Разработка технологического процесса для изготовления детали Корпус ракетного клапана

приспособление контрольное.spw

Шайба регулировочная
Винт М16 х 100 ГОСТ 11738-84
Гайка М130 х 2 ГОСТ 11871-88
Подшипник 80226 ГОСТ 7242-81
Подшипник 7230 TУ37.006. 162-89
Штифт 16 х 75 ГОСТ 3128-70

контрольное приспособление.cdw

Описание приспособления и порядок работы
Приспособление представляет собой корпусное устройство поз. 6
в котором на подшипниках
установлен корпус правки поз. 8. В корпус оправки поз.8 устанавливается оправка поз. 5.
На посадочное место в оправке
0 устанавливается деталь. На приспособлении контролируем
биение уплотнительной конавки (поверхность Б) относительно
Для контроля биения используем индикаторную стойку поз. 1
Разработка технологического процесса для изготовления детали "Крышка верхняя
*Размеры для справок.
Корпус оправки поз. 8 должен вращаться плавно без заеданий.

часть 1.docx

1 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
1 Конструктивно-технологический анализ узла составной частью которого является выбранная для проектирования деталь
Проектируемаядеталь-крышкавходящаявконструкцию универсального сферического преветнора.
Изобретениеотноситсякбурениюиэксплуатациискважин преимущественно нефтегазовых и предназначено для герметизации устья скважины с находящимся в нем инструментом имеющим поступательное движение.
Превенторуниверсальныйсферический(рис.1)включаеткорпус1сполостьюицентральнымотверстиемкрышку2сцентральнымотверстиемсферической полостью и кольцевым уплотнением 3 установленную на корпусе 1 уплотнительный элемент 4 из эластичного материала армированный жесткими вставкамиустановленный всферическойполостикрышки2плунжер5споверхностьюдляразмещенияуплотнительногоэлемента4имеющий рабочую камеру 6 и возвратную камеру 7 гидравлические каналы 8 и 9 для связи рабочей и возвратной камер с источником гидравлического давления (на фиг. 1 не показан)разделительнуювтулку10размещеннуюмеждукорпусом1крышкой2иплунжером5иимеющуюкольцевоеуплотнение11относительнокорпуса1уплотнительныеманжеты12корпуса1контактирующиесвнутренней
поверхностьюплунжера5уплотнительныеманжеты13разделительнойвтулки10контактирующиесвнешней поверхностью плунжера 5 цилиндр 14. жестко связанснижнимторцомплунжера5иуплотненотносительнопоследнегодополнительные уплотнительные манжеты 15 разделительной втулки 10 контактирующие с внутренней поверхностью цилиндра 14. Возвратная камера 7 образована поверхностью плунжера 5 внутренней поверхностью цилиндра 14 и нижней поверхностью разделительной втулки 10 в разделительной втулке 10 выполнен гидравлический канал 16 выходящий с внутренней стороны в возвратную камеру 7 а с внешней стороны выходящий на цилиндрическую или торцевую поверхность разделительной втулки 10.
В варианте показанном на рис. 1 цилиндр 14 и плунжер 5 выполнены как одно целое между внешней поверхностью цилиндра 14 и внутренней поверхностьюкорпуса1выполнен зазор17достаточныйдляпротока жидкости.Гидравлическиеканалы8и9длясвязисисточником гидравлического давления выполнены в корпусе 1 разделительная втулка 10 имеет дополнительное кольцевое уплотнение 18 расположенное ниже выхода верхнего гидравлического канала 9 корпуса 1 а гидравлический канал 16 разделительной втулки 10 с внешней стороны открывается на её цилиндрическую поверхность между двумя кольцевыми уплотнениями 11 и 18.
Рисунок 1. Превентор универсальный сферический
2 Назначение и краткое техническое описание детали
Превентор универсальный сферический работает следующим образом
При необходимости герметизации устья давление жидкости от источника гидравлического давления (насос с гидроаккумулятором) подается в канал 8 корпуса 1 и поступает в рабочую камеру 6 При этом плунжер 5 и цилиндр 14 под действием давления жидкости движутся вверх сжимая уплотнительный элемент 4 который вследствие перемещения по сферической поверхности полости крышки 2 выдвигается слегка выворачиваясь вниз в центральное отверстие крышки 2 плотно охватывая и уплотняя инструмент любой конфигурации находящийся там (на фиг. не показан) или полностью перекрывая сечение устья в случае отсутствия инструмента.
При протаскивании инструмента через закрытый уплотнительный элемент 4 вначале изнашивается узкий поясок эластомерного материала вблизи внутренней верхней кромки уплотнительного элемента 4. Затем по мере износа ширина изнашиваемого пояска возрастает доходя в конце до полной высоты сжатого уплотнительного элемента. Соответственно возрастает величина силы трения (усилия протаскивания) которая может служить показателем степени износа уплотнительного элемента.
Для разгерметизации устья скважины давление жидкости от источника гидравлического давления снимается с гидравлического канала 8 и подается в гидравлический канал 9 затем 16 и далее в возвратную камеру 7. Плунжер 5 опускается освобождая уплотнительный элемент 4 и зажатый им инструмент.
Материал детали – сталь 30ХМ ГОСТ 4543-71 – обладает высокими технологическими и механическими свойствами и широко применяется в машиностроительной промышленности. Выбор стали 30ХМ в качестве материала детали предопределен специфическими условиями работы задвижки.
Характеристика материала сталь 30ХМ: классификация – жаропрочная сталь применение – поковки общего назначения валы роторы и диски паровых турбин фланцы крепёжные детали с рабочей температурой до 450ºС сортовые заготовки.
3 Разработка параметрической твердотельной модели объекта для проектирования технологичной конструкции детали
При разработке оптимальной конструкции детали часто применяются системы трёхмерного твердотельного моделирования – это обусловлено тем что в настоящее время в машиностроительной промышленности сложилась тенденция к переходу от плоского проектирования к трёхмерному проектированию. Это можно объяснить тем что созданная твердотельная модель детали или целого узла может использоваться в решении задач проектирования конструирования анализа изделия разработки технологической оснастки и механической обработки.
Система трёхмерного моделирования предназначена для создания объёмных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. На рисунках представлены отдельные операции построения трёхмерной твердотельной модели детали «Крышка верхняя».
Рисунок 2-Создание эскиза детали
Рисунок 4-Создаем отверстие
Рисунок 5- создание 40 отверстий
Рисунок 6-Отверстие с резьбой М42х3-7Н
Рисунок 7- Получение 16 отверстий с резьбой М42х3-7Н
Рисунок 8-Твердотельная модель детали «Крышка верхняя»

