мм.

Допускаемое отклонение торца стержня рассчитываем по формулам

<Object: word/embeddings/oleObject44.bin> (4.6)

<Object: word/embeddings/oleObject45.bin> (4.7)

<Object: word/embeddings/oleObject46.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject47.bin>

Определяем коэффициент использования материала

<Object: word/embeddings/oleObject48.bin> (4.8)

где mд и mз – масса детали и заготовки соответственно.

Для поковки:

<Object: word/embeddings/oleObject49.bin>

Рассчитываем стоимость заготовки по формуле:

<Object: word/embeddings/oleObject50.bin> (4.9)

где Q – масса заготовки;

q – масса детали;

kт – коэффициент, зависящий от класса точности;

kС – коэффициент, зависящий от группы сложности;

kВ – коэффициент, зависящий от массы;

kМ – коэффициент, зависящий от марки материала;

kП – коэффициент, зависящий от объема производства;

Sотх – цена одной тонны отходов;

Сi – базовая стоимость поковки.

<Object: word/embeddings/oleObject51.bin>

В принятом технологическом процессе на всех операциях, требующих большой точности изготовления, базовыми поверхностями являются центровые отверстия. При этом технологические и конструкторские базы совпадают. Базы изменены лишь в тех операциях, где нет возможности использовать центровые отверстия и вводятся дополнительные базовые поверхности.

Определим необходимое общее уточнение εо по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject52.bin> (5.1)

где Tзаг – допуск на изготовление заготовки, Tзаг = 3,3 мм;

Tдет – допуск на изготовление детали, Tдет = 0,022 мм;

<Object: word/embeddings/oleObject53.bin>

Определим общее уточнение εпр для принятого маршрута обработки по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject54.bin> (5.2)

где ε1 – величина уточнения, полученная при черновом точении;

ε2 – величина уточнения, полученная при чистовом точении;

ε3 – величина уточнения, полученная при чистовом шлифовании.

Величины уточнений для переходов определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject55.bin> (5.3)

где Ti – допуск, полученный на предыдущей операции (см. раздел 7), мм;

Ti+1 – допуск, полученный на настоящей операции (см. раздел 7), мм;

<Object: word/embeddings/oleObject56.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject57.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject58.bin>

Тогда по формуле (6.2)

<Object: word/embeddings/oleObject59.bin>

Полученное значение показывает, что при принятом маршруте точность обработки поверхностей Ø55k6(<Object: word/embeddings/oleObject60.bin>), Ø50k6(<Object: word/embeddings/oleObject61.bin>),Ø45k6(<Object: word/embeddings/oleObject62.bin>) обеспечиваются, так как выполняется условие

<Object: word/embeddings/oleObject63.bin>

150 < 150,2.

Окончательный вариант проектируемого техпроцесса изготовления вала представляем в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Принятый маршрутный техпроцесс изготовления вала

Продолжение таблицы 5.1

6 Расчет припусков на обработку

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры на поверхность ø50k6(<Object: word/embeddings/oleObject64.bin>)мм, используя [1].

Технологический маршрут обработки поверхности ø100 мм состоит из чернового, чистового обтачивания и шлифования. Так как обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю. Суммарное значение пространственных погрешностей ρз, мм, вычисляем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject65.bin>, (6.1)

где к.о. – общая кривизна заготовки, мм;

ц – погрешность зацентровки, мм;

см – погрешность зацентровки, мм;

<Object: word/embeddings/oleObject66.bin> (6.2)

где к – удельная кривизна стержня, к = 1 мкм;

L – длина заготовки, L = 834 мм;

<Object: word/embeddings/oleObject67.bin>

Погрешность зацентровки определим по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject68.bin>, (6.3)

где δз – допуск на поверхность, используемой в качестве базовой на фрезерно-центровальной операции, δз = 3,6 мм;

<Object: word/embeddings/oleObject69.bin>

Остаточное пространственное отклонение ост, мкм, для чернового и чистового обтачивания вычислим по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject70.bin> (6.4)

где kу – коэффициент уточнения формы.

