Проектирование участка механического цеха для обработки детали-представителя 'Стакан подшипника'

Проектирование участка механического цеха для обработки детали-представителя 'Стакан подшипника'

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

.1   Описание конструкции

1.2    Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность

2.   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

.1   Выбор и характеристика принятого типа производства

2.2    Выбор вида и обоснование способа получения заготовки

2.3 Выбор общих припусков и допусков на механическую обработку. Расчёт массы заготовки и коэффициента использования материала

2.4    Разработка маршрутного плана обработки детали с выбором оборудования и станочных приспособлений. Обоснование принятого маршрутного плана и характеристика оборудования

.5      Выбор и обоснование технологических баз

.6      Поэлементный техпроцесс обработки детали

2.7 Определение операционных припусков и размеров: на одну поверхность - аналитическим методом; на остальные - табличным

.8   Выбор режущего вспомогательного и измерительного инструмента на операции технологического процесса

2.9    Выбор рациональных режимов резания и определение норм времени на 4-5 разнохарактерных операций механической обработки

.10    Составление управляющей программы для станка с ЧПУ

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Расчёт и конструирование режущего инструмента для заданной операции

.2 Организация технического контроля на участке. Расчёт и конструирование средства измерения для заданной операции

. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

4.1 Определение потребного количества оборудования и его загрузка

.2 Расчет и организация многостаночного обслуживания на участке. Состав и расчет количества участников производства с учетом многостаночного обслуживания

4.3 Планировка оборудования и расчет потребных производственных площадей

4.4    Транспортировка детали на участке

4.5 Организация ремонта оборудования на участке

4.6    Обеспечение нормальных условий и безопасности труда на участке

4.6.1     Расчет вентиляции и освещения на участке

4.6.2 Электробезопасность и пожарная безопасность

4.7 Экология производства

4.8    Удаление отходов производства с участка

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение является важнейшей отраслью народного хозяйства, определяющей уровень и темпы развития всех других отраслей промышленности, сельского хозяйства, энергетики, транспорта и других.

Быстрое развитие машиностроительного производства настоятельно требовало научного развития вопросов, связанных с изготовлением машин, что привело к возникновению науки о технологии машиностроения.

Главной задачей машиностроения является создание и внедрение новых высокопроизводительных, экономичных и надёжных машин, настроенных на реализацию новых подходов в технологии машиностроения.

К актуальным задачам дальнейшего развития технологии машиностроения относятся: сокращение и замена ручного труда механизированным; совершенствование обработки на станках с ЧПУ; развитие комплексных автоматизированных систем в машиностроении; совершенствование технологических процессов, механосборочного производства, конструкции режущих инструментов и инструментальных материалов; разработка новых технологий, повышающих эффективность лезвийной обработки, абразивной обработки, обработки без снятия стружки, лазерной обработки и т.п.

Автоматизация производства включает комплекс мероприятий по разработке высокоэффективных технологических процессов и созданию на их основе новых высокопроизводительных средств производства, выполняющих основные и вспомогательные операции без непосредственного участия человека.

Дальнейшее развитие ЭВМ и микропроцессоров раскрыли новые возможности ЧПУ. Третий этап развития автоматизации в машиностроении характеризуется созданием универсальных машин и станков с ЧПУ., непосредственно управляемых ЭВМ в режиме разделения времени.

Конечной целью применения ГПС является комплексная автоматизация производственного процесса. Комплексная автоматизация - это разработка и широкое применение в машиностроении ГПС, создание цехов, заводов-автоматов, роботов, выполняющих как основные, так и вспомогательные операции в сочетании с САПР конструкции и САПР технологических процессов, а также автоматическими системами управления технологическим процессом - АСУтп.

Тема дипломного проекта: спроектировать участок механического цеха для обработки детали - стакан подшипника Т50-1701253 с годовой программой выпуска участка - 41000 шт, детали - 8300 шт.

1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1    Описание конструкции

Деталь - стакан подшипника, Т50-1701253 представляет собой тело вращения - стакан с фланцем. Диаметр стакана - 100 мм, на наружной поверхности имеются две канавки.

Фланец стакана - цилиндрический, с тремя выступами в виде ушек: один выступ радиальный, два других - прямоугольной формы. В выступах просверливаются 5 отверстий, три из них - резьбовые. Стакан подшипника имеет центральное двухступенчатое отверстие, диаметр большей ступени - 90 мм.

Длина стакана - 28,5 мм. Стакан подшипника входит в сборочную единицу тракторов Т40А, Т40АН - валы и шестерни коробки передач. Валы и шестерни коробки передач предназначены для получения определённого ряда скоростей и изменения направления движения трактора.

Стакан подшипника Т50-1701253 предназначен для установки в нём подшипника для вторичного вала коробки передач. На вторичном валу установлены неподвижные шестерни: 6-ой передачи, блока ведомых шестерён 2-ой и 5-ой передач, блока ведомых шестерён передачи к дифференциалу и 3-ей передачи, и две подвижные шестерни: 4-ойпередачи и заднего хода и шестерни 1-ой и замедленной передачи.

Конструкторский код детали:

Класс 71 - детали общемашиностроительного применения, тела вращения типа дисков, колец, шкивов, стаканов и др.

Подкласс 713 - с 4 св. 0,5 до 2Д; шкивы, стержни, втулки, стаканы и др. с наружной цилиндрической поверхностью.

Группа 7133 - без закрытых уступов, ступенчатый, односторонний.

Подгруппа 71335 - с центральным сквозным отверстием, круг в поперечном сечении, ступенчатый.

Вид 713352 - с отверстиями вне оси детали.

Конструкторский код: 713352.

Технологический код детали, обрабатываемой резанием:

Основные признаки технологической классификации детали.

Размерная характеристика, мм:

наружный диаметр - 130

длина - 28,5

диаметр центрального отверстия: 90

Группа материала6 СТАЛЬ 45Л ГОСТ977-75.

Вид детали по технологическому процессу:

деталь, обрабатываемая резанием

Технологическая классификация детали, обрабатываемая резанием:

Вид исходной заготовки: отливка в песчано-глинистую форму.

Квалитет точности размеров наружных поверхностей - 7.

Квалитет точности внутренних поверхностей - 7.

Параметр шероховатости поверхности - Ra 1,6

Характеристика элементов зубчатого зацепления - без элементов зубчатого зацепления.

Характеристика термической обработки - без термической обработки.

Весовая характеристика m_g = 0,513 кг.

Технологический код детали 52501411223008

Полный код детали 713352.52501411223008

Деталь изготовлена из стали 45Л ГОСТ977-88. Вид поставки - отливка.

Сталь 45Л - литейная, углеродистая, качественная конструкционная, назначение - станины, зубчатые венцы, колёса, муфты, стаканы, тормозные диски.

Химический состав стали 45Л, %

Углерод С - 0,42…0,5

Марганец Mn - 0,4…0,9

Кремний Si - 0,2…0,52

Хром Cr - 0,3

Никель Ni - 0,3

Сера S - 0,045

Фосфор P - 0,04

Механические свойства стали 45л:

температура отпуска, ⁰С - 400

временное сопротивление разрыву s_В, МПа - 1390

относительное удлинение после разрыва d₅ - 4

относительное удлинение Y, % - 9

удельная вязкость КСИ, Дж/см² - 10

твердость, НВ - 450.

.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность

Деталь - стакан подшипника - достаточно жёсткая, все поверхности доступны для обработки стандартными инструментами на проход. Наивысшая точность по наружному диаметру - 7 квалитет, параметр шероховатости Ra 1,6. Отверстие имеет 7 квалитет, R_a - 1,6. Эти поверхности являются посадочными.

Таблица 1

Анализ технических требований

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Выбор и характеристика принятого типа производства

Тип производства - это классификационная характеристика производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска продукции (ГОСТ 14.004-83).

Производство условно делят по типам на единичное, серийное и массовое. Принято характеризовать производство по преобладающему типу - объёму выпуска и годовой производственной программы участка. Исходя из программы выпуска детали N = 8300 шт. и массе детали m_g = 0,6 кг принимаем серийное производство.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями или сериями и сравнительно большим объёмом выпуска. В серийном производстве изготавливают металлорежущие станки, насосы дорожные машины и многое другое. В этом производстве используются как универсальные, так и переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специализированный режущий и измерительный инструмент.

В настоящее время в среднесерийном производстве широко применяют станки с ЧПУ. Оборудование, как правило, располагают по типам станков, участками на большинстве рабочих мест которых можно выполнять аналогичные операции.

При изготовлении изделий, близких друг другу по служебному назначению, конструктивным и технологическим характеристикам и при значительных партиях их изготовления целесообразна организация переменно-поточного производства, когда в течение определённого промежутка времени изготавливают изделия одного типоразмера, затем производят переналадку оборудования и изготавливают изделие другого типоразмера.

