Технологический процесс механической обработки детали винт

Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

Могилевский государственный университет продовольствия

Кафедра прикладной механики

Специальность 1-36 01 01 Машины и аппараты пищевых производств

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология машиностроения»

технологический процесс механической обработки детали ВИНТ

(АРР-01.01.03.01)

 

 

 

 

 

 

Могилев 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Назначение и конструкция детали

. Анализ технологичности конструкции детали

. Определение типа производства

. Обоснование способа получения заготовки

. Выбор варианта технологического маршрута

. Расчёт припусков

. Обоснование выбора оборудования, режущего и мерительного инструмента, технологической оснастки

. Расчёт режимов резания

. Техническое нормирование четырёх операций

. Расчет себестоимости выполнения одной операции

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

Роль машиностроения в развитии всех отраслей народного хозяйства. Основные направления повышения производительности и обеспечения требуемой точности при разработке новых технологических процессов механической обработки деталей.

Цель машиностроения - изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Предусматривается осуществить переход к экономике высшей организации и эффективности с всесторонне развитыми силами, зрелыми производственными отношениями, отлаженным хозяйственным механизмом. Такова стратегическая линия государства.

Перед машиностроительным комплексом поставлена задача резко повысить технико-экономический уровень и качество машин, оборудования и приборов.

Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на неё, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей - корпусов, валов, зубчатых колёс и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Основными направлениям развития современной технологии: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем, широкое использование роботов и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и приборостроении.

В представленном курсовом проекте разработан технологический процесс изготовления винта АРР-01.01.03.01, произведены расчеты режимов резания, норм времени, себестоимости операции.

1. Назначение и конструкция детали

Винт АРР-01.01.03.01 выполняет функцию упора в механизме. Упорная поверхность (торец Æ60) подвергается термообработке и шлифуется для получения чистой упорной поверхности. Вылет винта регулируется при помощи резьбы М42. Вращение осуществляется при помощи специнструмента, устанавливаемого в отверстия Æ6. На винте имеется канавка для установки мерительного приспособления.

Винт изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88.

Свойства стали 45 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Свойства стали 45 ГОСТ 1050-88

Физико-механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88
σт, МПА	σвр, МПА		Sб, %		ψ, %		dн, Дж/см2	HB, (не более)	HB, (не более)
не более	не более		не более		не более			горячекатанной	отожённой
360	600		16		40		50	241	197
Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88
С		Si		Mn	S	P		Ni	Cr
					не более
0,40-0,50		0,17-0,37		0,50-0,80	0,045	0,045		0,30	0,30

2. Анализ технологичности конструкции детали

Винт АРР-01.01.03.01 изготавливается из конструкционной стали 45, которая широко применяется в народном хозяйстве для изготовления деталей и узлов машин. В связи с этим показатель обрабатываемости у данной детали достаточно высокий, что позволяет использовать стандартизированный режущий инструмент.

Конструкция детали не сложная, количество обрабатываемых поверхностей маленькое, размеры детали небольшие - эти свойства детали позволяют обеспечить короткий технологический процесс ее изготовление и применить универсальное оборудование для обработки резанием.

Точность изготовления детали - нормальная, не требующая прецизионных методов обработки и соответствующего оборудования. Шероховатость обрабатываемых поверхностей также позволяет вести обработку стандартизированным режущим инструментом.

Конструкция детали дает возможность совмещать конструкторские, технологические и измерительные базы. Для базирования можно применять наружные цилиндрические поверхности.

В качестве заготовки для изготовления винта можно применять прокат либо поковку, полученную штамповкой на ГКМ.

В общем, деталь АРР-01.01.03.01 считается технологичной.

Определение типа производства

Исходные данные:

рабочий чертеж детали АРР-01.01.03.01 (см. графическую часть проекта).

годовая программа выпуска N=10000 шт.

При массе детали 2,51 кг и годовой программе выпуска N=10000 шт., ориентировочно, тип производства, в котором будет изготавливаться деталь - крупносерийное.

Обозначим на эскизе детали все элементарные поверхности (рисунок 1).

Рисунок 1 - Элементарные поверхности детали

, 2 - торец детали;

, 4 - фаска;

- поверхность Æ60h9 длиной 20 мм;

- поверхность Æ35,5h9 длиной 18 мм;

- поверхность Æ60h9 длиной 28 мм;

- поверхность Æ6Н9 длиной 10 мм;

-поверхность Æ35,5h9 длиной 10 мм (канавка под выход резьбонарезающего инструмента);

- резьбовая поверхность М42 длиной 114 мм.

Определим набор технологических переходов для получения требуемого качества элементарных поверхностей, пользуясь таблицей 3 /2, с.150 - 153/:

пов. 1 -обтачивание однократное, шлифование;

пов. 2, 3, 4 - обтачивание однократное;

пов. 5, 6, 7 - обтачивание предварительное, обтачивание чистовое;

пов.8 - сверление;

пов.9 - обтачивание предварительное, обтачивание чистовое;

пов.10 - обтачивание предварительное, нарезание резьбы.