Для чернового точения kу = 0,06,

Для чистового kу = 0,04,

Для шлифования kу = 0,02.

После чернового обтачивания ост

<Object: word/embeddings/oleObject71.bin>

После чистового обтачивания ост2

<Object: word/embeddings/oleObject72.bin>

После шлифования ост3

<Object: word/embeddings/oleObject73.bin>

Расчет минимальных значений припусков zmin, мкм, производим по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject74.bin> (6.5)

где Rzi-1 – высота микронеровностей, образованных на предшествующей операции, мкм;

Ti-1 – глубина дефектного слоя, образованного на предшествующей операции, мкм;

ρi-1 – суммарное значение пространственных отклонений, образованных на предшествующей операции, мкм.

Под черновое точение

<Object: word/embeddings/oleObject75.bin>

Под чистовое точение

<Object: word/embeddings/oleObject76.bin>

Под шлифование

<Object: word/embeddings/oleObject77.bin>

Определим расчетный размер dр ,мм для каждого из переходов

<Object: word/embeddings/oleObject78.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject79.bin><Object: word/embeddings/oleObject80.bin>

Наибольшие предельные размеры вычислим путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру

<Object: word/embeddings/oleObject81.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject82.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject83.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject84.bin>

Предельное значение максимального припуска <Object: word/embeddings/oleObject85.bin>,мм, определяем как разность наибольших предельных размеров

<Object: word/embeddings/oleObject86.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject87.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject88.bin>

Предельное значение минимального припуска <Object: word/embeddings/oleObject89.bin>, мм, определяем как разность наименьших предельных размеров

<Object: word/embeddings/oleObject90.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject91.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject92.bin>

Номинальный припуск zоном, мм, в данном случае определяем с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки

<Object: word/embeddings/oleObject93.bin> (6.6)

где Нз – нижнее отклонение размера заготовки, Нз = 1,2;

Нд – нижнее отклонение допуска детали, Нд = 0,022;

<Object: word/embeddings/oleObject94.bin>

Тогда номинальный размер заготовки dзном, мм, находим по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject95.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject96.bin>

Проверка правильности расчетов

<Object: word/embeddings/oleObject97.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject98.bin>

Проверка выполнена. Все расчеты сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Расчет припусков по технологическим переходам на обработку поверхности ø50k6<Object: word/embeddings/oleObject99.bin>мм.

Рассчитаем припуски на торцы (размер 834-1). Технологический маршрут обработки торцов состоит из чернового фрезерования. Фрезерование производятся в призмах.

Запишем технологический маршрут обработки, а также соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска в таблицу 6.2. Припуск рассчитывают исходя из того, что рассматриваемая торцовая поверхность образована штамповкой на КГШП. Следовательно, по [1] Rz=150 мкм, Т=250 мкм. Допуск на размер 834 для поковки составляет 3,6 мм (ГОСТ 7505-89).

Таблица 6.2 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку торцов вала на размер 834-1 мм.

Графическое изображение припусков и допусков на поверхность ø50k6(<Object: word/embeddings/oleObject105.bin>) представляем на рисунке 1.

Рисунок 1 − Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности ø50k6(<Object: word/embeddings/oleObject106.bin>).

7 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания аналитическим методом

Рассчитаем режимы резания на две операции по эмпирическим формулам теории резания используя формулы и данные из таблиц [3].

Операция № 015 − Токарная с ЧПУ.

Переход 1: черновое точение поверхности ø45, 50, 55.

