Разработка технологии изготовления детали САПбп.19.01.01.

;Тв - вспомогательное время, мин, Определяется по формуле (2.17); Тобс - время организационного обслуживания для подготовки станка к работе, определяется в процентах к Топ, мин, определяется по формуле (2.21);Тотл- время на отдых и личные надобности, определяется в процентах к Топ, мин, определяется по формуле (2.16);Тв=ƩТвп(2.20)где Твп – вспомогательное время, связанное с переходом, включающее время на установ заготовки в приспособлении – 0,8 мин. в соответствии со справочниками норм труда; 0,03 мин – вспомогательное время, связанное с переходом для станков работающих в автоматическом цикле.Тобсл = 10% × Tоп(2.21)где Tоп – оперативное время, мин. Оперативное время определяется как сумма основного и вспомогательного времен.Топ = 0,73+(0,8+0,03×5)=1,68 мин.Тотд = 1,68×0,04=0,067 мин.Тшт=1,68+0,95+0,168+0,067=2,87минШтучно-калькуляционное время определяется по формуле (2.22):(2.22)гдеn– число деталей в партии, шт; Тпз - подготовительно-заключительное время, мин.Подставим значение в формулу (2.22):Для всех остальных технологических операций расчет норм времени сведен в таблицу 2.10. Таблица 2.11 – Нормы времени ТоТвТобслТотдТштТшт.к005 Заготовительная     010 Технический контроль     015 Сверлильно-фрезерная0,530,920,1450,0581,651,87020 Сверлильно-фрезерная0,730,950,1680,0672,873,08025 Сверлильно-фрезерная0,660,950,1610,0641,842,06030 Сверлильно-фрезерная0,350,950,130,0521,481,7035 Сверлильно-фрезерная0,120,890,100,041,151,37040 Слесарная     045 Технический контроль     Итого:5,91В данном разделе был проанализирован базовый технологический процесс, на основании технологического анализа детали было принято решение заменить применяемое оборудование на станки с ЧПУ, которые позволяют совместить такие виды обработки как фрезерование, сверление отверстий, нарезание резьбы. Кроме того пределен маршрут обработки с указанием технологического оборудования, режущего инструмента и контрольно-измерительных средств для проверки соответствия требований, установленных к поверхностям детали при ее изготовлении. Произведено нормирование времени на технологические операции, учитывающее вспомогательное и основное время.3. Проектирование станочного приспособления3.1 Выбор операции, составление схем базированияБыло принято решениеразработать установочное приспособление для операции 025. Схема базирования для данной операции разработана ранее, представлена на рисунке 3.1. Заготовка устанавливается на плоскость 15, установочная явная база – лишает трех степеней подвижности. После чего заготовка заготовку лишаем двух степеней свободы – двойная опорная база, реализуем это в разрабатываемом приспособлении по средством установочного пальца по отверстию 14. Далее заготовку необходимо лишить 6 степени свободы – технологическая опорная база, реализуемая также по средствам срезанного пальца, отверстие 14. Закрепление заготовки по средством прижима, который представляет собой рычаг с разными длинами плеч, что позволит уменьшит усилие развивающие силовым механизмом. В качестве силового механизма, было принято решение, применять пневмокамеру, что для данного типа производства приемлемо.Рисунок 3.1 – Схема базированияВыбираем в качестве аналога приспособление представленное на рисунке 3.2 [9].Рисунок 3.2 – Механизм зажима заготовки3.2 Расчет усилий, возникающих в процессе обработкиНаиболее тяжелым для обработки является черновое фрезерование поверхности.Крутящий момент рассчитывается по формуле [16]:(3.1)где потребляемая мощность, рассчитано в пункте 2.9, n – частота вращения.