Автоматизация технологического процесса обработки детали зубчатое колесо, на основе станков с ЧПУ, с разработкой управляющих программ.

Станок 3Е160Ф2Н108Операции:Переход 01. Шлифовать торец с диаметром 90 мм;Режущий инструмент – круг шлифовальный 1.175х125х305 (23А40С16К 50м/с)Расчетные размеры:- диаметр обрабатываемой поверхности – 90 мм;- длина шлифования составляет (90-40)/2 = 25мм;- глубина резания составляет 0,5 мм;Припуск на диаметр: 2П=0,5;-Материал относится к группе обработки -1;6) Режимы резанияа) Скорость и частота вращения деталим/минб) Минутная подача мм/минПоправочные коэффициенты на минутную подачу различаются:- зависит от шероховатости, точности и группы обрабатываемого материала: Кst1 = 1,25;- зависит от размера и скорости шлифовального круга Кst2 = 1,0;- зависит от способа шлифования и контроля размера Кst3 = 0,8;- зависит от формы поверхности и жесткости детали Кst4 = 0,9;Таким образом:Кstм = 1,25 · 1 · 0,8 · 0,9 = 0,9;- твердости шлифовального круга К1 = 0,85;- точности и жесткости станкаКж =1,0.в) Проверочный расчет по мощности.Мощность, потребная на шлифованиеN = 2,6 кВтПоправочный коэффициент в зависимости от твердости и скорости круга КN =1,36;N = 2,6 · 1,36 = 3,54 кВтУдельная предельная мощность= 0,04 кВт/ммБесприжоговая удельная предельная мощность:[Nуд] = 0,115 кВт/мм7. Расчет основного времени.8. Расчет нормы времени на операцию.Туст = 0,55 минТоп = 0,65 минТизм = 0,22 минТв = 0,55 + 0,65 + 0,22 = 1,42 мина – процент времени на обслуживание рабочего местаa = 9%в - процент времени на отдых и перерывыв = 4%Штучно – калькуляционное время определяется по формуле 15:Тпз = 24 минn - количество деталей в партииn = 122 штВсе режимы резания и нормы времени сведены в таблицу 10.Таблица 10 – Режимы резания на операции механической обработки детали 13.05.7277 – 002 «Колесо зубчатое коническое».№опНаименование операции, станок№перРежимы резанияВремяDилиВ, ммLммtммiSомм/обnмин - 1Vм/минТоТвТштмин.005Токарная с ЧПУ 16К20Ф30195,392,01,510,6420059,80,8560295,092,00,510,4825074,60,9040338,657,01,810,2800970,6090439,656,00,810,1610001240,4962,7651,134,09010Горизонтально – протяжная 7А5200112,06903,31нетнет30,2540,570,886015Токарная с ЧПУ 16К20Ф301160302,010,410086,01,302183,4642,010,410080,10,8503118432,010,610055,91,01704118430,810,412568,70,8133,981,085,611035Зубообрабатывающая 5С26801110301136нет5039,312,01,7514,19040Зубообрабатывающая 5С26801270300,1536нет5042,411,3331,7514,19060Зубообкатывающая 5Б72501нетнетнетнетнетнетнетнетнет1,11 хр070Торцекруглошлифовальная 3Т160Ф2Н1080190250,2510,92250580,3551,422,006075Внутришлифовальная 3М227Ф20140500,25127,525074,60,4421,211,75080Зубообкатывающая 5Б72501нетнетнетнетнетнетнетнетнет1,11 хр2.6 Составление управляющей программы обработки заготовки на станке с ЧПУСоставляем управляющую программа на 005 операцию токарную с ЧПУ.001 S3 200 F0,6 T1 М03 * - N002 X100 Z60 EМ08*- N003 L08 А0.5 Р1.5*- N004 X15.5 Z52.5*- N005 X45.5*- N006 Z28.5*- N007 X82*- N008 X100 Z60 М17 Е*- N009 S3 250 F0.48 T2*- N010 X15.5 Z50.5 E*- N011 G10*- N012 L10 B4*- N013 X43.5*- N014 X45 Z49*- N015 Z28.1*- N016 X46.6 Z26.5*- N017 X82*- N018 X100 Z60 М17 Е*- N019 S3 800 F0,2 T3 М03 *- N020 X100 Z60 EМ08*- N021 L08 А0.8 Р1.8*- N022 X19.3 Z52*- N023 Z-2*- N024 X17.3*- N025 Z52*- N026 X100 Z60 М17 Е*- N027 S3 1000 F0.16 T4*- N028 X18.5 Z52 E*- N029 G10*- N030 L10 B22*- N031 X20 Z49*- N032 Z-2*- N033 X18*- N034 Z52 *- N035 X100 Z60 М17 Е*- N036 M09*- N037 М02*- N3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ3.1 Расчет и конструирование режущего инструмента на заданной операцииПри токарной операции с применением ЧПУ применяется токарный проходной резец с механическим креплением по ГОСТ 26611-85. Основное движение – вращение заготовки, движение подачи осуществляется поступательно при перемещении резца.