Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

1,53 Мб
Опубликовано:

2013-09-02

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

Дипломный проект

Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

Реферат

Темой дипломного проекта является проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

В процессе выполнения дипломного проекта была проделана следующая работа:

) Произведен расчет заготовки, применительно к новому методу - штамповка на КГШП, определен тип производства и размер партии деталей, произведен анализ существующего технологического процесса;

) На основе базового технологического процесса изготовления детали разработан новый, который реализуется с помощью современного оборудования и станочной оснастки с механизированным приводом;

Применение станков с ЧПУ позволило получить ряд преимуществ:

сокращение общей продолжительности изготовления продукции

экономию средств на проектирование и изготовление технологической оснастки;

сокращение сроков подготовки производства

повышение производительности труда за счет сокращения вспомогательного и основного времени обработки на станке

) Произведен расчет линейных и диаметральных операционных размеров методом граф;

) Произведен расчет и выбраны оптимальные режимы резания для инструментов;

) Рассчитаны нормы времени на операции технологического процесса;

) Спроектированы станочное и контрольное приспособления, произведен их расчет на силу закрепления и точность;

) Разработана РТК на операцию 040 для сверлильно-фрезерно-расточного станка 600V;

) Произведены экономические расчеты, в соответствие с заданием;

) Разработан механический цех;

) Произведен анализ возможных и вредных производственных факторов проектируемого механического цеха, а так же произведена оценка на соответствие требованиям эргономики и инженерной психологии;

) Составлен комплект карт технологического процесса;

) Произведены исследования влияния технологических условий обработки на точность изготовления нежестких деталей ГТД.

Введение

Улучшение основных параметров двигателей летательных аппаратов, их надежность, ресурс работы, экономичность в эксплуатации тесно связаны с качеством изготовления основных деталей и сборки машины. Высокая точность деталей, требования к их поверхностному слою и физико-химическим свойствам материала, широкое использование жаропрочных, тугоплавких, композиционных материалов и легких сплавов, применение новейших методов получения заготовки и их обработки - характерные особенности производства современных двигателей летательных аппаратов.

Высокие требования к качеству материала заставляют применять особые виды контроля, в том числе рентгеновские методы, методы, основанные на применении изотопов, ультразвука и лазеров.

Почти все основные детали двигателя подвергаются термической или термохимической обработке, место которых в технологическом процессе определяется рядом соображений (требования к качеству деталей, возможность проведения механической обработки).

Для обеспечения требуемой точности обработки при проектировании технологических процессов особое внимание уделяют выбору баз, а также, способам установки заготовки при обработке. С этой же целью поверхности заготовок деталей обрабатывают несколько раз.

Выбирая методы обработки, в особенности на финишных операциях, учитывают требования к поверхностному слою (шероховатость, наклеп, остаточные напряжения, структурное состояние, химический состав), которые обуславливают эксплуатационные свойства деталей.

Для деталей двигателей летательных аппаратов характерна тщательная обработка даже несопрягаемых поверхностей. Это обусловлено стремлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивление коррозии.

Уделяя большое внимание качеству деталей, необходимо также заботиться об экономике производства, добиваться наивысшей производительности труда и снижения себестоимости изготовления.

Таким образом, технология изготовления, особенно операции окончательной обработки, определяют качество деталей машин, их стоимость при изготовлении, надежность и долговечность в эксплуатации.

. Назначение и принцип действия изделия

Рисунок 1.1 - Схема двигателя Д30КУ

Авиационные двигатели Д-30КУ представляют собой турбореактивные двухконтурные двухвальные двигатели со смешением потоков газа наружных и внутренних контуров.

Двигатель состоит из следующих основных узлов: компрессора, разделительного корпуса с коробками приводов агрегатов, камеры сгорания, турбины, выходного и реверсивного устройства. Компрессор двигателя двухкаскадный, осевой: первый каскад - КНД приводится во вращение ТНД; второй каскад - КВД приводится во вращение ТВД.

Разделительный корпус предназначен для разделения потока воздуха между контурами, а также для размещения деталей центрального привода к передней и задней коробкам приводов. Разделительный корпус является силовым узлом, несущим детали крепления двигателя к самолету, и служит опорой роторов КНД и КВД.

Камера сгорания трубчато-кольцевая, расположена между компрессором и турбиной. В ее конструкции предусмотрена возможность осмотра и замены жаровых труб, газосборников, форсунок и других деталей при частичной разборке двигателя.

Турбина двигателя осевая, реактивная, состоит из ТВД и ТНД. Диски, сопловые и рабочие лопатки обеих ступеней ТВД охлаждаются воздухом, в четырехступенчатой ТНД охлаждаются только диски. Задняя опора турбины является силовым узлом, на котором располагаются детали крепления задней подвески двигателя к самолету.

Выходное устройство имеет камеру смешения и дозвуковое, нерегулируемое реактивное сопло. Реверсивное устройство имеет две наружные отклоняющиеся створки; система управления этим устройством - гидравлическая, замкнутая, автономная.

Опора шарикоподшипника является основной деталью задней опоры КВД, которая представляет собой однорядный опорно-упорный шарикоподшипник, воспринимающий радиальные нагрузки от массовых сил гироскопических моментов ротора КВД, а так же результирующую осевых сил роторов КВД и ТВД.

Рисунок 1.2 - Задняя опора ротора КВД

К неподвижным деталям опоры относятся стакан 13, наружная обойма шарикоподшипника 27, регулировочное кольцо 15, фланец подшипника 14 с маслоуплотнительной прокладкой 11, наружный лабиринтный фланец 8, внутренний лабиринтный фланец 6 с лабиринтной втулкой 4. Неподвижные детали монтируются на корпусе опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания.

К вращающимся деталям опоры относятся лабиринтные кольца 2, 29, 31, регулировочное кольцо 28 и разрезная внутренняя обойма шарикоподшипника 27, которые монтируются на задней цапфе вала ротора КВД. Пакет вращающихся деталей задней опоры соединяется через приводной вал ротора КВД 24 гайкой 16.

Крутящий момент от приводного вала 24 к валу ротора КВД передается с помощью шлицевого соединения. Гайка 16 фиксируется от самооткручивания упором в наружную обойму роликоподшипника 17.

Стакан 13 запрессован в расточку корпуса опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания. В этом стакане монтируется наружная обойма шарикоподшипника, фиксируемая в осевом направлении фланцем 14 и регулировочным кольцом 15.

Необходимый осевой зазор между деталями ротора и статора КВД обеспечивается регулировочным Кольцом 28, установленным между задним лабиринтным кольцом 29 и внутренней обоймой шарикоподшипника.

Масло для смазывания и охлаждения шарикоподшипника из масляной магистрали двигателя по каналам в корпусе опоры и кольцевой проточке А подается под давлением через радиальные отверстия, выполненные в стакане 13 и наружной обойме шарикоподшипника, непосредственно на беговую дорожку.

Для предотвращения попадания масла из масляной полости задней опоры ротора КВД в проточную часть в конструкции опоры предусмотрено трехступеичатое лабиринтное уплотнение.

В конструкцию уплотнения входят наружный и внутренний лабиринтные фланцы 8 и 6, лабиринтная втулка 4, переднее лабиринтное кольцо 2, лабиринтное кольцо 31 и заднее лабиринтное кольцо 29, имеющее маслоотражательный бурт.

Фланцы лабиринтов 6 и 8 изготовлены из титанового сплава. На рабочие поверхности фланцев и лабиринтной втулки 4 нанесена легкосрабатываемая уплотнительная масса. Воздух для наддува лабиринтного уплотнения и охлаждения деталей, образующих масляную полость опоры, подводится из наружного контура двигателя в кольцевую полость между наружным 8 н внутренним 6 фланцами лабиринта. Для уменьшения теплоотдачи в масло стенка наружного лабиринтного фланца 8 покрыта теплоизоляционным слоем 3 из асбеста и алюминиевой фольги.

. Служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали

Каждая деталь вводится в конструкцию изделия для выполнения какой-то определённой задачи, цели.

Корпусные детали в основном служат для крепления на них узлов, сборочных единиц и деталей. С их помощью в пределах требуемой точности соединяют и координируют детали сборочной единицы, имеющие какое- либо целевое назначение. Также корпуса выполняют функцию защиты механизма от воздействия внешних факторов.

Самыми ответственными поверхностями детали являются поверхность под посадку подшипника и поверхность крепления детали к кожуху. Они требуют более тщательной обработки. Присутствует множество отверстий для снижения массы, которые в свою очередь снижают жесткость детали.

Деталь «опора шарикоподшипника» массой 7,63 кг, изготавливается из 13Х11Н2В2МФ-Ш (ЭИ961-Ш) ГОСТ 5632-72.

Материал детали - жаропрочная высоколегированная сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75. Данная сталь применяется для нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса.

Химический состав стали приведен в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Химический состав стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75

Марка сплава	Химический состав, %
	С	Cr	Cu	Mn	Mo	Ni	P	S	Si
13Х11Н2В2МФ-Ш	0,10-0,16	10,5-10,2	0,3	0,6	0,35-0,3	1,5-1,8	0,03	0,025	0,6

Буква «Ш» в конце марки означает пониженное содержание вредных примесей (фосфор, сера)

Некоторые физико-механические характеристики стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75 приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Физико-механические свойства жаропрочной высоколегированной стали

Сталь	s_в	s_0,2	d, %	ψ, %	а_н, МДж/м²	Твердость
	МПа
13Х11Н2В2МФ-Ш	1520	1330	12	55	61	269…321 НВ

. Анализ существующего технологического процесса изготовления детали

За основу разрабатываемого технологического процесса изготовления опоры шарикоподшипника взят существующий на ОАО «НПО «Сатурн» технологический процесс.

Проанализировав существующий технологический процесс можно выявить ряд недостатков:

ряд операций можно объединить, что позволит получить экономию времени на обработку и повысить точность изготовления детали за счет исключения переустановок;

назначены слишком большие припуски на механическую обработку;

коэффициент использования материала заготовки мал;

на некоторых операциях используется устаревшее оборудование.