По каждому технологическому переходу, пользуясь таблицей 1 /2, с.150 - 153/ определим основное технологическое время, затем просуммируем эти времена в пределах технологической операции, умножим на коэффициент φ_к и результат занесем в таблицу 2.

Операция 010.

Установ А.

Обтачивание торца пов.1

t_о1=0,037∙(D²-d²)∙10^-3мин

Черновое обтачивание пов.5,7

t_о2=0,17∙d∙l∙10^-3мин

Чистовое обтачивание пов.5,7

t_о3=0,17∙d∙l∙10^-3мин

Точение фаски (обтачивание фасонным резцом)

t_о4=0,063∙(D²-d²)∙10^-3мин

Точение канавки в 4 захода (обтачивание фасонным резцом)

t_о5=4∙0,063∙(D²-d²)∙10^-3мин

t_о1=0,037∙(60²-0²)∙10^-3=0,13мин

t_о2=0,17∙60∙70∙10^-3=0,71мин

t_о3=0,17∙60∙70∙10^-3=0,71мин

t_о4=0,063∙(60²-57²)∙10^-3=0,02мин

t_о5=4∙0,063∙(60²-35,5²)∙10^-3=0,59мин

Установ Б.

Черновая подрезка торца пов.2

t_о6=0,037∙(D²-d²)∙10^-3мин

Черновое обтачивание пов.10

t_о7=0,17∙d∙l∙10^-3мин

Точение фаски (обтачивание фасонным резцом)

t_о8=0,063∙(D²-d²)∙10^-3мин

Точение канавки под выход резьбонарезающего инструмента (заглубление и проход)

t_о9=0,063∙(D²-d²)∙10^-3+0,17∙d∙l∙10^-3мин

t_о6=0,037∙(42²-0²)∙10^-3=0,07мин

t_о7=0,17∙42∙124∙10^-3=0,89мин

t_о8=0,063∙(42²-39²)∙10^-3=0,02мин

t_о9=0,063∙(42²-35,5²)∙10^-3+0,17∙35,5∙10∙10^-3=0,03мин

t_о010=0,13+0,71+0,71+0,02+0,59+0,07+0,89+0,02+0,03=3,36мин

Пользуясь формулой t_шт-к010=φ_к∙t_омин, и взяв значение φ_к=1,36 для токарных станков при крупносерийном производстве получим

t_шт-к010=1,36∙3,36=4,57мин

Аналогичным образом производим расчёт для остальных операций.

Операция 015. Сверление 4 отверстий пов.8

t_о1=4∙0,52∙d∙l∙10^-3мин

t_о015=t_о1=4∙0,52∙6∙15∙10^-3=0,29мин

принимаем φ_к=1,3 для вертикально-сверлильных станков

t_шт-к015=1,3∙0,26=0,38мин

Операция 020.

Нарезание резьбы М42 резьбовой головкой. Основное время целесообразно определять по формуле /1, с.161/

мин

где L_рх-длина рабочего хода,

L_рх=l+l₁+l₂=124+9+7=140мм;

S - подача, равна 1,125 мм;

n - частота вращения, n=100 об/мин

мин

принимаем φ_к=1,36 для токарных станков

t_шт-к020=1,36∙1,61=2,19мин

Операция 030.

Шлифование чистовое торца пов.1. (шлифование плоскостей торцом круга)

t_о1=2,5∙l∙10^-3мин

l. принимаем равным диаметру пов.1 плюс 50 мм радиус шлифовального круга

t_о030=t_о1=2,5∙60∙10^-3=0,28мин

принимаем φ_к=1,55для круглошифовальных станков

t_шт-к030=1,55∙0,08=0,43мин

Определяем число станков на каждую операцию по формуле

/2, с.20/

где N - годовая программа выпуска, шт;

t_шт-к - штучное или штучно-калькуляционное время на операцию, мин;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

Fд=4029 часов, /2, табл.2.1, с. 22/;

h_зн- нормативный коэффициент загрузки оборудования.

h_зн=0,75, /2, с. 20/.

Принятое число рабочих мест (станков) на каждую смену:

P_о010=1; P_о015=1; P_о020=1; P_о030=1.