часть 2.docx

2 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Оценка технологичности детали
К конструкции детали «Крышка верхняя» предъявляются следующие требования которые являются обобщением опыта проектирования и изготовления деталей в машиностроении а степень соответствия этим требованиям характеризует конструктивно-технологический уровень детали.
-конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов и быть стандартной в целом;
-деталь должна изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок;
-размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные экономически и конструктивно обоснованные точность и шероховатость;
-физико-химические и механические свойства материала жёсткость детали её форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления хранения и транспортировки;
-показатели базовой поверхности детали (точность шероховатость) должны обеспечивать точность установки обработки и контроля;
-заготовки должны быть получены рациональным способом с учётом заданного объёма выпуска и типа производства;
-конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов её изготовления.
Для данного конструктивного исполнения «Крышка верхняя» предъявляют следующие технические требования характеризующие различные параметры геометрической точности детали:
- отклонение поверхностей от плоскостности и параллельности не более 05 мм;
В соответствии с конструкторским чертежом детали наиболее ответственными поверхностями корпуса являются 16 отверстий с резьбой м42х3-7H.На свободные размеры по ГОСТ 25347-82 установлены следующие предельные отклонения: Н14; IT2. Предельная шероховатость поверхностей корпуса после механической обработки не должна превышать Ra125. Значительная доля поверхностей детали формируемых в процессе механической обработки имеет шероховатость Ra32.
Технологичность конструкции крышки верхней может быть оценена совокупностью технологических показателей детали в число которых входят коэффициент сложности конструкции детали; коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали; коэффициент повторяемости конструктивных элементов детали; коэффициент точности и шероховатости поверхности детали; коэффициент обрабатываемости детали и коэффициент использования материала при механической обработке.
Коэффициент сложности конструкции детали определяется выражением в виде: определяемые как – уточняющие коэффициенты.
Коэффициент зависит от количества поверхностей на исходной заготовке с которых удаляется стружка при изготовлении детали. При этом комбинированные поверхности образуемые за один рабочий ход одним инструментом учитываются в качестве одной поверхности.
Для существующей конструкции детали «Крышка верхняя»:
где – количество обрабатываемых резанием и общее количество формообразующих поверхностей детали соответственно.
Подставляя численные значения требуемых показателей из чертежа детали и технологического процесса обработки детали резанием находим:
Коэффициент учитывает общее количество заданных на чертеже данных по обеспечению требуемых точностей формы и взаимного расположения поверхностей в пределах 005 мм. Для существующей конструкции корпуса переходника:
где – количество поверхностей детали к которым предъявляются требования по точности формы и их взаимному расположению в пределах 0 5 мм.
Подставляя численные значения требуемых показателей находим:
Коэффициент учитывает количество различных видов обработки резанием. Для существующей конструкции «Крышка верхняя»::
где – количество различных видов обработки резанием;
– общее количество технологических переходов обработки резанием.
Подставляя численные значения требуемых показателей из карт технологического процесса обработки детали резанием находим:
Коэффициент учитывает соответствие точности и шероховатости поверхностей детали некоторым оптимальным величинам под которыми подразумеваются рекомендуемые в качестве экономичности и конструктивно обоснованные величины. Величина входящая в выражение для этого коэффициента определяется по формуле:
где – количество зон на которых параметр для j-ой поверхности отстоит от оптимального сочетания.
Коэффициент сложности конструкции детали будет составлять:
Коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали определяют по формуле:
где – общее количество конструктивных элементов в детали;
– количество унифицированных конструктивных элементов;
n – количество неунифицированных элементов.
Поскольку все формообразующие поверхности крышки можно считать унифицированными то коэффициент применяемости унифицированных или стандартных конструктивных элементов детали принимаем равным .
Коэффициент повторяемости конструктивных элементов детали рассчитывают по формуле
где – количество повторяющихся конструктивных элементов детали;
– общее количество конструктивных элементов детали.
Коэффициент использования материала при механической обработке определяют по соотношению:
где – массы готовой детали и заготовки соответственно.
По полученным значениям показателей технологичности можно сделать вывод о среднем уровне технологичности детали «Крышка верхняя».
2 Установление типа производства
Тип производства является классификационной категорией производства которая определяется широтой номенклатуры регулярностью стабильностью и объёмом выпуска продукции. Для участка изготовления корпуса переходника установлен серийный тип производства.
Технологический процесс дифференцирован т.е. разбит на отдельные операции которые закреплены за определёнными станками. Здесь находят применение различные станки: универсальные специализированные специальные агрегатные автоматизированные и др. Станочный парк должен быть специализирован в такой мере чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к производству другой несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении серии. При использовании универсальных станков должны широко применяться специализированные и специальные приспособления специальный режущий инструмент и мерительный инструмент в виде предельных (стандартных и специальных) калибров и шаблонов обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. Всё это оборудование и оснастка находит достаточно широкое применение в серийном производстве т.к. при повторяемости процессов изготовления одних и тех же деталей указанные средства производства дают технико-экономический эффект который с большим преимуществом окупает все вложенные в них затраты.
Для определения типа производства обычно пользуются соотношениями и рекомендациями позволяющими установить его в зависимости от габаритных размеров массы годового выпуска.
Тип производства на участке устанавливается с помощью коэффициента закрепления операций который рассчитывается по формуле:
КРМ – количество рабочих мест.
ВсоответствиисГОСТ3.1108-74коэффициентзакрепления операций составляет: для мелкосерийного производства – свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного – свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного - свыше 1 до 10 включительно.
Коэффициент закрепления операций в нашем случае соответствует крупносерийному производству.
На основании заданной годовой программы выпуска деталей рассчитывается такт выпуска изделия миншт. по формуле:
где – действительное годовое число часов работы одного станка;
N – годовая программа выпуска деталей шт.
FД = D·m·t·() (2.10)
где D – число рабочих дней в году;
m– число смен в сутки;
t– продолжительность рабочей смены ч;
kп – плановые потери времени на ремонт % .
