Разработка высокоэффективных технологических процессов

Выполняем построение графика (рисунок 2.4)Рис. 2.4 Графическое построение математической модели определения оптимальных режимов резания2.14. Прогнозирование точности размеров и качества обрабатываемой поверхностиПроверим, обеспечивается ли точность размера (TD=500 мкм) после чернового точения поверхности 3 на операции 020. Скорость вращения заготовки –75 м/с, подача на глубину – 0,6 мм. Резец проходной отогнутый Т5К10.Условие обработки без брака:,где Тd - допуск на выполняемый размер (ТD=500 мкм).Суммарная погрешность обработки рассчитывается по формуле:где1. – погрешность, связанная с деформациями системы СПИД, мкм.Для принятой схемы обработки возникает из-за взаимных отжатий заготовки и резца. Жесткость в этом направлении для токарно-фрезерного станка с ЧПУ 16К20Ф3 при повышенной точности с высотой центров 200 мм составляет [6 ,табл.11,стр.32]:где Р=2240 Н; у=160 мкм.Имеем: Погрешность, связанная с деформациями системы, рассчитывается по формуле:,где–составляющаясилырезанияCp=243 x=0.9 y=0.6 n=-0.4 для заготовки из проката σв=610 МПа:j–жесткостьтехнологическойсистемыСПИД.2. –погрешностьнастройкистанканаразмердляобработкицилиндрическихповерхностей, мкм [6,стр.70]Коэффициенты учитывают отклонения закона распределения элементарных величин от нормального[6,стр.70]. –погрешностьрегулирования [6,табл.26,стр.71]. Приустановкис помощью щупа мм погрешность –погрешностьизмерения [6,табл.27,стр.72]. Дляразмеровдо 18 ммиприточностистанкавпределахIT14 - .3. –погрешностьустановки прутка в самоцентрирующем патроне будет равна .4. –погрешностьобработки, вызваннаяразмернымизносоминструмента:гдеL–длинарезания, м. Приобработкипартиидеталей119 шт. с , то .–относительныйизносрезцов, мкм/км.Допустимый размерный износ инструмента при черновой обработки партии заготовок выдерживая размер до 30 мм составит [6,табл.29,стр.74].–погрешность, связаннаяс температурными деформациями системы СПИД связана с режимом работы станка и длительностью обработки. Полную погрешность, связанную с температурными деформациями, обычно определить не удается. –погрешность, связаннаясгеометрическиминеточностямистанков, мкм [6,табл.23,стр.59].Для токарных станков с ЧПУ повышенной точности погрешность формы составляет приблизительно Таким образом, суммарная погрешность составляет:Так как технологический допуск на черновое точение составляет 500мкм, то условие обработки без брака.2.16.Схема контроля и требования к контрольно-измерительной оснасткеВ данном технологическом процессе на каждой операции проводят контроль выполняемых размеров при помощи универсальных измерительных приборов. Измерительный инструмент выбирают в зависимости от вида измерительной поверхности, ее размера, величины допуска, погрешности измерения и времени требуемого на измерение. Применяют следующие контрольно-измерительные средства:010 Фрезерно-центровальнаяШтангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89.Штангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89015 Токарная с ЧПУШтангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89Шаблон для контроля фасок020 Токарная с ЧПУШтангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89Калибр пробка 8133-0906 H14 ГОСТ 14810-69Калибрпробка 8133-0927 H14 ГОСТ 14810-69Шаблон для контроля канавки 2,5Шаблон для контроля паза025 Токарная с ЧПУШтангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89Калибр пробка 8133-0906 H14 ГОСТ 14810-69Пробка К1/8 ГОСТ 7157-79030 Вертикально-фрезернаяШтангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89Шаблон R4035 ТермическаяСтационарный твердомер по Роквеллу TH301040 Кругло-шлифовальнаяКалибр скоба 8113-0132 h8 ГОСТ 18360-93045 Кругло-шлифовальнаяКалибр скоба 8113-0108 h7 ГОСТ 18360-93Взаимное расположение отверстия 9 паза 8 и отверстия 17 обеспечивается оборудованием, минимальный. угол индексации шпинделя (ось С) 0,01 градус.Расположение лунки 4 относительно отверстия 17 обеспечивается установочным приспособлением.2.17Техническое нормирование технологического процесса010 Фрезерно-центровальная.