Подсчитаем коэффициент загрузки фактический для каждой операции по формуле

/2, с.20/

=0,25

=0,021

=0,12

=0,024

Подсчитаем количество операций, которые можно закрепить за одним местом по формуле

/2, с.21/

Расчетные данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Определение типа производства

Операция	tшт-к	mР	Р	ηзф	О
Операция 005 Заготовительная
Операция 010 Токарная Установ А 1. Подрезать торец пов.1 2. Черновое обтачивание Æ 60 на L=70 3. Чистовое обтачивание Æ 60 на L=70 4. Точение фаски 3х45̊ 5. Точение канавкиÆ 35,5 на L=18 Установ Б 1. Подрезать торец пов.2 2. Черновое обтачивание пов.10, Æ 42 на L=124 3. Точение фаски 3х45̊ 4. Точение канавки пов.9, Æ 35,5 на L=10	4,57	0,25	1	0,25	3
Операция 015 Сверлить 4 отв. Æ 6 на L=10	0,38	0,021	1	0,021	35
Операция 020 Нарезать резьбу М42 на L=124 мм	2,19	0,12	1	0,12	6
Операция 025 Термическая обработка
Операция 030 Шлифовать торец пов.1	0,28	0,024	1	0,024	31
Операция 035 Контрольная

Просуммируем графы Р и О

ΣР=4;

ΣО=75

Найдем коэффициент закрепления операций

По коэффициенту закрепления операций 18,75 определяем тип производства для заданных в курсовом проекте условий - среднесерийное.

. Обоснование способа получения заготовки

В качестве заготовки для винта можно применять заготовку из проката или поковку, полученную на ГКМ. Рассмотрим экономическую целесообразность каждого из способов получения заготовку.

Эскиз заготовки из проката - см. рисунок 1.

Рисунок 2 - Заготовка из проката

Стоимость заготовки из проката

S_заг=М+ΣС_оз

где М - затраты на материал заготовки, руб.

ΣС_оз - технологическая себестоимость разрезки на штучные заготовки.

где С_пз - приведенные затраты, приходящиеся на 1 ч работы оборудования;

С_пз=1,21∙10⁴ руб./2, с.30/

Т_шт-к - штучно-калькуляционное время отрезания.

где d - диаметр заготовки;

согласно расчету припусков, приведенному в п.6, максимальный предельный диаметр под механическую обработку равен 61,87 мм, по ГОСТ 2590-88 выбираем диаметр проката d=62 мм.

s - подача;

s=100 мм/мин.

мин

руб

Затраты на материалы

где Q - масса заготовки, кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

S=1700 руб./2, с.31, табл.2.6/

q - масса детали, кг;

q=2,51 кг.

S_отх - цена 1 т отходов, руб;

S_отх=25∙10⁴руб

где ρ - плотность стали;

ρ=7850 кг/м³

кг

руб

S_заг=7327+1250=8577руб

Определяем стоимость заготовки, полученной штамповкой на ГКМ.

Расчетная масса поковки по ГОСТ 7505-89

G_п=М_д∙К_р

где К_р- расчетный коэффициент;

К_р=1,4;

М_д - масса детали

G_п=2,51∙1,4=3,51кг

Класс точности поковки - Т4, группа стали - М2.

Степень сложности определяется путем вычисления отношения массы

G_п поковки к массе G_ф геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки. Цилиндр, описывающий поковку, имеет размеры:

диаметр d_ф=60∙1,05=63 мм

длина l_ф=190∙1,05=199,5 мм

кг

Отношение G_п/G_ф=3,51/4,88=0,72, следовательно выбираем степень сложности С1. Конфигурация поверхности разъема штампа - плоская. Исходный индекс по ГОСТ 7505-89 - 10. Назначаем припуски на обработку, вычерчиваем эскиз заготовки (рисунок 2).

Определяем объем поковки

м³

Рисунок 3 - Штампованная заготовка

Определяем массу поковки

Q=V_п∙ρ=5,246∙10^-4∙7850=4,12кг

Стоимость заготовки, получаемой штамповкой на ГКМ

/2, с.31/

где С_i - базовая стоимость 1 т заготовок, руб;

C_i=373∙10⁴ руб.

k_т=1, k_м=1/2, с.37/

k_с=0,75, k_в=1/2, с.38, табл.2.12/

k_п=1/2, с.38, табл.2.13/

руб.

На основании рассчитанной стоимости заготовок из проката и штампованной на ГКМ для изготовления винта выбираем заготовку из проката.

Экономический эффект рассчитывается по формуле

Э_з=(S_заг1-S_заг2)∙N=(11123-8577)∙10000=25460000руб.

