Разработка технологического процесса механической обработки детали 'Ось колодок тормоза' с применением станков с ЧПУ

Разработка технологического процесса механической обработки детали 'Ось колодок тормоза' с применением станков с ЧПУ

Разработка технологического процесса механической обработки детали "Ось колодок тормоза" с применением станков с ЧПУ

ВВЕДЕНИЕ

Тема курсового проекта «Разработка технологического процесса механической обработки детали "Ось колодок тормоза" с применением станков с ЧПУ». Тема представляется вполне актуальной т.к. машиностроение - важнейшая отрасль промышленности. Его продукция - машины различного назначения - поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. В настоящее время важно качественно, дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив современные высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависят долговечность и надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Вместе с тем развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

.1 Описание конструкции и служебного назначения детали

Моя деталь ось колодок тормоза 540М-3507022 входит в состав стояночной тормозной системы автомобиля БелАЗ 75401 грузоподъемностью 30 тонн, который предназначен для перевозки грунта, скальных пород и других сыпучих строительных грузов на стройках с большим объемом земляных работ.

Основные характеристики автомобиля: мощность двигателя при частоте вращения коленчатого вала 2100 мин, кВт (л.с.): 309; рабочий объем цилиндров, 22.3 л; расход топлива при скорости 40 км/ч, л/100 км: 119; максимальная скорость 50 км/ч; объем кузова 15 м3; время опрокидывания 25 с; база 3550 мм; дорожный просвет 475 мм; габаритные размеры 7250х3480х3560 мм; Двигатель дизельный ЯМЗ-240ПМ. 12-цилиндровый с V-образным расположением цилиндров. Имеются гидромеханическая передача, пневмогидравлическая подвеска, рулевое управление с гидроусилителем, что обеспечивает высокую маневренность и плавность хода.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания самосвала на стоянках в неподвижном положении неограниченное время. При отказе одного контура рабочей тормозной системы стояночная тормозная система может использоваться как аварийная совместно с исправным контуром рабочей тормозной системы. Стояночная тормозная система состоит из тормозного механизма колодочного типа с тормозным цилиндром и крана управления. В системе установлен датчик, включающий сигнальную лампу на панели приборов в кабине. Тормозной механизм стояночной тормозной системы установлен на валу главной передачи заднего моста и блокирует только ведущие колеса. Пневматический привод стояночной тормозной системы запитан от ресивера. При повороте рукоятки крана в положение "расторможено" воздух из ресивера и кран управления поступает в штоковую полость цилиндра. Поршень цилиндра перемещается, сжимая пружины, поворачивает регулировочный рычаг вместе с разжимным кулаком и разблокирует тормозной механизм. Давление воздуха в полости цилиндра, а, следовательно, и перемещение поршня зависит от угла поворота рукоятки крана управления, что позволяет регулировать эффективность стояночной тормозной системы при использовании ее в качестве аварийной при торможении движущегося самосвала.

Тормозной механизм стояночной тормозной системы колодочного типа с двумя внутренними колодками, установлен на валу главной передачи заднего моста и блокирует только ведущие колеса.

В состав механизма стояночной тормозной системы входят:

- главная передача;

- тормозная колодка;

- щиток;

Рисунок 1 - Тормозной механизм стояночной тормозной системы

- ведущий вал главной передачи;

- палец крепления пружины;

- цилиндр тормозного механизма;

- кронштейн;

- разжимной кулак;

- верхняя стяжная пружина;

- суппорт;

- ось колодок;

- нижняя стяжная пружина;

- барабан тормозного механизма;

,20 - упорные кольца;

,21,25 - шайбы;

- болт;

- фланец;

- пружинные шайбы;

- болт крепления барабана и карданного вала;

- уплотнительное кольцо;

- масленка;

- регулировочный рычаг;

Две тормозные колодки 2 с приклепанными тормозными накладками опираются на общую ось 11. Стяжной пружиной 9 колодки прижаты к разжимному кулаку 8, а пружиной 12 - к оси 11. На валу разжимного кулака на шлицах закреплен регулировочный рычаг 24, который соединен со штоком цилиндра тормозного механизма. При торможении самосвала сжатый воздух из цилиндра тормозного механизма через кран управления выходит в атмосферу, и усилием пружин тормозного цилиндра регулировочный рычаг поворачивается вместе с разжимным кулаком, который прижимает колодки к барабану, закрепленному на ведущей шестерне главной передачи заднего моста. Тормозной механизм блокирует вращающиеся элементы трансмиссии с картером передачи. В процессе работы деталь ось колодок тормоза 540М-3507022 испытывает нагрузки на сжатие и скручивание.

1.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ на технологичность

Деталь 540М -3507022 - ось колодок тормоза изготавливается из Стали 45 ГОСТ 1050-88. Эта конструкционная углеродистая качественная сталь предназначена для средненагруженных деталей работающих при небольших скоростях и средних давлениях: валы работающие в подшипниках качения, шлицевые валы, шпонки, втулки, вилки [1], с. 99.