Поточной называют такую организацию изготовления изделий, при которой операции закреплены за определёнными рабочими местами, расположенными в порядке выполнения технологического процесса, а объект производства передаётся с одного рабочего места на другое с определённым тактом.

Для определения типа производства можно пользоваться показателем коэффициента закрепления операций или специализации.

В условиях серийного производства рассчитываются следующие календарно-плановые нормативы:

.   Количество деталей в партии по упрощенному способу можно определить по формуле

где N - годовой объём выпуска детали-представителя, шт;

Ф - число рабочих дней в плановом периоде, дни;

t - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей для бесперебойной работы сборочного цеха:

-3 дня для крупных деталей;

-7 дней для средних деталей;

-10 дней для мелких деталей.

 шт.

2. Суточный выпуск деталей можно определить по формуле:

шт.

3. Период запуска-выпуска партии деталей в производство (ритм серийного производства) можно определить по формуле:

4. Количество запусков партии деталей в плановом периоде

Необходимо откорректировать расчётное S_n к нормативному (4, 6, 12, 24) S_n = 12.

.2 Выбор вида и обоснование способа получения заготовки

В большинстве случаев детали машин изготавливают из заготовок. Заготовкой называется полуфабрикат, приближенный по форме к готовой детали и имеющий припуск на обработку резанием. В современном машиностроении одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование заготовок с экономичными конструктивными формами, которые позволяют производить обработку с наибольшей производительностью и наименьшими отходами, а это может быть достигнуто при рациональном выборе вида заготовок и способа их изготовления.

Выбор вида заготовки зависит от материала детали, её конструкции, вида производства. Так как производство серийное, стакан изготовлен из стали 45Л и имеет несложную форму, то принимаем заготовку-отливку. Среди отливок до 80% по массе занимают детали, изготовляемые литьем в песчаные формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок, поэтому принимаем метод получения заготовки для стакана подшипника - литье в песчано-земляные формы в средних опоках при машинной формовке.

.3 Выбор общих припусков и допусков на механическую обработку. Расчёт массы заготовки и коэффициента использования материала

Расчет размеров заготовки ведётся по ГОСТ 26645-85. Принимаем класс точности размеров и масс, и ряд припусков на механическую обработку.

Класс точности размеров и масс

 /приложение1/

Принимаем:класс точности - 10, ряд припусков - 3

Принимаем размеры, для которых нужно определить припуски:

∅100h7, R_а 1,6; ∅90k7, R_а 1,6;= 28,5, R_а 12,5, R_а 6,3; L = 7, R_а 12,5, R_а 6,3;= 6,3, R_а 1,6.

Принимаем допуски размеров отливок, мм

∅100 Т = ±2,8

∅90 Т = ±2,8= 28,5 Т = ±2,2 - таблица 1= 7 Т = ±1,6= 6,3 Т = ±1,6

Определяем припуски на механическую обработку, мм (таблица 5)

∅100 Z = 4,5 мм;

∅90 Z = 4,5 мм;= 28,5 Z = 3,2 мм;= 7 Z = 3,2 мм;= 6,3 Z = 2,4 мм.

Дополнительный припуск

Для ∅100, ∅90 - Z = 0,1 мм

Общий припуск Z = 4,5+0,1 = 4,6 мм.

Определяем размеры заготовки:

Дз = Дg+2Z = 100+2∙4,6 = 109,2 мм

Дз = 109,2±2,8

Дз = Дg-2Z = 90-2∙4,6 = 80,8 мм

Дз = 80,8±2,8з = 28,5+2∙3,2 = 34,9 мм Lз = 34,9±2,2 ммз = 7+6,4 = 13,4 мм Lз = 13,4±1,6 ммз = 6,3+2,4+3,2 = 11,9 мм Lз = 11,9±1,6 мм

Рисунок 1. Чертеж заготовки с разбивкой на объемы

Определение массы заготовки.

m_з = V_з× кг

где V_з - объем заготовки см

-плотность материала,  = 0,0078 кг/см³

Объём заготовки складывается из объёмов отдельных простых фигур.

V₃ = V₁+V₂+V₃+V₄+V₅-V₆-V₇, см³₁ = pR²L₁ = 3,14×5,46²×2,5 = 181,25 см³₂ = pR²L₂ = 3,14×5,5²×1,34 = 117,27 см³

V₃ = а×в×с = 1,0×4,0×1,34 = 5,36 см³

V₄ = а×в×с = 1,0×6,0×1,34 = 8,04 см³

 см³₆ = pR²L = 3,14×3,63²×1,19 = 58,3 см³

V₇ = pR²L = 3,14×4,04²×2,3 = 110,87 см³

V₃ = 181,25+117,2+5,36+8,04+2,54-58,3-110,87 = 131,29 см³

m₃ = 131,29×0,0078 = 1,024 кг

Коэффициент использования материала

% металла идет на изготовление детали, 42% - отходы.

2.4 Разработка маршрута механической обработки детали с выбором оборудования и станочных приспособлений

Таблица 2

Маршрутный план обработки

Проанализировав техпроцесс обработки стакана, принятый на базовом предприятии, можно сделать вывод, что оборудование в основном используется в массовом производстве и, кроме того, морально устарело. Исходя из принятого типа производства - серийное, - в дипломном проекте для токарных операций предложены токарно-револьверный станок с ЧПУ 1325Ф30, для отделочной обработки - токарный станок 16Б05П, для обработки отверстий - вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2.

Краткая характеристика оборудования

Токарно-винторезный станок 16Б05П

Токарно-револьверный станок с ЧПУ 1325Ф30.

Алмазно-расточной 2706А

Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ 2Р135Ф2

2.5 Выбор и обоснование технологических баз

Базами называют исходные поверхности, линии или точки, определяющие положение заготовки в процессе обработки её на станке. Число и расположение базирующих поверхностей должно быть выбрано так, чтобы создать достаточную и надёжную установку обрабатываемой детали относительно направления режущих инструментов.

Правильное базирование и закрепление деталей при обработке оказывает существенное влияние на точность при обработке заготовок. Выбор технологических баз - один из ответственных моментов в разработке техпроцесса, так как это предопределяет точность обработки и конструкцию приспособления. Как правило, обработку детали начинают с той поверхности, которая будет служить установочной базой для дальнейших операций. При обработке детали - стакан подшипника - на первой операции подрезается внутренний торец фланца, на следующей операции обрабатывается центральное отверстие. Это центральное отверстие служит установочной базой для последующих операций обработки наружной поверхности, торцов детали, крепёжных отверстий.

2.6 Поэлементный технологический процесс обработки детали

Рисунок 2. Чертеж детали с обозначением обрабатываемых поверхностей

Операция 005. Токарная

Базирование: центрирование по поверхности 9 с упором в торец 11, зажим по поверхности 2.

01.   Установить заготовку, закрепить.

02.    Подрезать торец 6.

.        Снять заготовку. Контроль размеров.

Операция 010. Токарная с ЧПУ.

Базирование: центрирование и зажим по поверхности 4 с упором в торец 6.

.   Установить заготовку в патрон, закрепить.

По программе:

.   Расточить отверстие 10, расточить отверстие 9.

03.    Подрезать торец фланца 11 начерно.

.        Подрезать торец фланца начисто.

.        Проточить канавку 12 в отверстии 10.

.        Расточить фаску 8, расточить отверстие 10 начисто.

.        Снять заготовку. Контроль размеров.

Операция 015. Токарная с ЧПУ.

Базирование: центрирование и зажим по отверстию 10 с упором в торец 11.

.   Установить заготовку на оправку. Закрепить.

По программе:

.   Точить начерно торец стакана 2, наружную поверхность 4, торец фланца 6.

03.    Обточить диаметр стакана 4 получисто.

.        Обточить фаску 1 и диаметр 4 начисто.

.        Подрезать торец фланца в начисто с образованием канавки 5.

.        Проточить канавку 3.

.        Снять заготовку. Контроль размеров

Операция 020. Алмазно-расточная

Базирование: центрирование и зажим по поверхности 4 с упором в торец 6.