Рекомендуемая подача S0 =0,45

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject107.bin> (7.1)

где Сv – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, Сv =350;

T – стойкость инструмента, T = 50 мин.;

t – глубина резания, t = 2,55 мм;

S – подача, S=0,45 мм/об;

x – показатель степени, x = 0,15;

y – показатель степени, y = 0,35;

m – показатель степени, m = 0,2;

Кv – общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Определим коэффициент Кv по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject108.bin> (7.2)

где Кмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Киv – коэффициент, учитывающий материал инструмента, Киv=1,0;

Кпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности, Кпv=0,8;

Значение коэффициента Кмv рассчитаем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject109.bin> (7.3)

где GB – предел прочности, GB = 800 МПа;

KГ – коэффициент, учитывающий группу стали, KГ = 0,95;

nv – показатель степени, nv = 1,75;

<Object: word/embeddings/oleObject110.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject111.bin>

Тогда по формуле (8.1.1) скорость резания

<Object: word/embeddings/oleObject112.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject113.bin>, (7.4)

где d – диаметр обработки, d = 50 мм.

<Object: word/embeddings/oleObject114.bin>

Корректируем частоту вращения nст=800 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject115.bin> (7.5)

<Object: word/embeddings/oleObject116.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject117.bin> (7.6)

где Ср – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал, Ср = 300;

t – глубина резания, t = 0,1 мм ;

S – подача , S = 0,45 мм/об ;

V - скорость резания v=125,6 м/мин.

Кр – общий поправочный коэффициент на силу резания;

x – показатель степени, x = 1;

y – показатель степени, y = 0,75;

u – показатель степени, n= -0,15;

<Object: word/embeddings/oleObject118.bin> (7.7)

где Кмр – коэффициент, учитывающий свойства материала;

Кφр – коэффициент, учитывающий угол φ;

Кγр – коэффициент, учитывающий угол γ ;

Кλр – коэффициент, учитывающий угол λ;

Кrр – коэффициент, учитывающий радиус при вершине r;

<Object: word/embeddings/oleObject119.bin> (7.8)

где n – показатель степени, учитывающий материал инструмента, n = 1;

<Object: word/embeddings/oleObject120.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject121.bin>

Тогда по формуле (8.1.6) главная составляющая силы резания

<Object: word/embeddings/oleObject122.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject123.bin> (7.9)

<Object: word/embeddings/oleObject124.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject125.bin> (7.10)

где ήст – коэффициент полезного действия станка;

Кп – коэффициент перегрузки.

<Object: word/embeddings/oleObject126.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject127.bin> (7.11)

где i – число проходов резца, i = 1;

Lр.х. - длина рабочего хода.

<Object: word/embeddings/oleObject128.bin>

Переход 1: черновое точение поверхности Ø45.

Рекомендуемая подача S0 =0,45

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject129.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject130.bin>

Корректируем частоту вращения nст=800 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject131.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject132.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject133.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject134.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject135.bin>

Переход 1: черновое точение поверхности ø55.

Рекомендуемая подача S0 =0,8;

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject136.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject137.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1.

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject138.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject139.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject140.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject141.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject142.bin>

Переход 1: черновое точение поверхности на Ø48 .

Рекомендуемая подача S0 =0,8

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject143.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject144.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject145.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject146.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject147.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject148.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject149.bin>

Переход 1: черновое точение поверхности на Ø56,5 .

Рекомендуемая подача S0 =0,8;

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject150.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject151.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject152.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject153.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject154.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject155.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject156.bin>

Переход 1: черновое точение поверхности на ø54 .

Рекомендуемая подача S0 =0,8;

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject157.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject158.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject159.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject160.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject161.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject162.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject163.bin>

Переход 1: черновое точение торца на Ø44 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject164.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject165.bin>

Корректируем частоту вращения nст=1000 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject166.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject167.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject168.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject169.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действи

тельную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject170.bin>

Расчет на фасок, получаемых на первом переходе мы не представляем, а вносим данные расчета в таблицу.

Переход 2: черновое точение торца Ø48.