В проектируемый технологический процессе предполагается внести следующие изменения:

применение новой более экономичной заготовки;

применение метода концентрации операций, что приведет к снижению затрат времени на установку и снятие детали;

применение нового механизированного приспособления, за счет чего уменьшится вспомогательное время;

использование современного оборудования с ЧПУ;

использование более эффективного инструмента;

. Определение типа производства и размера партии детали

Определим годовую программу выпуска детали П, шт. :

где П₁- годовая программа выпуска изделий, шт.;

β - количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь в процентах (b = 5…7%);- количество деталей данного наименования.

Таким образом, в соответствии с годовой программой выпуска деталей, размерами детали, массой и сложностью детали предварительно считаем производство детали серийным, т.е. изготовление изделий данного наименования производится партиями.

где n - количество деталей в партии, шт.;

П - годовая программа выпуска деталей, шт.;

a - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на сборке.

Для обеспечения сборки рекомендуется принимать a =10; число рабочих дней в году F=250.

Окончательно принимаем :

программа выпуска детали - 3180 шт;

размер партии - 127 шт;

производство - среднесерийное.

5. Обоснование выбора метода и способа получения заготовки

На выбор типа заготовки оказывают влияние следующие основные факторы: форма и размеры детали, материал детали, ее назначение, программа выпуска, производственные возможности цехов и стоимость изготовления тем или иным методом получения заготовки.

Так как материал детали - сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш, обладающий плохими литейными свойствами, изготовить заготовку возможно только методами обработки давлением.

Таблица 5.1 - Методы и способы получения заготовки

Методы и способы получения заготовки	Факторы выбора метода и способа получения заготовки					Сумма факторов
	Форма и размеры заготовки	Точность формы, размеров и качество поверхностного слоя заготовок	Технологические свойства материала	Объем выпуска продукции	Сроки освоения производства
Ковка Штамповка: на молотах на КГШП	- + +	- - +	+ + +	- + +	+ + -	2 4 4

Произведем предварительный технико-экономический расчет двух наиболее приемлемых вариантов получения заготовки для данной детали: способом штамповки на молотах и штамповки на КГШП.

Для того, чтобы отдать предпочтение тому или иному методу, произведём расчёты.

) Штамповка на молотах

Определяем массу заготовки, используя программу Компас-3D

Рисунок 5.1 - Штамповка на молотах

Масса заготовки составляет:

Стоимость поковок из стали 13Х11Н2В2МФ-Ш составляет [1]:

Стоимость заготовки , полученной методом штамповки на молотах:

Подставим данные в формулу (5.1):

Стоимость механической обработки :

где базовая цена черновой механической обработки одной тонны заготовок.

Стоимость сдаваемой стружки определяем по с.13 формула 1.7

где - заготовительная цена одной тонны стружки

Стоимость детали рассчитывается по [5], с. 13, формула (1.8)

2) Штамповка на КГШП

Аналогично рассчитаем заготовку полученную штамповкой на КГШП.

Рисунок 5.2 - Штамповка на КГШП

Масса заготовки составляет:

Стоимость заготовки , полученной методом штамповки на КГШП:

Стоимость механической обработки :

Стоимость сдаваемой стружки :

Стоимость детали:

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовки:

Расчеты показывают, что заготовка полученная на КГШП более экономична. Поэтому будем использовать этот способ.

Рассчитаем коэффициент использования материала по формуле:

где масса детали;

масса заготовки;

Штамповка на КГШП:

Штамповка на молотах:

Таким образом, по результатам технико-экономического расчета, заготовка полученная методом штамповки на КГШП имеет меньшую себестоимость и больший Ким, чем заготовка полученная штамповкой на молотах.

. Назначение методов обработки, выбор технологических баз

.1 Назначение методов обработки

Большинство поверхностей детали «Опора шарикоподшипника» имеют форму тел вращения, поэтому обрабатываются с помощью точения или сверления. Пазы могут обрабатываться фрезерованем, или электрофизическими методами. Обозначенные поверхности детали приведены на рисунке 6.1

Рисунок 6.1.1 - Обозначение поверхностей детали

Рассчитываем коэффициенты уточнения:

где технологические операции;- число переходов.

Рассчитаем коэффициент уточнения на поверхностей 1, 4, 7, 10, 13

Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок:

тонкое точение;

чистовое точение;

черновое точение.

Таблица 6.1 - Методы обработки поверхностей

Метод обработки	Коэффициент уточнения по шероховатости
тонкое точение
чистовое точение
Черновое точение

Рассчитаем коэффициент уточнения для поверхностей 2, 3, 5, 6, 11, 12, 14, 15

чистовое точение;

черновое точение.

Таблица 6.2 - Методы обработки поверхностей

Метод обработкиКоэффициент уточнения по шероховатости
чистовое точение
Черновое точение

Рассчитаем коэффициент уточнения для поверхности 8

шлифование;

тонкое точение;

чистовое точение;

черновое точение.

Таблица 6.3 - Методы обработки поверхностей

Метод обработкиКоэффициент уточнения по шероховатости
шлифование
тонкое точение
чистовое точение
Черновое точение

На основании принятых коэффициентов уточнения назначаем методы обработки (рисунок 6.2)

Рисунок 6.1.2 - Методы обработки

.2 Выбор технологических баз

.2.1 Базирование в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне

Рисунок 6.3 - Схема базирования в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне

Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.

Точки 4, 5 - явная двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.

Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.

Данная схема применяется для обработки на черновых операциях точения.

.2.2 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне

Рисунок 6.4 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне

Точки 4, 5 - скрытая двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.

Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.

Данная схема базирования применяется на чистовых и финишных операциях точения.

.2.3 Базирование в специальном приспособлении

Рисунок 6.5 - Базирование в специальном приспособлении

Точка 6 - явная опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.

Данная схема базирования применяется на операциях сверления и при электроэрозионной обработке. Шестая опорная точка лишает одной степени свободы и координирует положение заготовки.

7. Разработка маршрутного технологического процесса

Эскизный технологический маршрут с операционными эскизами и указанием схем базирования, операционных размеров и шероховатостей обрабатываемых поверхностей представлен на плакате.

Маршрутный технологический процесс может быть представлен в следующем виде:

Таблица 7.1 - Маршрутный технологический процесс

№ оп.	Наименование	Краткое содержание	Оборудование
005	Заготовительная	штамповка	КГШП
010	Термическая	Отжиг	Печь
015	Токарно-карусельная с ЧПУ	Подрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностей	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
020	Токарно-карусельная с ЧПУ	Обтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстия	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
025	Токарно-карусельная с ЧПУ	Подрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностей	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
030	Токарно-карусельная с ЧПУ	Обтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстия	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
035	Токарно-карусельная с ЧПУ	Подрезка торцев	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
040	Токарно-карусельная с ЧПУ	Растачивание отверстия, подрезка торцев.	Токарно-карусельный станок с ЧПУ
045	Моечная	Промывка детали в содохромпиковом растворе	Моечная машина
050	Сверлильная с ЧПУ	Сверление, зенкерование отверстий	Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ
055	Электроэрозионная	Прошивка пазов	Электроэрозионный копировально-прошивочный станок С ЧПУ
060	Сверлильная	Сверление, зенкерование отверстий	Радиально-сверлильный станок
065	Сверлильная с ЧПУ	Сверление, зенкерование отверстий, нарезание резьбы	Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ
070	Турбоабразивная	Скругление острых кромок	Турбоабразивная установка
075	Моечная	Промывка детали в содохромпиковом растворе	Моечная машина
080	Сверлильная	Сверление отверстий	Вертикально-сверлильный станок
085	Сверлильная с ЧПУ	Сверление, зенкерование отверстий, нарезание резьбы	Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ
090	Моечная	Промывка детали в содохромпиковом растворе	Моечная машина
095	Карусельно-шлифовальная	Шлифование отверстия	Карусельно-шлифовальный станок
100	Моечная	Промывка детали в содохромпиковом растворе	Моечная машина
105	Выявление дефектов в детали
110	Контрольная	Проверяются все размеры, технические требования, согласно конструкторскому чертежу	Стол контрольный

. Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов

Для черновых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL803Н. Станок обладает хорошей жесткостью и стабильностью при обработке.

Для чистовых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800 CNC. Станок обладает высокой жесткостью, что позволяет сохранять долгосрочную высокую точность, высокая надежностью, функциональным и удобным в применении ЧПУ.

Для сверления отверстий, зенкерования отверстий и нарезания резьбы применяется сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600V. Так же применяются радиально-сверлильный станок RD-100, вертикально-сверлильный VDM-50Vn.

Для изготовления пазов используется электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУ EA12D. Данное оборудование замещает операции сверления и фрезерования по сравнению с базовым технологическим процессом, что упрощает их получение.

Шлифование будем осуществлять на карусельно-шлифовальном станке 3Н762CNC.

В разрабатываемом технологическом процессе используются следующие приспособления:

для токарной обработки: четырехкулачковый несамоцентрирующий патрон (для черновой обработки), четырехкулачковый самоцентрирующий патрон (для чистовой обработки);

для электроэрозионной, шлифовальной сверлильных операций используются специальные станочные приспособления.

Инструмент применяемый в разрабатываемом технологическом процессе фирмы ISCAR: твердосплавные сверла, и пластины.

При небольшом объеме производства главными средствами измерения служат универсальные инструменты: штангенциркули, микрометры. Когда применение универсального измерительного инструмента не рационально необходимо использовать специально спроектированную оснастку. Для данной детали широко используются различные шаблоны. . Шероховатость поверхностей обычно контролируют сравнением обрабатываемой поверхности с эталоном.

. Расчет операционных размеров

.1 Расчет длинновых размеров

Под операционными размерами понимается размер, проставленный на опера-ционном эскизе и характеризующий величину обрабатываемой поверхности, или взаимное расположение обрабатываемых поверхностей относительно других по-верхностей, линий или точек детали.

Расчёт операционных размеров сводится к задаче правильного определения величины операционного припуска и величины операционного допуска с учётом конкретных особенностей разрабатываемого технологического процесса.

Наиболее целесообразным при расчёте длинновых операционных размеров является применение теории графов. На каждую самостоятельную геометрическую структуру операционных размеров на основании исходных данных составляется схема обработки детали, в которой изображается эскиз детали с указанием длин-новых чертёжных размеров и операционных припусков. На схеме указывают раз-мерные линии.