.   Установить заготовку. Закрепить

02.    Расточить отверстие 10 окончательно

.        Снять заготовку. Контроль размеров

Операция 025. Токарная

Базирование: центрирование и зажим по поверхности 10 с упором в торец 11

.   Установить заготовку. Закрепить

02.    Проточить поверхность 4 окончательно

.        Снять заготовку. Контроль размеров

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ

Базирование: центрирование по поверхности 10, упор в торец 11

.   Установить заготовку, закрепить

По программе:

.   Сверлить 3 отверстия 7 напроход

03.    Сверлить 2 отверстия 13 напроход

.        Нарезать резьбу в 3х отверстиях 7

.        Снять заготовку. Контроль размеров

Операция 035. Сверлильная

Станок: вертикально-сверлильный 2Н118

Базирование: на пальцы по двум отверстиям 4, упор в торец 1

.   Установить заготовку

02.    Нарезать резьбу в двух отверстиях 2, на проход

.        Снять заготовку. Контроль размеров

Операция 035. Слесарная

Операция 040. Моечная

Операция 045 Контрольная. Контроль приёмочный

2.7 Определение операционных припусков и размеров

Проведём определение операционных припусков и размеров: на одну поверхность - аналитическим методом, на остальные - статическим.

Таблица 3

Определение припусков статическим методом

Определение операционных припусков аналитическим методом

Таблица 4

Исходные данные

R_z - высота микронеровностей, мкм,

Т - толщина дефектного слоя, мкм.

Заготовка: (Rz+T) = 500 мкм /11, с.182/

черновое Rz₁ = 100 мкм, /11, с.185, таблица 10/

подрезаниеТ₁ = 100 мкм

чистовое Rz₂ = 50 мкм, /11, с.185, таблица 10/

подрезаниеТ₂ = 50 мкм

D - сумма пространственных отклонений

D₀ = D_к×l (мкм)

D_к - удельное коробление

D_к = 0,5 мкм /11, с.183/

D₀ = 0,5×28,5 = 14,25 мкм

D₁ = К_у×D₀ ,мкм

К - коэффициент уточнения

К = 0,06 /11, с.190, таблица 29/

D₁ = 0,06×14,25 = 0,855 мкм

D₂ = 0,05×0,855 = 0,04 мкм.

e - погрешность установки

Черновая обработка, установка в 3х кулачковом патроне

/11, с. 42/

Чистовая обработка, установка на разжимной кулачковой оправке

e_рад = 50 мкм

e_ос = 30 мкм

Расчёт операционных припусков

Величина операционных припусков при обработке противолежащих поверхностей определяется:

где i-1 - индекс предшествующей операции

Чистовая обработка

Операционные размеры:

Размер на чистовую обработку₂ = L_д+2Z₂ = 28,5+0,5 = 29 мм₂ = 29±0,3 мм

Размер на черновую обработку₁ = L_д+2Z_1min = 29+1,25 = 30,25 мм₁ = 30,25±2,2 мм

.8 Выбор режущего, вспомогательного и измерительного инструмента на операции технологического процесса

Таблица 5

Режущий вспомогательный и измерительный инструменты

.9 Выбор рациональных приемов резания и определение норм величин на 4-5 разнохарактерных операций механической обработки

Операция 005 Токарная

Станок: токарно-винторезный 16Б05П._дв = 1,5 кВт

Материал - сталь 45Л, 450НВ

Рисунок 3. Эскиз обработки, операция 005

Содержание операции:

. Снять линейные приливы резцом до размера 11,5±0,5

Режущий инструмент: резец подрезной отогнутый 16•25; пластина Т5К10; j = 45⁰

Расчетные размеры:

Д_р = 140 мм

мм

Глубина резания= 13,4-11,5 = 1,9 мм

Расчетная длина обработки_рх = l_р+l₁ = 15,4+5 = 20,4 мм

l₁ = 5 мм /6, приложение 4/

Подача при точности литейной стали:₀ = 0,2…0,4 мм/об./6, карта 1, с.35/

По паспарту станка: S₀ = 0,2 мм/об.

Скорость резания V = 93 м/мин,

Кn_v = 0,8, /6, карта 6/

V = 93×0,8 = 74,4 м/мин

Частота вращения шпинделя

По паспарту станка п_п = 185 мин^-1

Действительная скорость резания

Мощность на резание N_p = 1,1 кВт, /6, карта 7/

Мощность привода N_пр = N_дв×h = 1,5×0,8 = 1,2 кВт

N_р<N_пр 1,1<1,2 обработка возможна

Машинное время:

Штучное время на операцию

где Т₀ = 0,54 мин

Т_в - вспомогательное время, мин

Т_в = Т_в1+Т_в2+Т_в3

Т_в1 - время на установку, закрепление и снятие детали;

Т_в1 = 0,13, /9, карта 2/

Т_в2 - время, связанное с переходом;

Т_в2 = 0,1 мин /9, карта 18/

Т_в3 - время контрольных измерений;

Т_в3 = 0,1 мин, /9, карта 86/

Периодичность контроля П = 0,3, /9, карта 87/

Т_в3 = 0,1∙0,3 = 0,03 мин

Т_в = 0,13+0,17+0,03 = 0,33 мин

а - процент времени на обслуживание рабочего места;

а = 3,5%, /9, карта 19/

в - процент времени на отдых

в = 4%, /9, карта 88/

Время подготовительно-заключительное

Т_пз = 14+10 = 24 мин, /9, карта 19/

Операция 010 Токарная с ЧПУ

Станок: токарно-револьверный с ЧПУ 1325Ф30

По программе:

Переход 02. Расточить отверстие до ∅86±0,7 на длине l = 23±0,3 мм, расточить отверстие до напроход.

Режущий инструмент: резец расточной, пластина Т15К6, державка Ç20 мм

Расчетные размеры:

Д_р1 = 86 мм l₁ = 23 мм

Д_р2 = 79 мм l₂ = 11,9 мм

Глубина резания

Принимаем подачу на оборот S₀ = 0,15…0,25 мм/об, /10, карта 18/

Принимаем S₀ = 0,2 мм/об

Скорость резания V = 96 м/мин /10, карта 23/

Поправочные коэффициенты

К_v = 0,9 /10, карта 23/

V = 96·0,9 = 86,4 м/мин

Частота вращения шпинделя:

Принимаем по паспарту:

n₁ = 310 мин^-1

Действительная скорость резания:

Мощность, потребная на резание_р1 = 2,0 кВт, /10, карта 24/_р2 = 2,4 кВт

Мощность на шпинделе

_шп = N_дв×h = 7×0,8 = 5,6 кВт_р<N_шп 2,0<5,6; 2,4<5,6 обработка возможна

Основное (машинное) время перехода

L_рх1 = l₀+l₁+l₂, мм

l₀₁ = 23 мм l₁+l₂ = 3…5 мм, /10, приложение 5/

L_рх2 = 11,9+5 = 26,9 мм

Основное время цикла автоматической работы станка по программе на переходе 02

Т_ц02 = 0,46+0,43 = 0,89

Время цикла автоматической работы станка по программе

Т_ца = Т_цо + Т_м.в.х, мин

где Т_м.в.х - машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов.

где L_хх - длина холостого хода, мм.

Т_ца2 = 0,89 + 0,04 = 0,93 мин

Переход 03. Порезать торец фланца до L = 10±0,5 мм начерно.

Режущий инструмент: резец токарный проходной с механическим креплением пластины, j = 93⁰, пластина Т5К10, 16•25

Расчетные размеры: Д_р3 = 140 мм,

Расчетная длина

L_р = 0,85+2,15 = 3,0 мм

Глубина резания: t₃ = 11,5-10 = 1,5 мм

Подача на оборот: S₀ = 0,6…0,9 мм/об, /10, карта 17/

Принимаем S₀ = 0,6 мм/об,

Скорость резания

V = 76 м/мин, /10, карта 23/

К_v = 0,9

V₃ = 76∙0,9 = 68,4 мин

Частота вращения шпинделя

Принимаем n_n = 150 мин^-1

Мощность, потребная на резание

N_р = 2 кВт, /10, карта 24/

,0<5,6 обработка возможна

Т_ца3 = 0,35 + 0,04 = 0,39 мин

Рисунок 4. Эскиз обработки, переходы 04, 05

Переход 04. Порезать торец фланца начисто, выдержав L = 9±0,5 мм и L = 22^+0,2 мм.

Режущий инструмент: резец токарный проходной с механическим креплением пластины, j = 93⁰, пластина Т15К6, 16•25 - державка.

Расчетные размеры: Д_р4 = 140 мм, l₄ = 27 мм, t₄ = 1 мм

Подача на оборот: S₀ = 0,22…0,3 мм/об, /10, карта 19/

Принимаем S₀ = 0,25 мм/об,

Скорость резания

V = 132 м/мин, /10, карта 23/

Частота вращения шпинделя

Мощность на резание при чистовой обработке не проверяется.

Т_мвх = 0,04 мин

Т_ца4 = 0,43 + 0,04 = 0,47 мин

Переход 05. Подрезать торец в размер 22,2^+0,2 мм с образованием канавки В = 2 мм, ×30⁰ до Ç90,5^+0,46, выдержав R = 0,5 мм.

