Технологический процесс изготовления детали 'Блок колес зубчатых'

Технологический процесс изготовления детали 'Блок колес зубчатых'

Курсовой проект

Технологический процесс изготовления детали «Блок колес зубчатых»

Введение

Машиностроение - важнейшая отрасль промышленности. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин и потребностью потребителей в постоянном совершенствовании продукции. Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

Заданием на курсовой проект служит чертеж детали колесо червячное. Необходимо произвести технологический анализ детали, материала детали, твердости поверхности. Затем необходимо рассчитать припуски на обработку, выбрать заготовку, произвести размерный анализ технологических цепей размеров. Затем необходимо произвести расчет режимов резания по операциям технологического процесса, затем необходимо назначить нормы времени на каждую операцию. Затем необходимо разработать и вычертить приспособление для одной из операций технологического процесса.

Для выполнения этой работы в определенной последовательности необходимо будет затронуть ряд вопросов:

а) рассмотреть рациональность метода получения заготовки для данного масштаба производства;

б) сопоставить соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнения прочих технических требований;

в) правильность выбора баз на операциях технологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;

г) правильность установки последовательности операций процесса для достижения заданной точности деталей;

д) степень оснащенности операций; применяемость высокопроизводительного режущего инструмента;

е) произвести выбор, обоснование, конструирование и расчет одного станочного приспособления и т.д.

Только после качественного изучения этих вопросов возможно будет удовлетворить все требования предъявляемые к изготовлению детали и к ее качеству.

1. Анализ детали

Колесо зубчатое представляет собой деталь среднего сечения из класса втулок, со средними перепадами диаметров до 110 мм. Изготавливается из стали 40Х ГОСТ4543-71 и имеет термообработку HRC32..38, что соответствует закалке и высокому отпуску с охлаждением на воздухе, химический состав стали и макроструктура должны соответствовать ГОСТ 4543-75, ГОСТ1435-74, ГОСТ 1414-75, ГОСТ5949-75, ГОСТ 20072-74.

Таблица 1. Химический состав в% низколегированной углеродистой качественной конструкционной стали марки 40Х ГОСТ 4543-75.

Марка материала	С	Si	Mn	Cr	S	P	Ni
				не более
Ст. 40Х ГОСТ 4543-75	0,36 - 0,44	0,17 -0,37	0,5 - 0,8	0.8 -1.1	0,035	0,035	0,3

Таблица 2. Механические свойства стали 40Х.

Твердость поверхности	Предел прочности, МПа	Предел текучести, МПа	Термообработка
НВ 217-552	980	785	Нормализация

Масса детали имеет существенное значение при решении вопросов проектирования технологического процесса т.к. в чертеже масса неуказанна, то рассчитаем ее согласно чертежа по формуле:

, (1)

где  - плотность материала детали, ;

- диаметр i-ой цилиндрической ступени, м;

 - длина i-ой цилиндрической ступени, м;

- длина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- ширина j-ого паза, м;

- диаметр k-ого отверстия, м;

- глубина k-ого отверстия, м.

2. Выбор заготовки

деталь заготовка зубчатый блок

Для определения метода получения заготовки выберем из всех методов самый оптимальный, руководствуясь: а) формой и размерами заготовки; б) шероховатостью; в) программой выпуска; г) маркой материала.

Сортовой прокат не подходит в виду того, что производство крупносерийное, а КИМ из-за разницы диаметров колеса и припуска на резку довольно небольшой.

Литье не подойдет, так как: данная деталь не является деталью высокой степени сложности, заданную сталь 40Х редко используют для литейных целей.

Таблица 3 - Сравнение вариантов получения заготовок

№ п/п	Наименование показателей	Предлагаемый вариант	Базовый вариант
1	Вид заготовки	штамповка	прокат
2	Годовой объем выпуска	120000	120000
3	Масса заготовки	3,8	5,2
4	Стоимость материала	500	500
5	Коэффициент использования металла	0,4	0,29
6	Стоимость заготовки	1900	2600

Остается наиболее подходящий метод - получать заготовку методом штамповки. Этот метод имеет высокий коэффициент использования металла, из-за чего значительно снижается стоимость заготовки и время изготовления самой детали. Затраты на оснастку незначительны в переводе на одну заготовку.

В заводском техпроцессе в качестве заготовки используется пруток диаметром 100 мм.