Рекомендуемая подача S0 =0,2;

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject171.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject172.bin>

Корректируем частоту вращения nст=1000 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject173.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject174.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject175.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject176.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject177.bin>

Переход 2: чистовое точение поверхности на Ø55.

Рекомендуемая подача S0 =0,15;

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject178.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject179.bin>

Корректируем частоту вращения nст=1000 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject180.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject181.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject182.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject183.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 6кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject184.bin>

Переход 2: точение чистовое поверхности ø50.

Рекомендуемая подача S0 =0,18

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject185.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject186.bin>

Корректируем частоту вращения nст=1000 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject187.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject188.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject189.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject190.bin>.

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject191.bin>

Переход 2: точение чистовое поверхности Ø45.

Рекомендуемая подача S0 =0,18

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject192.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject193.bin>

Корректируем частоту вращения nст=1000 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject194.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject195.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject196.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject197.bin>.

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject198.bin>

Переход 3: точение канавки на Ø52 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject199.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject200.bin>

Корректируем частоту вращения nст=800 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject201.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject202.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject203.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject204.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject205.bin>

Переход 3: точение канавки на Ø48 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject206.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject207.bin>

Корректируем частоту вращения nст=800 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject208.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject209.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject210.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject211.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject212.bin>

Переход 3: точение канавки на Ø55 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject213.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject214.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject215.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject216.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject217.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject218.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject219.bin>

Переход 3: точение канавки на Ø50 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject220.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject221.bin>

Корректируем частоту вращения nст=630 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject222.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject223.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject224.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject225.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject226.bin>

Переход 3: точение канавки на Ø45 .

Рекомендуемая подача S0 =0,5

Определим скорость резания v, м/мин.

<Object: word/embeddings/oleObject227.bin>

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject228.bin>

Корректируем частоту вращения nст=800 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject229.bin>

Определим главную составляющую силы резания Pz, Н

<Object: word/embeddings/oleObject230.bin>

Определим эффективную мощность резания Nе, кВт, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject231.bin>

Мощность электродвигателя Nдв, кВт, определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject232.bin>

На токарном станке 16К20Т1 мощность электродвигателя равна 4кВт, таким образом расчетная мощность электродвигателя не превышает действительную станочную.

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject233.bin>

Операция № 020 − Шлицефрезерная.

Переход 1: Фрезеровать шлицы Ø42e8/Ø48d11;

Длина рабочего хода: Lрх=Lрез+y+L=62+22+0=84мм

Рекомендуемая подача на оборот детали Sод =1,2 мм/об;

Определим скорость резания v, м/мин.

V=35 м/мин; V=35·1,2=42 м/мин.

Определяем рекомендуемую частоту вращения фрезы n, мин-1

<Object: word/embeddings/oleObject234.bin>, (7.12)

где d – диаметр фрезы, d = 70 мм;

<Object: word/embeddings/oleObject235.bin>

Корректируем частоту вращения n=180 мин-1

Пересчитываем скорость резания при принятой частоте вращения

<Object: word/embeddings/oleObject236.bin> (7.13)

<Object: word/embeddings/oleObject237.bin>

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject238.bin> (7.14)

где Lр.х. - длина рабочего хода

<Object: word/embeddings/oleObject239.bin>

Расчет режимов резания по нормативам

Все расчеты производим по формулам и таблицам из [5].

Операция № 025 –Вертикально-фрезерная.

Фрезеровать паз.