Таблица 1 - Химический состав Стали 45ГОСТ 1050-88,в процентах

Таблица 2 - Физико-механические свойства Стали 45 ГОСТ 1050-88

где:  - предел текучести;

 - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении);

 - относительное сужение;

 - относительное удлинение при разрыве;

 - ударная вязкость;

НВ - твердость по Бринеллю

Рисунок 2 - Эскиз детали

Таблица 3 - Требования к детали по точности размеров, шероховатости поверхностей, допускам формы, расположения и суммарным допускам формы и расположения поверхностей

Качественный анализ детали на технологичность

Деталь 540М -3507022 - ось колодок тормоза является телом вращения и  относится к классу валов. Имеет простую форму, удобную для обработки стандартным режущим инструментом. Ось изготавливается из углеродистой конструкционной качественной стали Сталь 45 ГОСТ 1050-88. Эта сталь достаточно широко применяется в машиностроении, хорошо обрабатывается резанием, допуская высокопроизво-дительные режимы резания. К детали не предъявляются повышенные требования по точности размеров и шероховатости поверхностей. При обработке детали соблюдается принцип единства и постоянства баз. В целом деталь технологична.

Количественный анализ детали на технологичность.

Рассчитываем уровни технологичности конструкции изделия.

.        Уровень технологичности конструкции изделия по точности обработки

, [3], с. 33

где  и  - соответственно базовый и достигнутый показатель точности обработки.

где  - средний квалитет точности обработки поверхности

где  - квалитет точности обработки i-той поверхности,

 - число размеров соответствующего квалитета точности.

0,929

Так как изменений в конструкцию детали не вносим, то , поэтому ,0

2.      Уровень технологичности конструкции изделия по шероховатости поверхностей

 [3], с. 34

где  и  - соответственно базовый и достигнутый показатель шероховатости поверхности.

где  - средняя шероховатость поверхностей изделия, мкм

, мкм

параметр шероховатости i-той поверхности детали

 - число повехностей с соответствующим параметром шероховатости

Так как изменений в конструкцию детали не вносим, то , поэтому ,0.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Определение типа производства

Исходные данные:

годовая программа выпуска изделий =15000 шт

количество деталей на изделие m=1

запасные части =10%

режим работы предприятия - 2 смены

Fд =4065 часов - действительный годовой фонд времени работы оборудования для станков с ремонтной сложностью до 30.

Fд =3950 часов - действительный годовой фонд времени работы оборудования для станков с ремонтной сложностью свыше 30.

Годовая программа выпуска деталей:

, [2], с. 228

16500 шт

Таблица 4 - Данные по существующему технологическому процессу

где  - штучное время на операцию, мин;  - расчетное количество станков на операцию;

 - принятое количество станков на операцию;

 - фактический коэффициент загрузки оборудования;

 - количество операций, закрепленных за каждым рабочим местом

Определяем количество станков на каждую операцию:

где  - нормативный коэффициент загрузки оборудования

Определяем принятое число рабочих мест на каждую операцию, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение :

Определяем фактический коэффициент загрузки оборудования:

Определяем количество операций, закрепленных за каждым рабочим местом:

Определяем коэффициент закрепления операций:

Так как , то тип производства - среднесерийное

Исходя из коэффициента закрепления операций по ГОСТ 14.004-74 тип производства - среднесерийное. Данный тип производства характеризуется ограниченной номенклатурой выпуска изделий, изготавливаемых периодически

повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. Его особенности:

- используется универсальное, специализированное, частично специаль-ное оборудование, станки с ПУ, обрабатывающие центры.

используется в основном универсальная технологическая оснастка, однако в некоторых случаях может использоваться высокопроизводительная оснастка.

снижаются требования к квалификации рабочих.

технологическая документация и технологическое нормирование подробно разрабатывается при одновременном применении упрощенной документации и опытно-статистическом нормировании и др.

Устанавливаем форму организации технологического процесса.

Формы организации технологических процессов в соответствии с ГОСТ 14.3124-74 подразделяются на групповую и поточную. Решение об организации поточного производства обычно принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и ее загрузке не ниже 60%.

Заданный суточный выпуск изделий.

 , шт

где 254 - количество рабочих дней в году.

Суточная производительность поточной линии при ее 60%-ной загрузке и двухсменном режиме работы.

где  =952 мин - суточный фонд времени работы оборудования

 - коэффициент загрузки поточной линии

 - средняя трудоемкость основных операций

,

где  - количество основных операций.

Так как суточная производительность поточной линии больше заданного суточного выпуска изделий, то организация однономенклатурной поточной линии нецелесообразна. Принимаем групповую форму организации производства.

Количество деталей в партии для одновременного запуска в производство:

 ,

где  - периодичность запуска деталей в днях, принимаем ,

Расчетное число смен на обработку партии деталей:

,

принимаем

Число деталей в партии для загрузки оборудования в течении принятого числа смен

принимаем

.2 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

В качестве заготовки по существующему варианту технологического процесса используется прокат холоднотянутый.

Круг

Рисунок 3 - Эскиз существующего варианта заготовки

Определяем стоимость заготовки:

где  - затраты на материал заготовки, руб.

 - технологическая себестоимость заготовительных операций, руб.

 , руб

где  - масса заготовки, кг

 - цена 1 кг материала заготовки, руб.