Используя программу КОМПАС можно определять массо-центровочные характеристики деталей, так были определены массы заготовок. Масса детали составляет 2,4 кг; масса заготовки в заводском техпроцессе - 5,25 кг; в предлагаемом техпроцессе - 3,8 кг. Коэффициент использования материала для базового техпроцесса = 1,53/5,2=0,29. Для проектного варианта 1,53/3,8=0,4, очевидное преимущество заготовки полученной методом штамповки.

. План обработки

Маршрутная обработка детали «Блок колес зубчатых»:

Заготовка - поковка, тип производства - среднесерийное, материал - Сталь 40Х.

Проанализировав конструкцию детали на технологичность, определив тип производства и выбрав вид получения заготовки, разработаем маршрут механической обработки детали.

Так как при обработке большинства поверхностей базой будет служить торец с Æ105, то первым обработаем его. На первой, токарной операции, подрезаем торец под последующее точение - Æ105 на l=3 мм, точим поверхность 1 и 2.

Для базирования по данной поверхности, нам необходим обработанный торец. Поэтому на расточной операции, компилируем поверхность Æ42Н7 и снимаем фаску 1x45. Для достижения поставленной точности действуем за 2 перехода, т.е. растачиваем штампованное отверстие и затем точим начисто.

Обработав отв. 1 выполняем требование чертежа и тем самым подготавливаем качественную базу под зубофрезерную и зубошевинговальную операции.

На горизонтально-протяжной операции, базируясь на поверхность Æ105 и торце, протягиваем шпоночный паз отверстием h=6,4^+0.2l=75 мм и ширина паза 52Н6.

На зубофрезерной, операции нарезаем зубья шевенговальным зубчатым колесом с углом скрепления 15° и твёрдостью НRС 40 (метод обката, бочкообразностью пренебрегаем).

На сверлильной операции получаем сначала отверстие под резбу, а затем нарезаем резьбу М8-7Н.

4. Обоснование принятых баз

Базирующие поверхности выбирают так, чтобы деталь не деформировалась при резании и зажиме в приспособлении. Принятые базы должны обеспечить простую и надежную конструкцию приспособления. Для достижения наибольшей точности обработки необходимо соблюдать принципы: постоянства баз, совмещения баз.

На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу - торец, и скрытую направляющую базу - ось детали. На токарной черновой операции используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу - ось детал. На токарной чистовой операции (установ А) используем явную опорную базу - торец, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На токарной чистовой операции 030 (установ Б) используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу - ось детали 16. На операции 035 точение тонкое используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На сверлильной операции 040 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На протяжной операции 050 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую двойную направляющую базу - ось детали 16. На зубофрезерной операции 060 используем явную опорную базу - торец 2, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На зубошевинговальнойой операции 065 используем явную опорную базу - торец 2, и скрытую направляющую базу - ось детали 16. На торцекруглошлифовальной операции 070 (установ А и Б) используем явную опорную базу - торец 1, и скрытую двойную направляющую базу - ось детали 16. На шлифовальной операции 080 используем явную опорную базу - торец 4, и скрытую направляющую базу - ось детали 16.

. Расчёт припусков аналитически

Припуском называется слой материала, снимаемый с заготовки, для получения готовой детали. Удалять слой материала с заготовки приходится вследствие того, что точность большинства заготовок не превышает 12 квалитет, а требования к точности детали выше. Качество поверхности заготовок также не соответствует требованиям, предъявляемым к готовой детали. Повысить точность и качество поверхности удается обработкой заготовок.

Размер припуска не должен быть излишне большим, чтобы не было перерасхода материала, электроэнергии, инструментов, времени на обработку и, тем самым, увеличения себестоимости изделия. Однако чрезмерно малый припуск не позволит удалить дефектный слой материала и получить требуемую точность и шероховатость, т.е. приведет к образованию бракованных деталей.

Различают промежуточные (операционные) и общий припуск. Общий припуск - это сумма промежуточных припусков, т.е. слой материала, снимаемый с заготовки, для получения готовой      детали. Определение величины припусков производится двумя методами: опытно-статистическим и аналитическим.