5 Выбор варианта технологического маршрута

Таблица 3

Технологический процесс изготовления винта

№	Наименование и краткое содержание операции	Модель станка	Режущий инструмент, размеры, марка инструментального материала	Номер поверхности (см. рис.1)
010	Операция 005 Заготовительная
	Операция 010 Токарная Установ А 1. Подрезать торец пов.1 2. Черновое обтачивание Æ 60 на L=70 3. Чистовое обтачивание Æ 60 на L=70 4. Точение фаски 3х45̊ 5. Точение канавки Æ 35,5 на L=18 Установ Б 1. Подрезать торец пов. 2 2. Черновое обтачивание пов.10, Æ 42 на L=124 с подрезкой торца 3. Точение фаски 3х45̊ 4. Точение канавки пов.9, Æ 35,5 на L=10	16К20	Резец подрезной 2112-0005 Т15К6 ГОСТ 18880-73 Резец проходной CSDNN2516M12-H2Т15К6 ГОСТ 22611-85 с пластиной по ГОСТ 25003-81 Резец проходной Т15К6 2103-0711 ГОСТ 20872-80 Резец фасонный Т15К6	Установ А 1,3,5,6,7 Установ Б 2,4,9,10
015	Операция 015 Сверлить 4 отв. Æ 6 на L=10	2Н135	Сверло 2301-0001 Р6М5 ГОСТ 10903-77	8
020	Операция 020 Нарезать резьбу М42 на L=124 мм	16К20	Головка винтонарезная самооткрывающаяся 2651-0009 ГОСТ 21760-76	10
025	Операция 025 Термическая обработка	Участок термообработки
030	Операция 030 Шлифовать торец пов.1	3А110В	Круг шлифовальный 1-100х20х25 Э9А 25 СМ1 7К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 2424-83	1
035	Операция 035 Контрольная	Стол ОТК

6. Расчет припусков

Рассчитываем припуски на обработку поверхности Æ60h9.

Таблица 4

Припускина обработку поверхности Æ60h9

Технологические переходы обраб. поверхности Æ60h9(-0,074)	Элементы припуска, мкм				Расчётный припуск, 2zmin, мкм	Расчётный размер, dp, мкм	Допуск δ, мкм	Предельный размер, мкм		Предельное знач. припуск., мкм
	Rz	T	ρ	ε				dmin	dmax
Заготовка	150	150	195	-	-	190	61,68	61,87	-	-
Точение черновое	50	50	12	420	2∙763	60,15	160	60,15	60,34	1530	1530
Точение чистовое	30	30	8	0	2∙112	59,926	74	59,926	60	224	340

Определяем элементы припуска R_z - высота неровностей, Т - глубина дефектного слоя.

Для заготовки R_z=150 мкм, Т=150 мкм/2, с.63, табл.4.3/

Для чернового точения R_z=50мкм, Т=50 мкм/2, с.64, табл.4.5/

Для чистового точения R_z=30мкм, Т=30 мкм/2, с.64, табл.4.5/

Величина пространственных отклонений

ρ_заг=ρ_к=Δ_к∙l/2, с.68, табл.4.7/

где Δ_к - удельная кривизна заготовки на 1 мм длины.

Δ_к=1/2, с.71, табл.4.8/

ρ_заг=ρ_к=1∙195=195 мкм

Остаточные отклонения последующих переходов

ρ_ост = k_у∙ρ_заг

где k_у - коэффициент уточнения формы;

для чернового точения k_у=0,06/2, с.73/;

ρ_ост=0,06∙195=12 мкм

для чистового точения k_у=0,04/2, с.73/;

ρ_ост=0,04∙195=8 мкм

Погрешность установки

/2, с.74/

где ε_б - погрешность базирования;

ε_б=0, т.к. установка заготовки производится в самоцентрирующемся патроне;

ε_з=420 мкм/2, с.76. табл.4.10/

мкм

Припуск на обработку определяется по формуле

/2, с.62. табл.4.2/

Для чернового обтачивания

мкм

Для чистового обтачивания

мкм

Расчетный размер для каждого предшествующего перехода определяется прибавлением к расчетному размеру расчетного припуска, следующего за ним смежного перехода

Для чистового точения d_р = 59,926 мм

Для чернового точения d_р = 59,926+0,224=60,15 мм

Для заготовки d_р = 60,15+1,526=61,676мм

Допуск

Для заготовки δ = 190 мкм

Для чернового точения δ = 190 мкм

Для чистового точения δ = 74мкм

Наименьший предельный размер d_min для каждого перехода получаем округлением в большую сторону расчетного размера с той же точностью, с которой дан допуск. Наибольший предельный размер d_max получается прибавлением к наименьшему предельному размеру величины допуска

Для заготовки d_min=61,62; d_max=61,68+0,19=61,87мм

Для чернового точения d_min=60,15; d_max=60,15+0,19=60,34мм

Для чистового точения d_min=59,926; d_max=60мм

Предельные значения припусков 2z^пр_minи 2z^пр_max определяются как разность соответственно наименьших и наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Для чернового точения

z^пр_min=61,68-60,15=1,53 мм

z^пр_max=61,87-60,34=1,53мм

Для чистового точения

z^пр_min=60,15-59,926=0,224 мм

z^пр_max=60,34-60=0,34мм

Проверим правильность расчетов

Для чернового точения

z^пр_max-2z^пр_min=1,53-1,53=0

δ_заг-δ_черн=0,19-0,19=0

Для чистового точения

z^пр_max-2z^пр_min=0,34-0,224=0,116

δ_черн-δ_чист=0,19-0,074=0,116

Расчет произведен верно.