Режущий инструмент: резец канавочный Т15К6, державка 16•25.

Расчетные размеры:

Д_р5 = 90,5 мм t = 7,25 мм

l₁ = 10 мм, /10, приложение 5/

Расчётная длина

_р = l₀+l₁ = 7,75+10 = 15,75 мм

Принимаем L_р = 18 мм.

Подача: S₀ = 0,08 мм/об. /10, карта 18/

Скорость резания

V = 65 м/мин, /10, карта 30/

Частота вращения:

Принимаем n_n = 250 мин^-1.

Действительная скорость резания:

Мощность, потребная на резание_р = 2,4 кВт, /10, карта 24/

N_р<N_шт 2,4<5,6 обработка возможна.

Основное автоматическое время перехода

Время цикла автоматической работы станка по программе на переходе 05

Т_ца5 = 0,9 + 0,045 = 0,945 мин

Переход 06. Расточить фаску 1,5x45° и отверстие ∅89^+0,23 до выхода резца в канавку начисто.

Режущий инструмент: резец расточной, j = 45°, Т15К6, державка ∅20 мм. Расчёт ведётся по данным для растачивания отверстия.

Расчётные размеры: Д_р = 89 мм l₀ = 20 мм

Глубина резания

Подача на оборот: S₀ = 0,11…0,2 мм/об.

Принимаем S₀ = 0,2 мм/об, /10, карта 19/

Скорость резания V = 150 м/мин, /10, карта 23/

Частота вращения шпинделя

Принимаем n_n = 510 мин^-1

Мощность на резание при чистовом растачивании не определяется.

Время цикла автоматической работы станка на переходе 06

Т_ца6 = 0,27 + 0,043 = 0,32 мин

Время цикла автоматической работы станка по программе на операции 010

Т_ца = åТ_ца2-6 = 0,93+0,39+0,47+0,945+0,32 = 3,055 мин

где Т_ца = 3,055 мин

Т_в = Т_в.y.+Т_в.on+Т_в.изм- вспомогательное время, связанное с установкой и зажимом детали, с операцией и затраченное на измерения, мин

K_tb = 0,71/10, карта 1/

Т_в.уст = 0,25 мин /10, карта 2/

Т_в.оп = 0,32+0,15+0,03 = 0,5/10, карта 8/

Время фиксации и поворота револьверной головки

Т_в.оn = 1,5·5+0,1·5 = 1,0 мин

Т_в.оn = 0,5+1,0 = 1,5 мин

Т_в.изм = 0,12+0,11·2+0,16·2+0,05 = 0,71 мин

Периодичность контроля П = 0,5

Т_в.изм = 0,71∙0,5 = 0,355 мин

Т_в = 0,25+1,5+0,355 = 2,1 мин

а_тех, а_орг, а_отл, = 9%, /10 карта 10/

Время подготовительно-заключительное

Т_n3 = 31 мин /10, карта 11/

Операция 015. Токарная с ЧПУ

Станок: токарно-револьверный С ЧПУ 1325Ф30 N_дв = 7 кВт, h = 0,8.

Переход 02. Подрезать торец стакана в размер 28,5_-0,52, обточить наружную поверхность до ∅103_-0,46, подрезать торец фланца в размер 8,5_-0,36 мм.

Режущий инструмент: резец токарный проходной с механическим креплением пластины, j = 93⁰,Т5К10, державка 16´25 мм.

Подрезание торца стакана

Д_р = 109,2 мм

t = 0,5 мм

L_р = 15,1+10 = 25,1 мм

Подача на оборот

S₀ = 0,6…0,9 мм/об /10, карта 1/

Принимаем S₀ = 0,6

Скорость резания

V = 76 м/мин, /10, карта 23/

К_v = 0,9

V₃ = 76∙0,9 = 68,4 мин

Частота вращения шпинделя

Принимаем n_n = 200 мин^-1

Мощность, потребная на резание

N_р = 2 кВт, /10, карта 24/

,0<5,6 обработка возможна

Время автоматической работы станка

Обтачивание наружного диаметра до размера ∅103_-0,46.

Расчетные размеры:

Д_р = 109,2 мм, l₀ = 19,5 мм

Расчетная длина:

L_р1 = l₀ + l₁ = 19,5 + 2,5 = 22 мм

Подача на оборот

S₀ = 0,6…0,9 мм/об /10, карта 1/

Принимаем S₀ = 0,6 мм/об

Скорость резания:

V = 93 м/мин,

/10, карта 23/

К_v = 0,9

V = 93·0,9 = 83,7 м/мин

Частота вращения шпинделя

Принимаем п_п = 250 мин^-1

Действительная скорость резания:

Мощность, потребная на резание:

N_р = 2,2 кВт /10, карта 24/

,2<5,6, обработка возможна.

Время автоматической работы станка:

Подрезание торца фланца в размер 8,5 мм.

Расчетные размеры:

Д_р = 140 мм

Глубина резания t = 9-8,5 = 0,5 мм

Расчетная длина обработки:

L_р = 18,5+5,5 = 24 мм.

Так как условия обработки аналогичны условиям подрезания торца стакана, то принимаем:

S₀ = 0,6 мм/об

V = 68,4 м/мин

Частота вращения:

Принимаем п_п = 150 мин^-1

N_р = 2,0 кВт

,0<5,6, обработка возможна.

Время основное автоматической работы станка по программе на проходе 02

Т_0а2 = 0,21 + 14 + 0,26 = 0,49 мин

Время цикла автоматической работы станка по программе на проходе 02

Т_ца2 = 0,49 + 0,05 = 0,54 мин

Переход 03. Обточить наружную поверхность стакана до Ç102±0,4, выдержав размер 9.

Режущий инструмент: резец токарный проходной с механическим креплением пластины, j = 93⁰,Т5К10, державка 16•25 мм.

Расчетные размеры:

Д_р = 103 мм l₀ = 19,5 мм

L_рх = 19,5+6,5 = 26 мм

S₀ = 0,6 мм/об n = 250 мин^-1

Т_ца3 = 0,21 + 0,043 = 0,253 мин

Переход 04. Обточить фаску 2•45⁰ и наружную поверхность стакана до ∅100,8_-0,23.

Режущий инструмент: резец контурный плавный с механическим креплением пластины ГОСТ20872-80, Т15К6, державка 16´25 мм, r = 1,0 мм.

Расчётные размеры:

Д_р = 102 мм l₀ = 19,5 мм

Подача на оборот

S₀ = 0,15…0,25 мм/об /10, карта 19/

Принимаем S₀ = 0,2 мм/об

Скорость резания:

V = 149 м/мин/10, карта 23/

Частота вращения шпинделя

Принимаем п = 450 мин^-1

Т_0а4 = 0,29 + 0,04 = 0,33 мин

Переход 05. Подрезать торец фланца в размер 7_-0,2 мм с образованием канавки В = 3 мм, до Ç99_-0,46 мм.

Режущий инструмент: резец канавочный В = 3 мм, Т15К6, державка 16•25.

Расчетные размеры:

Д_р = 140 мм

Глубина резания

Расчётная длина_р = 20,5+4,5 = 25 мм

Подача на оборот:₀ = 0,06 мм/об /10, карта 18/

V = 182 м/мин, /10, карта 30/

Принимаем n = 410 мин^-1.

Мощность, потребная на резание_р = 2,4 кВт, /10, карта 24/

N_р<N_шт 2,4<5,6 обработка возможна.

Время основное автоматической работы станка по программе на переходе 05

Время цикла автоматической работы станка по программе на переходе 05

Т_ца5 = 1,016 + 0,045 = 1,06 мин

Переход 06. Проточить канавку шириной В = 5 мм, до Ç96_-0,46 мм, выдержав размер 12±0,2 и R = 0,5.

Режущий инструмент: резец канавочный специализированный, Т15К6, державка 16•25.

Расчетные размеры:

Д_р = 96 мм

t = B = 5 мм_р = 2,4+4,6 = 7 мм₀ = 0,06 мм/об

V = 182 м/мин

Принимаем n = 600 мин^-1.

Т_мвх = 0,045 мин

Т_ца6 = 0,19 + 0,045 = 0,235 мин

Время цикла автоматической работы станка на операции 015

Т_ца = 0,54+0,253+0,33+1,06+0,253 = 2,418 мин

Штучное время на операцию:

Т_ца = 2,418 мин

K_tb = 0,71/10, карта 1/

Т_в.уст = 0,5 мин /10, карта 2/

Т_в.оп = 0,5 мин/10, карта 8/

Время фиксации и поворота револьверной головки T_ф = 1,0 мин

Т_в.оn = 0,5+1,0 = 1,5 мин

Т_в.изм = 0,12+0,11·3+0,16·2+0,05·2 = 0,87 мин /10, карта 9/

Периодичность контроля П = 0,5

Т_в.изм = 0,87∙0,5 = 0,435 мин

Т_в = 0,25+1,5+0,435 = 2,185 мин

Время подготовительно-заключительное

Т_n3 = 31 мин /10, карта 11/

Рисунок 5. Эскиз обработки, операция 020

Операция 020. Алмазно-расточная

Станок: алмазно-расточной 2706А

Переход 02 Расточить отверстие до Ç до выхода резца в канавку.