Минимальные припуски:

_min= R_zi-1 + T_i-1 +Δ (9.1.1.1)

где R_zi-1-Высота неровностей профиля;_i-1-Глубина дефектного слоя;

Δ-Погрешность формы;

Припуски на черновое точение:

Z15_min=1Z2_min=7Z8_min=9Z10_min=16Z17_min=22Z23_min=26Z27_min= =100+100+(500+430)=1030 мкм = 1,13 мм.

Припуски на чистовое точение:

Z3_min=6Z7_min= 10Z11_min=13Z14_min =17Z18_min=21Z22_min=25Z26_min= =50+50+60=120 мкм = 0,16 мм.

Припуски на тонкое точение:

Z13_min=18Z19_min= 20Z21_min= 24Z25_min=25+25=50 мкм = 0,05

Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки:

Т1А27 = 4,5 мм, Т1А8 = 3,6 мм , Т27А23 = 3,6 мм, Т27А15 = 3,6 мм,

Т1А16 = 4,5 мм, Т1А9 = 4,0 мм, Т27А2 = 2,48 мм, Т2А17 = 0,52 мм,

Т2А10 = 1,0 мм, Т2А26 =0,46 мм, Т2А22 = 0,74 мм, Т2А7 = 0,7 мм,

Т2А14 = 0,62 мм, Т26А3 = 0,06 мм, Т3А25 = 0,1 мм, Т21А4 = 0,06 мм,

Т3А6 = 0,15 мм, Т3А5=0,1 мм, Т3А21=0,06 мм, Т4А20=0,02 мм,

Т3А13 = 0,16 мм, Т4А12 =0,06 мм, Т26А18 = 0,21 мм, Т21А19 = 0,06 мм,

Т26А11 = 0,06 мм, Т4А24 = 0,1мм.

На все длинновые чертёжные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:

Допуски на операционные припуски:

Т20Z21=T21A4 +T4A20 = 60 + 40 = 100

Т24Z25=T3A25+T21A4+T3A21+T4A24=100 + 60 +20 + 100 = 280

Т25Z26 = T26A3 + T3A25 = 60 + 100 = 160

Т12Z13=T3A13+T21A4+4А12+3А21 = 160+60+60+20 = 300

Т18Z19=T26A18+T3A21 +T26A3 +T21A19=210+60+20+60 = 350

Т2Z3=T2A26+T26A3=460+60=520Z18=T2A26+T26A18+T2A17=460+210+520=1190Z11=T2A26+T26A11+T2A10=460+60+1000 = 1520Z22=T2A22+T26A3+T2A26+T3A21=740+60+460+20 = 1280Z7= T2A7+T26A3+T2A26+T3A6=700+60+460+150=1370Z14=T2A14+T26A3+T2A26+Т3А13=620+60+460+160 = 1300Z27=T27A2+T2A26=2480+460=2940Z23 = T27A2+T2A22+T27A23=2480+740+3600=6820Z15=T27A2+T2A14+T27A25=2480+620+3600=6700Z2=T1A27+T27A2 =4500+2480=6980Z8=T1A8+T27A2+T1A27+T2A7=3600+2480+4500+700=11280Z17=T1A27+T2A17+T27A2+T1A16=4500+520+2480+4500=12000Z10=T1A27+T2A10+T27A2+T1A9=4500+1000+2480+4000=11980

Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:

. Определение операционного размера 4А24

4А24 = 2С24

. Определение операционного размера 4А20

А20 = 4С20

принимаем 4A20 =

3. Определение операционного размера 4А12

А12 = 4С20

. Определение операционного размера 21А4

А4 = 4А20 + 20z21

Корректировка +0,05

принимаем 21A4 =

5. Определение операционного размера 21А19

А19 = 21А4 + 19С20 - 4А20

принимаем 21A19 =

. Определение операционного размера 3А21

A21 = 3C4 + 21А4

принимаем 21A4 = мм

мм

. Определение операционного размера 3А25

А25 = 3А21 + 24z25+4А24- 21А4

Корректировка +0,05

принимаем 3A25 = мм

Остальные размеры рассчитываем аналогичным образом и записываем в ведомость (таблица 9.1)

Таблица 9.1 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров

Исходные размеры				Операционные размеры
Обозначение размеров	Заданный исходный размер	Полученный исходный размер с учетом корректировки		Обозначение размеров	Величина принятого допуска	Уравнение размеров цепи	Расчетный операционный размер		Величина корректировки с учетом увеличения припуска	Принятый операционный размер
		max	min				max	min
1	2	3		4	5	6	7		8	9
4С24		80	79,9	4А24	-0,1	4С24=4А24	80	79,9
4С20		71,06	71	4А20	+0,06	4С20=4А20	71,06	71
4С12		45	44,938	4А12	-0,062	4С12=4А12	45	45,938
20z21		0,2	0,1	21А4	-0,04		71,15	71,11	+0,05
19С20		7,16	7,0	21А19	+0,06		7,48	7,2
3С4		3,94	3,88	3А21	-0,06	3С4 = 3А21 - 21А4	75,34	75,28
24z25		0,38	0,11	3А25	-0,19		84,15	84,01	+0,05
12z13		0,482	0,2	3А13	-0,16		49,208	48,99	+0,092
4С5		4,77	4,56	3А5	+0,15		9,88	8,44	+0,06
5С6		6,3	6,05	3А6	+0,1		14,8	14,65
25z26		0,59	0,34	26А3	-0,06		84,52	84,17	+0,08
18z19		0,56	0,21	26А18	-0,21		17,19	16,94	+0,05
11С12		5,3	5,058	26А11	-0,06		40,9	40,782
2z3		0,76	0,24	2А26	-0,46		85,22	84,76	+0,08
17z18		1,41	0,22	2А17	+0,52		67,48	66,96	-0,06
10z11		1,76	0,24	2А10	+1,00		43,78	42,78	-0,08
21z22		1,56	0,2	2А22	-0,74		76,76	76,08	+0,04
6z7		1,56	0,24	2А7	-0,7		16,47	15,72	+0,03
13z14		1,52	0,22	2А14	-0,62		50,84	50,22	+0,06
26z27		4,16	1,22	27А2	-2,48		88,91	86,43	+0,09
22z23		8,02	1,42	+1,2 -2,4		8,59	4,77	-0,07
14z15		7,92	1,13	27А15	+1,2 -2,4		34,5	30,99	-0,09
1z2		8,18	1,4	1А27	+3,0 -1,5		94,63	90,13	+0,07
7z8		12,5	1,42	1А8	+2,4 -1,2		29,61	25,81	+0,09
16z17		13	1,2	1А16	+1,5 -3,0		67,1	62,47	-0,07
9z10		13,08	1,3	1А9	+1,3 -2,7		42,87	38,87	-0,07

9.2 Расчет длинновых операционных размеров (по полотну диска)

Минимальные припуски:

_min= R_zi-1 + T_i-1 +Δ (9.2.1.1)

где R_zi-1-Высота неровностей профиля;_i-1-Глубина дефектного слоя;

Δ-Погрешность формы;

Припуски на черновое точение:

Z29_min=32Z33_min=34Z35_min= 38Z39_min= 50+50+(500+430)=

=1030 мкм = 1,13 мм.

Припуски на чистовое точение:

Z30_min=31Z32_min= 35Z36_min=37Z38_min= 25+25+70=

=120 мкм = 0,16 мм.

Т1А28 = 3,6 мм, Т28А33 = 3,6 мм, Т1А34 = 4,5 мм, Т34А39 = 3,6 мм

Т2А29 = 0,43 мм, Т26А32 = 0,74 мм, Т3А30 = 2,9 мм, Т30А31 = 0,3 мм

Т2А35 = 0,74 мм, Т26А38 = 0,43 мм, Т3А36 = 2,5 мм, Т36А37 = 0,3 мм

Допуски на операционные припуски:

Z30=T26A3+T2A29+T2A26+Т3А30 = 60+430+460+2900=3850

Т28Z29=T2A29+T27A2+T1A27+T1A28=430+2480+4500+3600=11010

Т31Z32=T26A32+T26A3+T30A31+T3A30=740+60+300+2900=4000

Т32Z33=T27A2+T1A28+T26A32+T2A26+Т1А27+Т28А33=2480+3600+740++460+4500+3600=15380Z36=T3A36+T2A36+T26A3+Т2А35 = 2500+460+60+740=3760

Т34Z35=T2A35+T1A27+T27A2+T1A34=740+4500+2480+4500=12220

Т37Z38=T26A38+T26A3+T36A37+T3A36=430+60+300+2500=3290

Т38Z39=T27A2+T1A34+T26A38+T2A26+Т1А27+Т34А39=2480+4500+430+460+4500+3600=15970

Производим расчёт длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений:

. Определение операционного размера 3А30

принимаем 3A30 =

принимаем 30A31 =

принимаем 3A36 =

принимаем 36A37 =

5. Определение операционного размера 26А32

Корректировка -0,05

принимаем 26A32 =

6.
Определение операционного размера 2А29

Корректировка -0,06

принимаем 2A29 =

7. Определение операционного размера 1А28

Корректировка -0,09

принимаем 1A28 = мм

Таблица 9.1.2 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров

Исходные размеры				Операционные размеры
Заданный исходный размер	Полученный исходный размер с учетом корректировки		Обозначение размеров	Величина принятого допуска	Уравнение размеров цепи	Расчетный операционный размер		Величина корректировки с учетом увеличения припуска	Принятый операционный размер
	max	min				max	min
2	3		4	5	6	7		8	9
	3,2	2,9		-0,3		3,2	2,9
	4	3,7		-0,3		4	3,7
	17,9	15	3А30	+2,9		17,9	15
			3А36	+2,5
	4,3	0,3	26А32	+0,74				-0,05
	4,16	0,31	2А29	+0,43				-0,06
	3,6	0,31	26А38	+0,43				-0,06
			2А35	+0,74				-0,05
	10,42	6,3	1А34	+1,2 -2,4				-0,06
			34А39	+1,2 -2,4				+0,08
			1А28	+1,2 -2,4		14,39	9,93	-0,09
			28А33	+1,2 -2,4				+0,08