Схема расположения припусков представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема расположения припусков на Æ60h9

Аналогичным образом рассчитываем припуски на обработку поверхности 1 (торецÆ60). Расчет ведется для линейного размера 190.

Таблица 5

Припуски на обработку поверхности 1 (торец Æ60)

Технологические переходы обработки поверхности 1(торец Æ60)	Элементы припуска, мкм				Расчётный припуск, zmin, мкм	Расчётный размер, lp, мкм	Допуск δ, мкм	Предельный размер, мкм		Предельное зн. припуск., мкм
	Rz	T	ρ	ε				lmin	lmax
Заготовка	200		195	-	-	190,657	800	190,7	191,5	-	-
Точение	30	30	8	420	620	190,037	460	190,04	190,5	660	1000
Шлифование	10	20	0	0	60	189,977	46	189,977	190,023	63	477

Определяем элементы припуска R_z - высота неровностей, Т - глубина дефектного слоя.

Для заготовки R_z+Т=200 мкм/2, с.64, табл.4.4/

Для точения R_z=30мкм, Т=30 мкм/2, с.64, табл.4.5/

Для шлифованияR_z=10мкм, Т=20 мкм/2, с.64, табл.4.5/

Величина пространственных отклонений

ρ_заг=ρ_к=Δ_к∙l/2, с.68, табл.4.7/

где Δ_к - удельная кривизна заготовки на 1 мм длины.

Δ_к=1/2, с.71, табл.4.8/

ρ_заг=ρ_к=1∙195=195 мкм

Остаточные отклонения последующих переходов

ρ_ост=k_у∙ρ_заг

где k_у - коэффициент уточнения формы;

для точения k_у=0,04/2, с.73/;

ρ_ост=0,04∙195=8 мкм

для шлифованияk_у=0,002/2, с.73/;

ρ_ост=0,002∙195=0,39 мкм

для шлифования принимаем ρ_ост=0

Погрешность установки

/2, с.74/

где ε_б - погрешность базирования;

ε_б=0, т.к. установка заготовки производится в самоцентрирующемся патроне;

ε_з=420 мкм/2, с.76. табл.4.10/

мкм

Припуск на обработку определяется по формуле

/2, с.62. табл.4.2/

Для точения

мкм

Для шлифования

мкм

Расчетный размер

Для шлифованияl_р=189,977мм

Для точения l_р=189,977+0,06=190,037мм

Для заготовки l_р=190,037+0,62=190,657мм

Допуск

Для заготовки δ=800мкм

Для чернового точения δ=460мкм

Для чистового точения δ=46мкм

Наименьший предельный размер l_minи наибольший предельный размер l_max

Для заготовки l_min=19,07; l_max=19,07+0,8=191,5мм

Для точения l_min=190,04; l_max=190,04+0,46=190,5мм

Для шлифованияl_min=189,977; l_max=189,977+0,046=190,023мм

Предельные значения припусков z^пр_minи z^пр_max

Для точения

z^пр_min=190,7-190,04=0,66мм

z^пр_max=191,5-190,5=1мм

Для шлифования

z^пр_min=190,04-189,977=0,063мм

z^пр_max=190,5-190,023=0,477мм

Проверим правильность расчетов

Для точения

z^пр_max-z^пр_min=1000-660=340

δ_заг-δ_точ=800-460=340

Для шлифования

z^пр_max-z^пр_min=477-63=414

δ_точ-δ_шлиф=460-46=414

Расчет произведен верно.

Схема расположения припусков представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема расположения припусков пов.1, торец Æ60

7. Обоснование выбора оборудования, режущего и мерительного инструмента, технологической оснастки

При обработке винта, исходя из технологического маршрута обработки, назначаем станки, режущий и мерительный инструмент. Станки выбираем по типу операции в соответствии с точностью обработки, техническими и геометрическими параметрами станка. При выборе типа и конструкции режущего инструмента следует учитывать основные факторы: характер производства, тип станка, метод обработки, размер и конфигурацию обрабатываемой детали, точность обработки, материал обрабатываемой детали, материал режущей части инструмента. Размер и конфигурация обрабатываемой детали влияют на выбор инструмента в отношении его размеров и конструкции. винт заготовка припуск оборудование

На токарной операции применяем резцы, оснащенные твердосплавными пластинами: подрезной резец по ГОСТ 18880-73 для подрезки торцев; проходной резец по ГОСТ 22611-85 с твердосплавной пластиной по ГОСТ 25003-81 для точения цилиндрических поверхностей и обработки фасок; фасонный резец для точения канавки. Материал режущей части резцов - Т15К6. На данной операции используется токарно-винторезный станок 16К20.

На сверлильной операции применяется сверло по ГОСТ10903-77 из быстрорежущей стали Р6М5. Сверлильная операция проводится на вертикально-сверлильном станке 2Н135. Поворот заготовки на заданный угол осуществляется при помощи делительной головки.