 руб/кг

 - масса готовой детали, кг

 - цена 1 тонны отходов, руб.

, руб

где  - приведенные затраты на рабочем месте,  

 - штучное время выполнения заготовительной операции - резка дисковыми пилами на штучные заготовки, мин

Коэффициент использования материала

 =0,9

В качестве метода получения заготовки я предлагаю использовать поперечно-клиновой прокат. Проектируем заготовку по ГОСТ 7505-89.

Заготовка - вал

Нагрев заготовки - индукционный

Исходные данные по детали:

Материал - Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Масса детали 0,774 кг.

Исходные данные для расчёта:

Масса поперечно-клинового проката (расчетная)

1,6·0,774 =1,24 кг

Расчётный коэффициент Кр=1,6

Класс точности - Т2

Группа стали М2

Степень сложности С1

Размеры описывающей прокат фигуры (цилиндр):

Диаметр

Длина

Масса описывающей фигуры

, кг

где  - объем фигуры,

 - плотность стали

 =0,95 кг

Припуски и кузнечные напуски:

Основные припуски на размеры

,7 - Диаметр 32,6 и Ra=20 мкм

,7 - Диаметр 28,6 и Ra=20 мкм

,9 - Диаметр 23,8 и Ra=5 мкм

,9 - Длина 125 и Ra=20 мкм

,8 - Длина 74 и Ra=20 мкм

,7 - Длина 32 и Ra=20 мкм

Дополнительный припуск, учитывающий отклонение от плоскостности - 0,2 мм

Размеры поперечно-клинового проката:

Диаметры: 32,6+(0,7+0,2)·2=34,4»35мм

,6+(0,7+0,2)·2=30,4»31мм

,8+(0,9+0,2)·2=26 мм

Длины: 125+(0,9+0,2)·2=127,2»128 мм

+1,5-(0,8+0,2)=74,5 мм

+1,5-(0,7+0,2)=32,4»32 мм

Допускаемые отклонения размеров

Диаметры:

Длины:

Радиус закругления наружных углов - 1,6мм

Допускаемые отклонения по изогнутости от прямолинейности - 0,5 мм

Допуск радиального биения - не более 0,8 мм

Определяем фактический вес спроектированной заготовки по плюсовым откланениям

где  - элементарные объемы

Рисунок 4 - Эскиз предлагаемого варианта заготовки

 =0,81 кг

Определяем стоимость заготовки из поперечно-клинового проката:

, руб

где  - базовая стоимость 1 т проката

 =373 руб/т

Поправочные коэффициенты учитывают:

 - точность заготовки

 - группу сложности заготовки

 - вес заготовки

- материал заготовки

 - объем производства заготовок

 =0,96

Экономический эффект от замены заготовки

Так как экономический эффект от предполагаемой замены заготовки отрицательный, то в качестве заготовки используем холоднотянутый прокат.

.3 Анализ существующего маршрута механической обработки детали

Рисунок 5 - Эскиз детали

Таблица 5 - Существующий технологический процесс изготовления детали 540М - 3507022 Ось колодок тормоза

Проанализировав существующий технологический процесс я предлагаю:

1. операцию - 005 - токарно-винторезную выполняемую на станке 16К20 заменить на фрезерно-центровальную операцию выполняемую на фрезерно-центровальном полуавтомате МР-77.

2.      Т. к. в существующем технологическом процессе есть операция с ЧПУ, то я предлагаю внедрить прогрессивный инструмент допускающий более высокие режимы резания.

Таблица 6 -Предлагаемый технологический процесс изготовления детали 540М - 3507022 Ось колодок тормоза

Определение межоперационных припусков

Рисунок - Эскиз детали.

Так как в качестве заготовки используется прокат калиброванный холоднотянутый ГОСТ 7417-75, то припуск рассчитываем на обрабатываемую поверхность наибольшего диаметра - поверхность 2.

Вес заготовки 0,86 кг.

Технологический маршрут обработки поверхности 2:

заготовка Ø 33_-0,16 (11 квалитет)

операция 010 - точение чистовое - Ø 32,6 _-0,2 (12 квалитет)

Определяем значение элементов припуска:

Заготовка:

Т₁ = 60 мкм = 0,06 мм _Z1= 60 мкм = 0,06 мм

Пространственные отклонения

 [2],с.68

= 1,0 мкм/мм = 0,001 мм/мм - удельная кривизна заготовки

мм - длина заготовки

Точение чистовое:

R_Z2 = 30 мкм = 0,03 мм,

Т₂ = 30 мкм = 0,03 мм

с₂ = k₂ · с₁ [2],с.73

k₂ = 0,04 - коэффициент уточнения формы

с₂ = 0,04 · 0,281 = 0,011мкм

Погрешность установки

е_у= [ 2 ], с.74

Погрешность базирования е_д = 0

е_з =

где е_з и е_зо - погрешность закрепления в радиальном и осевом направлении соответственно.

Погрешность закрепления, получающаяся при установке в плавающий передний и вращающийся задний центры, не учитывается, так как перекрывается откланением заготовки под действием силы резания

е_у2 = 0

Для расчета припусков принимаем формулу:

Для точения чистового

Расчетные размеры:

Для точения чистового:

d_p2 = d_min = 32,4 мм

Для заготовки:

d_p1 = d_p2 += 32,4 + 0,802 = 33,202 мм

Наименьшие предельные размеры:

Получаем округляя увеличением расчетных размеров до того знака десятичной дроби, с которым дан допуск.

