Дипломная работа: Виготовлення деталі шестерня в машинобудуванні

1. Загальна частина

1.1. Склад проекту

Задача керівників і організаторів машинобудівного виробництва полягає в тому щоб, створити сітку переважно середніх і мілких підприємств, що спеціалізуються на виробництві деталей, вузлів модулів сучасної техніки, така практика виправдала себе в машинобудуванні розвинених країн Заходу. Ця сітка необхідна інфраструктура сучасного машинобудування разом зі спеціальним виробництвом заготовок, інструментів, оснащення. Вона повинна складати ядро комплексу галузей загально машинобудівного використання.

Підвищення продуктивності праці досягається розподілом праці і спеціалізації виробництва перед усім, на базі функціонального підходу до проектування і виробництва техніки. Найважливішою рисою прогресивної моделі машинобудування в сучасних умовах повинно бути поєднання високоспеціалізованого виробництва функціональних вузлів і деталей техніки з добросовісним, культурним і класифікованим рівнем розробки технічних пристроїв.

Основні задачі, що стоять на даному етапі переходу економіки нашої країни до ринкових відносин – являє не допускати спаду об’єму випуску товарної продукції, збільшення долі товарів народного споживання в об’ємі всієї продукції, що випускається перехід на нові методи ведення господарства. Підвищення продуктивності праці за рахунок зміни відношення людей до праці, використання нового обладнання і нових технологій розвинених країн переорієнтація економіки на нові ринки збуту і як наслідок освоєння випуску нової продукції що відповідає світовим стандартам, перехід на міжнародну систему ISO всього машинобудування.

Вітчизняне машинобудування дуже мало забезпечене високоякісним обладнанням, інструментом, швидкодіючими прогресивними пристроями. В майбутньому необхідно забезпечити значно випереджувальні темпи розвитку на Україні спеціалізованого виробництва і інструмента і технологічного оснащення.

1.2. Опис виробу , в який входить деталь

Дана деталь входить в лінію виробництва рослинної олії. Лінія виробництва рослинної олії використовується для пресового виробництва їстівних масел з насіння соняшника, сої, коноплі та інших масляних культур. Лінія складається з таких елементів як:

1 Прес шлековий

2 Рушка центр обіжна

3 Інактиватор

4 Камера вічна

5 Елеватор ковшовий

6 Камера вічна

7 Вібристо 2.5

8 Вібристо 1.25

9 Вібристо 0.25

Принципи дії рушки центробіжної

Зерна масляних культур із бункера засипки потрапляють в ротор. Ротор отримує обертальний рух від електродвигуна потужністю 1.1 кВт через клиноременну передачу. Лопості ротора пустотілі і зерна всередині переміщаються під дією центр обіжної сили. Дякуючи високим обертам ротора зерна вилітають зі значною швидкістю і розбиваються об сектори що розміщені по периметру корпуса. В результаті удару лузга відділяється від ядра зернят і вони зсипаються в бункер приймальний після чого просівається через вібросита.

Дана деталь відноситься до деталей тіл обертання, типу вал, має просту форму. За класифікатором ЕСКД визначаємо клас деталі.

Клас 710000 – деталі – тіла обертання типу кілець, дисків, шківів, блоків, стержнів, втулок, стаканів, колонок, валів, осей, штоків, шпинделів і таке інше.

Підклас 715000 – з L більше 2D – вали, шпінделі, осі, штоки, втулки, гільзи, колонки, стержні і таке інше з зовнішньою циліндричною поверхнею.

Група 715000 – Без закритих уступів,ступінчата, з зовнішньою різьбою.

Підгрупа 715530 – Зцентровим глухим отвором з однією чи двох сторін, з різьбою.

Вид 715534 – З пазами на зовнішній поверхні, з отвором, що не лежить на осі деталі.

Характеристика матеріалу, хімічний склад та механічні властивості

Для виготовлення деталі „вал” використовується конструкційна вуглецева сталь марки 45 ГОСТ 1050-88. Дана сталь поширена в машинобудуванні для виготовлення деталей типу шестерні, вали, втулки, муфти.

Дані про хімічний склад та механічні властивості наведені в таблицях 1 та 2 відповідно.

Таблиця 1

Таблиця 2

1.3 Технологічний аналіз конструкції деталі

Якісна оцінка

Дана деталь типу вал відноситяся до деталей тіл обертання. Деталь має просту конфігурацію. Заготовкою для двної деталі може служити штамповка, що одержується на КГШП. До всіх поверхонь, є доступ інструменту. Деталь виготовлена зі сталі 45 яка добре обробляється різанням на металорізальних верстатах. Поверхні деталі забезпечують надійне базування. Закріплення заготовки при обробці. Вцілому по якісним показникам деталь технологічна. Нетехнологічним є отвір діаметром 4 мм оскільки свердлиться після нарізання різьби М20-8q, що призводить до порушення точності нарізаної різьби.

Кількісна оцінка

Кількісна оцінка технологічності деталі виконується по слідуючим коефіцієнтам:

1 По коефіцієнту точності, який розраховується за формулою

Кт = 1 – 1/Асер 0.8

2 По коефіцієнту шорсткості, який розраховується за формулою

Кш = 1/Всер 0.32

Для визначення коефіцієнтів точності обробки обробки і шорсткості поверхні, заповнюємо таблицю 3 в якій вказуємо конструктивні елементи деталі виконуємих по квалітету точності і маючих параметр шорсткості Ra.

Таблиця 3

Визначаю середній квалітет точності в (1)

А сер = 6*2+7*1+8*1+9*4+11*2+12*12+14*6/28=11,17

Кт = 1-1/11,17=0,91>0,8

Визначаю середню шорсткість поверхонь в (2)

В сер = 1,25*4+2,5*4+3,2*7*6,3*5+10*1+20*7/28=7,8

Кш=1/7,8=0,13<0,32

Умова виконується, отже по кількісному показнику деталь також технологічна.

Аналіз технічних вимог

Таблиця 4

Технічні вимоги	Аналіз	Базування та контроль
O 0,007	Допуск округлості валу 0,007 мм	Базування на призми; Контроль за допомогою ІГТ
0,007	Допуск профілю поздовжнього перерізу вала 0,007 мм	Базування на призми; Контроль за допомогою ІГТ
0,02 Д	Допуск радіального биття вала відносно осі вала поверхні Д 0,02 мм	Базування в центрах; контроль за допомогою ІГТ
0,02 Е	Допуск радіального биття вала відносно осі вала поверхні Е 0,02 мм	Базування в центрах; контроль за допомогою ІГТ
Н 14, h14 ±IT14/2	Не вказані відхилення розмірів отворів та зовнішніх поверхонь по квалітету Н 14; h14

Визначення типу виробництва і технологічної партії

Тип виробництва визначається виходячи з кількості деталей, які підлягають обробці і маси деталей. При обробці 4100 шт. деталей при масі деталей 2.5кг тип виробництва – серійний.

Так як виробництво серійне, визначаємо величину передаточної партії.

n = (N/Pd)q

де N – річний об’єм випуску деталей

Pd – число робочих днів в рік

q- необхідний запас деталей на складі в днях приймаємо q = 8 днів

Pd = 365 – Твих – Тсвят

При Твих = 98

Тсвят=9 P

Pd = 365 – 98 – 9 = 258

Тоді за формулою (5) визначаємо величину передаточної партії

N = (4100/258)8 = 127.13шт

Приймаємо n = 130 шт

2. Технологічна частина

2.1. Вибір типу заготовки і обґрунтування методу її виготовлення

Скорочений опис методу виготовлення заготовки та порівняння його з заводським

Вид вихідної заготовки в значній мірі впливає на характер технологічного процесу обробки деталі. Для правильного вибору заготовки виконуємо порівняння двох видів заготовок.

Для даної деталі більш доцільно вибрати гарячу об’ємну штамповку на кривошипному гаряче штампованому пресі і заводським прокатом.

Об’ємна штамповка – це поєднання заготовці заданої форми і розмірів шляхом заповнення матеріалом на КГШП являється найбільш продуктивного, так як, ці преси швидкопрохідні (число подвійних рухів від 35 до 90 на хвилину). КГШП штампують з зусиллям 5 – 100т. Вони не потребують громіздких фундаментів і в сполученні з індукційним нагрівом покращують умови праці в цеху. Преси мають жорсткий графік руху повзуна, заготовки повинні бути частини, щоб уникнути корозій поверхні поковки.

Постійність ходу повзуна велика точність його руху, застосовування штампів з направляючими колонками забезпечують високу точність.

З малими допусками і витратами металу ККД пресів в 2 раза вище ККД молотів.

Для економічного забезпечення вибору заготовки необхідно провести порівняння з заготовкою отриманою прокатом.