Для нарезания резьбы применяется токарно-винторезный станок 16К20, оснащенный винторезной самооткрывающейся головкой. Винторезная головка позволяет по окончании процесса нарезания резьбы осуществлять вывод инструмента без обратной подачи, что значительно сокращает штучно-калькуляционное время. Шлифование торца производится шлифовальным кругом 1-100х20х25 Э9А 25 СМ1 7К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 2424-83 на универсальном круглошлифовальном станке 3А110В.

Для измерения диаметральных и линейных размеров применяется штангенциркуль по ГОСТ 166-78. Измерение глубины отверстий производится штангенглубиномером ГОСТ 162-90.

. Расчет режимов резания

Производим расчет режимов резания аналитическим способом для операции 010 - Токарная, Установ А.

Расчет режимов резания по переходу 2 - черновое точение Æ60 на длину L=70 мм. Обрабатываемый материал - Сталь 45 ГОСТ 1050-88. Резец проходной, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К6.

Глубина резания t=1,5 мм.

Подача s=0,8 мм/об/4, с.266, табл.11/

Скорость резания определяем по формуле

где T - стойкость инструмента;

Т=40 мин;/4, с.268/

C_v= 340; x=0,15; у=0,45, m=0,2/4, с.269, табл.17/

K_v=K_мv∙K_пv∙K_иv

Где K_мv - коэффициент, учитывающий материал заготовки;

K_пv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности;

K_пv=0,9/4, с.263, табл.5/

K_иv - коэффициент, учитывающий материал инструмента;

K_иv=1/4, с.263, табл.6/

/4, с.261, табл.1/

где σ_в=600 МПа;

K_r - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

K_r=1/4, с.262, табл.2/

n_v - показатель степени;

n_v=1/4, с.262, табл.2/

K_v=1,25∙0,9∙1=1,125

По паспорту станка принимаем n=1000 об/мин. Пересчитываем скорость

Сила резания

P_z,y,x=10∙C_p∙t^x∙s^y∙vⁿ∙K_p

Где C_p=300; x=1; y=0,75;n=-0,15 - значения для расчета P_z;

C_p=243; x=0,9; y=0,6;n=-0,3 - значения для расчета P_y;

C_p=339; x=1; y=0,5;n=-0,4 - значения для расчета P_х/2,с.273, табл.22/

K_p=K_мp∙ K_φp∙ K_γp∙ K_λp∙ K_rp

/4, с.264, табл.9/

где n=0,75/0,35=2,14/4, с.264, табл.9/

Для тангенциальной составляющей P_z

K_φp=0,94; K_γp=1,1; K_λp=1; K_rp=0,93/4, с.275, табл.23/

K_p=1,61∙0,94∙1,1∙ 1∙ 0,93=0,327

P_z =10∙300∙1,5¹∙0,8^0,75∙188^-0,15∙0,327=545Н

Для радиальной составляющей P_y

K_φp=0,77; K_γp=1,4; K_λp=1; K_rp=0,82/4, с.275, табл.23/

K_p=1,61∙0,77∙1,4∙ 1∙ 0,82=0,301

P_y =10∙243∙1,5^0,9∙0,8^0,6∙188^-0,3∙0,301=175Н

Для осевой составляющей P_x

K_φp=1,11; K_γp=1,4; K_λp=1; K_rp=1/4, с.275, табл.23/

K_p=1,61∙1,11∙1,4∙ 1∙ 1=0,528

P_x =10∙339∙1,5¹∙0,8^0,5∙188^-0,4∙0,528=262Н

Мощность резания рассчитываем по формуле

кВт

При этом паспортная мощность главного привода станка равна 11 кВт, следовательно мощности станка достаточно.

Расчет режимов резания аналитическим способом для операции 015 - Сверлильная.

Материал инструмента - Р6М5. Диаметр сверления D=6 мм.

Глубина резания при сверлении

t=0,5∙D=0,5∙6=3 мм

Подача s=0,13 мм/об/4, с.277, табл.25/

Скорость резания определяем по формуле

где C_v=7; q=0,4; y=0,7; m=0,2/4, с.278, табл.28/

Т- стойкость инструмента, Т=25 мин/4, с.279, табл.30/

K_v - общий поправочный коэффициент.

K_v=K_мv∙ K_иv∙ K_lv

Где K_мv - коэффициент на обрабатываемы материал;

K_иv - коэффициент на инструментальный материал;

K_иv=0,9/4, с.263, табл.6/

K_lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

K_lv=1/4, с.280, табл.31/

/4, с.261, табл.1/

где σ_в=600 МПа;

K_r - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

K_r=1/4, с.262, табл.2/

n_v - показатель степени;

n_v=-0,9/4, с.262, табл.2/

K_v=0,6∙1∙1=0,6

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин. Пересчитываем скорость

Крутящий момент и осевая сила

M_кр=10∙C_м∙D^q∙s^y∙K_р

P_o=10∙C_p∙D^q∙s^y∙K_р

где С_м=0,0345; q=2; y=0,8 - для расчета М_кр;

С_р=68; q=1; y=0,7 - для расчета Р_о.