точение чистовое:

d_min2 = 32,4 мм

заготовка:

d_min1 = 33,20 мм

Наибольшие предельные размеры:

точение чистовое:

d_max2 = d_min2 + д = 32,4 + 0,2 = 32,6 мм

заготовка:

d_max1 = d_min1 + д = 33,20 + 0,16 = 33,36 мм

Предельное значение припусков: точение чистовое:

 ₂= d_min1 - d_min2 = 33,20 - 32,4 = 0,8 мм

 ₂= d_max1 - d_max2 = 33,36 - 32,6 = 0,76 мм

Общие припуски:

 =  ₂ = 0,8 мм

 =  ₂= 0,76 мм

Общий номинальный припуск.

Z_0ном = 2Z_0min + H_з - Н_д

где Н_з = 0,25 мм - нижнее отклонение заготовки

Н_д = 0,050 мм - нижнее отклонение детали

Z_0ном = 0,8 + 0,16 - 0,2 = 0,76 мм

Номинальный диаметр заготовки:

d_ном = d_min + 2Z_0ном

d_ном = 32,4 + 0,76 = 33,16 мм

Проверка правильности расчетов.

 ₂ -  ₂ = д₁ - д₂ = 0,76 - 0,8 = 0,16 - 0,2 = -0,4

Таким образом расчет выполнен правильно.

Таблица - Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали.

Рисунок - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ø32,6 _-0,2

.4 Разработка операционной технологии для операции, выполняемой на станке с ЧПУ

Операция 010 - Токарная с ЧПУ

Содержание операции:

А. Установить и закрепить заготовку

. Точить поверхности 1, 3, 2, 6, 5, 4, 7.

. Точить канавку 8

. Точить канавку 9, 10

Б. Открепить и снять деталь

Рисунок - Эскиз обработки

Рисунок - Эскиз обработки

Исходные данные:

Обрабатываемый материал - сталь 45 НВ = 240 МПа, вес заготовки 0,86 кг, количество деталей в партии - 400, заготовка - прокат холоднотянутый точностью по 11 квалитету.

Обработка с охлаждением.

Станок - 16К20Ф3, Nдв=11 кВт.

Выбор стадий обработки.

Заготовка имеет точность по 11 квалитету.

Поверхности детали обрабатываются с точностью:

, 2 - по 12 квалитету

- по 15 квалитету

, 7 - по 13 квалитету

- по 11 квалитету

- по 16 квалитету

, 9 - по 14 квалитету

Для обработки всех поверхностей рекомендуется чистовая стадия обработки.

Переход 1

Выбор инструмента.

Принимаем резец токарный проходной с ромбической пластиной из твердого сплава, правый - PCLNR 2525М16 ТУ 2-035-892-82.

Размеры резца: сечение державки B×H =25×25 мм, толщина пластины h=6,4 мм, длина резца L=150мм. Способ крепления пластины - качающимся элементом (№2). . Материал пластин - твердый сплав Т15К6.

Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской, ; ; ; ; ;  мм, f = 0,25 мм,  

Нормативный период стойкости резца Тн = 30 мин .

Назначение режимов резания.

Глубина резания

t=h/i, мм

где h - припуск на обработку

i - количество проходов

Так как обработка осуществляется в один проход, то t=h.

 , = 1

 ,  = 1

 , = 2

Подача на оборот заготовки

Табличные значения подач

0,17мм/об

0,12 мм/об

Поправочные коэффициенты учитывают:

 - инструментальный материал

 - способ крепления пластины

 - сечение державки резца

 - прочность режущей части

,0 - свойства обрабатываемого материала

 - схему установки заготовки

 - состояние поверхности заготовки

=1,0 - геометрию резца

 - жесткость станка

 мм/об

 мм/об

 мм/об

Скорость резания

, м/мин

Табличные значения скорости резания:

м/мин

 м/мин

 м/мин

 м/мин

 м/мин

Поправочные коэффициенты учитывают:

 - инструментальный материал,

 - группу обрабатываемости материала,

 - вид обработки,

 - жесткость станка,

 - свойства обрабатываемости материала,

 - геометрию резца,

 - период стойкости резца,

 - наличие охлаждения,

 м/мин

 м/мин

 м/мин

 м/мин

 м/мин

Частота вращения шпинделя:

,

Корректируем частоту вращения по паспорту станка:

Действительная (фактическая) скорость резания:

Минутная подача:

S_м = S_о ∙ n_пасп ,мм/мин

мм/мин

Диапазон бесступенчатого регулирования подач:

–       по оси Z - 0,1…5600 мм/мин;

–       по оси Х - 0,05 … 2800 мм / мин.

Поэтому обработка возможна.

Переход 3

Выбор инструмента.

Для перехода 3 принимаем резец токарный, для обработки наружных зарезьбовых канавок, правый с механическим креплением пластины из твердого сплава 035-2126-1811 ОСТ 2И10-7-84.