Прокатка – це процес при якому зливок або заготовка під дією сил тертя втягується в зазор між обертаючими валиками прокатного стану і пластично деформується ними із зменшенням перетину. Основні види прокату слідуючі : продольний, поперечний, поперечно-гвинтовий.

Економічне обгрунтування вибору заготівки

Собівартість заготівки отриманих на КГШП визначаємо за формулою

G=(C₁ M_ШТ К_Ш К_С К_И К_М )-( M_ШТ – m_д ) С_від

де С₁ – вартість 1 кг штамповки:С₁ =2.3грн.

С_від - вартість 1 кг відходів: С_{від =} 0.07 грн

К_ш : К_с : К_и : К_м : К_в – коефіцієнти залежності від класу точності, маси, марки,матеріалу і об’єму виробництва

m_д - маса деталі

К_ш= 1.05: К_с =0.85: К_м =1: К_и =1: К_в =1.14

Тоді:

G=(2.33.121.050.85111.14)-(3.12-2.5)0.07=7.26

Собівартість заготівки з прокату визначається за формулою

G_заг =(С₁ М_пр +С_р ) – (М_пр -М_д ) С_від

де С_1- вартість 1 кг прокату: С₁₌ 1.7грн.

С_р – вартість різання: С_р = 0.60 грн.

G_заг =(1.74.21+0.60) – (4.21-2.5) 0.07=7.02

Технічні вимоги до заготівки

До заготівки отриманої об`ємною гарячою штамповкою висуваються такі вимоги:

1.Клас точності Т3

2.Група сталі М2

3.Ступінь складності С1

4.Штомповочні нахили 5º

5.Допустимі відхилення від площинності 0,5мм

6.Невказані радіуси заокруглень 3мм

Висновки

Порівнявши два варіанти заготівок бачимо, що вигідніше є використання заготівки отриманої методом гарячої об`ємної штамповки так як в цьому випадку коефіцієнт використання металу більший, а вартість заготівки значно менша.

2.2 . Розробка маршрутного технологічного процесу виготовлення деталі. Вибір технологічних баз

Аналіз заводського техпроцесу

Технологічний процес обрбки деталі вал 2052614.00301 для умов одиничного виробництва базується на використанні універсального обладнання, оснащеннята інструменту, що в багатьох випадках є недоцільним для серійного виробництва.

В якості заготівки використано прокат.В умовах серійного виробництва слід використати штомповку , так як припуски і вартість заготовки менші.

Операції заводського технологічного процесу містять велик кількість переходів та переустановок, що збільшує допоміжний час.

На відміну від заводського,у технологічному процесі для умов серійного виробництва обробку торців та цинтрових отворів слід виконувати на спеціальному фрезерному-центрувальному верстаті моделі МР-73М. Для токарної операції слід застосувати токарний верстат з ЧПК.Для свердління отворів на торці та фрезерування шпоночного пазу слід застосовувати спуціальні пристрої що виключить розмічувальні операції.

Маршрутно–операційний опис технологічного процесу

005 Фрезерно – центровочна МР-73М

1 Фрезерувати торці одночасно з обох сторін в розмір 447мм

2 Центрувати 2 отвори , одночасно з обох сторін форми А Ø8,5

010 Токарна програма 16Б16Ф3

1 Точити поверхню Ø 25h9 попередньо до Ø 25,35h12 наl=93мм

2 Точити поверхню Ø 30h11 попередньо до 30,3h12 на l=29мм

3 Точити поверхню Ø 30к6 попередньо до Ø 30,46h12 на 1=25мм

4 Точити поверхню Ø 36h14 в розмір на 1=169мм

5 Точити поверхню Ø 25h9 остаточно до Ø25,1h11 на 1=93мм

6 Точити поверхню Ø 30h11 в розмір 1=29мм

7 Точити поверхню Ø30к6 остаточно до Ø30,16h11 на 1=25мм

8 Точити фаску 2,5х45⁰

9 Точити фаску 3х30⁰

015 Токарна програма 16Б16Ф3

1 Точити поверхню Ø19,92h11 попередньо до Ø21h12 на 1=38мм

2 Точити поверхню Ø25h11 попередньо до Ø25,35h12 на 1=50мм

3 Точити поверхню Ø30h11 попередньо до Ø30,3h12 на 1=23мм

4 Точити поверхню Ø30к6 попередньо до Ø 30,46h12 на 1=20мм

5 Точити поверхню Ø25h9 остаточно до Ø25,1h11 на 1=38мм

6 Точити поверхню Ø30h11 в розмір на 1=23мм

7 Точити поверхню Ø30к6 остаточно до Ø 30,16 на 1=20мм

8 Точити поверхню Ø19,92 в розмір 1=38мм

9 Точити фаску 2,5х45⁰

10 Точити фаску 3х30⁰

11 Точити канавку в розмір 6мм

12 Нарізати різьбу М20-8q

020 Фрезерна программа 6Р13Ф3

1 Фрезерувати чотири шпонкових паза В=8N9 на 1=48мм

025 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø30к6 до Ø30,06h8 на 1=20мм

030 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø30К6 попередньо до Ø30,06h8 на l=25мм.

035 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø30К6 в розмірі на l=20 мм.

040 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø 30К6в розмірі на l=25 мм.

045 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø 25h9 в розмірі на l=93 мм.

050 Круглошліфувальна 3М151

1 Шліфувати шийку Ø 25h9 в розмірі на l=48 мм.

055 Вертикально – свердлувальна 2Р135

1 Свердлувати отвір Ø 6,8 мм на глибину l=34

2 Зенкувати фаску 1,6 ×45º

3 Нарізати різьбу М8-7Н на глибину l=25мм.

060 Вертикально – свердлувальна

1 Свердлувати отвір Ø 4 на прохід

Таблиця 5

2.3 Вибір загальних припусків. Визначення розмірів заготовки з допусками та підтвердження на ЕОМ

Загальні припуски і допуски на розміри заготовки вибираємо по ГОСТ 7505-89. По прикладенню 1 табл. 19 встановлюємо штамповочне обладнання і клас точності поковки.

Приймаємо кривошипні штамповані преси закрита штамповка клас точності – Т3.

Орієнтовально визначаємо розрахункову масу поковки

Мпр = Мд Кр , кг

Де Мд – маса деталі Мд = 2.5кг

Кр – розрахунковий коефіцієнт

Кр = 1.3 ( ГОСТ 7505-89, прикладання 3 табл. 20)

Мпр = 2.5 1.3 = 3.25

Встановлюємо групу сталі

Група сталі – М2 (ГОСТ 7505-89 табл. 1 стр. 8)

Встановлюємо групу важкості поковки для чого визначаємо :

- розміри які описують поковку фігури циліндрично

Діаметр 36 1.05 = 37.8 мм

Довжина 447 1.05 = 469.35

Де 1.05 – коефіцієнт який враховує збільшення габаритних лінійних розмірів деталі

- масу описуючої фігури

Мф = (П D/4 l 2.5 10

Мф = (3.14 37.8)/4 469.35 2.5 10 = 4.11кг

- відношення маси поковки до маси фігури

С = Мн.р/НФ = 3.25/4.11 = 0.79

Даному відношенню відповідає степінь важкості поковки - С1

(ГОСТ 7505-89 в прикладення 2 стор.30) Конфігурація поверхні роз’єму штампа – П пласка (ГОСТ 7505-89 табл.1.стор.8)

Встановлюємо ісходний індекс – 10 (ГОСТ 7505-89 табл.2 стор.10)

Таблиця 6

Міжопераційні припуски

Вибір загальних припусків та допусків на поковки стальні штамповані по ГОТС 7505-89

1. При положенню 1 табл.19встановлюємо штамповочне обладнання її колес точності поковки.

Приймаємо: Кривошипні гарячештамповочні преси, закрита штамповка.Клас точності поковки – Т3

2. Встановлюємо хімічний склад матеріала деталі. По ГОСТ 4543-71 Матеріал : 45сталь вміщує:

0.45С; 0.17Si; 0.50Мn; 0.25Сr; 0.25Ni;0.10Mo;0.10W;0.10V

3. Орієнтовно визначаємо розрахункову масу поковки Мп.р. = Мд Кр,

де Кр - розрахунковий коефіціент;

Мд - маса деталі;

Кр = 1.3 (приложення 3 табл. 20).

Мп.р.-250 1.3=3.25кг.

4. Встановлюємо групу сталі по табл.1.0.8

Так масова доля вуглецю в матеріалі 45сталь дорівнюе 0.45%,

а сумарна масова доля легіруючих елементів

(0.17 Sі; 0.50 Мn; 0.25 Сr; 0.25Ni; 0.10 Мо; 0.10 W; 0.10 V)

5. Встановлюемо ступінь складності поковки ї(див.приложення 2)

5.1. Встановлюємо розмірифігури яка описує поковку (циліндр), мм. діаметр - 36,00 1.05 = 37.8 мм.