Определим крутящий момент:Рисунок 3.2 – Схема усилийИз схемы представленной на рисунке 3.2 видно что, сила Pz создает крутящий момент относительно точки А, таким образом что бы зафиксировать заготовку необходимо приложить противодействующий момент вращения:(3.2)где – момент создаваемый силой резания Pz относительно точки А; – момент трения; – коэффициент запаса.Сила трения [9]:(3.3)где f – коэффициент трения;R – сила реакции.Момент силой трения относительно точки А:(3.4)Момент создаваемый силой резания относительно точки А:где – сила резания(3.5)где - момент сил резания;Dфр – диаметр фрезы.Подставим значения в 3.5:Таким образом с учетом размеров:Из данного выражения:Коэффициент запаса [9]:где : – гарантированный коэффициент запаса – коэффициент учитывающий неравномерность припуска (для черновой обработки); – коэффициент учитывающий затупление инструмента; – коэффициент учитывающий увеличение силы резания; – коэффициент учитывающий непостоянство силы зажима;– коэффициент учитывающий наличие микронеровностей;Подставив значения получим:3.3 Расчет усилий закрепленияСхему усилий с учетом рычажных механизмов (рисунок 3.3).Рисунок 3.3 – Схема усилий с учетом рычажного механизмаОпределим усилие на штоке пневмокамеры, на рисунке 3.3 представлена схема сил с учетом плеч. Для проектируемого приспособления, таким образом определим усилие Q:(3.6)гдеl=50 мм; l1=62 мм; l2=140 мм; l3=68 мм – длины плеч;q=63 Н – усилие пружины Т.к. в нашем приспособлении планируется использовать диафрагменную пневмокамеру, то диаметр диафрагмы можно вычислить по формуле: – коэффициент полезного действия.p=4 кгс/см2 – давление воздуха (39 Н/см2)пренебрегая усилием действующим от возвратной пружины получим:(3.7)Из выражения 3.7 (3.8)Подставим значение в 3.8:Для закрепления заготовки на данной операции, согласно расчетам принимаем пневмокамеру 300 мм.3.4 Расчет на точностьНа данной операции производится:– фрезерование поверхности, выдерживаемый размер 106(+0,25;-0,15) – данный размер обеспечивается настройкой станка. – обработка отверстий диаметром 32(+0,04;0) мм, – размер обеспечивается инструментом, выдерживая размер 102±0,4 мм, – размер обеспечивается приспособлением.Заготовка базируется по плоскости и двум пальцам, диаметр отверстия в детали для установки на пальцы, составляет 10,2(+0,18; 0) мм.Диаметр установочного пальца 10,2 (-0,016;-0,059)Точность выполняемого на технологической операции размера будет обеспечена в том случае, когда сумма всех возможных погрешностей не будет превышать величину допуска:(3.9)Выполним расчет погрешности на выдерживаемый размер 102±0,4, =0,8 мм.Погрешность изготовления приспособления:гдеs – максимальный зазор посадки пальца.Максимальный зазор составит:(3.10)где – максимальный диаметр отверстия детали; – минимальный диаметр пальца.Подставим значения в формулу 3.10:=(10,2+0,18)-(10,2-0,059)=0,24 мм, что не превышает допуска на размер 0,8 мм.3.4 Расчет на прочностьНаиболее нагруженным элементом приспособления является Ось 1-12 b12x32 ГОСТ 9650-80. Диаметр оси 12 мм.Составим схему усилий действующих на Ось.Рисунок 3.4 – Расчетная схема усилийИз схемы усилий находим силу сдвига:Допускаемое напряжение среза:Ось выполнена из стали 40х для которой Тогда:Проверочный расчет:где I – число поверхностей среза; - допускаемое напряжение среза;Условие прочности выполняется.4. Экономическая часть4.1 Исходные данныеВ таблице 4.1 представлены нормы времени на изготовление детали по существующему технологическому процессу, в таблице 4.2 вновь разработанный технологический процесс.