Fэ = 247 · 1· 8 · (1 –) = 18772 (ч)
Подставляя численные значения в формулу находим:
= 60 18772 500 =22526 (миншт.)
Трудоёмкость изготовления детали "Крышка верхняя" определяется средним штучным временем (Tшт.ср.) по операциям действующего на производстве технологического процесса.
Формула для расчета среднего штучного времени имеет следующий вид:
где – суммарная трудоемкость изготовления детали;
n – количество технологических операций.
Подставляя численные значения в формулу находим
Tшт.ср. =603363 = 20112 (мин.).
Отношение величины такта выпуска к среднему значению штучного времени называют коэффициентом серийности:
Kc = Tшт.ср. (2.12)
Кс = 22526 20112 =112
Полученное значение коэффициента серийности находится в диапазоне Кс = 1 ÷ 10 из чего следует что процесс изготовления корпуса переходника при программе выпуска 500 штук в год соответствует крупносерийному типу производства. Именно для условий такого производства в дальнейшем будем проектировать технологический процесс.
3 Анализ и оптимизация базового технологического процесса
Технологический процесс изготовления детали «Крышка верхняя» на базовом предприятии (ФГУП «Воронежский механический завод») разработан для единичного производства. При увеличении программы выпуска изделий базовый заводской технологический процесс перестает соответствовать технико-экономическим требованиям современного производства и нуждается в изменениях и усовершенствовании.
Оборудование на участке расположено группами по типам станков. За каждым станком закреплено выполнение нескольких различных операций по обработке однотипных деталей. Режущий и мерительный инструмент используемые при реализации технологического процесса обработки детали является универсальным.
В базовом технологическом процессе заготовку для корпуса переходника получают методом штамповки. Этот метод получения заготовки является единственно возможным так как из-за сложного профиля заготовки получение её другими методами является затруднительным и нецелесообразным. При данном методе форма и размеры заготовки получаются максимально приближенными к форме и размерам готовой детали вследствие чего уменьшаются припуски на последующую механическую обработку. Несмотря на это в базовом технологическом процессе припуски на механическую обработку являются завышенными из-за износа оборудования на котором производится обработка. Это связано с тем что применяемое технологическое оборудование на предприятии уже выработало свой ресурс и не даёт необходимой точности обработки.
Обработка детали в соответствии с базовым технологическим процессом ведётся нерационально – деталь претерпевает множество отдельных операций на различных видах оборудования вследствие чего могут не быть достигнуты точность и взаимное расположение поверхностей заложенные конструктором в требованиях чертежа. Режимы резания применяемые в базовой технологии не являются прогрессивными но соответствуют требованиям получения готовой детали. Во вновь разработанном технологическом процессе этот недостаток устранён путём объединения нескольких простых операций в одну программную выполняемые на станках с числовым программным управлением (020 – «Токарно - карусельная с ЧПУ» 030 - «Токарно - карусельная с ЧПУ») чтобы технические требования предъявляемые к детали обеспечить обработкой за один установ. В целом разработанный технологический процесс механической обработки детали «Крышка верхняя» полностью обеспечивает изготовление годной продукции.
4 Выбор типа заготовки и предварительное назначение припусков
Существуют различные возможности для рационального выбора вида исходной заготовки и способа её получения. Чем больше объём выпуска деталей тем важнее выбрать заготовку форма и размеры которой приближаются к форме и размерам готовой детали. Правильный выбор заготовки существенно влияет на технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали.
Из нескольких методов изготовления заготовки выбирают наиболее экономичный при равной экономичности – наиболее производительный в ряде случаев – тот который обеспечивает наименьшее время подготовки производства. Программа выпуска заготовок характеризующаяся количеством изготавливаемых заготовок в течение года также является важным фактором при выборе способа получения заготовок.
Проектируемая деталь изготавливается из стали 30ХМ ГОСТ 4543-71. Годовой объем выпуска 500 штук что соответствует крупносерийному производству. С учётом указанных принципов и характера работы корпуса переходника принимаем в качестве метода изготовления заготовки штамповку.
Рисунок 9 - Заготовка детали "Крышка верхняя
5 Назначение технологических баз и оценка точности базирования
Процесс базирования заготовки заключается в её ориентации и последующем жёстком закреплении в координатной системе станка или приспособления в требуемом положении необходимом для выполнения операций механической обработки.
Для установки заготовки на первой операции используют необработанные поверхности - черновые базы. Они могут быть использованы в качестве поверхностей для создания единой технологической чистовой базы. Для технологического процесса механической обработки в качестве чистовых технологических баз целесообразно выбрать наружные и внутренние цилиндрические поверхности и центральное сквозное отверстие.
Для повышения точности обработки детали необходимо учитывать принцип совмещения баз т.е. конструкторская технологическая и измерительная базы должны совпадать. Если базы выбраны правильно то требуемая точность изготовления детали будет обеспечена.
В зависимости от числа идеальных опорных точек с которыми база находится в контакте или в зависимости от числа отнимаемых степеней свободы различают: установочную базу находящуюся в контакте с тремя опорными точками; направляющую базу находящуюся в контакте с двумя опорными точками; упорную базу имеющую контакт с одной опорной точкой. Каждая из перечисленных баз определяет положение заготовки относительно одной из плоскостей системы координат в направлении перпендикулярном к этой базе т.е. в направлении одной из координатных осей. Для полной ориентации заготовки в приспособлении необходимо использовать комплект из всех трёх баз.
Также при выборе баз необходимо учитывать дополнительные условия: удобство установки и снятия заготовки надежность закрепления заготовки в выбранных местах приложения сил зажима возможность подвода режущих инструментов с разных сторон заготовки и другие факторы.
Пользуясь вышеизложенными принципами оценки точности базирования выбираем в качестве баз следующие поверхности детали «Крышка верхняя»:
-наружная цилиндрическая поверхность 1250;
-наружная цилиндрическая поверхность 710;
-центральное сквозное отверстие 350;
-центральное сквозное отверстие 860.
6 Маршрут обработки детали
Разработка технологического процесса состоит из комплекса взаимосвязанных работ предусмотренных стандартами ЕСТПП и должна выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора технологического оснащения». При разработке маршрутной технологии придерживаются следующих основных принципов:
а) в первую очередь обрабатывают поверхности которые являются базовыми при дальнейшей обработке;
б) после этого обрабатывают поверхности с максимальным припуском для выявления дефектов заготовки;
в) необходимо соблюдать принцип концентрации операций при котором как можно больше поверхностей должно обрабатываться в одной операции;
г) необходимо соблюдать принципы совмещения и постоянства баз;