Определяем глубину резания t, мм на один проход

t=0,5 мм при i=7

Скорость резания V=22,3 м/мин

Частота вращения n=1180 мин-1

Подача Sм=472 мм/мин

Поправочные коэффициенты

Ktv=Ktn=Ktsm=0,88

Kоv=Kоn=Kоsm=1,0

Определяем нормативную скорость резания v, м/мин

<Object: word/embeddings/oleObject240.bin> (7.15)

Определяем число оборотов шпинделя

(7.16)

n=nm·Kn·Kbn=1180·1,0·0,88=1038 мин-1

Корректируем по паспорту станка n=950 мин-1

Определяем действительную скорость резания v, м/мин

Vд=3,14·950·5/1000=14,9 м/мин

Sм=472·0,8·1,0=415,36 мм/мин

Sм=0,24·2·950=456 мм/мин

Определяем подачу на зуб

Sz= Sм /n·z=450/950·2=0,24 мм/зуб (7.17)

Назначаем стойкость фрезы Т=80 мин

Определяем силу резания Pz=264 Н.

Определяем крутящий момент Мкр= Pz·D/2·100=264·5/2·100=6,6 Н м

Мощность резания Np= Pz·V/1020·60=264·14,9/1020·60=0,06 кВт

Мощность на шпинделе станка Nшп=Nд·η=1,6·0,85=1,36 кВт

Nрез Nшп· Nст=1,36·0,8=2,4 кВт

0,061,36

Определим основное машинное время обработки tм, мин

<Object: word/embeddings/oleObject241.bin> (7.18)

<Object: word/embeddings/oleObject242.bin>

Операция № 035 −Круглошлифовальная.

Определяем скорость шлифовального круга vкр, м/мин

<Object: word/embeddings/oleObject243.bin> (7.19)

где D – диаметр круга, D = 750 мм;

nкр – частота вращения круга, nкр =1250 об/мин

<Object: word/embeddings/oleObject244.bin>

Определяем скорость вращения детали по рекомендации [5], Vдет=35м/мин.

Определяем рекомендуемую частоту вращения шпинделя n, мин-1, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject245.bin>, (7.20)

где d – диаметр обработки, d = 55 мм;

<Object: word/embeddings/oleObject246.bin>

Так как станок 3М151 имеет бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, то принимаем nст=250 мин-1.

Определим основное машинное время обработки tммин., для обработки шейки, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject247.bin> (7.21)

где Sм –поперечная минутная подача, Sм =1,09мм/мин;

<Object: word/embeddings/oleObject248.bin>

Определим основное машинное время обработки tммин., для обработки торца, по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject249.bin> (7.22)

где Sм –поперечная минутная подача, Sм =2,0мм/мин;

<Object: word/embeddings/oleObject250.bin>

Определяем основное машинное время обработки to, мин на круглошлифовальную операцию по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject251.bin> (7.23)

<Object: word/embeddings/oleObject252.bin>

Аналогично рассчитываем режимы резания на все стальные операции и результаты записываем в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Сводная таблица режимов резания

Рассчитаем нормы времени для операций, на которые рассчитаны режимы резания в разделе 8 пользуясь формулами приведенными в [1].

Рассчитаем штучное время tшт, мин

<Object: word/embeddings/oleObject253.bin> (8.1)

где tо – основное время, мин;

tв – вспомогательное время, мин;

tобс – время на обслуживание рабочего места, мин;

tотд – время на отдых и личные надобности, мин.

<Object: word/embeddings/oleObject254.bin> (8.2)

где tп.з. – подготовительно-заключительное время, мин;

n – число деталей в партии.

Операция № 015 − токарная с ЧПУ.

Основное время берем из таблицы 7.1

<Object: word/embeddings/oleObject255.bin>

Определяем вспомогательное время tв, мин

<Object: word/embeddings/oleObject256.bin> (8.3)

где tуст. – время на установку и снятие детали, tуст. = 0,1 мин;

tупр – время на приемы управления станком, tупр = 0,07 мин;

tизм. – время на измерение детали, tизм. = 0,54 мин;

к − поправочный коэффициент, к = 1,85 [1];

<Object: word/embeddings/oleObject257.bin>

Время на отдых и обслуживание рабочего места

<Object: word/embeddings/oleObject258.bin> (8.4)

<Object: word/embeddings/oleObject259.bin>

Тогда штучное время tшт и tшт-к будет равно

<Object: word/embeddings/oleObject260.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject261.bin>

Операция № 020 − Шлицефрезерная.