Расчет основного времени.фрезеровать торцы.Где l=28 мм, длина обрабатываемой поверхности, l1+l2=0,5D=0,5*63=32 мм, величина врезанияи перебега, i =1, число проходов.Центровать торцы.Расчет основного времени.Где l=14 мм, длина обрабатываемой поверхности, l1=4 мм, величина врезания.Вспомогательное время на установ заготовки 0,17 мин.Вспомогательное время при фрезеровании плоскостей фрезой установленной на размер tв=0,19 мин.Вспомогательное время при центровании tв=0,11 мин.Вспомогательное время на обслуживание 3% Тобсл = 3% * To=0,03*0,18=0,01 мин. Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,18 *0,04=0,01 мин. Подготовительно заключительное время:Тпз = 10 мин.Норма штучного времени:Тшт=То+Тв+ Тобсл+ ТотдТшт =0,18+0,47+0,01+0,01=0,66 мин.Таблица 2.15Результаты расчетов операции 010szKnфvSmLlТоТвУстановить заготовку в призматические тиски0,17Фрезеровать торцы в размер 177±0,50,121,2125024740028320,150,19Центровать торцы0,11,2112511300730,030,110,180,47015 Токарная с ЧПУ.Основное время:Тв =0,03 вспомогательное время связанное с переходом при работе на станке с ЧПУ.Туст=0,32 минВспомогательное время на обслуживание:Тобсл = 10% * To=0,338*0,1=0,03 мин. Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,04*0,338=0,01 мин. Подготовительно заключительное время:Тпз = 17 мин.Норма штучного времени:Тшт= 0,038+0,41+0,03+0,01=0,8 мин.Таблица 2.16Результаты расчетов операции 015szKnфvLlТоТвУстановить заготовку, поджать центром0,32Точить пов 1 выдерживая ø26,5-0,50,60,510289011430,1900,03Точить пов 1 выдерживая 25,6-0,20,30,8265822111430,1470,03Точить фаску 11 выдерживая ø21-0,51,30,82658221250,0020,030,3380,41020 Токарная с ЧПУ.Тв =0,03 вспомогательное время связанное с переходом при работе на станке с ЧПУ.Туст=0,32 минВспомогательное время на обслуживание:Тобсл = 10% * To=0,69*0,1=0,07 мин. Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,04*0,69=0,03 мин. Подготовительно заключительное время:Тпз = 17 мин.Норма штучного времени:Тшт= 0,69+0,56+0,03+0,07=1,35 мин.Таблица 2.17Результаты расчетов операции 020sKnфvLlТоТвУстановить заготовку, поджать центром0,32Точить пов 3 выдерживая ø17,6-0,50,60,5853756530,1330,03Точить пов 3 выдерживая ø16,6-0,50,30,826582216530,0850,03Точить фаску 71,30,82658221250,0020,03Точить канавку 2 выдерживая ø14h12, 60±0,30,10,82705238730,0370,03Сверлить отв 90,041,24282541530,1050,03Фрезеровать паз 80,051,21622413280,1230,03Зенковать отв 40,31,2226028230,0020,03Сверлить отв 170,141,21128462660,2030,030,6900,56025 Токарная с ЧПУ.Тв =0,03 вспомогательное время связанное с переходом при работе на станке с ЧПУ.Туст=0,4 мин Вспомогательное время на обслуживание:Тобсл = 10% * To=1,028*0,1=0,1 мин. Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,04*1,028=0,04 мин. Подготовительно заключительное время:Тпз = 17 мин.Норма штучного времени:Тшт=1,028+0,52+0,1+0,04=1,69 мин.Таблица 2.18Результаты расчетов операции 025sKnфvLlТоТвУстановить заготовку в патроне с люнетом0,4Сверлить отв 16 выдерживая 138±0,50,041,242825413830,8230,03Сверлить отв 15 ø8,1 на глубину 150,11,21787451530,1010,03Развернуть отв 12 под резьбу к1/8 выдерживая ø8,76+0,09 L=0,8129181430,0730,03Нарезать резьбу 150,9411590191430,0310,031,0280,52030 Вертикально-фрезернаяОсновное времяТаблица 2.19Результаты расчетов к операции 030sznфvSmLlТоТвУстановить заготовку в приспособлении0,5Фрезеровать лунку выдерживая R4, L100,14320005011441430,0590,80,0591,3Вспомогательное время на обслуживание:Тобсл = 7% * To=0,06*0,07=0,01 мин. Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,06*0,04=0,01 мин. Подготовительно заключительное время:Тпз = 13 мин.Норма штучного времени:Тшт=То+Тв+ Тобсл+ Тотд=0,06+1,3+0,01+0,01=1,37 мин.040 Кругло-шлифовальная.Расчет основного времени производится по формуле:где – коэффициент.Таблица 2.20Результаты расчетов к операции 040tKnфvSmLiТоТв0,46Шлифовать пов. 1 до ø25,20,021,225020112100,720,28Шлифовать пов. 1 до ø25h80,011,225120112100,710,281,431,02Вспомогательное время на установку детали в центрах и поводковом патроне 0,46 мин.