Режущий инструмент: резец расточной упорный алмазный, j = 90⁰

Расчетные размеры обработки:

Д_р = 90 мм, l = 20,2 мм

Глубина резания

Расчетная длина

L_p = l+l₁ = 20,2+1,8 = 22 мм

l₁ = 1,8 мм /5, приложение 1/

Подача на оборот, мм/об

S₀ = 0,05…0,12 мм/об/5, карта 14/

По паспарту станка S₀ = 0,05 мм/об

Скорость резания V = 120…170 м/мин /5, карта 14/

(при s_в>80 кг/мм²)

V = 170 м/мин

Частота вращения

По паспорту станка п = 570 мин^-1

Мощность на резание при тонком растачивании не определяется.

Основное время

Вспомогательное время на операцию.

T_в1 = 0,27 мин [из техпроцесса А0ЛТЗ, так как приспособление при станке]

T_в2 = 0,4 мин/9, карта 22/

T_в3 = 0,11 мин/9, карта 86 (контроль нутромером)/

Периодичность контроля П = 0,5/9, карта 87/

Т_в3 = 0,11∙0,5 = 0,55 мин

а = 4% /9, карта 23/

в = 4% /9, карта 88/

Т_в = 0,27+0,4+0,055 = 0,725 мин

Штучное время на операцию

Время подготовительно-заключительное

Т_n3 = 17+10 = 27 мин /9, карта 23/

Рисунок 6. Эскиз обработки, операция 025

Операция 025. Токарно-винторезная

Станок: токарно-винторезный 16Б05П

Переход 02. Обточить поверхность до Ç 100_-0,035 до выхода резца в канавку.

Режущий инструмент: резец токарный проходной отогнутый; j = 45Å, 16•25, Т30К4.

Расчетные размеры:

Д_р = 100,8 мм, l = 18,5

Глубина резания

Расчетная длина

L_р = l+l+l₁ = 18,5+3,5 = 22 мм

l+l₁ = 3,5 мм /6, приложение 4/

Подача на оборот

S₀ = 0,05..0,12 /6, карта 14/

Принимаем S₀ = 0,074 мм/об

Скорость резания

V = 120…170 м/мин /6, карта 14/

Принимаем V = 158 м/мин

Частота вращения

По паспарту станка п_п = 500 мин^-1

Основное время на операцию:

Вспомогательное время:

Т_в1 = 0,28 мин - установка на гидропластовой оправке

Т_в2 = 0,17 мин/9, карта 2/

Т_в3 = 0,12∙0,5 = 0,06 мин

Т_в = 0,28+0,17+0,06 = 0,51 мин

а = 3,5% Топ /9, карта 2/

b = 4% Топ /9, карта 88/

Штучное время на операцию

Т_n3 = 24 мин /9, карта 19/

Операция 030. Сверлильная с ЧПУ

Станок: вертикально-сверлильный с ЧПУ,

Р135Ф2, N = 4 кВт

По программе:

Переход 02. Сверлить 3 отверстия Ç11,95^+0,94 напроход.

Режущий инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком, Р6М5.

Глубина резания:

Длина обработки l₀ = 7 мм.

Выбор подачи, скорости, мощности и осевой силы резания /10, карта 46/

S_ОТ = 0,29 мм/об

P_Т = 3755 Н

V_T = 21,6 м/мин

N_Т = 1,1 кВт₀ = S_0Т×К_Sм, мм/об

К_Sм = 0,9 /10, карта 53/₀ = 0,29×0,9 = 0,261 мм/об.

Скорость:

= V_T×K_vм×K_v3×K_vж×K_vT×K_vw×K_vn×K_vl, м/мин

технологический заготовка стакан подшипник

Поправочные коэффициенты/10, карта 53/

V = 21,6×0,9 = 19,44 м/мин

Частота вращения шпинделя

По паспарту п_п = 500 мин^-1

Минутная подача по оси Z

S_мин = S₀×n_n = 0,261×500 = 130 мм/мин

По паспарту S_минф = 125 мм/мин

Корректировка табличных значений мощности и осевой силы резания.

Поправочные коэффициенты /10, карта 53/

K_Nм = K_Pм = 0,9

Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения и допустимому усилию подачи.

N_дв = 4 кВт h = 0,81

N_пр = 4×0,81 = 3,24 кВт

N_р<N_пр 1,22<3,24 обработка возможна

Р_max = 5498 H 4172<5498

Определение времени автоматической работы станка по программе:

, мин

L_рх = l₀+l₁+l₂+l₃ , мм l₀ = 7 мм

 /10, приложение 23/

Так как сверление 3х отверстий, то

Т_оа2 = 0,14∙3 = 0,42 мин

L_xx = 17,5∙3+118∙3 = 406,5 мин

S_{мин.уск} = 4000 мм/мин (по паспорту)

R = 100 мм

Т_ца = 0,42+0,15 = 0,57 мин

Переход 03. Сверлить два отверстия ∅11^+0,43 на проход.

Режущий инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком, Р6М5, форма заточки - нормальная.

Глубина резания:

l₀ = 7 мм

Выбор величин подачи, скорости и мощности осевой силы резания.

Так как условия обработки аналогичны переходу 02, то принимаем:

S_о = 0,25 мм/об

N = 500 мин^-1

S_мин = 12,5 мм/об

V_т = 26,5 м/мин

N_т = 0,77 кВт

Время автоматической работы станка по программе

Так как обработка двух отверстий

Т_0а3 = 0,14∙2 = 0,28 мин

Т_0а3 = 0,28+0.12 = 0,4 мин

Переход 04. Нарезать резьбу М14 кл3 в 3х отверстиях напроход.

Режущий инструмент: метчик машинный М14 кл3, Р6М5

Подача при нарезании резьбы S₀ = 1,5 мм/мин

Выбор скорости, мощности резания осевой силы резания, крутящего момента, момента разрушения /10, карта 50/

V_T = 13,6 м/мин

P_Т = 23 Н

N_Т = 0,5 кВт

M_кр = 1,5 н.м.

М_РТ = 13,2 н.м.

Корректировка табличных значений:

Скорость резания

= V_T×K_vм×K_vи

 /10, карта 53/= 13,6×0,9 = 12,24 м/мин

Сила резания:

K_РМ = 0,9/10, карта 53/

Мощность резания

N = N_T = 0,5 кВт

Крутящий момент

К_ММ = 0,9/10, карта 53/

Определение частоты вращения шпинделя

Принимаем по паспарту п_п = 250 мин^-1

Действительная скорость резания

Минутная подача

S_мин = S₀×n_n = 1,5×250 = 375 мм/мин

Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения.

N_дв = 4 кВт h = 0,81

N_пр = 4×0,81 = 3,24 кВт

N_р<N_пр 0,5<3,24 обработка возможна

По паспорту S_минф = 125 мм/мин

, мин

где n₁ - частота вращения метчика при вывёртывании из детали= 500 мин^-1

l₀ = 7 мм

 /10, приложение 23/

Так как сверление 3х отверстий, то

Т_оа4 = 0,078∙3 = 0,234 мин

Т_Мв = 0,12 мин

Т_ца = 0,234+0,12 = 0,354 мин

Время цикла автоматической работы станка по программе

Т_ца = Т_ца2+Т_ца3+Т_ца4 = 0,57+0,4+0,354 = 1,324 мин

Штучное время на операцию:

Вспомогательное время складывается:

Т_в = Т_в1+Т_в2+Т_в3.

Т_в1 - время на установку и закрепление детали в универсально-сборном приспособлении.