Размеры резца: сечение державки B×H =25×25 мм, толщина пластины h=6,4мм, пластина специальная, длина резца L=150мм, ширина резца в=4 мм. Способ крепления пластины - одноплечим прихватом (№4). Материал пластины - твердый сплав Т15К6.

Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской, ; ; ; ;  мм, f = 0,25 мм,  

Нормативный период стойкости резца Тн = 30 мин

Назначение режимов резания.

Глубина резания

Подача на оборот заготовки

, мм/мин

Табличные значения подач

0,12мм/об

Поправочные коэффициенты учитывают:

 - инструментальный материал

 - - способ крепления пластины

 -отношение диаметров обработки .

,0 - свойства обрабатываемого материала

 - схему установки заготовки

=1,15 -шероховатость обработанной поверхности.

 -вид обработки.

 мм/об

Скорость резания

, м/мин

Табличные значения скорости резания:

м/мин .

Поправочные коэффициенты учитывают:

 - инструментальный материал,

 - группу обрабатываемости материала,

.

 - свойства обрабатываемого материала,

 - отношение диаметров обработки,

 - период стойкости резца, .

 - наличие охлаждения, .

 м/мин

,

Корректируем частоту вращения по паспорту станка:

Действительная (фактическая) скорость резания:

Минутная подача:

S_м = S_о ∙ n_пасп ,мм/мин

мм/мин

Диапазон бесступенчатого регулирования подач:

–       по оси Z - 0,1…5600 мм/мин;

–       по оси Х - 0,05 … 2800 мм / мин.

Поэтому обработка возможна.

Таблица. Элементы режимов резания

Определяем время автоматической работы станка по программе Т_ца, мин.

Т_ца = У Т_о + У Т_МВ, мин.

При этом учитываем, что время поворота револьверной головки станка на одну позицию - 1 с, время фиксации - 2с, емкость револьверной головки станка - 6 инструментов.

Таблица - Определение времени цикла автоматической работы станка по программе Тца, мин.

Т_ца = 1,2456 + 1,243 = 2,489 мин = 2,49 мин.

Определяем норму штучного времени:

Т_шт = (Т_ц.а +Т_в ∙ К_tв) ∙ (1+) мин.

Вспомогательное время

Т_в = Т_уст + Т_оп + Т_изм мин.

Время на установку и снятие заготовки:

Т_уст = 0,16 мин [6],с.59, к 7

Время, связанное с операцией [ 6 ], с79,к14:

Т_ОП1 = 0,32 мин

Т_ОП4 = 0,15 мин

Т_ОП6 = 0,03 мин

Т_ОП = 0,32 0 + 0,15 + 0,03 = 0,5 мин.

Время на измерения Т_изм включает:

два измерения штангенглубиномером

,11+ 0,12 = 0,23 мин [6],с.81, к15

пять измерений штангенциркулем

· 0,18+2×0,12+0,10 = 0,7 мин [6],с.84, к15

одно измерение калибром пазовым

,14 мин [6],с.85, к15

одно измерение скобой

,04 мин [6], с.81, к15

Т_изм = 0,23 + 0,7 + 0,14+0,04 = 1,11 мин.

Так как Т_изм < Т_ц.а, то время на измерения является перекрываемым и в норме штучного времени не учитывается.

Вспомогательное время

Т_В = 0,16 + 0,50 = 0,66 мин.

Поправочный коэффициент на вспомогательное время

К_tв = 0,81 [6],с.50, к1

Оперативное время

Т_оп = Т_ц.а +Т_в ∙ К_tв = 2,49 + 0,66 ∙ 0,81 = 3,02 мин.

Время на организационное и техническое обслуживание, отдых и личные надобности:

а_орг+а_тех+а_отл=8% -

- составляет 8 процентов от оперативного времени [6],с.90 к 16

Т_{тех+орг+отл} = 0,08 · 3,02 = 0,24 мин.

Штучное время

Т_шт = (2,49 + 0,66 ∙ 0,81) ∙ (1 + ) = 3,26 мин.

Подготовительно-заключительное время Т_пз включает сумму времен, затраченных на [6],с.96, к21:

Организационную подготовку;

получение технологической документации ─ 4 мин;

получение инструмента и оснастки ─ 9 мин;

знакомство с чертежом, осмотр заготовки ─ 2 мин;

инструктаж мастера ─ 2 мин;

Наладка инструмента, станка, приспособлений, программных устройств:

установить центр - 1,2 мин

сместить заднюю бабку - 3,0 мин

установить исходные режимы работы - 0,2 ^. 3 = 0,6 мин

установить и снять инструмент ─ 0,8 ^. 3= 2,4 мин

набрать программу - 0,4 · 9 = 3,6 мин.

установить исходные координаты ─ 2,5 мин.

настроить устройство подачи СОЖ - 0,3 мин.

Таким образом Т_пз = 30,6 мин

Штучно - калькуляционное время

Т_ш-к = Т_шт +  = 3,26 +  = 3,34 мин.

Таблица 7 - Предлагаемый технологический процесс изготовления детали 540М-3507022 - Ось колодок тормоза

Операция 005 фрезерно-центровальная.

Рисунок - Эскиз обработки.

Содержание операции:

Позиция 1.