Рассмотрим режимы резания при точении:Глубина резания составляет – 1,5 мм;Подача 0,64 мм/об;Скорость резания составляет – 59,8 м/мин;Частота вращения 200 мин-1;Для режущей части используется твердый сплав – Т5К10, а так как обработка черновая, то для корпуса используется сталь 40Х, а для клина, штифта – сталь 45 оксидированная, для винта применяется сталь 45 с термообработкой головки до 37 HRCВ качестве материала режущей части используется твердый сплав Т5К10, так как обработка черновая, для корпуса - сталь 40Х, для клина, штифта- сталь 45(оксидировать), для винта – сталь 45 (головку винта термообработать до твердости 32-37 HRCЭ).Pz – это сила резания, которую можно найти используя формулу 16: , Н (16)= 55; = 1,0; = 0,66; = 0 - коэффициент и показатели степени[3, c.268] – поправочный коэффициент на силу резания;где – это коэффициент, который учитывает влияние качества обрабатываемого материала. = 1,0; = 1,0; = 1,0; = 1,0Это всё поправочные коэффициенты, которые учитывают влияние геометрических параметров режущей части инструментов. = 1 · 1 · 1 · 1 ·1 = 1;Рассмотрим размеры сечения корпуса резца. Подбирается прямоугольное сечение корпуса при Рабочая высота резца =14,6*1,6=23,36=25 мм3)Габаритные размеры резца определяются по ГОСТ 26611-85:- Высота резца =25 мм- Ширина корпуса резца - Высота корпуса резца =29 мм- Длина резца 4)Геометрические элементы резца (для лезвия):3.2 Организация технического контроля на участке. Расчет и конструирование средств измерения для заданной операцииСформированная система контроля качества деталей и заготовок на предприятии предназначена для своевременного определения параметров с необходимой точностью.На контрольных столах производится контроль качества деталей, где приёмку осуществляют контролёры. После ряда операций, между станками, производится промежуточный контроль, который осуществляется с применением штангенциркулей, калибров и других инструментов и приспособлений.Для выбранного изделия производится контроль:- после токарной обработки;- после нарезания зубчатых венцов колеса;- перед термообработкой изделия;- после изготовления колеса.Измерительные средства, используемые для контроля заготовки и изделия могут быть различные: стандартные, специальные.Например предельные калибры применяются при измерении поверхностей, с учётом допуска, так как применять инструменты с перестановкой не имеет смысла. Все средства контроля должны соответствовать требованиям прописанным по ГОСТ 8.001-71 и ГОСТ 8.002-71.Отдел технического контроля подчиняется дирекции по качеству и занимается системой контроля качества продукции на производственном участке.Рассмотрим операцию 0,75 внутришлифовальная для контроля отверстия с верхним предельным отклонением +0,025. Для данной операции применяется калибр – пробка. Он относится к группе не регулируемых гладких калибров. Калибр производится цельным из Ст20 с цементацией, примерно, 0,9-1,1 при 63 HRС. Под своим весом пробке необходимо пройти в отверстие одной стороной, но при этом не проходить второй стороной.Исходя из требований ГОСТ 24853-81 производится расчёт исполнительных размеров для калибров.Рассмотрим предельные отклонения для: мкмДля отверстия найдем предельные размеры:Рассмотрим допуск:Рассмотрим допуски и отклонения на калибр-пробку:Для проходного калибра:Рассмотрим предельные размеры для калибра проходного:- Максимальный: - Минимальный: = 40,0015 ммДля проходного-исполнительного калибра:Рассмотрим размеры не проходного калибра:Рассмотрим предельные размеры для непроходного калибра:- Максимальный: - Минимальный: Рассмотрим исполнительный размер у непроходного калибра:Рассмотрим предельный размер для изношенного калибра:Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков калибра-пробки для контроля отверстия ∅40Н7с верхним предельным отклонением +0,025.3.3 Определение потребного количества оборудования, его загрузкаРассмотрим расчёт фонда рабочего времени за год:1. Фонд времени - номинальныйГде – это количество календарных дней в год;Где – это число праздничных дат в год;Где – это число выходных дней в год;- это продолжительность одной смены в часах;Тогда:Фонд времени работы оборудования на данный момент. Обозначим его как действующий фонд. (ч) – это коэффициент учитывающий простой оборудования; (ч)а =10 %Рассмотрим количество потребного оборудования.