Т_в1 = 0,15 мин /10, карта 13/

Время на закрепление

Т_в1 = 0,05 мин /10, карта 13/

Т_в1 = 0,15+0,05 = 0,2 мин

Т_в2 - вспомогательное время, связанное с операцией

Т_в2 = 0,2+0,2+0,2+0,03+0,12+0,03 = 0,78 мин /10, карта 14/

Т_в2 - время контрольных измерений резьбовым калибром М14

Т_в3 = 0,22 мин /10, карта 15/

Калибром-пробкой ∅11

Т_в3 = 0,045 мин /10, карта 15/

Т_в3 = 0,22+0,045 = 0,265 мин

Т_в = 0,2+0,78+0,256 = 1,245 мин

а_орг,а_мех,а_отл = 8% /10, карта 16/

К_tв = 0,87 /10, карта 1/

2.10  Составление управляющей программы для станка с ЧПУ

Управляющая программа составляется для обработки на станке 1325Ф30 с устройством ЧПУ НЦ-31

N0 T1M3M40G96S200F60M8X10000Z10000X3800Z2850X5150G96S250Z850G96S150X6800Z10000X10000T2M3G96S250F60G70X5100Z3050Z850Z10000X10000T3M3G96S450F20G70X4670Z3020X5040Z2650Z850X10000Z10000T4M3G96S410F6G75X4950Z700P0X10000Z10000T5M3G96S600F6G75X4800Z1900P0X1000065 Z10000

N66 M9

N67 M5

N68 M30

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Расчёт и конструирование режущего инструмента для операции 010 токарно-револьверной с ЧПУ

На операции 010 токарно-револьверной с ЧПУ для растачивания канавки применяется резец канавочный. Рабочая часть резца представляет собой пластину из твёрдого сплава Т15КВ ГОСТ 25404-82. Пластина крепится к корпусу напайкой. Форма сечения державки - прямоугольная. Определим ширину конуса резца в поперечном сечении.

Главная составляющая силы резания

K_Pz = 0,846 (из расчёта п.3.2)

Х_Pz = 1Y_Pz = 0,75n_Pz = -0,15(12)

P_z = 10∙300∙2^-1∙0,2^0,75∙58^-0,15∙0,846 = 5170Н = 517кгс

L = 60 мм - вылет резца.

Принимаем ближайшее стандартное сечение корпуса в = 16 мм

h = 1,6∙16 = 25,6 мм

Принимаем державку 16•25

Проверяем прочность и жёсткость корпуса. Максимальная нагрузка, допустимая прочностью резца

Допустимая жёсткость резца

где f = 0,1∙10³м = 0,1 мм - допустимая стрела прогиба резца при точении.

Е = 2∙10⁵МПа = 20000 кгс/мм² - модуль упругости материала корпуса резца.

J - момент инерции прямоугольного сечения корпуса

Резец обладает достаточной прочностью, так как

P_zдоп>P_z<P_zжест

>5170<5770

Конструктивные параметры резца:

Передний угол g = 12⁰

Задний угол a = 5⁰

Угол в плане j = 45⁰

Длина резца L = 125 мм

3.2    Организация технического контроля на участке. Расчёт и конструирование средства измерения для операции

Одной из важнейших форм борьбы за улучшение качества изделий является контроль. Основной функцией контроля является профилактика брака при изготовлении изделий и предотвращение выпуска бракованной продукции. Для проверки качества изделий в серийном производстве применяются универсальные измерительные средства: штангенциркули, микрометры, мерные линейки, а также специальные: калибры-скобы, калибры-пробки, шаблоны, контрольные приспособления. При обработке детали промежуточный контроль осуществляет рабочий, а приёмочный контроль выполняет контролёр. В качестве контрольно-измерительного средства для измерения поверхности ∅100h7_-0,035 на операции 030 токарной применяется калибр-скоба ∅100_-0,035. Калибром называется бесшкальный измерительный инструмент, который имеет два предельных размера: проходной и непроходной.

Определяем предельные размеры детали:

es = 0

e = -0,35

d_мах = d+es = 100+0 = 100 мм

d_мin = d+ei = 100-0.035 = 99,965 мм

Находим значения Z, Y, a, H₁, H_p скобы и контрольных калибров для 7 квалитета.

Z, Z₁ = 5 мкмH, H₁ = 6 мкм

Y, Y₁ = 4 мкмH_s = 4 мкм

a, a₁ = 0H_p = 2,5 мкм

Расчётные формулы для определения рабочих размеров скобы, мм

 Р-

P-ПР_H = d_мах+У₁ = 100+0,004 = 100,004 мм

Расчет контрольных калибров

4. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

.1 Определение потребного количества оборудования и его загрузки

Расчёт фондов времени за год можно определить следующим образом:

.   Номинальный фонд времени

F_н = (Д_к - Д_в - Д_пр)·S ·Д_cм

где, Д_к - количество календарных дней в периоде, Д_к = 365 дней;

Д_пр - количество праздничных дней в периоде, Д_пр = 14 дней;

Д_в - число выходных дней, Д_в = 104 дней;

S - количество смен;

Д_cм - продолжительность одной смены, час_н = (365-14-104)∙2∙8 = 3952 час

.   Действительный фонд времени работы оборудования

F_д = F_н·K_пр

где К_пр - коэффициент простоя оборудования,

а = 10%

F_д 2 месяца = 592,8 час

3. Определение потребного количества оборудования

С_р = (t_шт. ∙ N_уч) / (F_g ∙ K_в ∙ 60)

где К_в - коэффициент выполнения норм К_в = 1...1,15. Принимается К_в = 1,1.

N - производственная программа, шт.

На некоторых операциях используется коэффициент догрузки, предпологающий догрузку оборудования подобными изделиями.

Операция 005 Токарная (16Б05П)

С_р005 = (8300 ∙ 0,935)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 10,59

Принимается С_пр005 = 1 станок

Операция 010 Токарно-револьверная с ЧПУ (1325Ф30)

С_р010 = (8300 ∙ 4,955)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 1,15. Принимается С_пр010 = 2 станка.

Операция 015 Токарно-револьверная с ЧПУ (1325Ф30)

С_р = (8300 ∙ 4,28)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 0,9. Принимается С_пр015 = 1 станок.

Операция 020 Алмазно-расточная (2706А)

С_р = (8300 ∙ 1,61∙ 2)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 0,68. Принимается С_пр020 = 1 станок.

Операция 025 Токарная (16Б05П)

С_р = (8300 ∙ 1,18∙ 3)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 0,675. Принимается С_пр025 = 1 станок.

Операция 025 Сверлильная с ЧПУ (2Р135Ф2)

С_р = (8300 ∙ 1,6∙ 2)/ (593,8 ∙60 ∙ 1,1) = 0,67. Принимается С_пр030 = 1 станок.

Общее принятое количество станков С_пр = 7 станков

Коэффициент загрузки оборудования

:

:

015:

:

:

:

Средний коэффициент загрузки оборудования

Таблица 6

Ведомость оборудования

4.2 Расчет и организация многостаночного обслуживания на участке. Состав и расчет количества участников производства с учетом многостаночного обслуживания

К промышленно-производственному персоналу, обслуживающему оборудование, относятся основные и вспомогательные производственные рабочие. Рабочие по техническому обслуживанию оборудования, как правило, включаются в штат цеха.

. Для расчёта численности работающих на участке определяется действительный фонд времени рабочего:

F_др = (Д_к-Д_пр-Д_в)·S· Д_cм ·К_пот

где К_пот- коэффициент невыходов на работу

F_др 2 месяца = 289,8 час

. Определение количества рабочих осуществляется по формуле

_ocн. = (t_шт · N_д )/ (F_g.p. ·К_в · 60), чел

Операция 005 Токарная= (8300 · 0,935) /(289,8 · 60 · 1,1) = 0,4. Принимаем R_пр = 1 человек.

Операция 010 Токарная с ЧПУ= (8300 · 4,955) /(289,8 · 60 · 1,1) = 2,15. Принимаем R_пр = 3 человека.

Операция 015 Токарная с ЧПУ= (8300 · 4,28) /(289,8 · 60 · 1,1) = 1,85. Принимаем R_пр = 2 человека.

Операция 020 Алмазно-расточная= (8300 · 1,61) /(289,8 · 60 · 1,1) = 0,7. Принимаем R_пр = 1 человек.

Операция 025 Токарная= (8300 · 1,6) /(289,8 · 60 · 1,1) = 0,51. Принимаем R_пр = 1 человек.

Операция 030 Сверлильная с ЧПУ= (8300 · 4,955) /(289,8 · 60 · 1,1) = 0,69. Принимаем R_пр = 1 человек.

3. Общая численность основных производственных рабочих_пр = 9 человек

Всего вспомогательных рабочих

_вcn = R_{контролёр}+ R_{наладчик}+ R_{слесарьвсп} = 2 наладчика + 1 контролёр + 1 слесарь = 4 человека

.   Численность наладчиков определяется по формуле:

_нал = (С_об / Н_об) · S, чел.

где H_об- норма обслуживания, станки_нал = (7 /12) · 2 = 1,17 чел.

Принимаем R_нал = 2 человека

.   Численность АУП и специалистов определяется методом относительной численности. Для организации работы принимается 1 сменный мастер.