Тпз = 10 минТобсл = 7% * To=0,07*1,43=0,14 мин.Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,04*1,43=0,06 мин.Тшт=1,43+1,02+0,14+0,06=2,65 мин 045 Кругло-шлифовальнаяТаблица 2.21Результаты расчетов к операции 045snфvLlТоТв0,46Шлифовать пов. 1 до ø16,27,52501365100,420,26Шлифовать пов. 1 до ø16h87,52511365100,410,260,830,98Тпз = 10 минТобсл = 7% * To=0,07*0,83=0,08 мин.Вспомогательное время на отдых и личные надобности:Тотд = 4% * To=0,04*0,83=0,03 мин.Тшт=0,83+0,98+0,08+0,03=1,93 мин 2.18. Экономическое сравнение вариантов обработкиСравнивая базовый технологический процесс (рисунок ) и разработанный (Лист технологический маршрут изготовления детали "Ось") можно отметить следующие изменения: применение современного токарно-обрабатывающего центра с ЧПУ позволило объединить ряд операций в одну.Таблица 2.22Сравнение технологических процессовБазовый ТПРазрабатываемый ТПТвТв015 ТокарнаяУстановить деталь в центрах0,075 015 Токарная с ЧПУУстановить деталь в пневматическом патроне с поджатием задним центром0,32Обработка пов Ø160,11Обработка пов Ø160,03Точить канавки0,21Точить канавки0,03025 СверлильнаяУстановить деталь на призмах0,048Сверлит лунку0,03Сверлит лунку0,07Фрезеровать шпоночный паз0,03030 ФрезернаяУстановить деталь на призмах0,048Сверлить отв. 140,03Фрезеровать шпоночный паз0,6040 СверлильнаяУстановить деталь в кондукторе0,09Сверлить отв. 140,07045 СверлильнаяУстановить деталь в кондукторе0,09Сверлить отв 90,07Итого1,480,47Таким образом было сокращено время на установ детали и ее позиционирование.Определим технологическую себестоимость и сделаем заключение об экономической целесообразности внесения изменений в существующий ТП. Технологическая себестоимость складывается из стоимостей материала (заготовки) и себестоимости обработки. Стоимость заготовки для сравниваемых вариантов руб.Себестоимость обработки складывается из зарплаты станочника с начислениями Зс и затратами на содержание и эксплуатацию оборудования Зоб. Зарплата станочника 3 разряда : Зс1=1,61 р/часЗатраты, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования, приходящиеся на одну деталь, определим нормативным методом:Зоб= Топ∙К∙М,где Топ - станкоемкость; К- коэффициент машино-часа по [5]; К=0,70; М-минутная стоимость работы станка, принятого за эталон; М=0,675 коп/мин=0,00675 р/мин;Тогда Экономический годовой эффект:где Кц=8 Масштабно ценовой коэффициент14000 –количестводеталейвгодСравнение показателей позволяет заключить, что применение токарно-фрезерного станка целесообразнее. С технической стороны этот станок, более соответствует требованиям рационального выполнения данной операции.Производительность труда повышается, а технологическая себестоимость оказывается ниже. ЗаключениеВ данной курсовой работе были получены навыки самостоятельной работы и закреплены знания, полученные при изучении специальной дисциплины «основы технологии машиностроения». Разработан комплекс вопросов, связанных с механической обработкой одной детали (ось) средней сложности в условиях, соответствующих крупносерийному получению заготовки, разработала маршрутный технологический процесс, произвела расчет припусков, режимов резания, технического нормирования времени.Библиографический списокГОСТ 3.1121 -84 Общие требования к комплектности и оформления комплектов на типовые и групповые технологические процессы (операции). ГОСТ 21495-76 Базирование и базы в машиностроении. Термины и определенияГОСТ 1050-74 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условияГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски»Горбацевич А. Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. – 5-еиздание.–М.: ОООИД«Альянс», 2007. -256 с.Зайцев Б.Г. Справочник молодого токаря. М.: Высшая школа, 1979.Кувалдин Определение промежуточных размеров.Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Т2. М.: Машиностроение, 1986.Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство.Пашкевич М. Ф. Технология машиностроения: учеб. пособие. –Минск: Новоезнание, 2008. 478 с.Шрубченко И.В. Технология изготовления типовых деталей машин.