В основу расчетно-аналитического метода положено утверждение, что каждая операция (переход) для обработки поверхности должна ликвидировать те погрешности, которые имелись на предыдущей операции. Если же полученные размеры и качество поверхности удовлетворяет требованиям к готовой детали, то на этой операции следует остановиться и не производить последующие. Таким образом, минимальный припуск на данную операцию Zmin должен ликвидировать погрешности предыдущей операции, к которым относятся: микронеровность (шероховатость) Rz; поврежденный поверхностный слой T (например, поверхность с обезуглероженным слоем, поверхностный слой с внутренними растягивающими напряжениями после обработки резанием и т.п.); величина пространственных отклонений от правильной геометрической формы с; связанная с обрабатываемой поверхностью (непараллельность поверхностей, несоосность отверстий, изогнутость и т.п.).

Кроме указанных величин в размер минимального припуска должна быть включена погрешность установки заготовки E_y. эта погрешность может привести к смещению заготовки, в результате чего инструмент не сможет снять поврежденный поверхностный слой. Исходя из этого минимальная величина припуска

 

Zimin = R_zi-1 + T_i-1 + с_i-1 + E_yi;

При термообработке качество поверхности улучшается, поэтому величина T_i-1 отсутствует. Величины составляющих R_zi-1,с_i-1 уменьшаются после каждой операции механической обработки. Значения их определяют по справочным таблицам.

Исходная заготовка - штамповка на ГКМ. Масса исходной заготовки 3,8 кг. Расчёт припусков на механическую обработку будем вести для поверхности диаметром Ш.Технологический маршрут обработки поверхностиL66ммсостоит из однократного точения и однократного шлифования.

Суммарное значение пространственных отклонений, возникающих при штамповке, будут равны:

где:  - величина коробления заготовки

Д_к=0,6 мкм/мм - удельная кривизна заготовок (коробление),

Погрешность заготовки по смещению.

Суммарные отклонения расположения (пространственные отклонения) после обработки являются следствием копирования исходных отклонений, они определяются для каждого перехода.

Определение промежуточных значений припусков на механическую обработку:

.

 - коэффициент уточнения формы.

На основании записанных в таблице данных проводим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, по формуле:

.

Минимальный припуск:

под точение                 )

под шлифование          .

Определяем расчетные минимальные размеры шейки золотника после каждого перехода, начиная с конечного (чертежного) размера, который получают:

при шлифовании         d_2min= 100.78 mm

при точении        d_1min= 100.78 + 2*0.132=101.04mm

для заготовки d_загmin= 101.04+ 2*1.74=104.52mm    

Значение допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности обработки.

Шлифование IT 10 ()

Точение              IT 12 ()

Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к наименьшим предельным размерам: d_{2 max}= 100.78+ 0.12=100.9mm

d_{1 max}= 101.04+ 0.30=101.34mm

d_загmax= 100.52+ 4.0=104.52mm

Предельные размеры припусков определяются как разность соответствующих наибольших или наименьших размеров:

2Z_{2 min}= 101.04 - 100.78=0.26mm

Z_{1 min}= 104.52 - 101.04=3.48mm

Z_{2 max}= 101.34 - 100.9=0.44mm

Z_{1 max}= 104.52 - 101.34=3.18mm

Общий припуск определяем, суммируя промежуточные припуски:

2Z_{∑ min}= 2Z_{2 min} +2Z_{1 min} = 0.26+3.48=4.74 mm

Z_{∑ max}= 2Z_{2 max} +2Z_{1 max} = 0.44+3.18=3.62 mm

Расчет припуска на поверхность Ш

Маршрут обработки поверхнос-ти	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск по переходам, мкм	Предельные размеры, мм		Предельные припуски, мм
	maxminmaxmin
Ш
точение	200	225	30	-	474	101,99	996	100,9	100,78	1,18	0,26
шлифование	30	30	1,8	100	162	101,26	264	101,34	101,04	3,48	0,44

6. Расчет массы заготовки, коэффициента используемого металла, стоимости заготовки, стоимости материала на годовую программу

Рисунок 1 - Определение массы заготовки в программе КОМПАС

Масса заготовки Q=3,8 кг.

Стоимость одной заготовки

Ц - цена за 1 т. Sотх - цена за 1 т. Отх.

Стоимость на программу

Cn=NC=1,4120000=168000 тг.