д) необходимо учитывать на каких стадиях технологического процесса целесообразно производить механическую термическую и другие виды обработки в зависимости от требований чертежа;
е) поверхности к которым предъявляются наиболее высокие требования по качественно-точностным характеристикам обрабатываются в последнюю очередь.
Разработка маршрута обработки начинается с предварительного выбора вида обработки отдельных поверхностей заготовки и определения методов достижения точности соответствующей требованиям чертежа серийности производства и технологических возможностей существующего в наличии на предприятии оборудования. После анализа этих данных приступают к составлению планов механической обработки детали. С учетом особенностей конструкции заготовки так же стремятся обработать за один станов наибольшее количество поверхностей.
С учетом вышеперечисленных критериев были выбраны следующие виды обработки. Вначале выполняются токарные операции: производится обработка торцев детали обработка технологических баз.
Далее идёт обработка наружных цилиндрических поверхностей 1250h14 710h14 обработка внутренней сферической поверхности 810 обработка фасок.
Затем производится обработка отверстий 51Н14 (40 отверстий) обработка отверстий под резьбу М42х3-7Н (16 отверстий) В последнюю очередь выполняется нарезание метрической резьбы.
Таблица 1 – Маршрут изготовления детали
Наименование операции
Токарная-карусельная
Токарно-карусельный 40КДZ
Токарная-карусельная с ЧПУ
Координатно-расточная
Координатно-расточной станок 2А470
7 Выбор оборудования для обработки
Для обработки точных заготовок с минимальными припусками в условиях серийного производства рекомендуется применять оборудование с ЧПУ. Выбор конкретных моделей оборудования определяется прежде всего возможностью обеспечить выполнение технических требований предъявляемых к обрабатываемой детали в отношении точности её размеров формы и класса шероховатости поверхностей. Если же по характеру обработки эти требования можно выполнить на различных станках то окончательный выбор модели оборудования осуществляется из следующих соображений:
- соответствие основных размеров станка габаритным размерам обрабатываемой детали;
- соответствие производительности станка количеству деталей подлежащих обработке в течение года;
- возможность более плотного использования станка по времени и по мощности;
- наименьшие затраты времени на обработку;
- наименьшая себестоимость обработки;
- возможность приобретения того или иного станка;
- необходимость использования имеющихся станков.
Для реализации функционального назначения детали «крышка верхняя» в результате обработки необходимо обеспечить все технические требования предъявляемые к ней в том числе параллельность и соосность осей отверстий. Это условие выполняется при обработке указанных поверхностей за один установ на токарно-карусельном станке с чпу 40КДZ.
Обработка отверстий – центрование сверление рассверливание зенкерование нарезание метрической и конической резьбы – осуществляется на координатно-расточном станке 2А470
Оборудование используемое при обработке представлено в таблице 2.
Таблица 2 – Оборудование используемое при обработке «Крышка верхняя »
Токарно - карусельная с ЧПУ
Токарно – карусельный станок с ЧПУ 40КДZ
Координатно- расточная
8 Аналитический расчет технологических параметров
Припуск – это слой материала удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку поверхности детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или определён на основе расчётно-аналитического метода. Этот метод базируется на анализе факторов влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов значение припуска определяется методом дифференцированного расчёта по элементам составляющим припуск.
Рассчитаем припуск для отверстия 51 обрабатываемого в операции 035 – «Координатно-расточная» на станке 2А470
Zi min =2((Rz+h)i-1 + ) (2.13)
уст – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе мкм.
Величина суммарных отклонений расположения поверхности:
где кор – величина коробления заготовки после штамповки;
см – величина суммарного смещения отверстия.
Величину коробления отверстия следует учитывать как в диаметральном так и в осевом сечении поэтому:
где к – удельное коробление отверстия мкммм;
L – длина от торца заготовки до торца рассчитываемого диаметра мм.
Суммарное смещение отверстия в заготовке относительно её наружной поверхности представляет собой геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях т.е. величина суммарного смещения равна:
где 1 и 2 – допуски на размеры по классу точности соответствующие штамповке.
Определим величину остаточных пространственных отклонений при черновом растачивании по формуле:
где Ку – коэффициент уточнения деформаций;
* =286006=1716 (мкм).
Величина остаточных пространственных отклонений при чистовом растачивании равна:
** = 1716004=06864 (мкм).
Погрешность установки определяется по формуле:
где – погрешность базирования мкм;
з – погрешность закрепления мкм.
Погрешность базирования в данном случае возникает за счет перекоса заготовки закреплённой в приспособлении. При укрупнённых расчётах точности обработки погрешность установки заготовки в приспособлении соответствующую последней формуле определяют по таблице. Таким образом погрешность установки заготовки при черновом растачивании составит:
Остаточная погрешность установки после чернового растачивания:
ост = 005уст + u; (2.20)
ост = 005300 + 3 = 18 (мкм).
Рассчитаем минимальные припуски на диаметр отверстия для каждого перехода.
Для чернового растачивания:
Z (i-2)min = 2·((32 + 100) + ) = 550 (мкм)
для чистового растачивания:
Z (i-1)min = 2·((25 + 25) + ) = 400 (мкм)
для тонкого растачивания:
Zi min = 2·((15 + 20) +) = 90 (мкм).
Определим наибольшие предельные размеры по переходам:
D (i-1) mах = D mах – 2Zi min (2.21)
где D mах – наибольший предельный диаметр отверстия текущего перехода мм;
D(i-1)mах – наибольший предельный диаметр отверстия предшествующего перехода мм.
Для тонкого растачивания:
D (i-1) mах = 51634 – 0090 = 51544 (мм)
для чернового растачивания:
D (i-2) mах = 51544 –– 0400 = 51144 (мм)
D (i-3) mах = 51144 – 0550 = 50594 (мм).
Наименьшие предельные размеры по переходам:
Di min = D imах – Ti (2.22)
где Ti – допуск на размер i-го перехода мкм.
Для тонкого растачивания Ti = 35 мкм
для чистового растачивания Ti-1 = 100 мкм
для чернового растачивания Ti-2 = 390 мкм
для штамповки Ti-3 = 1000 мкм
D (i-3) min = 50594 – 1 = 49594 (мм).
Рассчитаем максимальные и минимальные припуски по переходам:
Zi max = Di min – D(i-1)min ( 2.23)
Zi min = Di max – D(i-1)max (2.24)
Z max = 51599 – 51444 = 0155 (мм)
Z max = 51444 – 50754 = 069 (мм)
Z max = 50754 – 49594 = 116 (мм)
Z min = 51144 – 50594 = 055 (мм).
Рассчитаем общие припуски на поверхность 51 как сумму припусков по переходам по формуле:
Zобщ max = Zmax ( 2.25)
Zобщ min = Zmin ( 2.26)
Zобщ max = 0155+069+116 = 2005 (мм)
Zобщ min = 009+04+055 = 104 (мм).
Результаты расчёта припусков и предельных размеров приведены в таблице 3.
Элементы припуска мкм
Таблица 3 – Результаты расчёта припусков и предельных размеров
Проверим правильность расчетов по формуле:
Zобщ max – Zобщ min = Tз – Тд (2.27)
где Tз – допуск на заготовку мм;
Тд – допуск на деталь мм.
Размер заготовки для выбранного состава переходов будет составлять . Таким образом наименьший предельный размер заготовки по диаметру 51 составит 48995 мм а наибольший 4996 мм.