довжина - 447.00 1.05 = 469.35 мм.

Де 1.05-коефіцієнт враховуючий підвищення габаритних лінейних розмірів деталі.

5.2. Встановлюємо масу фігури яка описує деталь2 2

Рі О -6 3.14 37.80 -6

Мф =---------------------------------- 1 7.8 10 = 469.35 7.8 10 = 4.11 кг

4 4

5.3 Встановлюємо відношення маси поковки до маси фігури

Мп.р. 3.25 0.79

Мф. 4.11

Цьому відношенню ступінь складності поковки складає – С1

6.Встановлюємо конфігурацію поверхні роз’єу штампу (табл.1.с.8.)

Конфігурація поверхні роз’єму штампу – Пласка (П)

7.Встановлюємо ісходний індекс (табл.2.с.10)

Ісходний індекс – 10.

Таблиця 7

Діаматральні розміри

Таблиця 8

Лінійні розміри

Аналітичний розрахунок припусків на одну поверхню,з підтвердженням на ЕОМ.

Таблиця 9

Елементарна поверхня деталі і технологічний маршрут обробки	Елементи припуск мм				Допуск на виготовлення Td мкм
	Rz	h		E
Штамповка Чорнове точіння Чистове точіння Чорнове шліфування Чистове шліфування	200 50 25 10 5	250 50 25 20 15	676 41 27 20 14	- - - - -	2500 250 100 39 16

₀ =

кор=ц 1=0.15 . 447=67.05мкм

ц=0,25

_{0 =}

К_ц- коефіцієнтуточнення

К_ц =0,06 – після чорнового точіння

К_ц =0,04 – після чистового точіння

К_ц =0,03 – після чорнового шліфування

К_ц =0,02 – після чистового шліфування

₁ =0,06676=40,56=41мкм

₂ =0,04676=27,04=27 мкм

₃ =0,03676=20,28=20 мкм

₄ =0,02676=13,52=14 мкм

1. Мінімальний припуск на чорнове точіння

2Z_{min 1} =2(200+250+676)=2252

2. Максимальний припуск на чорнове точіння

2Z_{max 1} =2252+2500-250=4502

3. Мінімальний припуск на чистове точіння

2Z_{min 2} =2(50+50+41)=282

4. Максимальний припуск на чистове точіння

2Z_{max 2} =282+250-100=432

5. Мінімальний припуск на чорнове шліфування

2Z_{min 3} =2(25+25+27)=154

6.Максимальний припуск на чорнове шліфування

2Z_{max 3} =154+100-39=215

7.Мінімальний припуск на чистове шліфування

2Z_{min 4} =2(10+20+20)=100

8.Максимальний припуск на чистове шліфування

2Z_{max 4} =100+39-16=123

Перевіряємо правильність T_{d 0} -T_{d 2} =2Z_max -2Z_min

2500-16=(4502+432+215+123)-(2252+282+154+100)

2484=2484

Таблиця 10

Коефіцієнт використання матеріалу розраховується за формулою.

Квм=

де m_заг - маса деталі,кг

М_{заг.1 –} маса заготовки,кг

М_заг =V

де V – об’єм заготівки, см³

- питома вага матеріала заготівки, г/см³

V=A1*lзаг=

V=³

М _заг =V =540*7,8=4,21кг

Коефіцієнт використання металу при обробці заготівки з прокату буде дорівнювати

К_вм =

2 Варіант: Заготівка штамповка

При штампуванні на КГШП об’єм заготівки розраховується за формулою

V=V₁ +V₂ +V₃ +V₄ +V₅ +V₆

де V₁ - об`єм першої сходинки валу

V₂ - об`єм другої сходинки валу

V₃ -об`єм третьої сходинки валу

V₄ - об`єм четвертої сходинки валу

V₅ -об`єм п’ятої сходинки валу

V₆ - об`єм шостої сходинки валу

V₁ =A₁ ×l_заг =×1_заг1 = (32)

V₂ =

V₃ =

V₄ =

V₅ =

V₆ =

V=59,94+47,57+207,75+35,23+31,88+17,34=400

М_заг2 =4007,8=3,12кг

Коефіцієнт використання матеріалу буде дорівнювати

К_вм =2,5/3,12=0,8

Порівнюючи коефіцієнт використання матеріалупри обробці заготівки з прокату та заготівок штамповок ми бачимо що коефіцієнт використання матеріалу при обробці штомповок значно вище ніж при обробці штамповок значно вище ніж при обробціпрокату,це пояснюється тим,що заготовка штамповка максимально можливо схожа на деталь (рис.1) а заготівка прокат ні (рис.2)

План обробки поверхонь деталі з визначеннм ступеня точності, класів шорсткості операційних припусків та розмірів з допусками

Таблиця 11

2.4 Вибір обладнання з коротким описом технічних характеристик

Характеристика верстату 16Б16Ф3

- Максимальний діаметр над станиною 360 мм

- Максимальний діаметр оброблюваної деталі над супортом 140 мм

- Максимальна довжина оброблюваної деталі 750 мм

- Межі частот обертання шпинделя 20-2500 хв. -1.

- Межі робочих подач мм/хв.

- повздовжня -2400

- поперечна 1-1200

- Швидкість бистрого переміщення супорта

- повздовжнього 10000

- поперечного 5000

- Потужність головного електродвигуна 11 кВт

- Габарити 4800 х 1900 мм

- Маса 4.6 т

Характеристика верстату 3М151

- Клас точності П

- Діаметр оброблюваної деталі 200 мм

- Довжина деталі 700 мм

- Потужність головного привода 10 кВт

- Габарити верстату

- довжина 4635 мм

- висота 2450 мм

- ширина 2170 мм

- Маса верстату 6 т

2.5 Вибір оснащення технологічного п роцесу

Вибір різального та вимірювального інструменту зводимо по таблиці

Таблиця 12

Таб. 12.1

2.6 . Вибір методів контролю та вимірювальних інструментів

Таблиця 13

2.7 Визначення режимів різання табличним аналітичним методом на одну операцію

Вибір режимів різання

015 Токарна программа

1. Перехід.Точити Ø19,92h11 попередньо до Ø21h12 на 1=38мм

1 Глибина різання t=1,85мм

2 Подача S=0,550,91,10,65=0,35мм/об (к.21ст.76[7])

3 Швидкість різання V=820,851,231,0=85,7 м/хв(к.32,ст93[7])

4 Частота обертання шпінделя

n===1137,2 об/хв

n_д =1120 об/хв

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд=

Vд=

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne <Nшт

Ne=2,90,9=2,61кВт

Nшт=Nд=100,8=8кВт

де Nд-потужність двигуна

Nшт=8,5

2,61<8

7 Визначаємо основний час обробки

Tо=

де 1-довжина точіння

1₁ -величина врізання і перебігу 1₁₌ 3 (дод.7 ст 323[7] )

То =

2 Перехід. Точити Ø25,35 на 1=50мм

1 Глибина різання t=1,83мм

2 Подача S=0,450,91,10,65=0,29мм/об (к.21ст.76[7])

4. Частота обертання шпінделя

n===1010 об/хв

n_д =1120 об/хв

5.Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд=

Vд=

6. Визначаємо потужність затрачену на різання

NeNшт

Ne=2,9 0,9=2,61кВт (к.35ст99)

2,618

7. Визначаємо основний час обробки

Tо =

То =

Вибір режимів різання та норм часу

Режими різання

005 Фрезерно-центрувальна

1 Перехід Фрезерувати 2 торці одночасно в розмір l = 447 мм

1 t1 = t 2 = h = 2.5мм

2 Sz = 0.13 мм/зуб

3 So = 0.78 мм/об

4 V = 280 м/хв

5 n =1000 хв

6 Nріз =4.6 кВт

7To = 0.22 хв

2 Перехід Центрувати 2 торці одночасно

1 t = 2 мм

2 So =0.16 мм/об

3 V = 18 м/хв

4 n = 1000 хв

5 Nріз = 2 кВт

6 To = 0.09 хв

Нормування часу

005 Фрезерно-ценрувальна

1 Додатковий час на встановлення закріплення і зняття деталі

Тд = 0.12 хв

2 Додатковий час зв’язаний з переходом

Тд = 0.26 хв

3 Час на контрольні вимірювання

Тд = 0.21 хв

4 Допоміжний час на обробку

Тд = 0.65 хв

5 Час на обслуговування робочого місця

А обс = 3.5%

6 Час перерв на відпочинок

авід = 4%

7 Підготовчо-заключний час

Тпз = = 16.5 хв

8 Штучний час

Тшт = 1.66 хв

9 Штучно-калькуляційний час

Тшт.к = 1.79 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 1.50 мм

Подача S = 0.5 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 148.07 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 137.22 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 1208.54 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1120.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 1262.91 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 2.83 Н