7. Краткие паспорта выбранного оборудования

Для токарной обработки токарно-винторезный станок 16К20Ф3 со следующими параметрами:

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки	1500 (3000) мм
Наибольший диаметр заготовки, мм:
Устанавливаемой над станиной	670
Обрабатываемой над станиной	500
Обрабатываемой над суппортом	320
Наибольший вес устанавливаемой заготовки	850 мм
Наибольшее перемещение суппорта:
По оси	X 605
По оси	Z 1260; 2700
Дискретность задания перемещения по осям X и Z	1 мкм
Число управляемых осей координат	2
Частота вращения шпинделя	8-2000 об/мин
Рабочая подача по осям X и Z	1-4000 мм/мин
Наибольшая скорость быстрых перемещений по осям X и Z	10000 мм/мин
Число позиций инструмента на 4-х позиционной револьверной головке	4
Мощность главного привода	30 кВт
Габаритные размеры	5500 (7200) х 4255 х 2130 мм
Масса	8000 (9000) кг

Технические характеристики станка сверлильно-расточного вертикального с автоматической сменой инструмента и заготовок модели 21104Н7Ф4:

ширина стола……………………………………………………….        400 мм

длина стола…………………………………………………………         630 мм

мощность электродвигателя

главного движения…………………………………………          5,5 кВт

масса……………………………………………………………       8,5 т

тип УЧПУ…………………………………………………..            2С42

класс точности……………………………………………………   Н

Горизонтально протяжной полуавтомат для внутреннего протягивания 7Б510

Номинальная тяговая сила, кН…………………………………   100

Наибольшая длина хода салазок………………………………..  1250

Размер рабочей поверхности опорной плиты……………..4               50-450

Диаметр отверстия:

в опорной плите под планшайбу ……………………………..     160

в планшайбе………………………………………………………….       100

Пределы скорости рабочего хода, м/мин/……………………….         1-9

Скорость рабочего хода протяжки, м/мин ……………………. 1,5-11,5

Рекомендуемая скорость обратногохода протяжки, м/мин…….         20-25

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт…      17

Габаритные размеры:

Длина…………………………………………………………         4070

Ширина………………………………………………………….     1600

Высота……………………………………………………………    1500

Масса, кг…………………………………………………………….         4700

Зубофрезерный полуавтомат для нарезания прямозубых колес 5230

Наибольший модуль нарезаемого колеса, мм	8
Число нарезаемых зубьев: - наибольшее; - наименьшее	100 10
Наибольшее передаточное отношение при ортогональной передаче i	10: 1
Наибольший диаметр делительной окружности нарезаемого колеса, мм: - при наибольшем передаточном отношении; - при передаточном отношении i = 1	320 225
Длина образующей делительного конуса до внешнего торца, мм: - наибольшая; - наименьшая	160 0
Наибольшая ширина венца, мм	40
Наибольший диаметр конического отверстия в шпинделе делительной бабки, мм	100
Конусность отверстия	1: 20
Глубина конического отверстия в шпинделе, мм	150
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе делительной бабки, мм	78
Мощность главного электродвигателя, кВт	4,5
Габариты станка, мм	2200 x 1600 x 1600
Масса станка, кг	7000
Дата выпуска станка	1977

Технологическая операция - Токарная:

Исходные данные: наружные поверхности, обрабатываемые резцами, Ra=6,3 мкм и Ra=3,2 мкм. Обработка производится на токарно-винторезном станке 16К20Ф3. РИ - специальные резцы; материал - Т15К6.

Переход 1. Точить пов. 1 предварительно.

.        Глубина резания - t, мм

 [табл. П 1.22]

2.      Подача - S, мм/об

        [табл. П 2.16]

)        Определить силу резания для всех резцов:

 y=0.75 =1.0 n=-0.15

. Скорость резания - V, м/мин

Где:

Т=180 мкм. (4 стр. 290 т. 40)

 y=0.4=0.2 u=0.2 (4 стр. 286 т. 39)=0.1 p=0

Где:

(4 стр. 261 т. 1)

 (4 стр. 263 т. 5)

 (4 стр. 263 т. 6)

. Определим частоту вращения n, об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=1000 об/мин

5. Тангенциальная сила - P_Z, Н

P_Z=10C_pt^xS^yVⁿK_p [СТМ т. 2, с. 271]:

P_Z=10·212·1,5^1,0·0,09^0,75·31^0,12·1=757

. Мощность резания - N, кВт

=15,4

Где: берём 0.80

Переход 2. Точить пов. 2 предварительно.