Определение режимов обработки осуществляется согласно общемашиностроительным нормативам разработанным на основе практического опыта. При назначении и расчёте режимов резания учитывают характер обработки тип и размеры инструмента материал его режущей части материал и состояние заготовки тип и состояние оборудования и другие факторы.
Рассчитаем режимы чернового чистового и тонкого растачивания 40 отверстий 51.
t = 05(D1 – D0) (2.29)
где D0 – диаметр заготовки до обработки мм;
D1 – диаметр заготовки после обработки мм.
для чернового растачивания t= 05(508 – 488) = 1 (мм)
для чистового растачивания t= 05(506 – 498) = 04 (мм)
для тонкого растачивания: t= 05(51 – 508) = 01 (мм).
где S – подача на один оборот ммоб;
n – число оборотов заготовки обмин.
Подачу на оборот выбираем по нормативным таблицам:
-для чернового растачивания: S= 015 ммоб.;
-для чистового растачивания: S= 01 ммоб.;
-для тонкого растачивания: S= 004 ммоб.
где Cv – табличный коэффициент;
Т– период стойкости инструмента мин;
t – глубина резания мм;
S – подача на один оборот ммоб;
m х у – показатели степени;
K – общий поправочный коэффициент на скорость резания;
где K – коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
K – коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
K – коэффициент учитывающий влияние марки инструментального материала на скорость резания.
Подставляя найденные значения в формулу получим значения скорости резания:
Частоту вращения шпинделя станка находим по формуле:
где – скорость резания ммин;
D – диаметр обрабатываемой поверхности мм.
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка:
для чернового растачивания n= 550 обмин.;
для чистового растачивания n=750 обмин.;
для тонкого растачивания n= 1100 обмин.
Минутные подачи равны:
-для чернового растачивания: SM1 = 0151100 = 165 (мммин)
-для чистового растачивания: SM 2= 011100 =110 (мммин)
-для тонкого растачивания: SM3 = 0041000 = 40 (мммин).
Находим фактическую скорость резания с учетом скорректированного значения числа оборотов вращения шпинделя:
Силу резания определяем по формуле:
РZ = 10CPtxSynKP (2.35)
где CP – табличный коэффициент;
х у n – показатели степени;
KP – поправочный коэффициент .
где К– коэффициент учитывающий угол наклона главного лезвия;
К – коэффициент учитывающий радиус при вершине резца;
К– коэффициент зависящий от марки материала;
К – коэффициент учитывающий величину переднего угла;
К– коэффициент учитывающий величину главного угла в плане.
Подставляя выбранные значения в формулу получим:
Кр=1009307510089=062
Рассчитаем силу резания по переходам:
Pz = 10 · 300 · 1 · 015 ·1685 · 062 = 205344 (Н)
Pz = 10 · 300 · 04 · 01 ·172 · 062 = 136 (Н)
Pz = 10 · 300 · 01 · 004 ·15803 · 062 = 76 (Н)
Мощность резания рассчитывается по формуле:
Рассчитаем мощность резания по переходам:
На основании результатов расчёта требуемой мощности оборудования для обработки отверстия 51 выбираем координатно-расточной станок 2А470
В число основных факторов составляющих технологический процесс входит время затрачиваемое на обработку детали. Оно является нормой времени на выполнение определённой работы. Норму времени определяют на основе технического расчёта и анализа исходя из условия наиболее полного использования технических возможностей оборудования и инструмента в соответствии с требованиями к обработке данной детали при определённых организационно-технических условиях с учётом производственного опыта.
Техническая норма времени определяющая затрату времени на обработку служит основой для оплаты работы и калькуляции себестоимости детали. Рассмотрим техническое нормирование операции обработки отверстия 778Н7+0035 по переходам:
Основное время растачивания отверстия определим по формуле:
где D – диаметр растачиваемого отверстия мм;
– скорость резания ммин;
S – подача инструмента на один оборот мм;
для чистового растачивания:
tо3 = 1 = 544 (мин).
Таким образом основное технологическое время на операцию складывается из суммы основных времён по технологическим переходам:
t= 133 + 199 + 544 = 876 (мин).
Определим оперативное время по формуле принимая вспомогательное время равным 20 % от основного времени:
t = t+ t = 876 + 1752 = 10512 (мин).
Время на личные потребности и на обслуживание рабочего места назначаются в процентах от оперативного времени. Время на обслуживание рабочего места составляет 20% от оперативного времени:
t= 02 10512 = 21 (мин).
Время на личные потребности 4 % от оперативного времени:
t = 004 10512 = 042 (мин).
Определим штучное время:
T = 876 + 1732 + 21 +042 = 1301 (мин).
Определим подготовительно-заключительное время. Его значение принимают равным 12 % от основного технологического времени:
Т п-з = 012 t (2.41)
Т п-з = 012 876 =105 (мин).
9 Обоснование конструкции и расчет специальных средств технологического оснащения
8.1 Расчет приспособления для сверления на прочность и точность
Рисунок 9- Закрепление «Крышка верхняя» в приспособлении
Крепление приспособления к столу станка осуществляется при помощи станочных болтов.
Одним из важнейших параметров при конструировании зажимных механизмов является сила закрепления РЗ.
Силу закрепления РЗ находят из условия равновесия заготовки под действием сил резания тяжести инерции трения и реакций в опорах. Составляющая силы резания создает крутящий момент который стремится провернуть заготовку вокруг оси. Сдвигу заготовки под действием сил резания препятствуют силы трения возникающие в местах контактов заготовки с опорами и зажимным механизмом.
В соответствии с расчетной схемой сила закрепления заготовки РЗ находится по формуле:
где - коэффициент запаса учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку;
= 15 - гарантированный коэффициент запаса;
= 12 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки;
= 16 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента;
= 10 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом сверлении;
= 10 - коэффициент учитывающий постоянство силы развиваемой зажимным механизмом;
= 10 - коэффициент учитывающий эргономику немеханизированного зажимного механизма;
= 15 - коэффициент учитывающий наличие моментов стремящихся повернуть заготовку установленную плоской поверхностью;
М - максимальное значение крутящего момента на операции;
= 07 - коэффициент трения при контакте заготовки с зажимным механизмом;
= 025 - коэффициент трения при контакте заготовки с опорами.
Если значение то принимаем . Если то принимаем его значение.
где Pz – главная составляющая силы резания при сверлении;
Значения коэффициентов и показателей степеней берём из справочных нормативных таблиц:
Ср = 226; q = 86; y = 072; Кмр=275; u=1; =0.
Диаметр пневмоцилиндра рассчитаем по формуле:
где Р – исходное усилие Н;
р – давление воздуха в пневмосети р=05 МПа;
Исходя из конструктивных особенностей приспособления выбираем диаметр цилиндра: Dц = 160 мм. По диаметру цилиндра определяем диаметр штока: dшт = 36 мм.
Расчет точности изготовления приспособления производим в следующей последовательности.
Погрешность базирования:
Погрешность закрепления заготовки:
з=0 так как сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому размеру.
Погрешность установки:
Суммарная погрешность обработки
где Кп поправочный коэффициент: для размеров выполненных по 8-му квалитету и выше Кп = 05; для размеров выполненных по 7-му квалитету и точнее Кп = 07;
ТС - погрешность технологической системы определяемая как средняя экономическая точность обработки; принимают по таблицам:
Погрешность износа установочных элементов приспособления для данного случая составляет изн=004мм.
Допустимая погрешность установки