Машинний час Тм = 0.31 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 0.13 мм

Подача S = 0.111 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 490.83 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 143.35 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 6163.11 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1800.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 26.30 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 0.06 Н

Машинний час Тм = 0.52 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 0.15 мм

Подача S = 0.111 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 674.61 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 169.82 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 7150.65 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1800.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 3.01 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 0.01 Н

Машинний час Тм = 0.17 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 2.00 мм

Подача S = 0.5 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 141.82 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 145.77 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 1556.63 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1600.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 1694.82 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 4.04 Н

Машинний час Тм = 0.12 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 2.00 мм

Подача S = 0.5 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 141.82 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 119.63 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 1327.72 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1120.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 1694.82 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 3.31 Н

Машинний час Тм = 0.06 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 2.00 мм

Подача S = 0.5 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 141.82 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 119.63 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 1327.72 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1120.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 1694.82 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 3.31 Н

Машинний час Тм = 0.05 хв

Підсумок аналітичного розрахунку режимів різання на точіння

Глибина різання t = 0.15 мм

Подача S = 0.111 мм/об

Період стійкості різця T = 60 хв

Швидкість різання розрахункова V = 477.59 м/хв

Швидкість різання дійсна Vд = 172.25 м/хв

Частота обертання шпинделя розрахункова n = 4990.81 об/хв

Частота обертання шпінделля дійсна nд = 1800.00 об/хв

Тангенціальна сила різання Pz = 31.69 Н

Потужність яка витрачена на різання Nріз = 0.09 Н

Машинний час Тм = 0.15 хв

Розрахунок режимів різання на наружні шліфування

Вихідні дані

Марка матеріала сталь45

Діаметр шліфування 30 мм

Довжина шліфування 25мм

Припуск на обробку 1 мм

Швидкість на обробку 35м/c

Габаритні розміри круга 125/25 мм

Модель верстату 3М150

Розрахунки

Марка шліфувального круга 15А40СМ2К

Частота обертання круга 5000 об/хв

Дійсна швидкість обертання круга 32.70834 м/с

Швидкість обертання заготовки 40 м/хв

Частота обертання заготовки 24.6284 об/хв

Врізана подача 04 мм/об

Глибина різання 50.00761 мм

Продольна подача на оборот 0 мм/хід

Потужність верстата на шліфування 0 кВт

Основний час на обробку 176625 хв

Розрахунок режимів різання на наружні шліфування

Вихідні дані

Марка матеріала сталь45

Діаметр шліфування 25 мм

Довжина шліфування 93 мм

Припуск на обробку 1 мм

Швидкість на обробку 35м/c

Габаритні розміри круга 400/50мм

Модель верстату 3М150

Розрахунки

Марка шліфувального круга 15А40СМ2К

Частота обертання круга 000 об/хв

Дійсна швидкість обертання круга 20.93333 м/с

Швидкість обертання заготовки 35 м/хв

Частота обертання заготовки 445.8599 об/хв

Глибина різання 01 мм

Продольна подача на оборот 15 мм/хід

Потужність верстата на шліфування 2.48461 кВт

Основний час на обробку 19468 хв.

Розрахунок режимів різання на наружні шліфування

Вихідні дані

Марка матеріала сталь45

Діаметр шліфування 25 мм

Довжина шліфування 48 мм

Припуск на обробку 1 мм

Швидкість на обробку 35м/c

Габаритні розміри круга 400/50мм

Модель верстату 3М150

Розрахунки

Марка шліфувального круга 15А40СМ2К

Частота обертання круга 1000 об/хв

Дійсна швидкість обертання круга 20.93333 м/с

Швидкість обертання заготовки 20 м/хв

Частота обертання заготовки 254.7771 об/хв

Глибина різання 02мм

Продольна подача на оборот 25 мм/хід

Потужність верстата на шліфування 4.208713 кВт

Основний час на обробку 4.51601Е-02 хв

Розрахунок режимів різання на наружні шліфування

Вихідні дані

Марка матеріала сталь45

Діаметр шліфування 30 мм

Довжина шліфування 25 мм

Припуск на обробку 1 мм

Швидкість на обробку 35м/c

Габаритні розміри круга 125/25мм

Модель верстату 3М150

Розрахунки

Марка шліфувального круга 15А40СМ2К

Частота обертання круга 5000 об/хв

Дійсна швидкість обертання круга 32.70834 м/с

Швидкість обертання заготовки 40 м/хв

Частота обертання заготовки 424.6284 об/хв.

Врізана подача 04 мм/об

Глибина різання 50.00761мм

Продольна подача на оборот 0 мм/хід

Потужність верстата на шліфування 0 кВт

Основний час на обробку 176625 хв

2.8 Нормування технологічного процесу

3 Перехід.Точити поверхню Ø30h11попередньо до Ø30,3h12 на 1=23мм

1. Глибина різання t=1,85мм

2. Подача S=0,45 0,9 1,1 0,65=0,29мм/об (к.21ст.76[7])

3. Швидкість різання V=88 0,85 1,23 1,0=92м/хв (к.32ст.93[7])

4. Частота обертання шпінделя

n===96 об/хв

n_д =900 об/хв

5. Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд=

Визначаємо потужність затрачену на різання

NeNшт

Ne=3,4 0,9=3,06кВт (к.35ст.99)

3,06<8

7 Визначаємо основний час обробки

Tо=

То=

4. Перехід.Точити поверхню Ø30к6 попередньо до Ø30,46 на 1=20мм

1 Глибина різання t=1,77мм

2 Подача S=0,450,91,10,65=0,29мм/об (к.21ст.76[7])

3 Швидкість різання V=880,851,231,0=92м/хв(к.32,ст93[7])

4 Частота обертання шпінделя

n===861,7 об/хв

n_д =900 об/хв

5. Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд=

Vд=

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne <Nшт

Ne=3,40,9=3,06 кВт

3,06<8

7 Визначаємо основний час обробки

Tо=

То =

5.Перехід.Точити поверхню Ø19,92h11 в розмір на 1=38мм

1 Глибина різання t=0,15 мм

2 Подача S=0,20,75=0,15мм/об (к.21ст.76[7])

3 Швидкість різання V=1300,951,541,0=190,2м/хв(к.32,ст93[7])

4 Частота обертання шпінделя

n===2884,4об/хв

n_д =1800 об/хв

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = ПDnд/1000

Vд = 3.14 20.22 1800/1000 = 118.7 м/хв.

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne Nшп

Nе = 2.9 0.9 = 2.61 кВт (к.35 ст 99[ 1 ])

2.61 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/So n2

To = 38 + 3/0.15 1800 = 0.14хв

6 Перхід. Точити поверхню діаметром 25h9 остаточно до діаметра 25.1 h11 на l = 50мм

1 Глибина різання t= 0.13мм

2 Подача S = 0.33 0.75 = 0.25 мм/об (к 21 ст 76 [7]

3 Швидкість різання V = 123 0.95 1.54 1 = 179.9 м/хв. (к. 32 ст 97 [7])

4 Частота обертання шпинделя n = 1000V/ПD = 1000 179.9/ 3.14 25.35 = 2260 об/хв.

nд = 1800об/хв.

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 =3.14 25.35 1800/1000 = 143.3 об/хв.

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne Nшп

Ne = 3.4 0.9 = 3.06 кВт

3.06 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/Son2

То = 50 + 3/1800 0.25 = 0.11 хв

7 Перехід. Точити поверхню діаметром 30к6 остаточно до діаметра 30.16h11 на l = 20мм

1 Глибина різання t = 0.15мм

2 Подача S = 0.36 0.75 = 0.27 мм/об (к 21 ст 76 [7])

3 Швидкість різання V = 117 0.95 1.54 1 = 171 м/хв. (к 32 ст 97 [7]

4 Частота обертання шпинделя n = 1000V/ПD = 1000 171/3.14 30.46 = 1788 об/хвnд = 1800 об/хв

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 =3.14 30.46 1800/1000 = 172м/хв

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne Nшп

Ne = 3.4 0.9 = 3.06 кВт

3.06 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/Son2

То = 20 + 3/ 0.27 1800 = 0.05хв

8 Перехід. Точити поверхню діаметром 30h11 в розмір на l = 23 мм

1 Глибина різання t = 0.15мм

2 Подача S = 0.36 0.75 = 0.27 мм/об (к 21 ст 76 [7])

3 Швидкість різання V = 117 0.95 1.54 1 = 171 м/хв. (к 32 ст 97 [7]

4 Частота обертання шпинделя n = 1000V/ПD = 1000 171/3.14 30.3 = 1797.3 об/хвnд = 1800 об/хв

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 =3.14 30.3 1800/1000 = 171м/хв

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

Ne Nшп Ne = 4.1 0.9 = 3.69кВт 3.69 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/Son2

То = 23 + 3/ 0.27 1800 = 0.05хв

9 Перехід. Точити канавку в розмір 6 мм

1 Глибина різання t = 2 мм

2 Подача S = 0.1 1.5 = 0.15 мм/об

3 Швидкість різання V = 83 1 1 1.1 = 91.3м/хв

4 Частота обертання шпинделя n = 1000V/ПD = 1000 91.3/3.14 19.92 = 1453.8 об/хвnд = 1400 об/хв

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 =3.14 19.92 1400/1000 = 87.92м/хв

6 Визначаємо потужність затрачену на різання

NeNшп

Ne = 3.44 0.9 = 3.06 кВт

3.06 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/Son2

То = (6+2)2/1400 0.15 – 0.06 хв

10 Перехід. Нарізати різьбу М20-8q

1 Глибина різання t = 0.975 мм

2 Подача S = 1.5мм/об

3 Швидкість різання V = 120.6 м/хв

4 Частота обертання шпинделя n = 1000V/ПD = 1000 120.6/3.14 19.92 = 1918.5 об/хв.