Основное время берем из таблицы 7.1

<Object: word/embeddings/oleObject262.bin>

Определяем вспомогательное время tв, мин

<Object: word/embeddings/oleObject263.bin>

Время на отдых и обслуживание рабочего места

<Object: word/embeddings/oleObject264.bin>

Тогда штучное время tшт и tшт-к будет равно

<Object: word/embeddings/oleObject265.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject266.bin>

Операция № 025 – Вертикально-фрезерная

Основное время берем из таблицы 7.1

<Object: word/embeddings/oleObject267.bin>

Определяем вспомогательное время tв, мин

<Object: word/embeddings/oleObject268.bin>

Время на отдых и обслуживание рабочего места

<Object: word/embeddings/oleObject269.bin>

Тогда штучное время tшт и tшт-к будет равно

<Object: word/embeddings/oleObject270.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject271.bin>

Операция № 035 − круглошлифовальная

Основное время берем из таблицы 8.1

<Object: word/embeddings/oleObject272.bin>

Определяем вспомогательное время tв, мин

<Object: word/embeddings/oleObject273.bin>

Время на отдых и обслуживание рабочего места

<Object: word/embeddings/oleObject274.bin>

Тогда штучное время tшт и tшт-к будет равно

<Object: word/embeddings/oleObject275.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject276.bin>

Аналогично рассчитываем нормы времени на все стальные операции и результаты записываем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 − Сводная таблица норм времени

На основании рассчитанных норм времени производим уточнения типа производства, используя данные таблицы 8.1. Все расчеты сводим в таблицу 8.2.

Определяем расчетное количество станков mр по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject277.bin> (8.5)

где N – годовой объем выпуска деталей, N = 4000 шт.;

tп.з – штучно-калькуляционное время;

FД – действительный фонд времени, FД = 4020 ч;

ηз.н. – нормативный коэффициент загрузки оборудования, ηз.н. = 0,8 [1].

Фактический коэффициент загрузки рабочего места ηз.ф. вычисляется по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject278.bin> (8.6)

где P – принятое количество станков.

Количество операций О, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject279.bin> (8.7)

Рассчитанные параметры по приведенным формулам заносим в сводную таблицу 9.2.

Таблица 9.2 – Параметры для уточнения типа производства

Определим коэффициент закрепления операций Кз.о.

<Object: word/embeddings/oleObject280.bin> (9.8)

<Object: word/embeddings/oleObject281.bin>

По ГОСТ 3.1121-84 рассчитанному коэффициенту закрепления операций

соответствует среднесерийный тип производства (Кз.о. = 10…20).

Расчёт точности выполним для токарной операции 015, где выполняется черновое и чистовое точение поверхности Ø50. Операция выполняется на токарном станке с ЧПУ методом автоматического получения размеров в соответствии с порядком, изложенным в [7]. В результате проведения расчёта необходимо подтвердить достижение точности на данной технологической операции. Это значит, что величина суммарной погрешности не должна превышать величины допуска на получаемый размер.

Исходные данные:

− расчетный диаметр обработки, dр = 50,4 мм;

− величина поля допуска получаемая при чистовом точении, δ = 87 мкм;

− расчетная длина обработки, L = 86 мм;

− подача при чистовом точении, sпр = 0,15 мм/об.

Величина суммарной погрешности обработки по диаметральным и продольным размерам в общем виде в серийном производстве определяется по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject282.bin> (9.1)

где и – погрешность, обусловленная износом инструмента, мкм;

н – погрешность настройки станка, мкм;

сл – поле рассеяния погрешности обработки, обусловленных действием случайных факторов, мкм;

у – погрешность установки заготовки, мкм.