. Глубина резания - t, мм

 [табл. П 1.22]

3.      Подача - S, мм/об

     [табл. П 2.16]

. Скорость резания - V, м/мин

Из [СТМ т. 2, с. 269]:

; МПа; x=0,15; y=0,5; m=0,3;

Период стойкости инструмента Т=120 мин [табл. П 2.21]:

Поправочные коэффициенты

 - поправочный коэффициент на обрабатываемый материал [табл. П 2.1 - П 2.4];   - коэффициент на инструментальный материал [табл. П 2.6];   - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности [табл. П 2.22];

Тогда        

. Определим частоту вращения n, об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=100 об/мин

5. Тангенциальная сила - P_Z, Н

P_Z=10C_pt^xS^yVⁿK_p [СТМ т. 2, с. 271]

P_Z=10·212·1,5^1,0·0,28^0,75·12^0,12·1=1780

. Мощность резания - N, кВт

=2,11

Где: берём 0.80

Переход 3. Точить пов. 1 окончательно.

.        Глубина резания - t, мм

 [табл. П 1.22]

2.      Подача - S, мм/об

. Скорость резания - V, м/мин

Из [СТМ т. 2, с. 269]:

; МПа; x=0,3; y=0,15; m=0,18;

Период стойкости инструмента Т=40 мин [табл. П 2.21]:

Поправочные коэффициенты

 - поправочный коэффициент на обрабатываемый материал [табл. П 2.1 - П 2.4];

 - коэффициент на инструментальный материал [табл. П 2.6];

 - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности [табл. П 2.22];

Тогда        

. Определим частоту вращения n, об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=200 об/мин

5. Тангенциальная сила - P_Z, Н

P_Z=10C_pt^xS^yVⁿK_p [СТМ т. 2, с. 271]

P_Z=10·300·0,7^1,0·0,07^0,75·114^-0,15·1=264

. Мощность резания - N, кВт

=0,63

Где: берём 0.80

Основное время.

мин

l_p.x =17,85 мм - длина рабочего хода инструмента (по чертежу)

n=1000 об/мин - частота вращения шпинделя (по расчету режимов резания)

S_об=0,09 - подача на оборот (по расчету режимов резания)

Переход 2. Точить пов. 2 предварительно.

РИ - резец специальный.

. Основное время.

мин

.                    Вспомогательное время, связанное с переходом

Переход 3. Точить пов. 1 окончательно.

РИ - резец специальный.

1. Основное время.

мин

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Нормирование операции:

. Основное время

Т_осн=

Т_осн=0,198+2,55+0,81=3,56 мин

. Вспомогательное время:

Нормирование

.        Определяем вспомогательное время.

 (6 стр. 39 карта 6, поз. 14)

 (6 стр. 127 карта 44, лист 1 поз. 21)

 (6 стр. 186 карта 86, лист 2 поз. 35)

.        Определяем время на отдых

() (6 стр. 203 карта 88)

.        Определяем время на обслуживание.

() (6 стр. 130 карта 45)

.        Определяем штучное время.

5.      Определяем штучно-калькулированное время.

=7 мин. (По табл. 6.3 стр. 215)

горизонтально - протяжная операция

Переход 1. Протянуть шпоночный паз.

.        Глубина резания - t, мм

)        Определяем глубину резания:

. Подача на зуб - S_Z, мм

S_Z = 0,05-0,12 мм, принимаем S_Z=0,09 мм

Корректируем по паспорту

. Скорость резания - V, м/мин

Где:

;

4.      Сила резания - P_Z, Н

y=0.92 .04

x=0.4 n=-0.15

. Мощность резания - N, кВт

=11,14

Где: берём 0.8

2)      Определяем основное время:

Где:=620 - (274+48+35)=620-357=263

 =274

Здесь  принимаем 35 мм

сверлильная операция

достигнутая шероховатость 12,5

Сверло специальное ш8 Р6М5 ГОСТ10903-37

)        Определяем глубину резания:

3)      Определим подачу станка:

Корректируем по паспорту станка:

)        Определить силу резания для всех резцов:

 y=0.75

x=1.0 n=-0.15

)        Определяем скорость резания:

Где:

Т=180 мкм. (4 стр. 290 т. 40)

 y=0.4=0.2 u=0.2 (4 стр. 286 т. 39)=0.1 p=0

Где:

(4 стр. 261 т. 1)

 (4 стр. 263 т. 5)

 (4 стр. 263 т. 6)

 

)        Определяем частоту вращения шпинделя:

 

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=1500 об/мин

)        определяем действительную скорость резания:

8)      Определить эффективную мощность:

=13,51

Где: берём 0.9

9)      Определяем основное время:

мин.