А. Установить и закрепить заготовку.

Б. Открепить и снять деталь.

Позиция 2.

. Фрезеровать два торца одновременно, выдерживая размер 1.

Позиция 3.

1.Сверлить два центровых отверстия одновременно, выдерживая размеры 2…6.

Позиция 4.

. Точить две фаски одновременно, выдерживая размер 7.

Исходные данные.

Заготовка - сталь 45, прокат холоднотянутый

у_в = 750 МПа, НВ = 241

Станок МР-77, Nдв = 5,1 кВт

Для обработки всех поверхностей рекомендуется черновая стадия обработки.

Позиция 2

Выбор режущего инструмента.

Принимаем две торцовые фрезы с механическим креплением круглых пластин из твердого сплава, насадные 2210 - 0185 ГОСТ 22085 - 76 - правая и 2210 - 1385 ГОСТ 22085 - 76 - левая. Размеры фрезы: диаметр D = 100 мм, число зубьев Z = 6, диаметр под оправку d = 32 мм. Геометрические параметры фрезы: ц₁ = 75°, ц = 67°, л = 0^о.

Материал фрезы - твердый сплав Т15К6.

Нормативный период стойкости фрезы Т = 180 мин [7],c.302.

Назначение режимов резания:

Глубина резания:

 мм.

Подача на зуб фрезы:

S= 0,09 мм/зуб [7],c.209,к 108.

Поправочный коэффициент, учитывающий геометрию фрезы:

K_цSz = 1,0 [7],c.211.

Sz = 0,09 ∙ 1,0 = 0,09 мм /зуб

Скорость резания:

V = 316 м/мин [7],c.210,к. 109

Поправочные коэффициенты на измененные условия резания учитывают [5],c.211, к.109

K_mv = 0,79 - свойства обрабатываемого материала.

K_вv = 1,13 - отношение ширины (В = 40мм) фрезы к диаметру.

K_цv = 1,0 - геометрия фрезы.

K_nv = 1,0 - состояние поверхности заготовки

V = 316 · 0,79 · 1,13 × 1,0 ×1,0 = 282,1 м/мин

Частота вращения фрезы:

 мин^-1

Корректируем частоту вращения по паспорту станка:

n_пасп = 745 мин^-1

Действительная (фактическая) скорость резания:

 м/мин

Минутная подача фрезы:

S_м = S_Z ·Z · n_пасп = 0,09 · 6 · 745 =402,3 мм/мин

корректируем подачу по паспорту станка

S_мпасп = 400 мм/мин

Действительная подача на зуб фрезы:

S_Z =  мм/зуб.

Мощность резания.

N = 1,3 кВт [5],c.214, к.111.

Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию фрезы:

K_цN = 1,0, K_цл = 0,89

С учетом одновременной работы двух фрез мощность составляет:

N = 2· 1,3 · 0,89 = 2,31 кВт

Основное время:

, мин

врезание и перебег: y + Д = 7,5 мм  [7],c.378, п.4

 мин.

Позиция 3.

Выбор режущего инструмента:

Принимаем два центровочных сверла 2317 - 0018 ГОСТ 14952 - 75. Сверла цельные из быстрорежущей стали Р6М5.

Размеры сверла d = 4,0 мм, D = 8,5мм.

Геометрические параметры сверла: форма заточки - нормальная, 2ц = 90, ш = 55.

Нормативный период стойкости сверла Т = 25 мин.

Назначаем режимы резания:

Глубина резаня:

t = D/2 = 8,5/2 =4,25 мм.

Подача на оборот сверла:

Группа подач - III

S_o = 0,05 мм/об. [7],c.103, к.41

Скорость резания:

V = 18 м/мин [7],c.105, к. 42

Поправочные коэффициенты на измененные условия резания учитывают:

K_mv = 0,7 - свойства обрабатываемого материала.

K_lv = 1,0 - длинна отверстия.

K_uv = 1,0 - инструментальный материал. [7],c.146, к.53

V = 18 · 0,7 = 12,6 м/мин.

Частота вращения сверла:

 мин^-1

Корректируем частоту вращения по паспорту станка:

n_пасп = 465 мин^-1

Действительная скорость резания:

 м/мин

Минутная подача сверлильной головки:

S_м = S_о · n = 0,05 · 465 = 23,25 мм/мин

Станок МР-77 допускает бесступенчатое регулирование рабочей подачи сверлильной головки в интервале 20…300 мм/мин. Поэтому с принятой подачей обработка возможна.

Мощность резания:

Для принятых режимов резания мощность незначительная (нормативы не оговаривают ее величину), поэтому проверку достаточности мощности привода станка не делаем.

Основное время:

, мин

y + Д = 4 мм [7],c.374.

 мин.

Позиция 4.

Для точения фасок принимаем два проходных державочных резца 2142 - 0023 ГОСТ 9795 - 84 с напаянной пластинкой из твердого сплава Т15К6.

Размеры резцов: сечение державки 16х16 мм.

Геометрические параметры: ц = 45^o; ц₁ = 10^o; г = 10^o; л = 0^o; б = 8^o; форма передней поверхности радиусная с фаской.

Нормативный период стойкости резца Т = 30 мин.