Где это коэффициент, учитывающий выполнение нормыПримем – производственная программа, шт;На определенных операциях применяется коэффициент дозагрузки, который предполагает дозагрузку оборудования подобными или схожими изделиями.Операция 05 токарная с ЧПУ (Станок 16К20Ф3)Операция 10 горизонтально-протяжная (Станок 7А520)Операция 15 токарная с ЧПУ (Станок 16К20Ф3)Операция 035 и 040 зубонарезная (Станок 5С268)Операция 060 и 080 зубообкатывающая (Станок 5Б725)Операция 070 торцеуглошлифовальная (Станок 3Т160Ф2Н108)Операция 075 внутрищшлифовальная (Станок 3М227Ф2)Общее количество станков:Коэффициент загруженности оборудования:,,,,,,,2. Найдем средний коэффициент загруженности станков:3. Расчет средней загруженности оборудования на производственном участкеФормирование ведомости оборудования:Таблица 9 – Ведомость оборудованияНаименование оборудованияСрСпрКз%Мощность электродвигателя кВт1ствсех1234561.Токарный с ЧПУ 16К20Ф30,5715711112. Горизонтально - протяжной 7А5200,1211222223.Токарный с ЧПУ 16К20Ф30,751751111Таблица 9 – продолжениеНаименование оборудованияСрСпрКз%Мощность электродвигателя кВт1ствсех4. Зуборезный станок 5С2681,95297365. Зуборезный станок 5С2681,95297366. Верстак слесарный-3---7.Стол контрольный-3---8.Зубообкаточный стенд 5Б7250,151152,22,29.Торцекруглошлифовальный станок 3Т160Ф2Н1080,28128171710. Внутришлифовальный станок 3М227Ф20,231234411.Зубообкаточный стенд 5Б7250,151152,22,212. Моечная машина-3---Итого (всего)2081,43.4 Расчет и организация многостаночного обслуживания на участкеУчитывая количество станков, необходимо рассчитать количество участков производства.Промышленный или производственный персонал состоит из основных и вспомогательных сотрудников, которые обслуживают все оборудование в цехе. Сотрудники по техническому обеспечению оборудования включаются в штат промышленного цеха.1. Численность сотрудников цеха рассчитывается с учётом фонда действительного времени на сотрудника. Рассмотрим более подробно:,Где – это коэффициент возможных невыходов на рабочее место (на работу в целом);Тогда:2.Вычисление количества рабочих на предприятии:Операция 005 Токарная с ЧПУ (Станок 16К20Ф3)Операция 010 Горизонтально - протяжная (Станок 7А520)Операция 015 Токарная с ЧПУ (Станок 16К20Ф3)Операции 035,040 Зуборезная (Станок 5С268)Операции 060, 080 Зубообкатывающая (Станок 5Б725)Операции 070,075 Торцекруглошлифовальная (Станок 3Т160Ф2Н108), внутришлифовальная (Станок 3М227Ф2)3. Общее количество сотрудниковРассмотрим число вспомогательных рабочих: человек4.Количество наладчиков вычисляется по формуле:Где — это норма обслуживания станка;=1 (человек)2 человекаКоличество АУП и специалистов определяется методом относительной численности:Для формирования непрерывной работы на производственном участке должен работать минимум 1 сменный мастер.Таблица 10 - Ведомость работающих на участкеПрофессияПринятое кол-воРазряд123456Основные производственные рабочие1257Вспомогательные рабочие862Сменный мастер1Итого216593.5 Планировка оборудования и расчет потребных производственных площадейПлощадь промышленной площадки включает не только производственные площади, но и бытовые помещения и вспомогательные помещения.Производственная площадь – это территория, которая заполена оборудованием и рабочими местами. Производственная площадь вычисляется исходя из основных габаритов станков и их количества.Вычислим площадь, занимаемая одним станком:Где – длина,Вспомогательная площадь – это площадь под проходы и провоз оборудования, вспомогательное оборудование, склады. Данная площадь составляет примерно 10% от общей производственной площади.