Таблица 4.1 – Нормы времени на изготовление детали по существующему технологическому процессу ТмТвТизмТобслТотдТштТшт.к005 Заготовительная       010 Технический контроль       015 Вертикально-фрезерная1,071,620,140,110,042,983,19020 Радиально-сверлильная0,471,010,070,050,021,611,82025 Вертикально-фрезерная1,493,560,140,150,065,405,61030 Радиально сверлильная 2,550,770,400,250,104,074,28035 Вертикально-фрезерная0,901,560,280,090,042,873,08040 Радиально-сверлильная1,132,180,660,110,054,124,33045 Вертикально-сверлильная0,911,340,470,090,042,843,05050 Вертикально-сверлильная0,541,220,330,050,022,162,37 Итого:     26,0527,74Таблица 4.2 – Нормы времени на изготовление детали по предлагаемому технологическому процессу ТмТвТобслТотдТштТштк005 Заготовительная      010 Технический контроль      015 Сверлильно фрезерная0,530,920,050,021,531,74020 Сверлильно-фрезерная с ЧПУ0,730,320,070,031,151,36025 Сверлильно-фрезерная с ЧПУ0,680,320,070,031,091,30030 Сверлильно-фрезерная с ЧПУ0,350,320,030,010,710,92035 Сверлильно-фрезерная с ЧПУ0,120,260,010,0050,390,60Итого:      5,93Годовой объем выпуска деталей 1224 шт.Действительный фонд времени 4.2 Расчёт потребного количества единиц оборудованияНеобходимое количество оборудования:(4.1)где – годовая программа выпуска изделий. - действительный фонд времени. – норма времени; =1,1 - коэффициент выполнения норм.Произведем расчет для станка моделиJZ–500 CNC:Принимаем 1.Коэффициент загрузки оборудования:(3.2)где - принятое количество оборудования.Количество операций выполняемых на рабочем месте:(3.3)Коэффициент закрепления операций:Таблица 4.3 – Расчет коэффициента закреплений операций Оборудование, модельШтучно калькуляционное время, минНеобходимое количество оборудования, расчетноеПринятое количество оборудованияКоличество операций выполняемых на рабочем местеКоэффициент закрепления операцийБазовый ТПВертикально-фрезерный11,870,0610,050,05Радиально-сверлильный10,440,0510,050,05Вертикально-сверлильный5,430,0310,020,02Проектируемый ТПСверлильно-фрезерный с ЧПУ5,930,0310,030,034.3 Заработная плата основных рабочихПри сдельной оплате труда заработная плата рассчитывается по формуле (3.4).(3.4)где – часовая тарифная ставка; – коэффициент учитывающий оплату при многостаночном обслуживании; – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату; - коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды (34,2%).Таблица 4.4 – часовая тарифная ставкаРазрядКоэффициентОклад, руб/месяц, руб/часПервый116242 ×92,3Второй1,117 866101,5Третий1,2221 797123,8Четвертый1,3629 644168,4Пятый1,5545 948261,1Шестой1,8685 462485,6*16242 – МРОТТаблица 4.5 – расчет заработной платы основных рабочихОперация РазрядТшт, минЧоб руб/часКмαβЗо, рубБазовый ТП015, 025, 035 Вертикально-фрезерная411,87168,4010,40,34262,61020, 030, 040 Радиально-сверлильная410,44168,4010,40,34255,03045, 050 Вертикально-сверлильная35,43123,8010,40,34221,04       138,68Проектируемый ТП015-035 Сверлильно-фрезерная45,93168,410,40,34231,284.4 Заработная плата вспомогательных рабочихЗаработная плата рассчитывается по формуле 4.4.(4.4)гдеР – количество вспомогательных рабочих; – Фонд рабочего времени рабочего;Заработная плата наладчиков на единицу оборудования:(4.5)гдеm – число смен; – число станков обслуживаемых наладчиком.