Операция - Зуборезерная

Исходные данные: поверхности, обрабатываемые двумя фасонными фрезами, Ra=6,3 мкм и Ra=3,2 мкм. Обработка производится на токарно-винторезном станке 5230. РИ - фрезы сборные; материал режущей части - Р6М5.

Переход 1. Нарезать зубья m_e=4, z=33.

. Глубина резания - t, мм

. Подача стола - S_M, мм/мин

      [СТМ, т. 2, с. 456],

где n - частота вращения колеса, S_ОБ-подача на оборот заготовки:

Корректируем подачу станка по паспорту:

=5 мм/об

. Скорость резания - V, м/мин

 [СТМ т. 2, с. 456]:

; МПа; x_V=0; y_V=0,45; m=3; м=0,33; k_V=1;

Период стойкости инструмента Т=480 мин [СТМ, т. 2, с. 460].

Тогда        

. Определим частоту вращения n, об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=90 об/мин

5. Тангенциальная сила - P_Z, Н

P_Z=10C_pt^xS^yVⁿK_p

P_Z=10·212·7,1^1,0·5^0,75·30^0,12·1=74348

. Мощность резания - N, кВт

=34,5

Где: берём 0.95

3)      Определяем основное время:

мин.

. Определение режимов резания табличным методом

При определении режимов резания статистическим (табличным) методом используют нормативные таблицы в зависимости от выбранного типа производства и установленного вида обработки заготовки:

.        Устанавливают глубину резания на обрабатываемую поверхность;

.        Устанавливают подачи станка исходя из прочности державки, жесткости станка и характера установки заготовки;

.        Определяют скорость резания;

.        Проверяют режимы по мощности станка;

.        Определяют технические норы времени на технологический переход или операцию.

Режимы резания

№	Содержание перехода	L мм	D мм	V м/мин	n об/мин	t мм	S мм/об	Sм мм/мин	Тм мин	Т шт. мин
005	Токарная	76	100	597,14	1000	1,5	0,09	0,17	3,56	5,06
010	Расточная	75	100	40	200	1	0,14	1,14	1,4	3,96
015	Горизонтально-протяжная	75	100	46,14	200	4	0,12	1,12	9,57	11,73
020	Токарная	75	100	70	1000	1,5	0,09	1,29	1,25	2,6
025	Сверлильная	40	8	42,32	1500	6	2,0	2,66	0,713	2,502
030	Зубофрезерная	75	100	27	95	7,1	5	4,8	0,22	2,63
035	Зубошевинговальная	75	100	35	100	1,5	0,12	0,6	1,87	3,21

Определение норм времени

№ операции	Наименование и содержание операций	Тосн в мин	Твсп			Тобс.	Топер.	Аоб %	Аот %	Тшт	Тш.к
			Tуст	Tпов	Tконт
005	Токарная	3,56	0,1	1,24	0,12	0,45	0,251	9	5	5,06	5,07
010	Расточная	1,4	0,43	1	0,13	0,24	0,11	9	4	3,96	4,0
015	Горизонтально-протяжная	9,57	0,18	2	0,17	0,04	0,69	8	6	11,73	11,76
020	Токарная	1,25	0,17	1	0,15	0,23	0,15	8	6	2,6	2,61
025	Сверлильная	0,713	0,1	1	0,27	0,12	0,04	8	6	2,502	2,7
030	Зубофрезерная	0,22	0,18	1,8	0,15	0,19	0,06	8	2,5	2,36	2,42
035	Зубошевинговальная	1,87	0,18	1	0,15	0,26	0,08	8	3,21	3,26
	итого									31,422	31,82

Трудозатраты при механической обработке детали

№ операции	Вид обработки	Тшт., мин.	Квн	Тшт. к.с., мин.
005	Токарная	5,06	1,2	5,07
010	Расточная	3,96	1,2	4,0
015	Горизонтально-протяжная	11,73	1,3	11,76
020	токарная	2,6	1,2	2,61
025	Сверлильная	2,502	1,2	2,7
030	Зубофрезерная	2,36	1,2	2,42
035	Зубошевинговальная	3,21	1,2	3,26
	итого	31,422		31,82

9. Нормирование остальных операций технологического процесса

Расточная

Т_о===1,4 мин

V=40 м/мин; S=0,14 мм/об.