Промышленно производственный персонал: основные сотрудники, вспомогательные сотрудники, административный персонал, специалисты и служащие.Таблица 11 - Ведомость площади и объема помещения механического участкаВид помещенияУдельная площадь на 1 станок, м2Количество станковПлощадь S, м2Высота h, мОбъем V, м3Производственная площадь1511165101650Вспомогательная площадь 1,51116,510165Общая площадь (Итого)181,518153.6 Транспортировка деталей на участкеНа производстве постоянно происходит перемещение большого количества сырья, топлива, инструментов, материалов, а также иной готовой продукции. Согласовать транспортные перевозки по территории цеха или завода – это необходимость для формирования бесперебойной работы не только цехов, но и заводов в целом.Для ликвидации тяжелых работ уменьшения производственного цикла предусматриваются механизированные транспортные средства. Выбор транспорта на прямую зависит от изготавливаемых изделий (габариты, вес, количество). Транспорт должен своевременно обеспечить рабочие места заготовками, чтобы уменьшить простой оборудования. В данном случае для перемещения между станками применяется подвесной конвейер, а для перемещения в другой цех – электрические рохли и электрокары.3.7 Организация ремонта оборудования на участкеНадзор за состоянием станков и иного оборудования необходим, чтобы оборудование было в постоянной готовности необходимо проводить предупреждающие и корректирующие действия, чтобы обеспечить необходимый уход и последующий ремонт оборудования.Механик цеха руководит мастерами и рабочими механиками. Их основная задача – ремонт оборудования и обеспечение бесперебойной работы станков и других устройств в цехе. Примерно 30% вспомогательных рабочих заняты наладкой и ремонтом оборудования.Планово - предупредительный ремонт – это основа формирования ремонта. Он состоит из совокупности различного вида работ по техническому уходу за оборудованием. Плановый ремонт подразделяется на малый, средний и капитальный ремонт.Капитальный ремонт оборудования производится один раз в четыре года. Планово-предупредительный - один раз в два года. Текущий ремонт - один раз в год. Ежедневный технический осмотр производится ежедневно рабочим у станка.3.8 Охрана окружающей средыНа данный момент проблема охраны окружающей среды и рационального применения природных ресурсов является одной из важных общечеловеческих проблем, так как от решения данной проблемы зависит жизнь на земле, здоровье и благосостояние человечества.Безусловно, машиностроительные предприятия наносят непоправимый вред внося загрязнения в окружающую среду. Для уменьшения таких воздействий на окружающую среду необходимо придерживаться выполнения природоохранительных мероприятий.Вокруг машиностроительного предприятия должна находиться защитно-санитарная зона с шириной более пятидесяти метров. Как правило, подобные зоны благоустраивают: зеленые посадки обогащают воздух кислородом, поглощают шум и регулируют микроклимат, а также впитывают углекислый газ и другие вредные примеси.Чаще всего, подобные предприятия, с вредными выделениями, стараются расположить на окраине города.Преследуя цель – поддержание чистого атмосферного воздуха в пределах допустимых норм на предприятии предусматривают дополнительную вентиляциях с принудительной отчисткой. Например, воздух, удаляемый из окрасочного отделения с применением пульверизационной окраски, перед выбросом очищают в гидрофильтрах. Очистка происходит за счет улавливания загрязняющих воздух веществ при помощи воды. Для очистки воздуха, удаляемого из сушильных камер, используют дожигание или каталитическое дожигание. 3.9 Удаление отходов производства с участкаУтилизация отходов металлической стружки с территории производственного участка осуществляется механически. Способ удаления и переработки отходов зависит от разновидности отходов, его массы и количества.