(4.6)Таблица 4.6 – Заработная плата наладчиков Тшт, минFр, чmКонFд, чαβЗвн, рубНаладчик5,931916,72213833,440,40,3422,434.5 Амортизационные отчисления на оборудование и капитальные затраты(4.7)где – первоначальная стоимость оборудования; – норма амортизации;Таблица 4.7 – Амортизационные отчисления на оборудование, и капитальные затратыОперациямодель оборудованияТштК, рубНаFдАоКоБазовый ТП015, 025, 035 Вертикально-фрезерная6К1211,871 930 000 14,93833,4414,8566,42020, 030, 040 Радиально-сверлильная2К5210,441 517 000 10,73833,447,3645,89045, 050 Вертикально-сверлильная2А1255,43632 000 10,93833,441,639,94Проектируемый ТП015-035 Сверлильно-фрезернаяJZ–500 CNC5,932 840 500 14,93833,4410,9248,854.6 Затраты на технологическую энергиюЗатраты на силовую электроэнергию:(4.8)где – цена электроэнергии; – коэффициент загрузки по мощности; – коэффициент учитывающий потери;– коэффициент учитывающий затраты во время холостого хода; – КПД электрооборудования.Таблица 4.8 – затраты на электроэнергиюОперацияМодель обор-яТшт, минЦэ, рубKn, кВтKwKxηSэ на планSэ, на изделиеБазовый ТП015, 025, 035 Вертикально-фрезерная6К1211,873,210,71,051,050,8510757,668,79020, 030, 040 Радиально-сверлильная2К5210,443,21,51,051,050,851325,441,08045, 050 Вертикально-сверлильная2А1255,433,22,51,051,051,85527,810,43Проектируемый ТП015-035 Сверлильно-фрезерная400V5,933,25,51,051,050,852762,892,264.7 Затраты на ремонт оборудованияВыполним расчет затрат на ремонт оборудование по формуле (4.9):(4.9)где – категория сложности;нормативы годовых затрат на ремонтную единицу на обслуживание.Таблица 4.9 – затраты на ремонтОперацияТштНм, руб/годКмНэ, руб/годКэSрБазовый ТП015, 025, 035 Вертикально-фрезерная6К1211,87314 000 1082 000 8,5132020, 030, 040 Радиально-сверлильная2К5210,44314 000 8,582 000 9103045, 050 Вертикально-сверлильная2А1255,43314 000 4,582 000 5,529Проектируемый ТП015-035 Сверлильно-фрезерная400V5,93314 000 42,582 000 733324.8Расчет затрат на малоценный инструментРасход инструмента (сменных многогранных пластин – СМП) на годовую программу деталей рассчитывается по формуле:(4.10)где N = 1800 (шт.) – годовая программа выпуска;tо – основное время обработки на операции; tи – нормативный период стойкости инструмента с учетом его переточек или перестановок СМП на инструменте;Куб = 0,1 – коэффициент случайной убыли инструмента.гдеКэ = 0,9 – поправочный коэффициент к нормативному периоду стойкости;tи* – нормативный период стойкости инструмента до его переточки или до первой перестановки СМП на инструменте (мин);n – нормативное количество переточек инструмента или количество перестановок одной СМП.Выполним подробный расчет для 020 радиально-сверлильная (базовый технологический процесс).Переход: сверлить 5 отв. диаметром 10,2H12 мм.Режущий инструмент Сверло Р6М5 ГОСТ 10902-73, стоимость сверла 137 руб[18]. Период стойкости Т=30 мин, количество переточек 94 [8]Подставим значение в (4.10):Затраты на инструмент:(4.11)где – цена инструмента.Проектируемый ТП:Переход: Сверлить 5 отв. диаметром 10,2H12 мм.Режущий инструмент: Сверло 460.1-1020-031A0-XM.Стоимость 6180 руб.Выполненные расчеты показывают, что стоимость инструмента таких производителей как sandvik значительно выше инструментов, выполненных из материала Р6М5, но за счет высокой скорости резания и износостойкости, итоговыезатраты на приобретение инструмента ниже за счет снижения трудоемкости.4.9 Прочие производственные затраты(4.12)где – коэффициент учитывающий прочие производственные затраты, ;Базовый ТП:Предлагаемый вариант ТП:4.10Расчет технологической себестоимостиТаблица 4.10 - Расчет технологической себестоимости, на единицу изделияПоказательБазовый ТППредлагаемый ТПЗаработная плата станочникаЗо138,6831,28Заработная плата наладчиковЗв2,43Капитальные затратыКо122,2548,85Отчисления на амортизациюАо23,8410,92Затраты на ремонт обслуживание оборудованияРо264332Затраты на электроэнергиюSэ10,302,26Прочие затратыПр27,746,26Технологическая себестоимостьСд587,25434,41Анализ приведенный в таблице 4.10 показывает, что предлагаемый технологический процесс более эффективный. 