где Т - допуск размера мм.
Следовательно и предлагаемая схема базирования приемлема.
Суммарная погрешность приспособления:
Допуск на расчетный размер собранного приспособления:
где уп - погрешность установки приспособления на станке:
где L - длина обрабатываемой заготовки мм;
S1 - максимальный зазор между направляющей шпонкой приспособления и пазом стола станка; S1 = 007 мм;
з погрешность возникающая вследствие конструктивных зазоров необходимых для посадки заготовки на установочные элементы приспособления; зазор рассчитывают по принятой посадке;
п погрешность смещения инструмента возникающая из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления (кондукторных втулок и др.).
з=0–установка заготовки производится без зазоров;
п=001 мм погрешность смещения инструмента при настройке по установу.
Тс=018 - (003+0+001) = 014 мм.
Это значение допуска соответствует техническому требованию на чертеже общего вида приспособления.
10 Автоматизированное проектирование технологического процесса изготовления детали или средств технологического оснащения4
AutoCAD— система автоматизированного проектирования для двухмерного и трехмерного проектирования и черчения. Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами такими как круги линии дуги и др. из которых составлялись более сложные объекты. Однако на современном этапе программа включает в себя полный набор средств обеспечивающих комплексное трёхмерное моделирование в том числе работу с произвольными формами создание и редактирование 3D-моделей тел и поверхностей улучшенную 3D-навигацию и эффективные средства выпуска рабочей документации. Начиная с версии 2010 в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения то есть возможность накладывать на объект геометрические или размерные зависимости. Это гарантирует что при внесении любых изменений в проект определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются.
Autodesk Inventor— базовое решение на основе параметрического 3D моделирования для промышленности. Программа позволяет проектировать визуализировать и моделировать различные трехмерные объекты в цифровой среде. В результате получается так называемый «цифровой прототип» свойства которого полностью соответствуют свойствам будущего физического прототипа вплоть до характеристик материалов.
AutoCAD Mechanical и AutoCAD Electrical— специализированные решения для промышленности на основе AutoCAD предназначенные для проектирования механических и электрических систем соответственно. Содержат дополнительные инструменты и библиотеки компонентов ориентированные именно на использование в машиностроительных отраслях.
Autodesk Showcase— продукт предназначенный для создания трехмерных визуализаций на основе данных САПР.
Autodesk SketchBook Pro— приложение для рисования и черчения разработанное специально для использования с цифровыми планшетами и планшетными ПК.
Autodesk Alias— семейство программ (Alias Sketch Alias Design Alias Surface и Alias Automotive) предназначенных для моделирования поверхностей и дизайна внешнего облика промышленных изделий сложной формы.
Autodesk Simulation— семейство программ для расчетов и инженерного анализа. Сюда входятAutodesk Simulation Mechanical(ранее известный как Autodesk Simulation Algor) для кинематического и прочностного анализаAutodesk Simulation CFD(ранее известный какCFDesign) для решения задач вычислительной гидрогазодинамики а такжеAutodesk Simulation MoldFlowдля моделирования литьевых форм изделий из пластмассы и процесса литья под давлением.
Autodesk Vault— семейство программ (Vault Manufacturing и Vault Workgroup) на основе технологии цифровых прототипов для управления проектами в рабочей группе.
Autodesk Inventor Publisher— решение предназначенное для создания технических инструкций и документации на продукцию на основе того же цифрового прототипа что был использован в ходе проектирования.
10.1 Использование CAE систем для решения технологических задач.
Таблица 4 – Материал детали
В приложении программы Autodesk Inventor - Среды назначаются необходимые ограничения. Каждое ограничение может содержать несколько граней. Во избежание сбоя в выполняемых расчётах из-за движения детали необходимо указать ограничение хотя бы для одной грани детали. После этого к граням модели применяется сила и давление. Несколько сил можно приложить к одной или нескольким граням.
Рисунок 10- Создание зависимостей
В процессе анализа напряжений рассчитываются перемещения нагрузки и напряжения в детали. Материал разрушается когда напряжение достигает определенного уровня. Разные материалы разрушаются при различных уровнях напряжения.
Сила закрепления в зажимном приспособлении 5080 Н.
Таблица 5 - Величина приложенной силы
Рисунок 11- Задание нагрузки
Рисунок 12 -Создание сети
Переходим к моделированию и получению результатов
Рисунок 13- Напряжение по Мизесу
Рисунок 14- Коэффициент запаса прочности
Рисунок 15 – Эквивалентная деформация
Результаты проведенного анализа напряжений показывают что в конструкции корпуса отсутствует «перетяжелённые» элементы из которых может быть удалён избыточный материал с целью снижения веса и соответственно стоимости изделия. Нагрузки которые испытывает корпус в результате эксплуатации являются допустимыми и возникающие напряжения не приводят к необратимым деформациям.
10.2 Проектирование операционной технологии с разработкой управляющих программ и виртуальным моделированием обработки для станков с ЧПУ в САПР
Запускаем 2D-редактор системы ГеММа-3D: меню Пуск – Все программы – ГеММа-3D v10 – ГеММа-2D.
После запуска программы необходимо открыть модель детали для этого щелкаем левой кнопкой мыши по пункту главного меню Файл – Открыть. В появившемся окне «Открыть» выбираем необходимый файл и щелкаем левой кнопкой мыши по кнопке «Открыть». Результат проделанных действий представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Исходная модель детали
На следующем этапе необходимо осуществить дополнительные технологические построения:
- удлинить последний элемент обрабатываемого профиля для того чтобы резец вышел за пределы детали;
- объединить все элементы обрабатываемого профиля в единый контур так как операции построения проходов выполняются для контуров – составных кривых.
Для того чтобы удлинить последний элемент обрабатываемого профиля необходимо выбрать пункт главного меню Модиф. – Удлинить после чего указать объект для удлинения (последний элемент обрабатываемого профиля) и выбрать направления удлинения при помощи левой кнопки мыши. Результат проделанных действий показан на рисунке 2.
Рисунок 2 – Выбор объекта и направления для удлинения
После того как объект для удлинения и направление будут выбраны необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши а затем левой. В появившемся окне вводим длину на которую необходимо удлинить. В данном случае удлиняем объект на 5 мм. Результат проделанных действий представлен на рисунке 3.
Для объединения всех элементов обрабатываемого профиля в единый контур необходимо выбрать пункт главного меню Создать – Контур – Создать затем указать первый объект обрабатываемого профиля (в нашем случае это фаска) как показано на рисунке 4. Для подтверждения выбора щелкаем левой кнопкой мыши и выбираем направление с помощью правой кнопки мыши в соответствии с рисунком 4. Для подтверждения щелкаем левой кнопкой мыши. Далее выбираем следующий элемент в направлении сверху вниз. Подтверждаем свой выбор щелчком левой кнопки мыши. В результате система ГеММа-3D объединит в контур все элементы профиля. Полученный контур изображен на рисунке 5. Дважды щелкаем правой кнопкой мыши для завершения действия инструмента «Создать контур».