5 Знаходимо дійсну швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 =3.14 19.92 1800/1000 = 112.6м/хв

6Визначаємо потужність затрачену на різання

NeNшп

Ne = 1.6 кВт

1.6 8

7 Визначаємо основний час обробки

То = l + l1/Son2

То = (38+2)5/1800 1.5 = 0.15хв

020 Фрезерувальна програма

1 Глибина різання t = 4мм

2 Подача обертова

Sогор = 0.07мм/об

Sоверт = 0.023 мм/об

Подача хвилинна

Sм гор = 56.5мм/хв.

Sмверт =18.6 мм/хв.

3 Швидкість різання V = 20.7 м/хв

4 Частота обертання шпинделя n = 808об/хв.

5 Визначаємо основний час обробки

То1 = Lр.х верт/ Хв. верт + Lр.х гор/ Хв. Гор = 4/18.6 + 48/56.5 = 1.06 хв

То2 = 1.06хв

То3 = 1.06хв

То4 = 1.06хв

Т о = 4.25хв

035 Круглошліфувальна

1 Глибина різання t = 0.03мм

2 Подача S = 0.9мм/nхід 1 1 1.04 = 0.936 мм/nхід

3 Швидкість різання V =50м/с

4 Частота обертання

n = 1000V/ПD = 1000 50/3.14 30.06 = 529.7об/хв.

nд = 500 хв

5 Марка шліфувального круга 24А40С1К

6 Габаритні розміри круга 125 20 32

7 Визначаємо основний час на обробку

То = Li/nS = 20 1/500 0.936 = 0.21 хв

055 Свердлильна (Аналітичний розрахунок)

1 Свердлити отвір діаметром 6.8 на глибину 34 мм

При свердлінні глибина різання дорівнює

t = 0.5D

t = 0.5 7.8 = 3.9мм

2 Подача при свердлінні отворів без обмежуючих факторів вибираємо максимально допустиму по міцності свердло подачу ( СТМ т 2 табл. 25 )

S = 0.15 – 0.2мм/об

S = 0.18 мм/об

3 Швидкість різання м/хв при свердлінні розраховується за формулою

V = (CvDq/TS )Kv

де значення коефіцієнтів Cv і показників степний приведені в таблиці 28 а визначення періоду стійкості в таблиці 30

Cv = 7.0 q = 0.4 y =0.7 m =0.2 T = 25

Загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання враховуючий фактичні умови різання

Kv = KмvKnbKlv

Де Kмv – коефіцієнт на оброблюваний матеріал ( табл. 1-4 )

Kмv = Kr = (750/Gв)

Kr = 1 nv = 0.9

Kмv = 1(750/620) = 1.1

Kuв – коефіцієнт на інструментальний матеріал ( табл 61 )

Kuv = 1

Klv –коефіцієнт що враховує глибину свердління ( табл. 31 )

Klv = 0.75

Враховуючи всі коефіцієнти визначаємо швидкість різання

V = (7.0 6.8 /25 0.18 )1.1 0.75 = 22.9 м/хв.

Крутний момент Н м і осьову силу Hрозраховуємо за формулою

При свердлінні

Мкр = 10См DSKр

Рос = 10Ср DSKр

Значення коефіцієнтів См і Ср та показники степеня приведені в таблиці 32 СИМ т.2

Коефіцієнт що враховує фактичні умови обробки в даному випадку залежить тільки від матеріалу заготовки

Кр = Кмр

Значення коефіцієнта Кмр приведена для сталі в таблиці 9 СТМ т.2

Кмр = ( Gв/750)

n = 0.75

Кмр = ( 620/750 ) = 0.87

См = 0.0345 q = 2.0 y = 0.87

Cp = 68 q = 1.0 y = 0.7

Мкр = 10 0.0345 6.8 0.18 0.87 = 4.63 Нм

Ро = 10 68 6.8 0.18 0.87 = 1389.4 Н

Потужність різання кВт визначають по формулі

Ne = Мкр n/9750

Де n – частота обертання інструмента об/хв.

n = 1000V/ПD

n = 1000 22.9/3.14 6.8 = 935 об/хв.

Ne = 4.63 935/9750 = 0.4 кВт

Основний час розраховується за формулою

То = Li/nS

То = 36 1 /935 0.18 = 0.2 хв

2 Перехід. Зенкувати фаску 1.6 45

1 Глибина різання t= 1.6 мм

2 Подача S = 0.18 мм/об

3 Швидкість різання V = 23 м/хв.

4 Частота обертання шпинделя

n = 1000V/ПD = 1000 23/3.14 6.8 = 1077 об/хв

nд = 1000об/хв.

5 Дійсна швидкість різання

Vд = П Dnд/1000 = 3.14 6.8 1000/1000 = 21.4 м/хв

6 Основний час на обробку

То = Li/nS

То = 3.6 1 /1000 0.18 = 0.02 хв

3 Перхід. Нарізати різьбу М8-7Н на глибину 25 мм

1 Подача S = 1 мм/об

2 Швидкість різання V = 9.1м/хв

3 Частота обертання шпинделя n = 360

4 Потужність затрачена на різання N = 0.19 кВт

5 Основний час на обробку

То = Li/nS

То = 27 1 /360 1 = 0.07хв

То = 0.14 хв

Розрахунок норм часу

Нормування токарної операції з ЧПК

1 Допоміжний час на встановлення та закріплення деталі

То = 0.31 хв

2 Виконання ручної і допоміжної роботи

Тв2 = 0.72хв

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання з урахуванням коефіцієнта періодичності

Тв = 0.27 хв

4 Автоматична допоміжна робота

Тва = 1.24 хв

5 Час роботи за програмою

Та = То + Тва = 1.38 + 1.24 = 2.62 хв

6 Норма штучного часу

Тшт =( Та + Тва Кtв ) ( 1 + Тобол/100 ) =( 2.62 + 1.3 0.75) ( 1 + 10/100 ) = 5.027 хв

Штучний час при багатоверстатному обслуговуванні

шт = ( Тшт/nc ) Kc = ( 5.027/2 ) 1.25 = 3.125 хв nc = 2 Kc = 1.25

7 Підготовчо-заключний час

Тпз = 22.8 хв

8 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тштк = шт. + Тпз/n = 3.125 + 22.8/100 = 3.35 хв

Нормування токарної операції з ЧПК

1 Допоміжний час на встановлення та закріплення деталі

То = 0.3 хв

2 Виконання ручної і допоміжної роботи

Тв2 = 0.8 хв

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання з урахуванням коефіцієнта періодичності

Тв = 0.64 хв

4 Автоматична допоміжна робота

Тва = 1.29 хв

5 Час роботи за програмою

Та = То + Тва = 0.99 + 1.29 = 2.28 хв

6 Норма штучного часу

Тшт =( Та + Тва Кtв ) ( 1 + Тобол/100 ) =( 2.28 + 1.74 0.75) ( 1 + 10/100 ) = 3.94 хв

Штучний час при багатоверстатному обслуговуванні

шт = ( Тшт/nc ) Kc = ( 3.94/2 ) 1.16 = 2.29 хв nc = 2 Kc = 1.16

7 Підготовчо-заключний час

Тпз = 18 хв

8 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тштк = шт. + Тпз/n = 2.29 + 18/100 = 2.47 хв

Нормування токарної операції з ЧПК

1 Допоміжний час на встановлення та закріплення деталі

То = 0.25 хв

2 Допоміжний час пов'язаний з переходом

Тпер = 0.4 хв

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання з урахуванням коефіцієнта періодичності