4.10 Сравнение вариантов ТПТаблица 4.11– Сравнение вариантов ТП №Наименование показателяЕд.измБазовый вариантПроектОтклонение, %1Годовая программа деталейшт.12241224 2Объем дополнительных капитальных затратруб. 2 840 500,00  3Полная себестоимость деталируб.464,99385,5717,084Годовая экономия от снижения полной себестоимости деталируб. 187065,98 5Срок окупаемости доп, кап, вложенийлет 15,18 6Металлоемкость деталикг/шт.3,153,15 7Трудоемкость деталичч/шт0,460,1078,618Энергоемкость деталикВт×ч/шт10,302,2678,099Отпускная цена на детальруб.587,25434,4126,03Выводы: Анализ приведенный в таблице 4.10 показывает, что предполагаемый вариант технологического процесса, более эффективный, годовая экономия составляет 187 065, 98 р.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ общей части работы, был произведен анализ детали «кронштейн педали», в конструкторском чертеже присутствуют все необходимые данные дающие полное представление о изделии. Выполнен анализ технологичности, который показал, что деталь является технологичной, не требует специального инструмента. В технологической части работы был проанализирован базовый технологический процесс, на основании технологического анализа детали было принято решение, заменить применяемое оборудование на станки с ЧПУ, которые позволяют совместить такие виды обработки как фрезерование, сверление отверстий, нарезание резьбы, таким образом мы заменили три вида оборудования, такие как фрезерный, сверлильный и радиально-сверлильный станки на сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ. Так как данный станок оснащен шпинделем с высокой частотой вращения, было принято решение выбрать режущий инструмент производства Sandvik. В конструкторской (специальной) части работы, было спроектировано установочное приспособление, в качестве исполнительно механизма приспособления была выбрана пневмокамера, что сокращает время на зажим заготовки. В экономической части были рассчитаны экономические показатели, анализ показал, что предлагаемый вариант технологического процесса является более технологичным, экономический эффект составляет 187 065, 98 р.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВГОСТ 3.1121 -84 Общие требования к комплектности и оформления комплектов на типовые и групповые технологические процессы (операции). ГОСТ 3.1125–88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливокГОСТ 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 19257-73. Отверстие под нарезание метрической резьбыГОСТ 53464-2009. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку.Авраменко, В. Е. Технология машиностроения. Расчет припусков и межпереходных размеров: Учеб. пособие / В. Е. Авраменко, . Красноярск: ПИ СФУ, 2007. Великанов К. М. Расчеты экономической эффективности. Справочник. Л.: Машиностроение. 1990. -448 с.Аверьянов И.Н. Проектирование и расчет станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах. Рыбинск. 2010.Горошкин А.К. Приспособление для металлорежущих станков. Справочник. М.: Машиностроение, 1971. Стр. 384.Дмитриев В.А. Экономическое обоснование выбора технологического процесса мханичесой обработки: Метод. Указания к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию/ Самара; 2012. – 51 с.:ил.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: Новое знание, 2008. 478 с.https://www.secotools.com/https://www.sandvik.coromant.com/http://www.gig-ant.com/import/58/2138.htmhttps://www.vseinstrumenti.ru/product/sverlo-po-metallu-10-2-mm-r6m5-enkor-21102-548238/