Определяем вспомогательное время.

=1,56

Определяем время на отдых

() =4%(1,13+1,56)=0,068

Определяем время на обслуживание.

() =9%(1,13+1,56)=0,24

Определяем штучное время

Определяем штучно-калькулированное время.

=8 мин. (По табл. 6.3 стр. 215)

Токарная

Т_о===1,25 мин

V=70 м/мин; S=0,09 мм/об.

Определяем вспомогательное время.

=1,32

Определяем время на отдых

() =4%(1,03+1,31)=0,14

Определяем время на обслуживание.

() =9%(1,03+1,31)=0,19

Определяем штучное время

Определяем штучно-калькулированное время.

=8 мин. (По табл. 6.3 стр. 215)

Зубошевинговальная

Т_о===1,87 мин

V=35 м/мин; S=0,12 мм/об.

Определяем вспомогательное время.

.        Определяем вспомогательное время.

.        Определяем время на отдых

()

Определяем время на обслуживание.

()

Определяем штучное время.

3.      Определяем штучно-калькулированное время.

=5 мин. (По табл. 6.3 стр. 215)

. Расчет потребности в оборудовании, его загрузки и догрузки

При выборе оборудования необходимо учитывать ряд факторов:

Объем выпуска деталей;

         Тип производства;

         Размеры детали;

         Размеры и расположение обрабатываемых поверхностей;

         Требования к точности, шероховатости поверхности и экономичности;

         Необходимость наиболее полного использования станков по мощности и по загрузке;

         Простоту обслуживания;

         Стоимость и ориентация на отечественное производство.

Для изготовления детали Зубчатое колесо используются:

Токарно-винторезный 16К20Ф3;

Расточной 21104Н7Ф4;

Горизонтально-протяжной 7Б510;

Зубофрезерный 5230.

Токарный многорезцовый копировальный полуавтомат 1716 Ц

Радиально-сверлильный станок 2М57

Потребное количество станков для -ой операции определяется по формуле:

где - суммарное нормируемое время, необходимое для обработки на станках данной годовой программы, ч;

где N - годовая программа производства детали, N=120000

Т_шт-к -штучно-калькуляционное время i-ой операции необходимое для обработки одной детали на станках данного типа, ч

Ф_д - действительный годовой фонд времени работы оборудования принимаем в зависимости от сменности и вида оборудования,

а) номинальный фонд времени работы рабочего Фн.р. при 40-часовой рабочей недели равен:

Фн.р. = [365 - 52-52-6] •1•8 = 2040 час.

б) действительный фонд времени работы рабочего Фд.р. вычисляется с учетом потерь времени на очередной тарифный отпуск и невыход на работу по уважительным причинам.

Для механосборочных цехов машиностроительного завода при 15 - дневном отпуске потери рабочего времени составляют 9% (иногда 10%), тогда:

Ф д.р. = 2040 - 184 = 1856 час.

Для расчетов принимают Фд.р = 1855 час.

Принимаем К_вн = 1,2.

Т_005+010= 120000·=18000 ч.

Т₀₁₅ = 120000·=23620 ч.

Т₀₂₀ = 120000·=5220 ч.

Т₀₂₅= 120000·=5400 ч.

Т_030+035= 120000·=11400 ч

Потребное количество станков по операциям:

C_005+010==2,02 С_пр005+010=12

C₀₁₅==10,64 С_пр015=12

C₀₂₀==2,36 С_пр020=4

C₀₂₅==0,61С_пр025+030=4

C_030+035==1,28 С_пр030+035=8

Расчет количества оборудования

№ п/п	Количество станков расчетное(ср)	Количество станков принятое(ср)	Коэффициент загрузки оборудования
			Расчет	Значение в%
1	8,08	12		67
2
3	10,64	12		88
4	2,36	4		59
5	4	4		61
6	5	8		64
7
	итого	40	-	Кср=67,8%