Таблица 9.2.1 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
15	Токарно-карусельная	Z₀₁₅	1,13
25	Токарно-карусельная	Z₀₂₅	0,16

Таблица 9.2.2 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 1,6

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
015	Токарно-карусельная	Z₀₁₅	1,13
25	Токарно-карусельная	Z₀₂₅	0,16
35	Токарно-карусельная	Z₀₃₅	0,05

Таблица 9.2.3 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3

№	Наименование операции	Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
15	Токарно-карусельная	Z₀₁₅	1,13
25	Токарно-карусельная	Z₀₂₅	0,16

Таблица 9.2.5 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 0,8

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
020	Токарно-карусельная	Z₀₁₅	1,13
030	Токарно-карусельная	Z₀₂₅	0,16
040	Токарно-карусельная	Z₀₃₅	0,1
95	Шлифовальная	Z₀₉₅	0,05

Таблица 9.2.4 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
15	Токарно-карусельная	Z₀₁₅	1,13
25	Токарно-карусельная	Z₀₂₅	0,16

Таблица 9.2.6 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 1,6

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
020	Токарно-карусельная	Z₀₂₀	1,13
030	Токарно-карусельная	Z₀₃₀	0,16

Таблица 9.2.7 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-
20	Токарно-карусельная	Z₀₂₀	1,13
30	Токарно-карусельная	Z₀₃₀	0,16

Таблица 9.2.8 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3

№	Наименование операции	Опер. Припуск (минимальный)		Операционный размер
		Обозначение	Величина	Обозначение	Формула расчета	принятый
Заготовка	Штамповка	-	-	D_заг
20	Токарно-карусельная	Z₀₂₀	1,13	D₀₂₀
30	Токарно-карусельная	Z₀₃₀	0,16	D₀₃₀

.3 Корректировка размеров заготовки

После расчета операционных размеров, необходимо произвести корректировку размеров заготовки.

Построим чертеж заготовки (рисунок 9.3.1)

Рисунок 9.3.1 - Заготовка

Массу заготовки определим при помощи средств САПР

М_заг=37,92 кг

Расчет режимов резания

.1 Токарная обработка

Элементы режима резания обычно устанавливают в порядке, указанном ниже:

Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную глубину резания, равную всему припуску на обработку или большей части его. При чистовой обработке - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из мощности и жесткости системы СПИЗ, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.

Стойкость Т: период времени работы инструмента до затупления.

Скорость резания v, м/мин при продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по [3], с. 265, формула (4.4).

где Т - период стойкости инструмента, мин;- глубина резания, мм;- подача, мм/мин;

К_v - поправочный коэффициент.

Значения С_v и показателей степени (m, x, y) берутся из [3], с. 269, таблица 17.

где К_мv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([3], с. 261-263, таблицы 1-4);

К_пv - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки ([3], с. 263, таблица 5);

К_иv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, ([3], с. 263, таблица 6).

Силу резания, принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную P_z, радиальную P_y, осевую P_x). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов, фасонном точении эти составляющие P_x,y,z, Н рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.5).

где t - длина лезвия резца, мм;- подача, мм/мин;- скорость резания, м/мин;

К_р - поправочный коэффициент.

Постоянная С_р и показатели степени (x, y, n) берутся из [3], с. 273, таблица 22.

где К_мр - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на силовые зависимости ([3], с. 264, таблица 9);

К_yp, К_j_р, К_l_р, К_rр - коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части на составляющие силы резания ([3], с. 275, таблица 23).

Мощность резания N, кВт, рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.6).

где P_z - осевая составляющая силы резания, Н;- скорость резания, м/мин.

Число оборотов станка n , об/мин рассчитывается по формуле:

где v - скорость резания, м/мин;- наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Произведем расчет режимов резания для токарной операции 040.

Переход 1.

Точить поверхность.

Выбираем токарный резец : державка SDJCR 2525M-11, пластина DCET 11T3005R-WF

Снимаемый припуск - 0,1 мм.

Принимаем глубину резания t = 0,1 мм.

Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, C_v= 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2.

Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,1 мм/об.

Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, К_mv= 0,7, К_пv = 0,8, К_иv = 1,4

Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:

Скорость резания:

Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.

Принимаем 170 об/мин, тогда скорость резания будет:

Переход 2

Точить поверхность.

Выбираем токарный резец : державка SDJCR 2525M-11, пластина 11T3005R-WF.

Снимаемый припуск - 0,1 мм.

Принимаем глубину резания t = 0,1 мм.

Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, C_v= 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2.

Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,1 мм/об.

Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, К_mv= 0,7, К_пv = 0,8, К_иv = 1,4

Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:

Скорость резания:

Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.

Принимаем 210 об/мин

Переход 3

Прорезать канавку.

Выбираем токарный резец : инструмент HELIIL 40C-612 , пластина GRIP 635-080Y.

Снимаемый припуск - 2 мм.

Принимаем глубину резания t = 2 мм.

Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, C_v= 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2.

Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,18 мм/об.

Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, К_mv= 0,7, К_пv = 0,8, К_иv = 1,4

Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим:

Скорость резания:

Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.

.2 Сверление

При сверлении глубина t, мм:

При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбирают максимально допустимую по прочности сверла подачу. Принимаем:

Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле:

где Т - период стойкости инструмента, мин;- глубина резания, мм;- подача, мм/мин;

К_v - поправочный коэффициент.

Значения С_v и показателей степени (m, q, y) берутся из [3], с. 382, таблица 38. Принимаем: С_v = 7, m = 0,2, y = 0,7, q = 0,4

где К_mv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([3], с. 261-263, таблицы 1-4);

К_nv - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки ([3], с. 263, таблица 5);

К_iv - коэффициент, учитывающий глубину сверления, ([3], с. 385, таблица 41).

Рассчитаем скорость резания:

Крутящий момент рассчитывается по следующей формуле:

где значения С_m , С_p и показателей степени (m, q, y) берутся из [3], с. 386, таблица 42. Принимаем: С_v = 7, , m = 0,2, y = 0,7, q = 0,4

Осевая сила:

Определим частоту вращения инструмента:

Определим мощность резания:

. Нормирование операций

Норма времени на станочную работу состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени.

В состав нормы штучного времени входит основное технологическое время, вспомогательное время, время на обслуживание рабочего места, на отдых и естественные надобности. Норма штучного времени Т_шт, мин рассчитывается по [4], с. 45, формула (1.4).

, (12.1)

где Т_о - основное технологическое время, мин;

Т_в - вспомогательное технологическое время, мин;

Т_обс - время на обслуживание рабочего места, мин;

Т_отд - время на отдых и естественные надобности, мин.

Оперативное время Т_оп, мин определяется по формуле [4].

, (12.2)

Штучно-калькуляционное время Т_шк, мин определяется по формуле [4].

, (12.3)

где Т_шт - норма штучного времени, мин;

Т_пз - подготовительно-заключительное время, мин;_ш - количество деталей в партии.

Основное время представляет собой то время, которое затрачивается на непосредственное осуществление технологического процесса механической обработки, т.е. на изменение формы, размеров и качества поверхностей обрабатываемой детали.

Для многих видов технологических операций основное время определяется по [4], с. 45, формула (1.5).

, (11.4)

где L_px.- расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, мм;- число рабочих ходов режущего инструмента;_. - частота вращения шпинделя станка, об/мин.;_. - подача станка по паспортным данным, мм/об.

К вспомогательной работе относятся действия рабочего, обеспечивающие непосредственное выполнение основной технологической работы.

При работе на металлорежущих станках в состав вспомогательной работы включаются:

приемы, связанные с установкой, креплением, выверкой, раскреплением и снятием детали;

приемы управления станком;

приемы перемещения частей станка;

приемы измерения деталей.

Время обслуживания рабочего места предусматривает выполнение следующей работы:

. по техническому обслуживанию рабочего места

- смену затупившегося инструмента и правку шлифовального круга;

- регулировку и подналадку станка в процессе работы;

уборка стружки в процессе работы.

2. по организационному обслуживанию рабочего места:

осмотр и опробование оборудования;

раскладку инструмента в начале смены и уборка его по окончании смены;

получение инструктажа от мастера в течение смены;

смазку и очистку станка в течение смены;

уборку станка и рабочего места по окончании смены.

Величина затрат времени на обслуживание рабочего места зависит от характера выполняемой работы, типа и размера станка и организационных условий данного производства.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности рассчитывается по [4], с. 47, формула (1.7).

Т_обс - время на обслуживание рабочего места, мин.

, (11.5)

где Т_отд - время на отдых и естественные надобности, мин;

а_обс
-время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени, %;

а_отд - время на отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени, %.

Норма подготовительно-заключительного времени устанавливается на обработку партии одинаковых деталей.

В состав подготовительно-заключительного времени входит:

ознакомление с работой;

пробная обработка деталей;

получение на рабочем месте заданий, материалов, заготовок, приспособлений, инструмента, сдача готовой продукции и т.д.

Произведем расчет норм времени для токарной операции 040.

По формуле (11.4) рассчитаем основное время на операцию с учетом ранее назначенных режимов резания.

Переход 1 Подрезка торца

= (294-248)/2=7,8 мм (см. операционную карту к операции № 040)₁= 1 (выбираем по [4], с. 165, карта 65);= 179 об/мин;= 0,1 мм/об.

Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:

Переход 2 Расточить отверстие

₁= 2;= 210 об/мин;= 0,1 мм/об.

Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:

Переход 3 Точить канавку

₁= 2;= 104 об/мин;= 0,18 мм/об.

Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:

Переход 3 Точить канавку

₁= 1;= 147 об/мин;= 0,05 мм/об.

Подставляя найденные данные в формулу (11.4), получим:

Общее технологическое время на операцию 040 составляет:

Определяем вспомогательное время по [4], с. 45:

, (11.6)

где Т_уст - время на установку и снятие детали. По [4], 138, карта 51, Т_уст=1,2 мин.;

Т_В1 - время на подвод и отвод инструмента. По [4], 150, карта 60, Т_В1 = 0,15 мин.;

Т_В2 - время на измерения. По [4], 160, карта 64, Т_В2 = 0,07 мин.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности определяем по формуле (11.5).