Т = 0.15 хв

4 Час на відпочинок і власні потреби

Твідп = 4% Топ

5 Час на обслуговування робочого місця

Тобол = 4% Топ

6 Норма штучного часу

Тшт =( То + Тдоп Кtв ) ( 1 + ( Тобол + Твідп/100) ) =( 0.04 + 0.81.15) ( 1 + ( 4 + 4/100 ) ) = 1.04 хв

Штучний час при багатоверстатному обслуговуванні

шт = ( Тшт/nc ) Kc = ( 3.94/2 ) 1.16 = 2.29 хв nc = 2 Kc = 1.16

7 Підготовчо-заключний час

Тпз = 20 хв

8 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тштк = шт. + Тпз/n = 1.04 + 20/100 = 1.24 хв

Нормування токарної операції з ЧПК

1 Допоміжний час на встановлення та закріплення деталі

То = 0.25 хв

2 Допоміжний час пов'язаний з переходом

Тпер = 0.4 хв

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання з урахуванням коефіцієнта періодичності

Т = 0.15 хв

4 Час на відпочинок і власні потреби

Твідп = 4% Топ

5 Час на обслуговування робочого місця

Тобсл = 4% Топ

6 Норма штучного часу

Тшт =( То + Тдоп Кtв ) ( 1 + ( Тобол + Твідп/100) ) =( 0.17 + 0.81.15) ( 1 + ( 4 + 4/100 ) ) = 1.17 хв

Штучний час при багатоверстатному обслуговуванні

шт = ( Тшт/nc ) Kc = ( 3.94/2 ) 1.16 = 2.29 хв nc = 2 Kc = 1.16

7 Підготовчо-заключний час

Тпз = 20 хв

8 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тштк = шт. + Тпз/n = 1.17 + 20/100 = 1.37 хв

3 Спеціальна частина

3.1 Розробка керуючої програми обробки деталі на верстаті з ЧПК

Токарні верстати із числовим програмним керуванням (ЧПК) впроваджуються для автоматизації виробництва при дрібносерійному випуску продукції і є основним типом верстатів, призначених для побудови гнучких автоматичних виробництв.

Автоматами називаються верстати, у яких автоматизовані всі робочі і допоміжні рухи, необхідні для виконання технологічного циклу обробки деталі. До обов'язків робітника, що обслуговує верстат, входять періодичне завантаження заготовками, періодичний контроль розмірів і якості оброблених деталей, під налагодження верстата, а також загальне спостереження за його роботою. Токарні автомати підрозділяються на однопшиндельні і багатошпиндельні, застосовуються для виготовлення деталей із прутка, але в деяких випадках зі штучних заготовок.

Одношпиндельні автомати підрозділяються на револьверні, фасонно-відрізні і фасонно-поздовжні. Багатошпиндельні автомати випускаються двох різновидів: верстати паралельної дії і верстати послідовної дії (багатопозиційні). У верстатах паралельної дії на всіх шпинделях відбуваються однакові операції, тобто протягом одного циклу кожна деталь повністю обробляється в одній позиції. Ці верстати являють собою кілька одношпиндельних автоматів, з'єднаних в один агрегат, і призначені для обробки деталей простої форми. У верстатах послідовної дії заготовка обробляється послідовно в декількох позиціях. Напівавтоматами називаються верстати, у яких процес обробки здійснюється без участі робітника. Установку і закріплення заготовки, а також зняття готової деталі робить робітник. Токарні напівавтомати підрозділяються на одношпиндельні і багатошпиндельні, на горизонтальні і вертикальні, застосовуються для обробки штучних заготовок.

3.2 Проектування маршрутної технології обробки з вибором ріжучих і допоміжних інструментів та пристосувань

Таблиця 14

3.3 Розробка операційної технології з розрахунком режимів різання і побудовою траєкторії рухів ріжучих інструментів

3.4 Визначення координат опорних точок траєкторії руху ріжучого інструменту

Чорнове точіння Таблиця15

Чистове точіння Таблиця 16

Точіння канавки Таблиця 17

Нарізання різьби Таблиця 18

Фрезерувальна операція

Координати опорних точок Таблиця 19

3.5 Складання розрахунково-технолог ічної карти і карти наладки верстатів

Розрахунок норм часу

015 Токарна програма

1 Вибираємо допоміжний час на установку закріплення та зняття заготовки

Тд = 0.4 хв ( ст. 39 [7] )

2 Вибираємо допоміжний час зв’язаний з обробкою не включений в програму

Тд1 = 0.04 хв Тд2 =0.03хв Тд3 = 0.25хв Тд4 = 0.08 хв Тд5 = 0.04хв (ст 51 [7])

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання Тд = 1.2 хв ( ст. 53 [7] )

4 Час на організацію та технічне обслуговування робочого місця відпочинок та особисті потреби

авід = 8% ( ст. 59 [7] )

5 Підготовчо-заключний час при роботі на верстатах токарної групи на організаційну підготовку

Тп.з =14 хв ( ст. 60 [7] )

на налагоджування верстата, інструмента, пристрою

Тп.з = 1.6хвТп.з = 0.5хв Тп.з = 1.0хв Тп.з = 2.0хв Тп.з = 1.0хв

Тп.з = 19.5хв

6 Поправочний коефіцієнт на допоміжний час в залежності від партії оброблюваних деталей

Кtв = 0.75

7 Визначаємо оперативний час

Топ = То + Тд = 0.1 + 0.15 + 0.09 + 0.08 + 0.14 + 0.11 + 0.05 + 0.05 + 0.06 + 0.15 + 0.4 + 0.04 + 0.03 + 0.25 +0.08 + 0.04 +1.2 = 2.96

8 Визначаємо норму штучного часу

Тшт = ( То + Тд Кtв ) ( 1 + авід/100 )

Тшт =2.65хв

9 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тшт.к = Тшт. + Тпз/n

Тшт.к = 2.65 + 19.5/130 = 2.8хв

020 Фрезерувальна програма

1 Вибираємо допоміжний час на установку закріплення та зняття деталі

Тд = 0.11 хв Тд = 0.07хв ( ст. 48 [7] )

2 Вибираємо допоміжний час зв’язаний з обробкою не включений в програму

Тд1 = 0.04 хв

Тд2 =0.03хв Тд3 = 0.5хв Тд4 = 0.04 хв Тд5 = 0.04хв (ст 51 [7])

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання Тд = 0.24 хв ( ст. 53 [7] )

4 Час на організацію та технічне обслуговування робочого місця відпочинок та особисті потреби

авід = 10% ( ст. 59 [7] )

5 Підготовчо-заключний час при роботі на верстатах токарної групи на організаційну підготовку

Тп.з =16 хв ( ст. 66 [7] )

на налагоджування верстата, інструмента, пристрою

Тп.з = 5хвТп.з = 4.0 хв Тп.з = 0.5хв Тп.з = 1.0хв Тп.з = 0.5хв

Тп.з = 27хв

6 Поправочний коефіцієнт на допоміжний час в залежності від партії оброблюваних деталей

Кtв = 0.75

7 Визначаємо оперативний час

Топ = То + Тд = 4.25 + 1.07 = 5.32хв

8 Визначаємо штучний часу

Тшт = ( То + Тд Кtв ) ( 1 + 10/100 )

Тшт = ( 4.25 + 1.07 0.75 ) ( 1 + 10/100 ) = 5.56 хв

9 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тшт.к = Тшт. + Тпз/n

Тшт.к = 5.56 + 27/130 = 5.77хв

035 Круглошліфувальна програма

1 Вибираємо допоміжний час на установку закріплення та зняття деталі

Тд = 0.32 хв ( ст. 28 [5] )

2 Вибираємо допоміжний час зв’язаний з обробкою не включений в програму

Тд = 0.8 хв ( ст 129 [5] )

3 Допоміжний час на контрольні вимірювання Тд = 0.13 хв ( ст 200 [5] )

4 Визначаємо оперативний час

Топ = То + Тд = 0.24 + 0.32 + 0.8 + 0.13 = 1.49хв

5 Вибираємо час на обслуговування робочого місця

аобс = 9%

6 Вибираємо час на відпочинок

аотд = 4%

7 Визначаємо норму штучного часу

Тшт = ( 2То + Тд Кtв ) ( 1 + аобс + аотд/100 )

Тшт = ( 0.24 + 1.23 1.32 ) ( 1+ 9+4/100 ) = 2.13хв

8 Вибираємо підготовчо-заключний час

Тпз = 24хв

9 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тшт.к = Тшт + Тпз/n

Тшт.к = 2.13 +24/130 = 2.31хв

055 Свердлильна програма

1 Вибираємо допоміжний час на установку закріплення та зняття деталі

Тд = 0.25 хв ( ст. 32 к 2 [5] )