Рисунок 3 – Удлинение конечного элемента обрабатываемого профиля
Рисунок 4 – Первый элемент контура и его направление
Рисунок 5 – Обрабатываемый контур
Для создания токарного прохода выбираем пункт главного меню Обр. 2D – Токарная – Контур. В результате проделанных действий на экране монитора появится диалоговое окно с заголовком «Токарная обработка контура» представленное на рисунке 6. Заполняем все поля в соответствии с рисунком 6. Полю «Тип резца» устанавливаем значение «Левый».
Щелкаем по вкладке «Установка» и устанавливаем все параметры в соответствии с рисунком 7.
Щелкаем по вкладке «Стратегия» и устанавливаем все параметры в соответствии с рисунком 8.
Рисунок 6 – Задание параметров режущего инструмента
Рисунок 7 – Задание параметров установки детали
Рисунок 8 – Задание параметров стратегии обработки
После ввода всех необходимых параметров щелкаем по кнопке «Ввод». Система ГеММа-3D попросит нас указать объект – обрабатываемый контур. Щелкаем по созданному ранее контуру и подтверждаем свой выбор щелчком левой кнопки мыши. Затем необходимо указать обрабатываемую часть. Щелкая правой кнопкой мыши указываем обрабатываемую часть в соответствии с рисунком 9. Подтверждаем свой выбор щелчком левой кнопки мыши.
Далее система ожидает ввода точки начала обработки. Для этого в окне «Параметры ввода» вводим координаты точки в соответствии с рисунком 10.
Подтверждаем ввод точки начала обработки щелчком левой кнопки мыши по кнопке «Ввод».
На следующем этапе необходимо указать точку начала обработки на контуре. Для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по точке начала контура обработки или ввести ее координаты в окне «Параметры ввода» как показано на рисунке 11 и щелкнуть левой кнопкой мыши по кнопке «Ввод».
Рисунок 9 – Выбор обрабатываемого контура
Рисунок 10 – Координаты точки начала обработки
Рисунок 11 – Координаты точки начала обработки на контуре
После ввода точки начала обработки на контуре система ГеММа-3D запрашивает направление движения. С помощью правой кнопки мыши выбираем направление «сверху вниз» как показано на рисунке 12 и щелкаем левой кнопкой мыши для подтверждения выбора.
Рисунок 12 – Направление движения инструмента
На следующем этапе указываем точку конца обработки на контуре. Для этого щелкаем по конечной точке контура обработки или в окне «Параметры ввода» вводим ее координаты в соответствии с рисунком 13. Завершаем ввод щелчком левой кнопкой мыши по кнопке «Ввод».
Рисунок 13 – Координаты точки конца обработки на контуре
В завершении указываем координаты точки конца обработки. Для этого в окне «Параметры ввода» вводим координаты точки в соответствии с рисунком 14. Завершаем процесс ввода нажатием кнопки «Ввод».
Рисунок 14 – Координаты точки конца обработки
После выполнения всех указанных действий система ГеММа-3D сформирует токарный проход по контуру и предложит его сохранить. Результат представлен на рисунке 15.
Рисунок 15 – Токарный проход по контуру
Cохраняем сформированный проход щелкая левой кнопкой мыши по кнопке «Да». В появившемся диалоговом окне «Токарная обработка контура» щелкаем по кнопке «Отказ».
Таким образом мы сформировали токарный проход по контуру который теперь необходимо постпроцессировать т. е. преобразовать его в управляющую программу. Для этого выбираем пункт главного меню Обработка – Управл. Прог. – Новая. В появившемся окне «Проект УП» щелкаем по кнопке «Добавить проход». В появившемся окне «Выбор прохода» указываем проход и щелкаем по кнопке «Ввод». На экране монитора отобразится выбранный проход. Щелкаем левой кнопкой мыши для продолжения. Появится окно для ввода комментария. При необходимо вводим комментарий и щелкаем по кнопке «Ввод». В появившемся окне «Коррекция инструмента» ставим переключатель в положение «Правая» и щелкаем по кнопке «Ввод». В результате проделанных действий мы снова возвращаемся к окну «Проект УП» в котором видим что наш проход добавился к проекту. Окно «Проект УП» представлено на рисунке 16.
Рисунок 16 – Диалоговое окно «Проект УП»
Выделяем добавленный проход и щелкаем по кнопке «Изменить параметры технологического блока». В появившемся окне «Параметры токарного прохода» переходим на вкладку «Подачи и режимы» и устанавливаем все параметры в соответствии с рисунком 17.
Рисунок 17 – Параметры токарного прохода
Затем щелкаем по кнопке «Готово» и снова возвращаемся к диалоговому окну «Проект УП». Выбираем необходимый постпроцессор щелкнув по кнопке «Выбрать». После выбора постпроцессора щелкаем по кнопке «Создать УП».
Листинг полученной УП представлен ниже.
N20 G01 X864.288 Z5 F5
N50 G02 X361.794 Z-379.549 R380
N55 G03 X350 Z-388.668 R10
11 Технологическое проектирование производственного подразделения
11.1 Расчёт количества технологического оборудования и графика загрузки станков
Расчетное количество станков Срi по i-ой группе оборудования определяется по формуле:
где t– штучное время обработки детали на
Nj – годовая программа выпуска деталей шт.
F– годовой эффективный фонд времени работы одного станка
n – количество наименований деталей обрабатываемых на i-ой группе оборудования.
Годовой эффективный фонд времени определяется по формуле:
По вышеприведённой формуле находим годовой эффективный фонд рабочего времени работы одного станка:
Fэ = 247 · 1· 8 · (1 –) = 18772 (ч).
Расчетное количество токарно-карусельных станков с ЧПУ модели 40KДZ:
Принимаем количество токарно-карусельных станков с ЧПУ модели 40KДZ:
Коэффициент загрузки оборудования определяем по формуле:
где C– принятое количество станков шт.
Подставив полученные данные в формулу получим:
Расчётное количество координатно-расточных станков модели 2А470:
Принимаем количество горизонтально-расточных станков модели 2В620 С= 1Средний коэффициент загрузки оборудования равен:
При недостаточной загрузке оборудования оно будет догружено аналогичными операциями по обработке других деталей. Состав потребности станков в технологическом оснащении участка представлен в таблице.
Таблица – Состав потребности станков в технологическом оснащении участка
Наименование оборудования
Токарно-карусельный станок 40КДZ
Координатно-расточной станок модели 2А470
Средний коэффициент загрузки оборудования по участку в целом K определяется по формуле:
где m – число групп оборудования на участке.
Подставив значения в формулу получим:
11.2 Определение производственной площади
Производственная площадь участка рассчитывается исходя из удельных норм площади на один металлорежущий станок:
где Sуд – средняя величина удельной площади на один станок м2;
К – количество станков.
Средняя величина удельной площади для станков средних размеров составляет 15÷25 м2 на один станок. Принимаем среднюю величину удельной площади равной 25 м2.
Sпр = 3·25 = 75 (м2)
Определим площадь требуемую для размещения технологического оборудования участка
Таблица – Габаритные размеры применяемого оборудования
Габаритные размеры мм.
С учетом проходов проездов стеллажей для межоперационного хранения деталей и заготовок площадь станков и вспомогательного оборудования составит 300 м2.
11.3 Расчёт численности персонала
При серийном производстве численность основных рабочих для выполнения нормируемых работ определяется по формуле:
где t – трудоемкость
N – годовой объем выпуска деталей шт.;
ФРД – действительный годовой фонд времени работы рабочего ч;
Квн – коэффициент выполнения норм на i-ой операции.