Подготовительно-заключительное время по [4], с. 135, карта 49 составит Т_пз= 13 мин.

Определяем штучное время по формуле (11.1):

Для остальных операций назначаем нормы времени аналогично.

. Разработка расчетно-технологическая карты

Под наладкой понимается подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению операции.

РТК разработана на операцию № 040 - Токарно-карусельная с ЧПУ.

Оборудование - токарно-карусельный станок с ЧПУ A-Turn A800 CNC. Материал обрабатываемой детали сплав 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5632-72. Метод настройки станка - по моделям.

В качестве настроечных размеров принимаем размеры, соответствующие середине поля допуска операционного размера.

Величину допуска на настроечный размер рекомендуется принимать в пределах:

δ_н = (0,1 ч 0,2)∙δ_оп, (12.1)

где δ_оп - допуск на операционный размер.

Произведем расчет настроечных размеров

Т_н = (0,1 - 0,2)∙Т_оп, (12.2)

где Т_н - допуск на настроечный размер, мм;

Т_оп - допуск на операционный размер, мм.

Операционный размер 45_-0,062

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

Операционный размер

Настроечный размер

Принимаем , значит

. Проектирование специального станочного приспособления

.1 Исходные данные для проектирования

Требуется спроектировать станочное приспособления для выполнения операции сверления. При сверлении должны быть выдержаны размеры и . Обработка выполняется сверлом. При следующих режимах резания: ; t=3,4 мм; V=49 м/мин; n=2304 об/мин. Тип производства - среднесерийное, при годовой программе 3180 шт. и размере партии 127 шт.

Рисунок 13.1.1 - Операционный эскиз и схема базирования

Предложенная схема базирования (рисунок 13.1.1) образована комплектом трех технологических баз: 1, 2, 3 - установочная явная (лишает перемещения заготовки вдоль оси OZ, а также вращения вокруг осей OX и OY); 4, 5 - двойная опорная явная (лишает заготовку возможности перемещения вдоль осей OX и OY); 6 - опорная скрытая (лишает заготовку возможности вращения вокруг оси OZ ).

Обработка производится на сверлильно-фрезерно-расточном станке 600V. Стол станка имеет размеры и оснащен пятью Т-образными пазами для установки приспособления - одним центральным 18H8 и четырьмя боковыми 18Н12 (рисунок 14.1)

Рисунок 13.1.2 - Стол сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ 600V:

- центральный паз; 2 - Т-образные пазы

.1.1 Принципиальная схема приспособления

Рисунок 14.2.1 - Принципиальная схема приспособления:

- пневмоцилиндр; 2 - установочный элемент; 3 - зажимной элемент; 4 - корпус; Д - заготовка.

Заготовка устанавливается на установочный элемент 2, который образует установочную и двойную опорную базу. Зажимной элемент 2 прижимает заготовку Д с помощью силы создаваемой пневмоцилиндром 1. Пневмоцилиндр 1 находится внутри корпуса приспособления 4, так же на нем располагается установочный элемент 2.

.2 Расчет требуемой силы закрепления и параметров силового привода

Расчет требуемой силы закрепления заготовки необходим для того, чтобы определить такое значение силы закрепления, которое гарантированно обеспечит неподвижность заготовки в процессе обработки под действием сил резания.

В соответствии с исходными данными обработка выполняется сверлом, схема резания для которой представлена на рисунке 13.3.1.

Силы резания действующие на заготовку определены в пункте 10: ; .

Из анализа схемы резания (рисунок 13.3.1) и схемы установки (рисунок 13.2.1) определим, что заготовка при обработке может сместится в следующих направлениях: провернуться вокруг своей оси и опрокинуться вокруг точки А (рисунок 13.3.2).

Для предотвращения этих смещений заготовку необходимо закрепить, приложив силу, величину которой требуется рассчитать.

Рисунок 13.2.1 - Расчетная схема

13.2.1 Расчет требуемой силы закрепления из условия проворота заготовки вокруг оси Z, под действием

Для того чтобы определить величину силы закрепления Q, которая предотвратит проворот заготовки вокруг своей оси при обработке под действием крутящего момента , необходимо составить уравнение равновесия в соответствии с расчетной схемой (рисунок 13.3.1)

где крутящий момент относительно оси Z;

момент трения установочного элемента;

момент трения зажимного элемента.

где момент кручения сверла;

диаметр сверления;

плечо.

Из схемы находим:

где ;

размеры зажимного кольца.

где размеры установочного кольца;

Получаем:

Из составленного уравнения выражаем силу закрепления Q:

где коэффициент запаса закрепления

Определим значение коэффициента запаса закрепления

где гарантированный коэффициент запаса; стр.41;

коэффициент, учитывающий неравномерность припуска обрабатываемой поверхности заготовки; [8] стр.41;

коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента; 1 стр.42 [8] таб. 2.4;

коэффициент, учитывающий увеличение силы резания, при обработке прирывистых поверхностей; [8] стр.41;

коэффициент, учитывающий непостоянство силы зажима; стр.41;

коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов; стр.41;

коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку; [8] стр.41.

Находим:

Находим силу закрепления:

13.2.2 Расчет требуемой силы закрепления из условия опрокидывания заготовки вокруг точки А, под действием силы

Из схемы находим:

где диаметр установочного элемента;

плечо.

Из составленного уравнения выражаем силу закрепления Q:

Из полученных сил закрепления выбираем наибольшую. Принимаем:

13.3 Расчет основных параметров силового привода

Зажимной элемент приводится в действие с помощью пневмоцилиндра.

Принимаем: коэффициент полезного действия ; сопротивление пружины . Находим диаметр поршня цилиндра при давлении воздуха :

Назначаем диаметр поршня из стандартного ряда:

13.4 Расчет станочного приспособления на точность

Расчёт приспособления на точность выполняем в направлении выдерживаемого операционного размера мм. - расположения отверстий.

Расчёт начинаем с определения допускаемой погрешности положения заготовки в приспособлении в направлении выдерживаемого операционного размера мм по формуле:

где допускаемая погрешность приспособления;

допуск на выполняемый размер;

коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих от закона нормального распределения;

погрешность, свойственная методу обработки на рассматриваемой операции;

другие погрешности, обусловленные факторами, независящими от метода обработки, способа настройки и конструкции приспособления;

погрешность настройки технологической системы на выполняемый размер.

Для рассматриваемой операции известен метод обработки - сверление, и операционный размер мм.

Погрешность обработки принимаем по [8] таб. 2.7

Погрешность настройки :

где погрешность положения инструмента в системе координат станка,

погрешность позиционирования рабочего органа станка

Другие случайные погрешности определим из рекомендуемого соотношения:

Определяем допускаемую погрешность положения заготовки в приспособлении:

Определим ожидаемую погрешность положения заготовки в приспособлении . Для этого воспользуемся формулой:

где коэффициент уменьшения погрешности вследствие того, что действительные размеры установочной поверхности редко равны предельным значениям;

погрешность, возникающая из-за несовмещения измерительной и технологической базы при установке заготовки в приспособление.

погрешность, возникающая в результате закрепления заготовки при её установке в приспособление;

погрешность, вызванная смещением режущего инструмента в процессе обработки;

погрешность, обусловленная износом базирующих элементов приспособления;

погрешность, связанная с неточностью изготовления деталей приспособления и его сборки;

погрешность, возникающая при установке приспособления на стол станка.

При заданной схеме обработки можно исключить следующие составляющие: погрешность, вызванная смещением режущего инструмента в процессе обработки (свойственна кондукторам), так как в приспособлении не используются кондукторные втулки; так же исключаем погрешность обусловленную износом базирующих элементов , поскольку износ установочного кольца не повлияет на точность сверления отверстий в данном случае; исключаем погрешность несовмещения баз, так как обработка ведется на станке с ЧПУ.

Расчетная формула примет следующий вид:

Погрешность установки на станке , зависит от смещений и перекосов корпуса приспособления на столе станка. Перекосы и смещения возникают из-за зазоров между сопрягаемыми поверхностями приспособления и станка (паз - шпонка)

где базовая длина заготовки;

максимальный зазор в сопряжении шпонки и паза стола;

расстояние между шпонками.

Определим максимальный зазор S между пазом стола и шпонками корпуса приспособления. Для чего необходимо задать размеры шпонок и допуск на них. Размер центрального паза стола . На основе справочной литературы выбираем призматические привертные шпонки ГОСТ 14737-69.

Зазор будет равен а погрешность установки на станке

Определим погрешность закрепления принимаем по таб.2.11

Погрешность изготовления приспособления может быть определена по формуле:

где сумма допусков на звенья проектируемого приспособления в направлении выдерживаемого размера;

суммарная величина эксцентриситета деталей приспособления, действующая в направлении деталей и сборки приспособления;

суммарный конструктивный зазор в сопряжении детали приспособления, действующих в направлении выдерживаемого размера;

суммарная погрешность, зависящая от формы и расположения установочных и направляющих элементов приспособления, действующая в направлении выполняемого размера.

Определим допуски отклонения от параллельности и отклонения от перпендикулярности.

Рисунок 13.4.1 - Отклонение от параллельности

Из рисунка 14.4.1 значение :

где диаметр, вызванный смещением от параллельности.

Получим

Рисунок 14.4.2 - отклонение от перпендикулярности

Из рисунка 14.4.1 значение :

где диаметр, смещением от перпендикулярности.

Получим

Подтвердим полученные данные проверочным расчётом, определив наибольшую ожидаемую погрешность положения заготовки в приспособлении в направлении выдерживаемого размера.

Погрешность положения заготовки в приспособлении:

Полученное значение меньше максимально допустимого значения , следовательно требования к точности выполнения размера мм может быть обеспечено в приспособления.

13.5 Отклонение расположение отверстий от соосности.