Назначаем режимы резания:

Глубина резания:

t = мм.

Подача на оборот:

S_o = 0,40 мм/об [7],c.36, к.1

Скорость резания:

V = 104 м/мин, [7],c.105

Поправочные коэффициенты на измененные условия резания учитывают:_nv = 1,0 - состояние поверхности заготовки.

K_uv = 1,0 - свойства инструментального материала. [7],c.47

V = 104 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 104 м /мин

Частота вращения резцовой наладки:

 мин^-1

Корректируем это значение по паспорту станка:

n_пасп = 815 мин^-1

Действительная скорость резания:

 м/мин

Минутная подача для резцовой наладки:

S_м = S_о · n = 0,20 · 815 = 163 мм/мин

Станок МР-77 допускает бесступенчатое регулирование рабочей подачи в интервале 20…300 мм/мин. Поэтому с принятой подачей обработка возможна.

Мощность резания:

N = 2,9 кВт; [7],с.30.

Поправочный коэффициент, учитывающий геометрию резцов:

К_цN = 1,0 [7],с.30

N = 2,9 ∙ 1,0 = 2,9 кВт

С учетом одновременной работы двух резцов

N = 2 ∙ 2,9 = 5,8 кВт

Суммарная мощность резания

N_У = 2,31 +5,8 = 8,11 кВт

Допустимая мощность станка 5,1 кВт, поэтому обработка не возможна. Уменьшаем режимы резания для точения фасок. Принимаем S_o = 0,2 мм/об,

n_пасп =580 мин^-1.

 м/мин

Мощность резания:

N = 1,4 кВт; [7],с.30.

Поправочный коэффициент, учитывающий геометрию резцов:

К_цN = 1,0 [7],с.30

N = 1,4 ∙ 1,0 = 1,4 кВт

С учетом одновременной работы двух резцов

N = 2 ∙ 1,4 = 2,8 кВт

Суммарная мощность резания

N_У = 2,31 +2,8 = 5,11 кВт

Допустимая мощность станка 5,1 кВт, считаем перегрузку:

Кратковременная перегрузка до 5% допускается.

Основное время:

, мин

Длинна рабочего хода резцовой наладки:

L_P.X. = l₁ + l

где: l₁ = 3 мм - врезание и перебег резца [7],с.373.

l - длина обрабатываемой поверхности₄ = 2,6 мм L_P.X.4 = 3 + 2,6= 5,6 мм,

 мин.

Станок МР - 77 является полуавтоматом параллельного действия, поэтому основное время на операцию равно сумме максимального времени обработки заготовки на позиции и времени поворота барабана станка, равного 0,15 мин.

То = 0,31 + 0,15 = 0,46 мин.

Определяем норму штучного времени.

Т_шт = Т_о + Т_в · К_tв + Т_обс + Т_отл, мин

Вспомогательное время

Т_в = Т_уст + Т_оп + Т _изм, мин

Время на установку и снятие заготовки включает сумму времен

,09 мин - установить заготовку на призму [8],с.55.

,04 мин - закрепить рукояткой эксцентрикового зажима [8],с.58.

,08 мин - очистить приспособление от стружки щеткой [8],с.57.

Т_уст = 0,09 + 0,04 + 0,08 = 0,21 мин.

Время, связанное с операцией

Т_оп = 0,17 мин [8],с.184.

Время на измерения включает три измерения штангенциркулем

· 0,10 + 0,16 = 0,36 мин [8],с.191.

Коэффициент периодичности измерения

К = 0,5 - для инструментов. установленных на размер [8],с.200.

Тизм = 0,36 · 0,5 = 0,18 мин

Вспомогательное время:

Т_в = 0,21 + 0,17 + 0,18 = 0,56 мин

Поправочный коэффициент на вспомогательное время:

количество смен на обработку партии деталей:

К_tв = 1,15 [8],с.31,К1

Оперативное время:

Т_оп = То + Тв · К_tв , мин

Т_оп = 0,46 + 0,56 · 1,15 = 1,104 мин

Время на отдых и личные потребности составляет 4% от оперативного времени [8],с.203,К88

Т_отл = 0,04 · 1,104 = 0,04 мин

Время на обслуживание рабочего места составляет 3,5% от оперативного времени [8],с.110,К31

,035 · 1,104 = 0,04 мин

Штучное время:

Т_шт = 0,46 + 0,56 · 1,15 + 0,04 + 0,04 = 1,184 мин

Подготовительно заключительное время включает сумму времен [8],с.184:

на наладку станка, инструмента, приспособления - 10 мин

на дополнительные приемы - 1,5 мин

на получение и сдачу инструмента и оснастки - 5 мин

Итого Т_п-з = 10 + 1,5 + 5 = 16,5 мин

Штучно-калькуляционное время:

 , мин.

3. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

.1 Мероприятия по энерго- и ресурсосбережению при проектировании технологических процессов

В статье 1 Закона РБ «Об энергосбережении» дано определение:

Энергосбережение - это организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно - энегретических ресурсов в процессе их добычи, транспортировки, хранения, производства, использования и транспортировки.

Советом Министров РБ принята «Республиканская программа по энергосбережению», в которой определены экономические приоритеты:

- Достижение к 2015 году энергоемкости ВВП уровня промышленно развитых стран.