Определим действительный годовой фонд времени работы рабочего:
где D– число рабочих дней в году шт.;
t – продолжительность рабочей смены ч.;
α – коэффициент учитывающий потери рабочего времени.
Подставив данные в формулу получим:
Определим число операторов токарно-карусельных станков 40КДZ:
Принимаем число операторов токарно-карусельных станков 40КДZ: 2 человека.
Определим число операторов координатно-расточных станков 2А470:
Принимаем число операторов координатно-расточных станков 2А470:
Принятое количество основных рабочих устанавливается округлением полученного значения до целого при этом допускается перегрузка не более 20%. Результаты расчета потребного количества основных рабочих представлены в таблице:
Таблица – Расчет потребного количества основных рабочих
Оператор токарно-карусельных станков 40КДZ
Оператор координатно-расточных станков 2А470
Определение численности вспомогательных рабочих производится по установленным нормам обслуживания на основании которых составляется ведомость вспомогательных рабочих представленная в таблице.
Таблица – Ведомость вспомогательных рабочих
Норма обслуживания на одного рабочего
Единица оборудования на человека
Слесари по ремонту оборудования
Количество единиц оборудования в смену
Слесари по ремонту оснастки
Количество основных рабочих
Водители электрокар и автопогрузчиков
Количество тонн груза в смену
Слесари по межремонтному обслуживанию оборудования
Подносчики раздатчики инструмента
Распределители работ
Процент от численности основных рабочих
Уборщики производственных площадей
Убираемая площадь м2
Нормативы назначения ИТР: 1 мастер – на 25 основных рабочих; 1 старший – мастер на 2 мастера; 1 начальник участка – на 2 старших мастера.
На данном участке работает 3 основных рабочих поэтому для проектируемого участка необходимо следующее количество ИТР:
N старший мастер = 0122 = 006
N начальник участка = 0062 = 003
11.4 Разработка технологической планировки
Одновременно с проектированием участка механического цеха необходимо решать и тесно связанные между собой экономические механические и организационные задачи. Проектирование участка механического цеха предусматривает решение следующих вопросов:
- на основе чертежей описания конструкций и технических условий на изготовление изделия разрабатывается задание для проектирования участка механического цеха;
- выбирается вид заготовки и определяется годовая потребность в основных и вспомогательных материалах;
- проектируется технологический процесс механической обработки детали «Корпус переходника»;
- выбирается тип оборудования рассчитывается количество станков и определяется их загрузка при выполнении заданной годовой программы выпуска деталей;
- составляется спецификация оборудования приспособлений режущего и мерительного инструмента;
- определяется общая потребность участка в электроэнергии газе паре сжатом воздухе и воде;
- устанавливается необходимый состав квалификация и численность рабочего персонала;
- определяется тип и требуемое количество транспортных средств и грузоподъёмных устройств;
- разрабатывается планировка расположения оборудования в цехе определяется производственная площадь;
- устанавливается площадь вспомогательных отделений служебных и бытовых помещений;
- разрабатывается компоновка участка и определяются его размеры.
Проектирование механического участка ведется на основании годовой программы выпуска деталей а также в зависимости от выбранного типа производства. При этом номенклатура подлежащих изготовлению деталей установлена и обеспечена чертежами спецификациями и техническими условиями.
Проектирование предусматривает подробную разработку технологического процесса изготовления детали «Корпус переходника» с нормированием времени обработки по операциям. Определение числа станков производится по данным технологического процесса. В этом случае количество станков необходимое для обработки деталей в объёме годовой производственной программы рассчитывается на основе нормированного времени требуемого для выполнения каждой операции. При выполнении проекта участка механического цеха и плана расположения оборудования необходимо выбрать транспортные средства для погрузки перемещения и выгрузки заготовок из промежуточного склада в механический цех. Одновременно с этим нужно осуществить выбор тары для транспортирования хранения и передачи деталей от станка к станку. В качестве транспорта рациональнее всего использовать подвесные грузоподъёмные конвейеры.
При планировании участка механического цеха металлорежущие станки располагают так чтобы была обеспечена прямоточность и последовательность прохождения материалов заготовок и изделий по стадиям обработки. На участке должны быть соблюдены нормы расстояний между оборудованием и элементами здания ширина проходов и проездов.
Подвод смазочно-охлаждающих жидкостей осуществляется по трубопроводу из централизованного отделения приготовления СОЖ. Отработанная СОЖ проходит грубую магнитную очистку гравитационную фильтрацию тонкую очистку через специальные фильтрующие ткани и вновь поступает на линию станков. Очистительные установки монтируются в подвальном помещении цеха.
Цеховой склад предназначенный для хранения запасов материала и заготовок должен быть объединён с заготовительным отделением. Основным назначением этого склада является обеспечение регулярного снабжения цеха материалами и заготовками для бесперебойной работы станков. При расчёте потребной площади склада рекомендуется принимать запасы заготовок на шесть календарных дней. Склад заготовок располагают в начале цеха поперёк пролётов здания. Заготовки на складе хранятся на полочных стеллажах с гнёздами составленных из отдельных секций.
Площадь для хранения заготовок в стеллажах определяется по грузонапряжённости. Грузонапряжённость т.е. нагрузка на один квадратный метр пола склада принимается равной 07 т. Исходя из допускаемой грузонапряжённости площади пола и принятого для образования запаса количества дней рассчитаем потребную площадь склада заготовок:
где Q – общий черновой вес заготовок подлежащих обработке в механическом цехе в течение года т;
t – среднее количество дней принятое для образования запаса заготовок;
Ф – количество рабочих дней в году;
q – средняя грузонапряженность площади склада тм2;
Ки – коэффициент использования площади склада.
После обработки и контроля детали поступают на промежуточный склад расположенный в конце пролётов механического цеха. Промежуточный склад служит для хранения окончательно обработанных деталей. При среднесерийном производстве запасы готовых деталей на промежуточных складах принимаются на семь календарных дней. Грузонапряжённость склада деталей принимается равной 04 т.
Определим общую площадь склада готовых деталей по формуле:
где Qч – чистый вес готовых деталей обработанных в течение года т;
d – среднее количество дней принятое для образования запаса деталей;
q – средняя грузонапряжённость площади склада тм2;
Выбор вида цехового транспорта зависит от характера изготовляемой продукции её массы и размера вида и формы организации производства размеров грузооборота типа и размеров здания. В спроектированном участке для перемещения заготовок и деталей от одного рабочего места к другому используем тележку.

Токарная-карусельная с чпу 2 переустанов.frw

Фрагмент.frw

Координатно расточная переустанов.frw

Токарная-карусельная с чпу 2.frw

Токарная-карусельная.frw

Токарная-карусельная с ЧПУ.frw

Координатно расточная.frw

заготовительная.frw