где износ установочного кольца;

зазор установочного элемента;

зазор между пазом стола и шпонками; (п.13.4)

Определим величину износа установочного кольца:

Рисунок 13.5.1 - износ установочного кольца

Величину износа можно оценить по следующей формуле:

где величина износа по нормали к поверхности, полученная на основе опытных данных; [8] стр.77 таблица 2.12

коэффициент, учитывающий время контакта заготовки с опорами; [8] стр.76

коэффициент, учитывающий длину пути скольжения при установке заготовки; [8] стр.77 таблица 2.13

коэффициент, учитывающий условия обработки; [8] стр.77 таблица 2.14

Зазор установочного элемента составляет

Рисунок 13.5.2 - Зазор установочного элемента

Получаем:

.5 Описание работы спроектированного приспособления

Для выполнения сверлильной операции с ЧПУ спроектировано станочное приспособление.

Заготовка устанавливается на кольцо 2, которое закреплено на корпусе 1 винтами 11. Зажимным элементом является прижим 3. На прижим 3 давит быстросъемная шайба 21 через шток 5.

Через отверстие в корпусе 1 из пневмосистемы цеха подается воздух в рабочую полость пневмоцилинда. Под действием увеличивающегося давления шток 5 опускается вниз, прижимая быстросъемную шайбу 21 к прижиму 3.

Для исключения вытекания воздуха через стыкующиеся элементы предусмотрены уплотнительные кольца, установленные в соответствующие выточки.

Для базирования на столе станка предусмотрены две призматические шпонки 24, прикрепленные к корпусу 1 винтами 10, которые вставляются в центральный паз стола. Крепление приспособления осуществляется при помощи четырех болтов М16.

. Проектирование специального контрольного приспособления

.1 Исходные данные для проектирования

Контрольно-измерительные приспособления предназначены для определения степени соответствия параметров изготавливаемых деталей требованиям технологической документации.

Рисунок 14.1.1 - Схема контроля

При выборе схемы контроля (рисунок 14.1.1) обязательно учитывают схему базирования (14.1.2), которую нужно реализовать в контрольном приспособлении. Схема определяется комплексом измерительных баз контролируемого объекта, которые указаны на его чертеже в виде обозначенных базовых поверхностей, относительно которых выполняются измерения.

Рисунок 14.1.2 - Схема базирования

, 2, 3, 4 - двойная направляющая, явная (лишает деталь перемещения по оси ОХ, ОY, проворота вокруг ОХ и ОY) 5 - опорная, явная (лишает деталь перемещения по оси OZ) 6 - опорная, скрытая ( лишает проворота вокруг оси OZ)

Рисунок 14.1.3 - Принципиальная схема контрольного приспособления

Проектируемое контрольное приспособление предназначено для контрольной операции 110, контроля биения поверхностей. Характер измеряемого параметра определяет схему базирования детали в приспособлении (рисунок 14.1.1), а та в свою очередь конструкцию установочных элементов. Базирование опоры шарикоподшипника происходит в разжимной оправке с гофрированной втулке по внутреннему отверстию, которая обеспечивает высокую точность центрирования.

Для контроля радиальных биений необходимы передаточные механизмы, так как без них невозможен подвод индикаторов к измеряемым поверхностям.

.3 Расчет специального контрольного приспособления на точность

Допускаемая погрешность измерения определяется по указанному контролируемому параметру - радиальное биение с допуском 0,05 мм. [8] По стр.153:

Далее определяем ожидаемую погрешность измерения, состоящую из систематических и случайных погрешностей по формуле:

где систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления установочных элементов для контролируемого объекта и средств измерений и неточностью их взаимного расположения на корпусе приспособления при его сборке;

систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления передаточных элементов;

систематическая погрешность, вызванная неточностью изготовления установочных мер и эталонов деталей, используемых для настройки средств измерения на контролируемый параметр;

погрешность, вызванная несовмещением измерительной базы с технологической базой или конструкторской базой;

погрешность, возникающая в результате закрепления контролируемого объекта, вследствие его возможной деформации;

погрешность, зависящая от измерительной силы, возникает в результате смещения измерительной базы детали от заданного положения в процессе измерения;

погрешность, возникающая по причине зазоров между осями рычагов передаточных устройств;

погрешность используемого средства измерения;

другие погрешности, вызванные действием случайных факторов при выполнении контроля.

Определим составляющие расчетной погрешности измерения, которые можно исключить из расчетной формулы из-за особенностей конструкции приспособления и используемой схемы измерения.

Приспособление служит для контроля радиального биения одной поверхности относительно другой, то есть конструкторской базой является внутреннее отверстие в контролируемой детали, эта же поверхность используется для базирования детали в контрольном приспособлении, что реализовано с помощью оправки с гофрированной втулкой. То есть имеет место совмещение измерительной и конструкторской базы, поэтому можно исключить из расчета.

При контроле не произойдет смещение измерительной базы детали от заданного положения под действием измерительных сил, поэтому составляющую можно исключить.

В конструкции приспособления зажимные элементы не могут оказать существенного влияния на деталь, и не используются меры и эталоны, следовательно, исключаем и .

Окончательно получаем расчетную формулу:

Определяем погрешность . По чертежу определяем

Рисунок 14.3.1 - Отклонение от перпендикулярности

оборудование инструмент режущий шарикоподшипник

Из рисунка 14.3.1 значение :

Получим

Погрешность от биения

Определяем погрешность изготовления передаточных устройств:

где погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов;

погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов;

погрешность от непропорциональности перемещения рычагов;

погрешность от смещения точки контакта рычагов;

погрешность в прямых передачах

Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов находим:

Рисунок 14.3.1 Погрешность от неточности изготовления длин плеч рычагов

Погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов находим по [8] стр.155 формула 3.6:

Рисунок 14.3.2 Погрешность от неточности изготовления угла плеч рычагов

где величина погрешности рычагов;

длина рычагов.

Погрешность от непропорциональности перемещения рычагов находим по [8] стр.157 формула 3,7:

где длина рычага

Рисунок 14.3.3 Погрешность от непропорциональности перемещения рычагов

Погрешность от смещения точки контакта рычагов находим:

Находим погрешность в прямых передачах :

где S - зазор между втулкой и передачей в зазоре; S = 0,02

величина смещения оси стержня индикатора; е = 0,2

длина направляющей части втулки под подвижный стержень.

Находим:

мм.

Погрешность от зазоров между осями рычагов принимаем по:

Погрешность от индикатора 2ИГ с ценой деления принимаем по таб.

Другие погрешности принимаем:

Подставляем полученные значения погрешностей в формулу, получаем:

Ожидаемая погрешность не превышает допускаемую погрешность, следовательно, условие выполняется.

.4 Описание работы спроектированного приспособления

Для контроля радиального биения детали было разработано приспособление с двумя индикаторами часового типа

Контролируемая деталь устанавливается на опору 18 и центрируется оправкой с гофрированной втулкой 29. Центрирование осуществляется с помощью вращения рукоятки 4 закрепленной на винте 14 ( момент затяжки винта ). Винт 14 давит на прижим 8 деформируя гофрированную втулку 29. Оправка находится на шпинделе 7, который вращается во втулке 6, закрепленной в корпусе 4.

К контролируемым поверхностям подводятся индикаторы часового типа 3, которые производят измерения через рычажные механизмы 1 и 2. Индикаторы установлены на стержне 13, который с помощью хомута 16 крепится на стойке 12. Положение индикаторов относительно измеряемых поверхностей фиксируется с помощью винтов 15.

Стойки 12 устанавливаются в колонках 9, которые расположены на корпусе 4.

Для определения величины биения детали дается один или два оборота и по показаниям индикаторов рассчитывается данное значение.

Для перемещения приспособления предусмотрены грузовые винты 22.

. Организация производства в цехе

Исходные данные

Необходимо спроектировать цех для изготовления детали типа «опора шарикоподшипника». Годовая программа выпуска деталей представителей , годовая программа цеха

.1 Организационная структура цеха

.2 Основное производство

.2.1 Определяем общее количество оборудования в цехе:

Принимаем

15.2.2 Определим число производственных участков:

где количество единиц оборудования на участке; ;

Принимаем

15.2.3 Определяется количество и состав оборудования участка изготовления детали-представителя

№ оп.	Наименование опер.	Тип оборудования	Модель	, мин.	, мин.	, мин.	, мин.	, мин.	, мин.	, ч/мин	, ч.	, ч.	, ед
005	заготовительная	КГШП							283,9	440,3
010	термическая	печь
015	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	VNL803H	12,45	1,86	16	15,33	15,46			6805,22	3800	1,79
020	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	VNL803H	5,66	1,56	16	7,73	7,86			3458,96	3800	0,91
025	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	V-Turn A800CNC	52,41	1,86	13	56,13	56,23			24758,92	3800	6,52
030	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	V-Turn A800CNC	19,44	1,71	13	22,63	22,73			10008,98	3800	2,63
035	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	V-Turn A800CNC	30,2	1,71	13	34,15	34,25			15081,2	3800	3,97
040	Токарно-карусельная	Токарно-карусельный с ЧПУ	V-Turn A800CNC	7,4	2,01	13	10,1	10,2			4492,06	3800	1,18
045	Моечная	Моечная машина	МПП-250	1,2	0,5	12	2,1	2,19			966,22	3800	0,25
050	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	1,8	3,8	9	6,06	6,13			2699,4	3800	0,71
055	ЭЭО	Электроэрозионный копировально-прошивочный	EA12D	28,05	1,2	15	29,87	29,99			13203,66	3800	3,47
060	Сверлильная	Радиально-сверлильный	RD 100	9,78	4,8	9	15,68	15,75			6935,05	3800	1,82
065	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	12,1	7,9	9	21,7	21,77			9585,64	3800	2,52
070	Турбоабразивная	Турбоабразивная установка		10	2	15	12,8	12,92			5687,8	3800	1,5
075	Моечная	Моечная машина	МПП-250	1,2	0,5	12	2,1	2,19			966,23	3800	0,25
080	Сверлильная	Вертикально-сверлильный	VDM-50Vn	0,12	1,46	9	1,7	1,77			779,7	3800	0,21
085	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	3,5	31,2	9	37,02	37,09			16330,98	3800	4,3
№ оп.	Наименование опер.	Тип оборудования	Модель	, мин.	, мин.	, мин.	, мин.	, мин.			, ч.	, ч.	, ед
090	Моечная	Моечная машина	МПП-250	1,2	0,5	12	2,1	2,19			966,23	3800	0,25
095	Шлифовальная	Карусельно-шлифовальный	3H762CNC	0,71	1,97	19	2,82	2,97			1307,51	3800	0,34
100	Моечная	Моечная машина	МПП-250	1,2	0,5	12	2,1	2,19			966,23	3800	0,25
105	Магнитный контроль	Магнитный дефектоскоп
110	Контрольная	Стол контрольный