2 Вибираємо допоміжний час зв’язаний з переходом

Тд = 0.12 хв Тд = 0.04 хв Тд = 0.08 хв

2 Допоміжний час на контрольні вимірювання Тд = 0.02 хв Тд = 0.08 хв

Тд = 0.15 хв Тд = 0.24 хв Тд = 0.08 хв Тд = 0.05 хв

4 Визначаємо оперативний час

Топ = То + Тд = 0.375 + 1.1 = 1.49хв

5 Вибираємо час на обслуговування робочог місця

аобс = 3.5%

6 Вибираємо час на відпочинок

авід = 4%

7 Визначаємо норму штучного часу

Тшт = ( 2То + Тд Кtв ) ( 1 + аобс + аотд/100 )

Тшт = ( 0.0375 + 1.11 1.0 ) ( 1+ 7.5/100 ) = 1.6хв

8 Вибираємо підготовчо-заключний час

Тпз = 16хв

9 Визначаємо норму штучно-калькуляційного часу

Тшт.к = Тшт + Тпз/n

Тшт.к = 1.6+1.6/1.30 = 1.72хв

3.6 Кодування керуючої програми

1 ТОКАРНА З ЧПК ПЧПК 2У22 РОЗРОБИВ МОЦАР

%LF

N1G90G95G23M4M39S27T1LF

N2G4E10LF

N3G1G9X10000F1000LF

N4G9Z45000LF

N5G9X2100LF

N6G9Z40900F35LF

N8G9Z35500F29LF

N9X3033LF

N10Z33900LF

N11X3046LF

N12Z31900LF

N13X100000Z45000S27T2F1000LF

N14GE10LF

N15G9X1650LF

N16Z44700F15LF

N17X19992Z44550LF

N18Z40900LF

N19X2510Z40700F25LF

N20Z35900LF

N21X2700LF

N22X3000Z35700F27LF

N23Z33900LF

N24X3016LF

N25Z31900LF

N26X1000Z45000S27T3F1000LF

N27G4E10LF

N28G9X2200Z44700LF

N29Z40900LF

N30X1600F15LF

N31X2200LF

N32Z41200LF

N33X1600LF

N34X2200LF

N35X10000Z45000S27T4F1000LF

N36G4E10LF

N37G9X1958Z45000LF

N38G33Z3800K150LF

N39X1200LF

N40G9Z45000LF

N41G9X1936LF

N42G33Z3800K150LF

N43G9X1200LF

N44G9Z45000LFN

N45G9X1916LF

N46G33Z3800K150LF

N47G9X1200LF

N48G9Z45000LF

N49G9X1904LF

N50G33Z3800K150LF

N51G9X1200LF

N52G92Z45000LF

N53G9X1894LF

N54G33Z3800K150LF

N55G9X10000LF

N56G9Z45000LF

N57M2LF

Фрезерувальна з ЧПК 6Р13РФ3

%LF

N001G17T01M03M08LF

N002G01Y+006000F4615LF

N003X+003800Z-006100LF

N004Z+000600F0330LF

N005Z+005500F4615LF

N006X+027700Z-006100LF

N007Z+000600F0330LF

N008Z+005500F4615LF

N009Y-012000LF

N010X-022700Z-00600LF

N011Z+000600F033LF

N012Z+005500F4615LF

N013X-007800Z-006100LF

N014Z+000600F0330LF

N015Z+005500F4615LF

N016X-003800LF

N017Y+006000LF

N018G17T02M03M08LF

N019G01Y+006000LF

N020X+003800Z-006100LF

N021X+003800Z-006100LF

N025X+004000F0307LF

N030Z+005500F4615LF

N035X+027700Z-006100LF

N040Z+000600F0330LF

N045X+004000F0307LF

N050Z+005500F4615LF

N055Y-012000LF

N060X-027700Z-006100LF

N065X+000600F0330LF

N070X-004000F0307LF

N075Z+005500F4615LF

N080X-007800Z-006100LF

N085Z+000600F0330LF

N090X-004000F030LF

N095Z+005500F4615LF

N100X-003800LF

N110Y+006000LF

N115M09

N120M02

4 Техніко-економічне планування механічної ділянки

4.1 Характеристика виробничої структури

1 Річний випуск деталей – 4100

2 Планове завантаження дільниці – 91000 м/год

3 Найменування деталі – вал

4 Тип заготовки – штамповка

5 Матеріал заготовки сталь 45

6 Маса деталі 2.5 кг

7 Маса заготовки – 3.12 кг

Таблиця 20

Розрахунок річного приведеного випуску деталей на дільниці тобто умовна кількість догружаючих деталей по конструктивним і технологічним признакам приблизні до деталі представника і відрізняються тільки не значимою масою і річною програмою випуску визначаємо за формулою

Nпр = Тшт.к 60/ + tшт.к

Де Тшт.к – трудомісткість річного приведеного випуску деталей

Tшт. к – трудоємкість виготовлення деталі в хв.

Nпр = 91000 60/29.77 = 183406.11 шт

Приймаємо Nпр = 183406 шт

Кількість верстатів вхідних в нормативну зону обслуговування визначаємо по формулі

Но = ( Тмв/Тз + 1 )Кдз

де Тмв – машиновыльний час напротязі якого робітник вільний від роботи на обслуговування верстатів

Тз – час зайнятості робітника

Кдз – коефіцієнт допустимої зайнятості Кдз = 0.85

010 Токарна з ЧПК

Но1 = ( 1.38/1.9 + 1 )0.85 = 1.5

приймаємо Но1 = 2 верстата

015 Токарна з ЧПК

Но2 = ( 0.89/1.9 + 1 )0.85 = 1.23

приймаємо Но2 = 2 верстата

020 Фрезерувальна з ЧПК

Но3 = ( 4.25/1/.7 + 1 )0.85 = 4.23

приймаємо Но3 = 4 верстата

Розрахункова кількість верстатів необхідних для обробки річного приведеного випуску деталей на відповідному обладнанні визначаємо по формулі

Ср = Тшт.к/Фд Квu

де Фд – дійсний річний фонд часу при двозмінному режимі роботи верстатів

Квu – коефіцієнт виконання норм виробітки приймаємо Фд = 4055 ст.4 – для універсального обладнання

Фд = 3935 ст.4 – для верстатів з ЧПК

Квu = 1

Ср = 9100/4000 = 22.75 шт

Приймаємо Срн = 26 верстатів

Визначаємо коефіцієнт завантаження обладнання за формулою

Кз.ср = Ср/Срн

де Ср – розрахункова кількість обладнання шт.

Срн – прийнята кількість верстатів шт.

Кз.ср = 22.75/26 = 0.875

Розрахунок кількості верстатів по моделям представляємо в таблиці

Таблиця 21

Продовження Таблиці 21

4.2 Визначення кількості верстатів і робітників визначення виробничої площі

Виробнича площа діяльності визначається виходячи з прийнятої кількості верстатів відповідної моделі цільної площі верстата в плані. Розрахунок виробничої площі дільниці приведені в таблиці.

Розрахунок виробничої площі дільниці

Таблиця 22

Розмір допоміжної площі приймаємо 20-25% від виробничої

Sдоп =Sпр( 0.2 – 0.25 )

Sдоп1 =100 0.25 = 25м

Sдоп2 =140 0.25 = 35м

Sдоп3 =50 0.25 = 12.5м

Sдоп4 =140 0.25 = 35м

Sдоп5 =200 0.25 = 50м

Sдоп6 =48 0.25 = 12м

Sдоп = 169.5м

Ширина прольоту становить 24 м колони розташовані через 12 м розмір колони в плані 600 800. Ширина магістрального проходу ( при умовах транспортування деталі при площі електрокара приймається 2м ) Довжина прольоту визначається з відношення

L =Sзаг/B

де Sзаг – загальна площа дільниці м

B – ширина прольоту м

Загальна площа дільниці становить

Sзаг = Sвир + Sдоп

де Sвир – виробнича площа дільниці

Sзаг = 678 + 170 = 848м

L = 848/24 = 35м

Об’єм будівлі розраховуємо виходячи з цього, зовнішньої і висоти. Розмір зовнішньої площі приймаємо на 10% більше внутрішньої. Для прольотів шириною 24 м що мають припуск висоту приймаємо 9.25 м.