Погрешность обработки обусловленную износом режущего инструмента рассчитаем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject283.bin> (9.2)

где uо – относительный износ инструмента, uо = 4 мкм/км;

l – путь резания при обработке деталей, м.

<Object: word/embeddings/oleObject284.bin> (9.3)

где d - диаметр обрабатываемой поверхности, d = 50,4мм;

L - расчетная длина обработки, L= 86 мм;

n – количество деталей в настроечной партии, n = 108;

sпр – продольная подача инструмента, sпр = 0,15 мм/об.

<Object: word/embeddings/oleObject285.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject286.bin>

Определяем погрешность настройки станка

<Object: word/embeddings/oleObject287.bin> (9.4)

где см – смещение центра группирования размеров пробных деталей относительно середины поля рассеивания размеров, мкм;

рег – погрешность регулирования положения режущего инструмента на станке, рег = 20 мкм;

изм – погрешность измерения пробных деталей, изм = 9 мкм.

В свою очередь

<Object: word/embeddings/oleObject288.bin> (9.5)

где m – количество пробных деталей, m = 5 шт;

сл – мгновенная погрешность обработки, сл = 28 мкм.

<Object: word/embeddings/oleObject289.bin>

Таким образом, по формуле (10.4)

<Object: word/embeddings/oleObject290.bin>

Поскольку обработка заготовки производиться в центрах погрешность установки заготовки

у = 0.

Суммарная погрешность обработки по формуле (9.1)

<Object: word/embeddings/oleObject291.bin>

При сравнении с точностью заданного размера суммарной погрешности обработки можно сделать вывод о том, что в данных условиях имеется возможность обеспечить требуемую точность обработки, так как выполняется условие

<Object: word/embeddings/oleObject292.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject293.bin>

Экономическое сравнение базового и принятого техпроцессов проводим по текущим и приведенным капитальным затратам на единицу продукции. Для токарно-винторезных операций (базовых) и токарной с ЧПУ (проектируемой), в соответствии с порядком изложенным в главе 12 [8].

Исходные данные экономического обоснования сводим в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 − Исходные данные для экономического обоснования.

Приведенные затраты З, руб, для двух сравниваемых вариантов техпроцесса рассчитываются по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject294.bin> (10.1)

где C – технологическая себестоимость, руб.;

Ен – коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Ен = 0,5);

Кс и Кз – удельные капитальные вложения в станок и здание соответственно.

Расчет технологической себестоимости по сравниваемым операциям производим по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject295.bin> (10.2)

где Сз – основная и дополнительная зарплата с начислениями, руб.;

Сэксп – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб.

Расчет основной и дополнительной зарплаты с начислениями выполняется по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject296.bin> (10.3)

где Сч – часовая тарифная ставка рабочего 4 – го разряда, Сч = 1800 руб./час;

Кд – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и начисления (Кд = 1,7);

Зн – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, (Зн = 1,0);

Ко.м – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании (Ко.м = 1,7).

Зарплата рабочего-станочника 5 разряда для сравниваемых вариантов будет

<Object: word/embeddings/oleObject297.bin>

Расчёт часовых затрат по эксплуатации рабочего места Сэксп, руб, выполняется по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject298.bin> (10.4)

где Сч.з. – часовые затраты на базовом рабочем месте, Сч.з .= 890, Сч.з. = 1090 руб./час для базового и проектируемого варианта соответственно;

Км – коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка, Км = 0,7, Км = 1,4 для базового и проектируемого варианта соответственно.

Определяем часовые затраты по эксплуатации рабочего места базового варианта

<Object: word/embeddings/oleObject299.bin>

Определяем часовые затраты по эксплуатации рабочего места проектируемого варианта

<Object: word/embeddings/oleObject300.bin>

Технологическая себестоимость сравниваемой операции для базового варианта по формуле (10.2) будет равна

<Object: word/embeddings/oleObject301.bin>

Технологическая себестоимость сравниваемой операции для проектируемого варианта будет равна

<Object: word/embeddings/oleObject302.bin>

Рассчитаем капитальные вложения.