Таблица 7

Ведомость работающих на участке

4.3 Планировка оборудования и расчет потребных производственных площадей

Планировка участка заключается в правильном расположении оборудования, проходов проездов, подсобных помещений. Планировка производственных помещений определяется технологическим процессом механической обработки детали.

Рабочее место - первичное звено производства, находящееся в непосредственном ведении одного рабочего или бригады, и включающее совокупность материальных элементов, обеспечивающих процесс труда.

Планировка оборудования нерабочих мест на участке механического цеха зависит от характера производства, особенностей и объема производственной программы, габаритов и массы обрабатываемых заготовок.

В состав механических цехов входят производственные отделения или участки, вспомогательные отделения, служебные помещения, бытовые помещения и т.п. Производственный участок служит для размещения на нем оборудования, предназначенного для выполнения технологических процессов обработки.

К вспомогательным относятся заготовительные, ремонтные, заточные, контрольные отделения, а также складские помещения для материалов, заготовок, деталей. Вспомогательная площадь составляет 10% от производственной площади.

При планировке механического цеха все его отделения, участки и вспомогательные помещения располагают так, чтобы обеспечить прямые точность и последовательность прохождения материалов, заготовок и изделий по стадиям обработки (без обратных и петлеобразных перемещений), максимальное использование производственной площади, удовлетворить требованиям охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

Площадь участка включает в себя производственную и вспомогательную площадь и бытовые помещения.

Производственная площадь - площадь, занятая оборудованием, рабочими местами. Производственная площадь определяется исходя из габаритов станков и их количества.

Определим площадь, занимаемую каждым станком по формуле:

S = a∙b, м²

где a и b - соответственно длина и ширина станка, м

Вспомогательная площадь - площадь занятая под проездами, вспомогательным оборудованием, складами, составляет 10% от всей производственной площади. Общая площадь равна:

= S_np. + S_всп ,м²

К промышленно-производственному персоналу относятся основные, вспомогательные рабочие, младший обслуживающий персонал, административно-управленческий персонал, специалисты и служащие.

Таблица 8

Ведомость площади и объема помещения механического участка

.4 Транспортировка деталей на участке

В процессе производства в цехах предприятия регулярно перемещается большое количество сырья, материалов, топлива, инструментов и готовой продукции.

Доставка этих грузов на склады завода, перемещения их внутри предприятия, а также вывоз готовой продукции и отходов производства является функцией промышленного транспорта. Внутризаводской транспорт сосредотачивается в транспортном цехе предприятия. Внутризаводской транспорт осуществляет производственную связь между складами, цехами, участками, рабочими местами. Строгая согласованность транспортных и производственных процессов - необходимое условие бесперебойной работы отдельных цехов и предприятия в целом.

Для рациональной организации внутризаводского транспорта, ликвидации тяжелых и трудоёмких работ, сокращения продолжительности производственного цикла следует предусматривать механизацию транспортных средств. Выбор транспорта зависит от характера обрабатываемых на участке деталей, массы и габаритов изделия или величины изготавливаемой партии, типа производства, грузооборота, типа здания.

Перемещение заданной детали - с одного станка на другой станок может осуществляться с помощью подвесного конвейера.

.5 Организация ремонта оборудования на участке

Основой организации ремонта оборудования на участке является проведение планово-предупредительного ремонта (ППР). Он включает в себя совокупность различного вида работ по техническому уходу и ремонту оборудования, мероприятия межремонтного обслуживания, как-то: наблюдение за правилами эксплуатации оборудования, своевременное устранение мелких неисправностей и осмотры между плановыми ремонтами выполняют как рабочие, обслуживающие данное оборудование, так и дежурный персонал ремонтной службы цеха (слесари, электрики, смазчики). Межремонтное обслуживание выполняют во время перерыва в работе оборудования: малый, средний и капитальный, а также изготовление запасных частей - обычно возлагают на ремонтно-механический цех завода.

На предприятиях 30% вспомогательных рабочих заняты ремонтом оборудования. В цехе ремонтное хозяйство возглавляет механик цеха, ему подчиняются мастера механика и рабочие механика. Механик цеха несёт ответственность за состояние оборудования, качество его ремонта и проведение профилактических мероприятий, удлиняющих срок службы оборудования и устраняющих преждевременные поломки и аварии.

Механик цеха осуществляет технадзор и руководство ремонтными работами и их своевременную подготовку.

.6 Обеспечение нормальных условий и безопасности труда на участке

Для скоординированной деятельности и планомерной работы в области безопасности труда на каждом предприятии создается служба охраны труда, подчиняемая главному инженеру.

Главный инженер несет ответственность за безопасность производственных процессов и осуществляет контроль за всеми мероприятиями, направленными на оздоровление условий труда.

Всю практическую работу в подразделениях предприятия организуют начальники цехов, участков, смен, а также мастера. На участке отработки детали - стакан подшипника - применяются токарно-револьверные, винторезные, алмазно-расточные и другие.

Отличительной особенностью токарных станков являются: вращающиеся станочные приспособления и заготовки, а также образующаяся в процессе резания стружка. Для безопасности работы на токарных станках должны применяться защитные устройства для предотвращения опасного соприкосновения рабочего с движущими элементами станка и режущими инструментами, а также для локализации опасных зон, куда отлетают частицы обрабатываемого металла.

При работе особое внимание должно быть уделено правильному и надежному закреплению заготовок. При установке инструмента необходимо соблюдать следующие правила:

.   Резцы следует закреплять с минимальным возможным вылетом из резцедержателя (чтобы он не превышал более чем в 1,5 раза высоту державки) и не менее чем двумя болтами.

2.      Не оставлять в задней бабке или револьверной головке инструменты, которые не используются при обработке данной заготовки.

На сверлильных станках выполнение установки детали осуществляют с соблюдением следующих общих правил безопасности: опорные поверхности выбирают так, чтобы центр тяжести заготовки проходил, возможно ближе, к середине опорной поверхности, если она одна, и возможно ближе к общему центру поверхностей, если их несколько; точки приложения усилий закрепления размещают так, чтобы направление вектора силы не выходило за приделы поверхностей опор.

Основными опасными и вредными производственными факторами при шлифовальных работах являются: электрический ток, быстро перемещающийся абразивный инструмент, отлетающие от него частицы, а также наличие саж.

К числу важнейших мероприятий, обеспечивающих безопасность шлифовщика, относятся следующие: соответствующее исполнение электрооборудования, применение надежных защитных и предохранительных устройств, а также средства индивидуальной защиты.

Наиболее вероятными моментами получения травм рабочими, обслуживающими фрезерные станки, являются: установка приспособлений и инструментов на станок, наладка станка и удаление стружки.

Не допускается установка неисправной фрезы, особенно с ненадёжно закреплёнными, выкрошенными зубьями. Необходимо обеспечить жёсткость закрепления фрезы на шпинделе, прочное и надёжное закрепление заготовка в приспособлении. Подводить фрезу к заготовке следует постепенно, без удара. При возникновении вибраций необходимо остановить станок, проверить исправность гидросистемы станка, крепёжных приспособлений, крепление оправки фрезы. Останавливая станок, сначала надо выключить подачу, затем вращение шпинделя.

.6.1 Расчет вентиляции и освещения на участке

Вентиляция производственных и вспомогательных помещений предназначена для уменьшения запылённости, задымлённости и для очистки воздуха от вредных выделений производства. Она способствует оздоровлению условий труда, повышению производительности и предотвращению профессиональных заболеваний. Вентиляция естественной, механической (вытяжной, приточной, приточно-вытяжной, местной) и смешанной. Естественная вентиляция осуществляется за счет форточек, фрамуг, окон, дефлекторов.

Площадь фрамуг и форточек принимается 6 размере не менее 2...4% площади пола.

ΣF_форм = 0,02 × F_n , м²

где F_n - площадь пола участка. F_n = 132 м²

ΣF_форм = 0,02×132 = 2,64 м²

Расчёт искусственной вентиляции

Выбираем вид вентиляции - смешанная. Принимаем значение часовой кратности воздухообмена К = 2…34. Производим расчёт воздухообмена:

Q = V_п ·K, м³

где V_n - объём помещения, м³. V_n = 1320 м³

К = 20 при h = 10 м

Q = 20 ·1320 = 26400 м³

Расчет освещения

Степень освещенности того или иного производственного помещения зависит от вида работ, выполняемых в данном помещении. В производственном помещении предусматривается естественное и искусственное освещение.

Расчет естественного освещения

Естественное освещение обеспечивается устройством окон и зенитных фонарей в крыше. Суммарная площадь окон определяется по формуле:

, м²

где F_n - площадь пола участка, м²

α - удельная площадь окон, приходящаяся на 1 м² пола; α = 0,1;

τ - коэффициент, учитывающий потери света от загрязнения стекол τ = 0,6…0,7. Принимаем τ = 0,6.