Розрахунок площі дільниці і об’єму будівлі приведено в таблиці

Таблиця 23

В механічному цеху до виробничих робітників відносяться верстатники. Розрахунок чисельності робітників проводимо по кожній професії ( спеціальності ) по формулі

Рпр = Тшт.к.і/Феф Квu.і Кмн.і

де Тшт.к.і – трудоємкість приведеного випуску деталей на дільниці по відповідній професії

Феф – ефективний рівень фонду часу роботи

Квu.і – коефіцієнт враховуючий перевиконання норм виготовлення

Кмн.і – коефіцієнт враховуючий багатоверстатне обслуговування

Феф = 1840 рік

005 Фрезерно-центрувальна

Рпр = 14476/1840 1.15 1 = 6.84

Приймаємо Рпр = 8

010 015 Токарна з ЧПК

Рпр = 14166/1840 1 2 = 3.8

Приймаємо Рпр = 4

020 Фрезерувальна з ЧПК

Рпр = 14166/1840 1 4 = 1.9

Приймаємо Рпр = 2

025 030 035 040 045 050 Круглошліфувальна

Рпр = 27280/1840 1.15 1 = 15

Приймаємо Рпр = 16

055 060 Свердлувальна

Рпр = 13846/1840 1.15 1 = 7.5

Приймаємо Рпр = 8

Фрезерувальна

Рпр = 7066/1840 1.15 1 = 3.8

Приймаємо Рпр = 4

Середній тарифно-кваліфікаційний розряд верстатників визначаємо за формулою

Rcp = Rті Рпрі/Pпр. сум

де Rті - тарифний розряд і-тої групи робітників

Рпрі – чисельність робітників які мають і-тий розряд

Pпр.сум – загальна чисельність робітників по групі яких визначається середній розряд

Rcp = 2 6 + 14 3 + 4 16 + 6 8/42 = 3.76

Розрахунок чисельності виробничих робітників по професіям і поділ по розрядах зводимо в таблицю

Таблиця 24

Розрахунок чисельності допоміжних робітників проводимо виходячи із норм обслуговування. Для зручності розрахунку чисельності допоміжних робітників зводимо в таблицю.

Таблиця 25

Rcp = 1 1 + 2 1 + 4 2 + 3 1 + 5 2/7 = 3.42

Чисельність керівників і спеціалістів приймаємо по нормативам в залежності від чисельності виробничих робітників.

Розпорядження чисельності керівників і спеціалістів дільниці по посадам представлено в таблиці

Таблиця 26

З ціллю більш повного завантаження спеціалістів дільниці інженер-технолог зміщує посаду інженера по плануванню праці.

Розподілення робітників дільниці по категоріям і по змінам приводимо в таблицю

Таблиця 27

В приведених раніше розрахунках визначені розміри партії “п “ і передаточної партії “ Р “

п = 130 шт Р =26 шт

Визначаємо час обробки усієї партії деталі і передаточної партії. Для зручності розрахунки зводимо в таблицю.

Тривалість технологічного циклу при паралельно-послідовному вигляді руху деталей визначаємо по формулі

Тпп = р ( t шт.к/Соб )сум + ( п – р )tк/Соб + Sсум

де ( tшт.к/Соб )Сум – час обробки деталей по усім операціям технологічного процесу з врахуванням кількості верстатів на яких одночасно здійснюється обробка деталі на одній операції.

Таблиця 28

tк - час на кінцевий операції

Sсум – сума зміщень при перході від більш тривалої операції до менш тривалої з врахуванням кількості верстатів на даній операції

S = ( п – р ) ( tб – tм )

S1 = ( 130 -26 ) ( 1.79 – 1.59 ) = 20.8

S2 = ( 130 -26 ) ( 1.59 – 1.48 ) = 11.44

S3 = ( 130 -26 ) ( 1.48 – 1.44 ) = 4.16

S4 = ( 130 -26 ) ( 2.28 – 2.25 ) = 3.12

S5 = ( 130 -26 ) ( 2.26 – 1.93 ) = 33.28

S6 = ( 130 -26 ) ( 1.93 – 1.72 ) = 21.84

S7 = ( 130 -26 ) ( 1.72 – 0.99 ) = 75.92

S8 = ( 130 -26 ) ( 2.31 – 2.28 ) = 3.12

Тпп = 26 22.37 +104 0.99 + 173.68 = 858.26 хв

4.3 Вибір типу і основних параметрів виробничої будівлі , транспортно-складської системи , системи забезпечення інструментом

Для транспортування деталей на дільниці приймаємо електричну кран-балку управлінням з полу вантажопідйомність Q = 3.2 т.

Потрібну кількість кранів визначаємо за формулою

zкр = (Nпр m ( 2l/V + tn + tp ))/60 Фд Р

деm – кількість транспортних операцій га одну деталь

l – середня довжина пробігу кран балки між двома визовими

V – середня швидкість пересування кран-балки

tn = tp– час завантаження і розвантаження

D – кількість виробів що одночасно захоплюються кран-балкою ( рівне передаточній партії

Nпр = 183406 шт

m = 7

2l = L =3.5 м

tр = tn = 2 хв

Фд = 4055

Р = 130/5 = 26

Zкр =( 183406 7 ( 35/30 + 2 + 2 ))/60 4055 26 = 1.05 шт

Приймаємо Zкр = 1 шт

Розрахунок потрійної кількості кран-балки зводимо в таблицю

Таблиця 29

4.4 Розробка плану розташування дільниці

При раціональній організації робоче місце в умовах серійного виробництва повинно бути оснащене відповідно до вимог виробничого процесу й умов виконання роботи з дотриманням правил санітарної гігієни і технічної безпеки.

Основними чинниками, що впливають на організацію робочого місця, є ступінь деталізації технологічного процесу й організація виробництва. Вони визначають операції на робочому місці, система забезпечення завданням, технічної й іншої робочої документації, систему забезпечення робочого місця матеріалами і заготовками, порядок передачі готових деталей після даної операції на інші робочі місця, систему сигналізації і зв’язку.

Розташування устаткування на робочому місці, інвентарно, виробничих меблів, тари, стелажів для заготовок і готової продукції рахується з таким розрахунком, щоб не створювалось щільних умов роботи, зайвих витрат часу перебування деталі на одному місці.

Освітлення робочого місця повинно бути достатнім і правильним.

Необхідна освітленість визначається в залежності від характеру і точності роботи, розмірів об’єкта розрізнення, контрасту аналізованого об’єкта з фолом і чинними санітарними нормами. При природному і штучному освітленні, рекомендується так розміщувати робочі місця щоб світло падало зліва або попереду. При наявності місцевого освітлення світло не повинно сліпити очі, тінь не повинна падати на оброблювану деталь.

Зовнішнє оформлення робочих місць і виробничих помешкань повинно відповідати вимогам технічної естетики.

Кількість інструмента і пристосування на робочому місці повинно бути мінімально-необхідним, що забезпечує безперебійну роботу протягом зміни з найменшими витратами часу на одержання й заміну їх.

У набір інструмента, що постійно зберігається на робочому місці повинний включатись тільки нормалізований інструмент зберігається тільки під час користування ним. При визначенні набору інструменту, призначеного для постійного збереженя, варто встановлювати не тільки мінімально-необхідну його кількість, але й максимально допустиму.

Інструменти і пристосування повинні розташовуватись на робочому місці у визначеному порядку, щоб швидко, без додаткових витрат часу знайти, взяти, встановити і потім укласти після закінчення робіт.

Кількість оброблюваних деталей на робочому місці визначається системою організації виробництва і повинно забезпечувати буз зупинну роботу протягом зміни. Не припускається захаращення робочого місця наднормативними запасами деталей, заготовок. Всі оброблювані деталі, заготовки повинні зберегтись на робочому місці в тарі.

Система забезпечення стабільності рівня якості продукції передбачають проведення комплексу заходів щодо таких напрямків:

- вихідний контроль за якістю сировини, металів;

- операційний контроль якості виготовлення продукції і відповідності її вимогам технічної документації, дотримання технологічної дисципліни в цеху;

- регулярне проведення заводської атестації якості продукції;

- перевірка устаткування і оснастки на технологічну точність;

- дотримання єдності мір і підтримка вимірювальних приладів і технічних засобів у справному стані;

- застосування бездефектного виготовлення продукції, що сприяє підвищенню особистої відповідальності кожного робітника за випуск продукції високої якості.

На дільниці працює один контролер на дві зміни, що безпосередньо здійснює перевірку, прийняття деталей, заготовок виготовлених на дільниці. Після прийняття перевіреної продукції, контролер має своє робоче місце, обладнане необхідними контрольно-вимірювальними інструментами, що відповідають вимогам НОТ.

На дільниці спеціальний контроль здійснюється на робочому місці контролера, куди заготовки готові деталі спрямовується після операції.

Поточний контроль за якістю виконання робіт, робить на робочому місці майстер.

Для підвищення якості продукції, а також із виховною ціллю організовані вітрини браку, де вказують прізвища робітників, що пропустили брак причини і втрати від браку.

Організовані також змагання між робітниками за високу якість продукції. Для перевірки якості продукції використовуємо такі мірильні засоби:

- калібри різьбові

- шаблони

- шнтангенциркулі