Таблица 15.2 - Ведомость оборудования

№ п/п	Тип оборудования	Модель	Расчетное количество оборуд.	Принятое кол-во оборудования С_пр	Коэфф. загрузки К_з
1	Токарно-карусельный	VNL803H	2,701	3	0,9
2	Токарно-карусельный	V-Turn A800CNC	14,3	15	0,953
3	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	7,53	8	0,941
4	Радиально-сверлильный	RD 100	1,82	2	0,913
5	Вертикально-сверлильный	VDM-50Vn	0,21	1	0,205
6	Карусельно-шлифовальный	3H762CNC	0,34	1	0,344
7	Моечная машина	МПП-250	1,02	2	0,51
8	Электроэрозионный копировально-прошивочный	EA12D	3,47	4	0,87
9	Турбоабразивная		1,5	2	0,75
	ИТОГО		32,89	38	0,866

.2.4 Корректировка общего числа оборудования

где коэффициент загрузки оборудования

принятое количество оборудования

Принимаем

.2.5 Количество оборудования на участках

№ п/п	Наименование участка	Количество единиц оборудования на участке
1	Корпусов	38
2	Дисков	38
3	Валов	38
4	38
Всего		152

.2.6 Оборудование на остальных участках

Таблица 15.2.6.1 - Ведомость оборудования на участке дисков

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-лобовой с ЧПУ	АТПР-800Н	6
2	Токарно-специальный	АТ-600В1	8
3	Универсально-сверлильный	2А55	1
4	Универсально-фрезерный	6Р83Ш	2
5	Зубофрезерный	ФПХ-800	2
6	Протяжной	7Б56	2
7	Моечная машина	МПП-250	2
8	Турбоабразивная установка	-	2
ВСЕГО			25

Таблица 15.2.6.2 - Ведомость оборудования на участке крышек

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Вертикально-фрезерный	6Р11	16
2	Токарно-винторезный	ГС526У	10
3	Вертикально-сверлильный с ЧПУ	2Р135Ф3	6
4	Токарно-винторезный с ЧПУ	Б16Д25Ф3	5
5	Радиально-сверлильный	2Н55	3
6	Полуавтомат круглошлифовальный	3М153А	2
7	Верстак слесарный	-	2
8	Моечная машина	МПП-250	2
ВСЕГО			46

Таблица 15.2.6.3 - Ведомость оборудования на участке валов

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-револьверный полуавттомат	1425	12
2	Полуавтомат токарно-гидрокопировальный многорезцовый	1713	9
3	Вертикально-сверлильный	2А125	5
4	Полуавтомат вертикальный зубодолбежный	5122	7
5	Внутришлифовальный	ЗК227А	2
6	Полуавтомат круглошлифовальный	ЗМ150	1
7	Моечная машина	МПП-250	2
	Верстак		5
ВСЕГО			43

Таблица 15.2.6.4 - Ведомость оборудования на участке корпусов

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-карусельный	VNL803H	3
2	Токарно-карусельный	V-Turn A800CNC	15
3	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	8
4	Радиально-сверлильный	RD 100	2
5	Вертикально-сверлильный	VDM-50Vn	1
6	Карусельно-шлифовальный	3H762CNC	1
7	Моечная машина	МПП-250	2
8	Электроэрозионный копировально-прошивочный	EA12D	4
9	Турбоабразивная		2
Итого			38

Уточняем оборудование на участках

№ п/п	Наименование участка	Количество единиц оборудования на участке
1	Корпусов	38
2	Дисков	25
3	Валов	43
4	Крышек	46
Всего		152

.2.7 Оборудование распределяется по подразделениям

Окончательно количество оборудования на участках определяется с учётом того, что в общих производственных помещениях цеха устанавливаются лишь станки нормальной и повышенной точности (классов Н и П). Для обеспечения требуемой точности работы станки классов А, В и С устанавливают в термоконстантных помещениях. При этом станки для точной лезвийной и точной абразивной обработки устанавливаются в отдельных термоконстантных помещениях.

Оборудование для вибро-, гидро- и турбоабразивных, термических, гальванических и промывочных операций также размещается в специальных помещениях.

Принимаем четыре участка лезвийной обработки, промывочный участок, участок шлифовальных станков, участок турбоабразивной обработки, промывочный участок, участок электроэрозионной обработки.

Таблица 15.2.7.1 - участок лезвийной обработки корпусов

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-карусельный с ЧПУ	VNL803H	3
2	Токарно-карусельный с ЧПУ	V-Turn A800CNC	15
3	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	8
4	Радиально-сверлильный	RD 100	2
5	Вертикально-сверлильный	VDM-50Vn	1
ВСЕГО			29

Таблица 15.2.7.2 - участок лезвийной обработки дисков

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-лобовой с ЧПУ	АТПР-800Н	6
2	Токарно-специальный	АТ-600В1	8
3	Универсально-сверлильный	2А55	1
4	Универсально-фрезерный	6Р83Ш	2
5	Зубофрезерный	ФПХ-800	2
6	Протяжной	7Б56	2
ВСЕГО			21

Таблица 15.2.7.3 - участок лезвийной обработки валов

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Токарно-револьверный полуавттомат	1425	12
2	Полуавтомат токарно-гидрокопировальный многорезцовый	1713	9
3	Вертикально-сверлильный	2А125	5
4	Полуавтомат вертикальный зубодолбежный	5122	7
5	Полуавтомат круглошлифовальный	ЗМ150	1
6	Верстак		5
ВСЕГО			39

Таблица 15.2.7.4 - участок лезвийной обработки крышек

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Вертикально-фрезерный	6Р11	16
2	Токарно-винторезный	ГС526У	10
3	Вертикально-сверлильный с ЧПУ	2Р135Ф3	6
4	Токарно-винторезный с ЧПУ	Б16Д25Ф3	5
5	Радиально-сверлильный	2Н55	3
6	Верстак слесарный	-	2
ВСЕГО			42

Таблица 15.2.7.2 - Промывочный участок

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Моечная машина	МПП-250	8
ВСЕГО

Таблица 15.2.7.3 - Участок шлифовальных станков

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Карусельно-шлифовальный станок	3Н762CNC	1
2	Полуавтомат круглошлифовальный	3М153А	2
3	Внутришлифовальный	ЗК227А	2
№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
ВСЕГО			5

Таблица 15.2.7.4 - Участок турбоабразивной обработки

№ п/п	Наименование оборудования	Модель	Количество оборудования
1	Турбоабразивная установка	-	4
ВСЕГО			4

Таблица 15.2.7.5 - Участок электроэрозионной обработки

№ п/п	Наименование оборудования	Модель
1	Электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУ	EA12D	4
ВСЕГО			4

.2.8 Уточненная организационная структура цеха

Рисунок 15.2.8.1 - Уточненная организационная структура цеха

.2.9 Предварительное определение площади цеха

где габариты мелкого оборудования (до );

габариты среднего оборудования (до );

габариты крупного оборудования (более ).

.3 Определение состава и численности работающих

.3.1 Производственные рабочие

Состав производственных рабочих определяется на основании типов оборудования, имеющегося в цехе. Численность их R_p рассчитывается по принятому количеству единиц соответствующего оборудования отдельно по каждой профессии и отдельно для каждого производственного подразделения:

, (15.3.1)

где Ф_д - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования;

С_пр - принятое количество единиц оборудования, на котором будут работать рабочие рассчитываемой профессии;

К_з - коэффициент загрузки оборудования;

Ф_др - действительный годовой фонд времени рабочего; при 40-часовой рабочей неделе можно принять Ф_др = 1840 часов;

К_м - коэффициент многостаночного обслуживания

, (15.3.2)

где t_o, t_в - составляющие штучного времени ;

t_пер - время на переходы рабочего между станками; можно принять t_пер = 0,5 мин.

Таблица 15.3.1.1 - Ведомость работающих

№ п/п	Должность(профессия)	Количество работников		Всего
		В первую смену	Во вторую смену
1	Производственные рабочие
	Оператор токарно-карусельного станка с ЧПУ	16	15	31
	Оператор сверлильных станков с ЧПУ	10	9	19
	Сверловщик	10	10	20
	Шлифовщик	3	2	5
	Оператор Электроэрозионных станков	1	1	2
	Мойщик	2	1	3
	Оператор турбоабразивной установки	2	1	3
	Слесарь	7	7	14
	Фрезеровщик	18	17	35
	Протяжник	2	2	4
	Токарь	10	10	20
	Зуборезчик	2	2	4
	ИТОГО	83	77	160
2	Вспомогательные рабочие
	Наладчик	13	13	26
	Распределитель работ	4	4	8
	Кладовщик	2	2	4
	Кладовщик раздатчик	1	1	2
	Водитель	2	2	4
	Уборщик стружки	2	2	4
	Уборщик помещения	2	2	4
	ИТОГО	26	26	52
3	Служащие
	Секретарь	1	-	1
	Табельщик	1	1	2
	Нарядчик	1	-	1
	Старший кладовщик ИРС	1	-	1
	ИТОГО	4	1	5
4	Специалисты
	Инженер-технолог	4	-	4
	Плановик	1	-	1
	Нормировщик	2	-	2
	Бухгалтер	2	-	2
	Экономист	1	-	1
	Диспетчер	1	1	2
	ИТОГО	10	1	11
5	Руководители
	Начальник цеха	1	-	1
	Заместитель начальника цеха	2	-	2
	Старший мастер	4	-	4
	Сменный мастер	4	4	8
	Начальник тех. бюро	1	-	1
	Начальник ПДБ	1	-	1
	Начальник БТиЗ	1	-	1
	Старший бухгалтер	1	-	1
	Зав. хоз. частью	1	-	1
	ИТОГО	16	4	20
6	Работники контрольной службы
	Начальник БЦК	1	-	1
	Контролер	3	3	6
	Контрольный мастер	-	1	1
	ИТОГО	4	4	8
Всего работников		144	113	257

.3.2 Определяем количество наладчиков

Количество наладчиков определяется для каждого участка отдельно, а затем суммируется для цеха в целом. При этом учитывается возможность обслуживания одним наладчиком различных групп оборудования.