Сводная ведомость оборудования для изготовления зубчатого колеса

Наименование станков	Модель станков	Количест во станков	Габаритные размеры (длина и ширина в мм.)	Мощность электродв-я кВТ		Оптовая цена станка (тг.)	Балансовая стоимость станка (тг.)
				Одного станка	Всех станков
Токарный станок	16К20Ф3	12	5500 х 4255 х 2130	30	360	12000000	12000000
Токарный многорезцовый копировальный полуавтомат	1716 Ц	4	2000х 900х 2130	5,5	20	2850000	3000000
Радиально-сверлильный станок	2М57	4	1500х 900х 2000	3,3	13,2	2000000	2000000
Горизонтально-протяжной	7Б510	12	4070х1600х1500	17	204	4500000	13500000
Зубофрезерный	5230	8	2200 x 1600 x 1600	4,5	36	5000000	10000000
Итого:		40		60,3	635,2	52700000	63200000

11. Расчёт штатов участка

Численность работающих в цехе определяется по категориям:

а) Расчёт численности основных производственных рабочих:

,

где    F_д - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

С_прi - принятое количество оборудования i-той группы станков;

h_з - средний коэффициент загрузки;

F_э - 1820 ч - годовой эффективный фонд времени работы одного рабочего

К_в - коэффициент выполнения норм;

коэффициент многостаночности;

- для универсальных станков;

- для станков с ЧПУ и полуавтоматов.

К _{ор.токарн}=  чел.

исходя из размещения оборудования и в целях бесперебойной его работы принимаем К_ор.ток= 2 чел.

К_{ор.протяж.}=  чел.

принимаем К_{ор.прот.}= 2 чел.

К_{ор.токарн.мн.}=

Принимаем К_{ор.токарн.мн.}=1 чел.

К_{ор.свер..}=

Принимаем К_{ор.токарн.мн.}=1 чел.

К_{ор..фрез..}=

Принимаем К_{ор.фрез}=2 чел.

Общая численность основных производственных рабочих проектируемого цеха:

К_ор= К _{ор.токарн} + К_{ор.прот} + К_{ор.ток.мн} +К_{ор.свер}+К_{ор.фрез}

К_ор=2+2+1+1+2= 8 чел.

Сводная ведомость основных рабочих.

Таблица 10.

№ п/п	Наименование профессии	Кол-во рабочих			В том числе по разрядам
		всего	1 см.	2 см.	1	2	3	4	5	6
1	токари	16	8	8			16
2	протяжчики	16	8	8			16
3	Токарь универсал	8	4	4				8
4	сверловщик	8	4	4			8
5	фрезеровщики	16	8	8				16
	Итого:	64	32	32			40	24

Сводная ведомость списочного состава работающих

№ п/п	Наименование работающих		Кол-во		%от осн. раб.		%от общего кол-ва рабочих		% от общего количества работающих
1	основное		64		-		-		63.385
2	вспомогательные		16		20		-		19.23
3	ИТР		8		12		11.3		9.6
4	СКП		4		5		4.5		3.84
5	4		3		2.3		1.9
	итого		96						100%
Из вспомогательных рабочих принимаю: 1 - контролёра ОТК-3 го разряда (50.3 тг) 1 - наладчика 6 го разряда (71.7 тг) 1 - слесаря 5 го разряда (62.7 тг) 1 - подсобных рабочих 2 го разряда (45.5 тг)
№		Наименование операции		Разряд работы		(тг)				Расценка (тг)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.		Токарная расточная протяжная токарная Фрезерная Фрезерная Сверлильная		3 3 3 4 4 4 3		60.6 60.6 60.6 67.6 67.6 67.6 60.6		5,06 3,65 11,73 3,34 1,33 7,69 2,502		306,6 221,2 710,8 225,8 90 519,8 151,6
		Итого:						26,362		2225,8

Список литературы

1 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в трёх томах. М.: Машиностроение. 1999.

2 Справочник технолога - машиностроителя под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерикова в двух томах, 1986.

3 Локтев А.Д. и др. Общие машиностроительные нормативы режимов резания. Справочник в двух томах - М.: Машиностроение, 1988.

4 Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы, выполненные на металлорежущих станках (единичное, мелкосерийное и среднесерийное производство) - М.: Экономика, 1988.

5 Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник - М.:Машиностроение, 1971.

6 Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ на металлорежущих станках. М.: Экономика, 1990.

7 Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1973. 344 с.

8 Общемашиностроительные нормативы режимов резания, норм износа и расхода зубофрезерного инструмента при обработке конструкционных сталей и чугунов, редактор Акатов Л.С. 224 с.