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки.

/4, с.264, табл.9/

где σ_в=600 МПа;

n=0,75/0,75=1/4, с.264, табл.9/

M_кр=10∙0,0345∙6²∙0,13^0,8∙0,8=14,6 Н∙м

P_o=10∙68∙6¹∙0,13^0,7∙0,8=588 Н

Мощность резания

кВт

При этом паспортная мощность главного привода станка равна 4 кВт, следовательно мощности станка достаточно.

Расчет режимов резания табличным способом для операции 010 - Токарная. Установ А.

Расчет режимов резания по переходу 3 - чистовое точение Æ60 на длину L=70 мм.

Определяем длину рабочего хода суппорта

L_р.х=L_рез+y+L_доп

Где L_рез -длина резания;

L_рез=70 мм;

y - длина подвода, врезания и перебега инструмента;

y=10 мм;

L_доп - дополнительная длина хода;

L_доп=0

L_р.х=70+10+0=80мм

Назначаем подачу суппорта на оборот шпинделя

s_о=0,6 мм/об/1, с.23, карта Т-2/

Определяем стойкость инструмента

Т_р=Т_м∙λ

где Т_м - стойкость в минутах машинной работы станка;

Т_м=70 мин/1, с.26, карта Т-3/

λ - коэффициент времени резания;

кВт

Т.к. λ>0,7 принимаем Т_р=Т_м=70 мин./1, с.26/

Определяем скорость резания

v=v_табл∙К₁∙К₂∙К₃

где v_табл=125 м/мин/1, с.29, карта Т-4/

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₁=0,9/1, с.30, карта Т-4/

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

К₂=1,25/1, с.33, карта Т-4/

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки;

К₃=1/1, с.34, карта Т-4/

v=125∙0,9∙1,25∙1=141 м/мин

Рассчитываем рекомендуемое число оборотов шпинделя станка

об/мин

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин. Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов шпинделя

м/мин

Рассчитываем основное машинное время обработки

мин

Определяем силу резания

P_z=P_zтабл∙К₁∙К₂

P_zтабл=350 Н

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₁=0,8/1, с.36, карта Т-5/

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом;

К₂=1/1, с.36, карта Т-5/

P_z=35∙0,8∙1=280Н

Определяем режимы резания для операции 020 - Резьбонарезная.

Скорость резания находим по формуле

v=v_табл∙К_v

где v_табл=16 м/мин/1, с.162, карта Р-2/

К_v - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К_v=1/1, с.162, карта Р-2/

v=16∙1=16м/мин

об/мин

По паспорту станка принимаем n=125 об/мин. Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов шпинделя

м/мин

Крутящий момент

М_кр=М_{кр(табл)}∙К₁∙К₂

где М_{кр(табл)}=30Н∙м/1, с.163, карта Р-2/

К₁ - коэффициент, зависящий от диаметра резьбы;

К₁=4,8;/1, с.163, карта Р-2/

К₂ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂=1;/1, с.163, карта Р-2/

М_кр=30∙4,8∙1=144Н∙м

Определяем машинное время

где L_р.х - длина рабочего хода;

s - шаг резьбы;

s=4,5 мм

L_р.х=L_рез+y=124+5=129мм

мин

Мощность резания

кВт

При этом паспортная мощность главного привода станка равна 11 кВт, следовательно мощности станка достаточно.

9. Техническое нормирование операций

Операция 010 - Токарная.

/2, с.101/

где t_oi - основное время;

t_всп - вспомогательное время;

t_об.отд - время на обслуживание и отдых;

t_пз- подготовительно-заключительное время;

n - количество деталей в настроечной партии

n=250 шт.

где L - длина пути, пройденная инструментом в направлении подачи;

s - минутная подача;

n - частота вращения шпинделя;

i - число рабочих ходов;

L=l+l₁+l₂+l₃

где l - длина обрабатываемой поверхности;

l₁ - длина врезания;

l₁=2,5 мм;

l₂ - длина перебега инструмента;

l₂=1,5 мм;

l₃ - дополнительная длина (учитывается лишь в единичном производстве)

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

Σt_oi=0,065+0,123+0,154+0,012+0,108+0,065+0,213+0,012+0,023=0,763

Вспомогательное время складывается из времени на установку и снятие детали, времени на закрепления и открепления детали, времени на приемы управления, времени на измерение детали. Выбор времен производится по таблицам /2, с.197-206/ Таким образом

t_всп=0,23+0+0,12+0,6=0,95мин

Время на обслуживание и отдых равно 7% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.214, табл.6.1/.

t_об.отд.=(0,763+0,95)∙0,07=0,12мин

Подготовительно-заключительное время t_пз=12 мин/2, с.216, табл.6.3/

мин

Операция 015 - Сверлильная

мин

t_всп=0,52+0+0,07+1,12=1,71мин

Время на обслуживание и отдых равно 5,5% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.214, табл.6.1/.