Расчёт числа наладчиков выполняется для первой смены; для второй смены количество этих рабочих принимается таким же.

Таблица 15.3.2.1 - Количество наладчиков

Участок	Станок		С_пр	Число станков, обслуживаемых одним наладчиком	Процент загрузки наладчика	Количество наладчиков
	Тип	Модель
Участок корпусов	Токарно-карусельный	VNL803H	3	10	30	3 человека
	Токарно-карусельный	V-Turn A800CNC	15	10	150
	Сверлильно-фрезерно-расточной	600V	8	16	50
	Радиально-сверлильный	RD 100	2	15	13,3
	Вертикально сверлильный	VDM-50Vn	1	15	6,7
Шлифовальный участок	Карусельно-шлифовальный станок	3H762CNC	1	8	62,5	1 человек
	Внутришлифовальный	3М153А	2
	Круглошлифовальный	ЗК227А	2

.4 Вспомогательное производство

.4.1 Склады

Склад заготовок

, (15.4.1.1)

где t_з - нормативный запас хранения заготовок;

Ф_год = 365 - число дней в году;- средняя грузонапряжённость площади склада;

К_и = 0,4 - коэффициент использования площади склада, учитывающий наличие проходов и проездов.

Q_з - общая масса заготовок, проходящих через склад за год, т:

, (15.4.1.2)

где М_з - масса заготовки детали-представителя, кг;

Т_пр - годовая программа цеха;

Т_å_к - суммарное штучно-калькуляционное время, затрачиваемое на изготовление детали-представителя.

Склад готовых деталей

, (15.4.2.3)

где Q_д - масса деталей, проходящих через склад в течение года;

, (15.4.3.4)

где М_д - масса детали-представителя

Вспомогательный склад

Площадь склада определяется из расчёта 0,15 м².

15.4.2 Инструментальное обеспечение

Инструментально-раздаточный склад

Общая площадь ИРС подсчитывается путём суммирования ряда площадей:

, (15.4.2.1)

где S_ин - площадь для складирования режущего и вспомогательного инструмента, м²;

S_осн - площадь для складирования инструментальной оснастки; м²;

S_абр - площадь для складирования шлифовальных и полировальных кругов; м²;

S_УСП - площадь для складирования универсальных приспособлений; м²; эта площадь не должна быть менее 20 м².

Все перечисленные составляющие площади ИРС определяются из исходя из количества производственного оборудования соответствующих типов по нормативам

Принимаем ; ; ;

15.4.3 Обеспечение СОЖ

Укрупнённо площадь склада можно определить по сумме площадей для хранения СОТС (из расчёта 0,6-1,2 % от производственной площади цеха) и площадей для хранения смазочных масел (из расчёта 0,1-0,12 м² на один обслуживаемый станок - лезвийный или шлифовальный)

15.4.4 Уборка стружки

Количество образующейся в цехе за год стружки М_стр можно определить на основе разницы массы заготовки и готовой детали (представителя). Количество деталей в штуках следует принимать по условной годовой программе П_усл (программе, состоящей лишь из деталей-представителей) следующим образом:

где Т_пр - заданная годовая программа цеха, нормо-час.;

Т_Σ_к - суммарное штучно-калькуляционное время изготовления детали-представителя.

Общая масса стружки, образующейся в цехе за год, , в тоннах,

Зная общую массу стружки, можно определить удельную массу стружки М_уд.стр, т, приходящуюся на 1 м² производственной площади цеха в год:

где S_пр.ц - производственная площадь цеха.

Стружка собирается в специальную тару и убирается напольным автотранспортом.

Интенсивность образования стружки J_стр, т/час, можно оценить по формуле:

, (15.4.4.4)

где Ф = 250 - число рабочих дней в году;= 2 - число смен в сутки;

τ = 8 часов - продолжительность рабочей смены.

Из полученного значения следует что отделение по переработке стружки централизованное.

15.4.5 Хозяйственная служба

Завхозу подчиняются уборщики помещений, количество которых определяется из расчёта 1 чел. на 2000-2500 м² производственных помещений и 1 чел. на 500-600 м² бытовых и конторских помещений на смену.

Принимаем количество уборщиков 4 человека на смену.

15.4.6 Контрольный отдел

БЦК является частью общезаводского контрольного отдела. В состав БЦК входят контрольное отделение и контрольно-поверочный пункт.

Количество работников цеховой контрольной службы принимается в размере 5-7 % от числа производственных рабочих.

Из этого количества определяется число руководителей контрольной службы - контрольных мастеров, из расчёта, что на одного контрольного мастера приходится 6-10 контролёров. В число руководителей входит также начальник БЦК, имеющий права старшего контрольного мастера.

Общая площадь контрольного отделения определяется из расчёта 9 м² на одного человека.

Принимаем количество работников цеховой контрольной службы - 8 человек

Из них один начальник БЦК и один контрольный мастер.

Общая площадь:

15.5 Цеховой транспорт

Выбираем электрические кран-балки грузоподъемностью 1т. ОАО «ВОМЗ»

Напольный транспорт - электрокары ЭТМ ( габаритные размеры , грузоподъемность 1т.)

Принимаем их в количестве одна кран-балка на два участка, принимаем две штуки. Электрокары - две штуки.

.6 Обслуживающие помещения

.6.1 Администрация

Кабинет начальника цеха.

Принимаем 18м²

Кабинеты заместителей начальника цеха принимаем по 9 м²

Приемная 9 м²

Комната старших мастеров 16 м²

Технологическое бюро принимаем 30 м²

В функции технологического бюро входят: разработка технологических процессов изготовления деталей, контроль правильности их выполнения и внесение в них необходимых изменений.

Работниками бюро являются инженеры-технологи, количество которых принимается по одному на каждый участок механической обработки. Возглавляет бюро начальник. Все они работают в первую смену.

Площадь помещения бюро определяется из расчёта 6 м² на одного работающего в нём.

Планово-диспетчерское бюро принимаем 30 м²

Планово-диспетчерское бюро предназначено для оперативного планирования работы основного производства цеха, обеспечения движения по рабочим местам и складирования заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей. В ПДБ входят: плановик - один человек, диспетчеры - под одному человеку на смену, распределители работ - по одному человеку на каждый участок механической обработки на смену, кладовщики и рабочие транспортной системы цеха. Руководит бюро его начальник.

Площадь рабочей комнаты руководителя и специалистов ПДБ определяется из расчёта 4 м² на одного работающего в ней (в число которых включаются руководитель, сменный диспетчер и плановик).

Бюро труда и заработной платы

В штат бюро входят: нормировщики (1 человек на 100-150 основных рабочих), табельщики (по одному на каждую смену), нарядчик. Руководит работой БТи3 его начальник. Площадь рабочей комнаты начальника и специалистов определяется из расчёта 4 м² на человека. Помещение табельной имеет площадь 9 м². Принимаем

Бухгалтерия - принимаем 16 м².

Бухгалтерия осуществляет контроль потоков материальных и денежных средств и расчёт издержек производства. Её штатными работниками являются два бухгалтера и экономист. Руководит бухгалтерией старший бухгалтер-экономист. Площадь рабочей комнаты бухгалтерии определяется из расчёта 4 м² на одного работающего в ней.

.6.2 Бытовые помещения

Все помещения, кроме помещений общественного питания, проектируются отдельно для мужчин и для женщин. Количество женщин в механических цехах принимается ориентировочно 25-30% от общего числа работающих.

Принимаем: женщин - 76 человек ; мужчин - 181 человек

Гардеробные блоки 2,6-2,8 м² на одного производственного и вспомогательного рабочего:

Мужские гардеробно-душевые блоки - 385 м²

Женские гардеробно-душевые блоки - 165 м²

туалеты - 0,2 м² на одного работающего в первую смену:

женские - 9 м²; мужские 19 м²

Помещение общественного питания - буфет 38 м²

Курительные помещения - 0,03 м² на одного работающего в первую смену для мужчин и 0,01 м² для женщин, но не менее 9 м²

Мужские - 9 м² ; Женские - 9 м²

.7 План расположения оборудования и рабочих мест на участке

.7.1 Общая площадь цеха

где производственная площадь;

вспомогательная площадь;

площадь магистральных проездов:

15.7.2 Параметры производственного здания

Принимаем УТС 72Ч72, площадью 5184 м²

Используем сетку колонн с размерами 24Ч12 м, где 12 - шаг колонн, 24 м - ширина пролёта.

Высота здания:

Н = h₁ + h₂ + h₃ + h₄, (15.7.2.1)

где h₁ - максимальная высота оборудования, установленного в цехе, м;₂ - высота транспортируемого груза (можно принять высоту груза равной наибольшей высоте установленных в цехе станков, вес которых позволяет транспортировать их краном выбранной грузоподъёмности);₃ - минимальное расстояние от головки рельса до крюка подъёмного механизма (можно принимать равным 0,5 м);

h₄ - минимальное расстояние между транспортируемым грузом и самым высоким станком (можно принимать равным 0,5 м).

Н = 4800+4800+0,5+0,5 = 9,6 м

.7.3 Способ размещения административно-бытовых служб

Рисунок 15.7.3.1 -

Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ

Реферат

Введение

. Назначение и принцип действия изделия

. Служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали

. Анализ существующего технологического процесса изготовления детали

. Определение типа производства и размера партии детали

5. Обоснование выбора метода и способа получения заготовки

. Назначение методов обработки, выбор технологических баз

7. Разработка маршрутного технологического процесса

. Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов

. Расчет операционных размеров

Расчет режимов резания

. Нормирование операций

. Разработка расчетно-технологическая карты

. Проектирование специального станочного приспособления

. Проектирование специального контрольного приспособления

. Организация производства в цехе

Похожие работы на - Проект механического цеха по изготовлению корпусных деталей силовых опор ротора ГТД Д30КУ