Расчет числа окон производится по формуле:

, шт

где F_ок - площадь одного окна, м²;

F_ок = b_ок × h_ок , м²

h_ок - высота окна, м

h_ок = 3 м

b_ок - ширина окна, м

b_ок = 2 м.

F_ок = 2×3 = 6 м²

Принимается 4 окна.

Расчет искусственного освещения.

Принимается значение освещённости Е = 200 Лк

Определяем удельную мощность осветительной установки P_у Вт∙м²

P_у = 16,6 Вт∙м²

Суммарная мощность ламп определяется по формуле:

ΣN_л = P_у × F_n , Вт

F_n = 132 м² (площадь пола)

ΣN = 16,6·132 = 2191,2 Вт

Выбирается мощность одой лампы. Люминесцентная лампа N_л = 30…150 Вт.

Принимаем N_л = 150 Вт

Число ламп рассчитывается по формуле:

Принимаем 15 ламп.

Расход электроэнергии на освещение:

W_осв = T_осв × ΣN_л,, кВтч

где T_осв - годовое время работы освещения, для географической широты

T_осв = 800 ч;

ΣN - суммарная мощность ламп.

ΣN = 2191 Вт = 2,19 кВт

W_осв = 800×2,19 = 1752 кВт

.6.2 Электробезопасность u пожарная безопасность

Электробезопасность

Залогом безопасности эксплуатации электрооборудования является высокая техническая грамотность и дисциплина труда электротехнического персонала, строгое соблюдение правил и инструкций, организационных и технических мероприятий.

Электроинструменты (электродрели, зачистные, шлифовальные, полировальные, притирочные машины) находят широкое применение на производстве. В помещениях с повышенной опасностью и вне помещений должен использоваться электроинструмент классов 2 и 3 напряжением не выше 42В.

При использовании электроинструмента запрещается:

-  передавать его другим лицам;

-       разбирать и самим ремонтировать;

-       держаться за провод инструмента или касаться вращающегося режущего инструмента;

-       удалять руками стружки или опилки во время работы инструмента;

-       работать с приставных лестниц;

-       вносить внутрь металлических резервуаров переносные трансформаторы и преобразователи частоты;

-       оставлять его без надзора включенным в электрическую сеть.

Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должно применяться напряжение не выше 42В, а при наличии особо неблагоприятных условия не выше 12В. Выбирая средства защиты, надо руководствоваться необходимостью включения возникновения искровых разрядов с энергией, превышающей на 40% минимальную энергию зажигания окружающей среды.

Пожарная безопасность

Пожар согласно определению по стандарту - неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве. Он наносит большой материальный ущерб и нередко сопровождается несчастными случаями с людьми. Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются: открытый огонь и искры, повышенная температура воздуха, различных предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация воздуха, взрыв, обрушение и повреждение зданий, сооружений и установок.

Основными причинами возникновения пожара является неосторожное обращение с огнём, нарушение правил эксплуатации электрооборудования, неисправность отопительных приборов и термических печей, нарушение правил хранения легковоспламеняющихся и горючих материалов, самовозгорание смазочных и обтирочных материалов.

Пожарная безопасность зданий и помещений существенно зависит от горючести (возгораемости) строительных материалов и огнестойкости строительных конструкций, из которых они построены.

Пожарная профилактика - комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара. К этим мероприятиям относятся меры пожарной безопасности, предусматриваемые при строительстве и проектировании предприятий.

Курение в производственных помещениях допускается только в специально отведённых для этого местах, оборудованных резервуарами с водой и урнами. В производственных и административных зданиях запрещается:

-  загромождать проходы к месту расположения первичных средств пожаротушения и к внутренним кранам;

-       убирать помещение с применением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;

-       оставлять в помещениях после окончания работы топящиеся печи, электроотопительные приборы, включенные в электросеть, необесточенное технологическое и вспомогательное оборудование, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, неубранные в специально отведённые места;

-       производить работы с применением открытого огня в непредусмотренных для этой цели местах.

4.7 Экология производства

Проблема охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов является одной их наиболее актуальных среди глобальных общечеловеческих проблем, так как от её решения зависит жизнь на земле, здоровье и благосостояние человечества. Определенную долю в загрязнении окружающей среды вносят и машиностроительные предприятия.

Для снижения вредного воздействия машиностроительного завода на окружающую среду при проектировании, строительстве и эксплуатации должны выполняться природоохранительные мероприятия.

Вокруг предприятия должна быть санитарно-защитная зона шириной не менее 50м. Эту зону озеленяют и благоустраивают. Зелёные насаждения обогащают воздух кислородом, поглощают углекислый газ, шум, очищают воздух от пыли и регулируют микроклимат.

Производство с вредными выделениями (окрасочный, кузнечно-рессорный, деревообрабатывающий и другие участки) по возможности сосредотачивают в филиалах на окраине города.

С целью поддержания чистоты атмосферного воздуха в пределах норм на предприятии предусматривают предварительную очистку вентиляционных и технологических выбросов с их последующим рассеиванием в атмосферу.

Очищают воздух от древесной пыли, образующейся в деревообрабатывающих цехах и шлифовальных станках с помощью циклонов: в них пыль отделяется от запылённого воздуха под действием центробежных сил и тканевых фильтров. Благоприятное воздействие на атмосферу в приземном слое оказывают искусственные водоёмы, которые поглощают пыль, увлажняют, охлаждают и ионизируют воздух.

Для сокращения расхода воды в последнее время широко внедряют системы оборотного водоснабжения, которое позволяют повторно использовать бывшую в употреблении воду после её очистки в специальных устройствах. При этом чистая вода расходуется только на восполнение потерь из-за испарения и утечек вместе с осадком грязи.

Хозяйственно-бытовые стоки сливаются в канализацию. Их утилизация осуществляется на специальных предприятиях. Очищают производственные сточные воды и ливневые стоки в очистных сооружениях.

4.8 Удаление отходов производства с участка

Удаление отходов металлической стружки с участка производится механически. Под полом участка расположен шнековый конвейер для уборки стружки. К главному конвейеру подходят разветвления от каждого металлорежущего станка, где производится механическая обработка данной детали с образованием стружки.

Транспортёр подаёт стружку в бункер, который находится вне цеха. Далее стружка, собранная в бункере, перевозится автомашиной или автопогрузчиком на скрапбазу, где из стружки под давлением делают брикеты и переплавляют в чугунолитейных цехах.

Чугун идёт на производственные нужды завода, то есть отходы основного производства используются для дополнительного выпуска предметов широкого потребления.

Рациональное использование материальных ресурсов способствует дальнейшему снижению себестоимости продукции и росту эффективности производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Технико-экономическое обоснование деловой эффективности проекта

В дипломном проекте разработан участок механического цеха для обработки детали - стакан подшипника, Т50-1701253. Годовая программа выпуска участка - 31500 шт, детали - 8300 штуки. В проекте принято серийное производство.

В разработанном технологическом процессе механической обработки стакана подшипника принято современное оборудование: это токарно-револьверные станки с ЧПУ, токарно-винторезный 16Б05П, вертикально-сверлильный с ЧПУ 2Р135Ф2, алмазно-расточной 2706А. В проекте принято 10 единиц оборудования, из них металлорежущих - 7 станков. Количество работающих на участке 14 человек, из них производственных рабочих - 9, вспомогательных - 4, один сменный мастер. Для шести операций: 005 токарной, 010 и 015 токарно-револьверных с ЧПУ, 020 алмазно-расточной, 025 токарной и 030 сверлильной с ЧПУ приняты режимы резания и рассчитано основное и штучное время на обработку.

В дипломном проекте рассчитаны элементы резца канавочного и исполнительные размеры проходной и непроходной калибр-скобы ∅100_-0,035.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Крачевская Р.М. Конструирование инструмента. - М.: Машиностроение, 1979

2.      Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. - М.: Высшая школа, 1980

.        Клепиков В.В. Технология машиностроения. - М.:ФОР ИНФА, 2004

.        Марочник сталей и сплавов. Под редакцией В.Г.Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989.

.        Мовчин В.Н., Мовчин С.В. Сборник задач по техническому нормированию труда в механических цехах - М.: Машиностроение, 1992.

.        Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1 - М.: Машиностроение, 1984.

.        Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2 - М.: Машиностроение, 1984.

.        Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 3 - М.: Машиностроение, 1984.

.        Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках: среднесерийное и крупносерийное производство. - М.: НИИ труда, 1984.

.        Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением. - М.: Машиностроение, 1982.

.        Справочник технолога-машиностроителя. Т.1. Под ред. А.В. Косиловой, Р.К. Мещерякова - М.: Машиностроение, 1985.