t_об.отд.=(0,54+1,71)∙0,055=0,12мин

Подготовительно-заключительное время t_пз=9 мин/2, с.217, табл.6.4/

мин

Операция 020 - Резьбонарезная

где l₁равняется двум шагам нарезаемой резьбы;

l₁=9 мм;

l₂ равняется 1,2 шага нарезаемой резьбы;

l₂=5,5 мм;

мин

t_всп=0,23+0+0,12+0 =0,35мин

Время на обслуживание и отдых равно 7% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.214, табл.6.1/.

t_об.отд.=(0,23+0,35)∙0,07=0,04мин

Подготовительно-заключительное время t_пз=12 мин/2, с.217, табл.6.4/

мин

Операция 030 - Шлифовальная

/2, с.101/

где t_тех - время на техническое обслуживание рабочего места;

t_орг - время на организационное обслуживание рабочего места;

t_отд - затраты времени на перерыв, отдых и личные надобности

где l₁+l₂=15 мм;

s -подача;

s=0,5 м/мин;

мин

t_всп=0,122+0+0,15+0,18 =0,452мин

Время на техническое обслуживание равно 3% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.212, табл.5.20/.

t_тех.=(0,15+0,452)∙0,03=0,018мин

Время на организационное обслуживание равно 1,7% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.212, табл.5.21/.

t_орг.=(0,15+0,452)∙0,017=0,01мин

Время на отдых равно 20% от суммы основного и вспомогательного времени /2, с.213, табл.5.22/.

t_отд.=(0,15+0,452)∙0,2=0,12мин

Подготовительно-заключительное время t_пз=10 мин/2, с.220, табл.6.7/

мин

10. Расчет себестоимости выполнения одной операции

Рассчитываем себестоимость выполнения вертикально-сверлильной операции.

Технологическая себестоимость операции

/2, с.43/

Где К_в=1,3- коэффициент выполнения норм;

С_пз - часовые приведённые затраты

/2, с.39/

где Е_н-нормативный коэффициент экономической эффективности и капитальных вложений;

Е_н=0,15/2, с.39/

С_з = ε∙С_тф∙k∙у

Где ε - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату

ε=1,53/2, с.39/

С_тф - часовая тарифная ставка станочника сдельщика соответствующего разряда;

С_тф=6060 руб/ч/2, с.40 табл.2.14/

k - коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;

k=1;/2, с.40/

у - коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании;

у=1/2, с.40/

С_з = 1,53∙6060∙1∙1=9272руб/ч

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места

,/2, с.40/

Где С^бп_чз - практические часовые затраты на базовом рабочем месте;

С^бп_чз=3630 руб/ч;

k_м - коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка;

k_м=1,8/2, с.147 табл.2/

С_чз=3630∙1,8=6534

Капитальные вложения в станок

/2, с.42/

Где Ц - балансовая паспортная стоимость станка;

Ц=102 200 000 руб.;

F_д - годовой фонд времени, ч;

F_д = 4029;

η_з - коэффициент загрузки станка;

для серийного производства η_з=0,8

Капитальные вложения в здание

/2, с.43/

гдеF - производственная площадь, занимаемая станком с учётом проходов, м²;

F= f∙k_f/2, с.43/

гдеf - площадь станка в плане, м²;

f=2,67 м²;

k_f - коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов и др.;

k_f=3,5

F=2,67∙3,5=9,35

С_пз=9272 +6534+0,15∙(31707+2274)=20903руб/ч

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Барановский, Ю.В. Режимы резания металлов: Справочник/Ю.В. Барановский; под ред. Ю.В. Барановского. - М.: Машиностроение, 1972.- 407 с.

2.      Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Вышэйшая школа, 1983-255 с.

.        Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т.1 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 -655 с.

.        Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т.2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 -495 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

ГОСТ 3,1105-74 Форма 1

Разраб.					МГУП	АРР-01.01.03.01
Провер.
Утв.
					010 Винт			У1
Н.контр
Установ А
КЭ

ГОСТ 3,1105-74 Форма 1

Разраб.					МГУП	АРР-01.01.03.01
Провер.
Утв.
					010 Винт		У1
Н.контр
Установ А
КЭ

ГОСТ 3,1105-74 Форма 1

Разраб.					МГУП	АРР-01.01.03.01
Провер.	.
Утв.
					015 Винт		У1
Н.контр
КЭ

ГОСТ 3,1105-74 Форма 1

Разраб.					МГУП	АРР-01.01.03.01
Провер.	.
Утв.
					020 Винт		У1
Н.контр
КЭ

ГОСТ 3,1105-74 Форма 1

Разраб.					МГУП	АРР-01.01.03.01
Провер.	.
Утв.
					030 Винт		У1
Н.контр
КЭ