Обеспечение структурной перестройки отраслей экономики и промышленности.

Повышение коэффициента полезного использования энергоносителей в результате внедрения новых энергосберегающих технологий, оборудования, приборов и материалов, утилизации вторичных энергоресурсов.

Увеличение в топливном балансе республики доли местных видов топлива и отходов производства, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, вторичных энергоресурсов.

Создание комплекса энергосберегающих и экологически чистых технологий.

Оптимизация производственных процессов энергоемких производств.

Создание комплекса приборов учета потребляемых энергоносителей.

Вероятные потери энергоресурсов при проектировании технологических процессов: неэффективная работа оборудования, неполнота использования оборудования, низкая производительность, малоэффективный инструмент и т.д. Возможности экономии энергоресурсов при проектировании технологических процессов:

Контроль за техническим состоянием оборудования, своевременный ремонт и техническое обслуживание.

Автоматизация и оперативный контроль технических параметров работы оборудования.

Полнота использования установленных производственных мощностей.

Рациональная организация работы оборудования, участка, рабочего места

Внедрение новых ресурсосберегающих технологий.

Механизация и автоматизация производственного процесса, использование современного оборудования.

.2 Мероприятия по охране окружающей среды при проектировании технологических процессов

Основными факторами, оказывающими отрицательное воздействие на окружающую среду, при проектировании технологических процессов являются:

механическая обработка материалов лезвийным и абразивным инструментом, заточка инструмента. При этом в окружающую среду выделяются аэрозоли СОЖ, минерального масла, пыль. Образуются отходы металлов, абразивного инструмента, шлифовальный шлам.

термическая обработка деталей - закалка в камерных печах и масляных ваннах, закалка в соляных электропечах, отпуск, цементация, нанесение гальванических покрытий и др. При этом в воздушную среду выделяются вредные вещества: оксиды углерода, азота, серы, пыль, аммиак, фтористый водород, аэрозоли минеральных масел.

промывка и обезжиривание деталей. При этом образуются отработанные растворы, сточные воды, осадки, содержащие тяжелые металлы.

загрязнение окружающей среды происходит также шумом, вибрацией, электромагнитными излучениями от работающего оборудования.

Общие правила обращения с отходами.

Получаемые от каждого вида производства отходы собирают в течение рабочей смены и свозят в специальные емкости на специальные площадки согласно утвержденным планировкам с целью их дальнейшей утилизации, обезвреживания или захоронения. Все отходы должны собираться раздельно. Все сведения по отходам стекаются в отдел охраны труда - штаб ГО и ЧС, где ведется единый учет отходов, разрабатываются мероприятия по снижению воздействия отходов на окружающую среду.

Общие правила обращения с СОЖ.

СОЖ имеет сложный химический состав, поэтому отношение к ней должно быть таким, чтобы сохранить этот состав как можно дольше. Кроме того, приготовление и разложение СОЖ требует значительных затрат. Основные правила обращения с СОЖ - это предотвращение попадания в нее посторонних предметов, материалов, веществ, своевременная очистка сливных колодцев и оборудования от шлама и других загрязнений.

Основные правила содержания оборудования.

С целью уменьшения вредного воздействия на окружающую среду технологическое оборудование должно поддерживаться в исправном состоянии: своевременно проводить планово - предупредительный ремонт и техническое обслуживание. Перед началом работы рабочий должен обязательно убедиться в исправности всех систем оборудования. При обнаружении неисправностей - поставить в известность непосредственного руководителя структурного подразделения.

3.3 Технико-экономическое обоснование разработанного технологического процесса

Процент снижения трудоемкости определяется по формуле:

где Т_баз ─ трудоемкость изготовления деталей по базовому технологическому процессу, минут,

Т_пр ─ трудоемкость изготовления деталей по проектируемому технологическому процессу, минут.

Трудоемкость Т изготовления детали определяется по формуле:

Т = ∑Тш-к ∙ N, мин.

где ∑Тш-к - суммарное штучно - калькуляционное время изготовления детали, мин. N - годовая программа выпуска деталей, штук.

Увеличение производительности труда определяется по формуле:

Список использованных источников

деталь механический обработка

1.      Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя», Том 1, Москва, «Машиностроение» 2001г.

2.      Горбацевич А.Ф., Шкерд В.А. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения». Минск, «Вышэйшая школа», 1983г.

.        Добрыднев И.С. «Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения», Москва, «Машиностроение» 1965г.

4.    ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски», Минск, «Издательство стандартов»., 1989г.

5.      «Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполненных на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением», Часть 2. Нормативы режимов резания, Москва, «ЭКОНОМИКА», 1990г.

.        «Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполненных на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением», Часть 1. Нормативы времени, Москва, «ЭКОНОМИКА», 1990г.

.        «Общемашиностроительные нормативы режимов резания длятехнологического нормирования работ на металлорежущихстанках». Часть 1. Токарно-карусельные, токарно-револьверные, алмазно-револьверные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки., Москва, «Машиностроение», 1974г.

8.    «Общемашиностроительные нормативы времени на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования», Серийное производство, Москва, «Машиностроение», 1974г.