Для быстрой упаковки и транспортировки стружки, необходимо чтобы длина стружки не превышала двести миллиметров, при этом диаметр витка должен быть не более тридцати миллиметров. Удаление стружки на производственном участке должно производиться своевременно.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной дипломной работе рассчитаны технико-экономические показатели работы для механического участка, на котором производятся детали типа колесо, а именно - №7277 «Колесо зубчатое коническое» с производственной программой выпуска на участке – 28 000 шт., программа для детали колесо – 5 700 шт. Детали изготавливаются из материала 40ХН2МА по ГОСТ 4543-72. Масса деталей 7,9 кг, а чистый вес изделия составляет – 6 кг. Средний уровень использования материала проектируемой детали, так как коэффициент использования 0,79, а расход материалов примерно – 21%.Для того, чтобы выполнить заданную программу необходимо применить 11 металлорежущих станков с учетом средней нагрузки 56%. Общая мощность составляет – 81,4 КВт. Общая площадь производства – 181,5 метр квадратный.Требуется для изготовления – 21 человек, из которых основных -12 человек и 1 сменный мастер.Подобранный процесс изготовления детали №7277 «Колесо зубчатое коническое» - является рациональным для условия серийного производства. Применение станков ЧПУ и написанной программы необходимость для изготовления подобных деталей.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. -М.: Высшая школа,19802. Данилевский В.В. Технология машиностроения -Учебник для техникумов. -М.: Высшая школа,19843. Дерябин А.А., Эстерзон М.А. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГСП.-М.: Машиностроение,19894. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»-М.:Машиностроение,19855. Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроение и приборостроении. в 2-х томах-М.: Издательство стандартов,19896. Клепиков В.В., Бодров А.Н. Технология машиностроения.- М.:Форум-ИНФРА,20047. Марочник сталей и сплавов. Под редакцией В.Г.Сорокина.-М.:Машиностроение,19898. Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочного цеха.-М.: Машиностроение,19909. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. -М.: Высшая школа,198610. Нефедов Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. -М.: Машиностроение,199011. Общемашиносроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. В 2-х частях.-М.: Экономика,199012. Общемашиностроительные нормативы времени времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования для станочных работ (серийное производство).-М.: Машиностроение,197413. Режимы резания металлов. Справочник по ред. А.Д. Корчемкина. -М.: Машиностроение,199514. Тракторы Т40М, Т40АМ, Т40АИМ. Тарасов Г.Д. -М.: Машиностроение,199015. Справочник инструментальщика под ред. И.А. Ординарцева. -Л.: Машиностроение,198716. Справочник технолога-машиностроения в 2-х томах. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерикова.-М.:Машиностроение,198517. Справочник технолога-машиностроения. Под ред. А.П.Малова. -М.: Машиностроение,1985.18. Анурьев В.И Справочник конструктора машиностроителя. В трех томах. Москва: «Машиностроение», 2001. 19. Башта Т.М и др. Гидравлика, гидромашин и гидроприводов. Москва: 1982г.20. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие издание 2-е, переработанное и дополненное. Москва: «Машиностроение», 1971.21. Свешников В. К. Станочные гидроприводы: Справочник.- 3-е издание, переработанное и дополненное. Москва: Машиностроение 1995г.22. АбрамовЕ.И., Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Элементы гидропривода (Справочник). Изд. 2-е. перераб. и доп. Киев: «Техника»,1977.-320с. 23. Данилов Ю.А и др. Аппаратура объемных гидроприводов24. Конструкции элементов гидропривода: Методические указания. Составители: Гойдо М.Е., Палей Г.Э. Челябинск: ЧПИ,1984.25. Руководство по эксплуатации: «Установка для анодно-гидравлической обработки труб» Челябинск-2009