Удельные капитальные вложения включают в себя вложения в технологическое оборудование и здание, приходящие на единицу продукции.

Капитальные вложения в оборудование Кс, млн. руб., рассчитываются по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject303.bin> (10.5)

где Цс – отпускная цена станка, млн.руб.;

Км – коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и монтаж (Км = 1,1);

Сп – принятое число станков на операцию;

N – годовой объем выпуска деталей.

Определим капитальные вложения в оборудование для базового варианта

<Object: word/embeddings/oleObject304.bin>

Определим капитальные вложения в оборудование для проектируемого варианта

<Object: word/embeddings/oleObject305.bin>

Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject306.bin> (10.6)

где Спл – стоимость одного квадратного метра площади, Спл = 300000 руб/м2;

Пс – площадь, занимаемая одним станком с учетом проходов, м2;

Сн – принятое число станков на операцию (Сп = 1,0 и Сп = 2,0 ).

<Object: word/embeddings/oleObject307.bin> (10.7)

где f – площадь станка в плане (длина к ширине), м2;

Кс – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь (К = 3,5 при f = 2…4 м2; К = 3 при f = 4…6 м2, К = 4 при f < 2 м2).

Тогда площадь, занимаемая одним станком с учетом проходов, Пс для базового и проектируемого варианта будет соответственно равна

<Object: word/embeddings/oleObject308.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject309.bin>

Определим удельные капитальные вложение в здание по базовому варианту

<Object: word/embeddings/oleObject310.bin>

Удельные капитальные вложения в здание по принятому варианту

<Object: word/embeddings/oleObject311.bin>

Рассчитаем величину годового экономического эффекта, для чего определяем приведенные затраты для базового и проектируемого техпроцесса по формуле (10.1)

<Object: word/embeddings/oleObject312.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject313.bin>

Годовой экономический эффект на единицу Э, руб., продукции от внедрения принятого варианта техпроцесса определяем по формуле

<Object: word/embeddings/oleObject314.bin> (10.8)

где Збаз – приведенные затраты по базовому техпроцессу на единицу изделия;

Зпр – приведенные затраты по проектируемому техпроцессу на единицу изделия;

<Object: word/embeddings/oleObject315.bin>

Все полученные результаты сводим в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 − Расчет удельных капитальных затрат на оборудование

Экономический эффект мы получаем за счет того, что в проектируемом варианте мы обрабатываем штампованную заготовку на одном токарном станке с ЧПУ.

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта был проведен полный анализ и разработка технологического процесса получения вала в условиях среднесерийного производства. Важнейшим этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки, выбор оборудования, режущего инструмента и станочных приспособлений.

В ходе курсового проекта была проведена проверка соответствия выбранной заготовки размерам получаемой детали путем расчетов припусков на обработку.

По отношению к базовому техпроцессу был предложен ряд изменений:

− изменена последовательность операций.

− заменены модели металлорежущего оборудования и режущего инструмента.

В курсовом проекте были рассчитаны режимы резания для всех операций двумя методами – аналитическим и по нормативам. Расчет режимов резания позволил не только установить оптимальные параметры процесса резания, но и определить основное время на каждую операцию, сократив тем самым время обработки.

Экономические расчеты показали, что проектируемый вариант технологического процесса изготовления вала является более эффективным, так как обеспечивает минимум приведенных затрат на единицу продукции. Однако, полученное значение затрат не является объективным, так как проектируемый вариант не учитывает изменение размеров изделия в течение года, а рассчитан на производство одной детали в течение нескольких лет, а в базовом варианте изготовление детали ведется на автоматической линии, рассчитанной на быструю переналадку.

Список литературы

1 Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Шкред В.А.. - Мн.: Выш. школа, 1983 – 256 с.

2 Справочник технолога-машиностроителя: Т.1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. − 4-е изд., перераб. и доп. − М.: Машиностроение, 1985.