Разработка технологического процесса механической обработки детали Шкворень с использованием автоматизации изготовления детали

поверхности.cdw

ВВЕДЕНИЕ.docx

Как показывает развитие промышленного производства последних лет в области технологии машиностроения одним из основных направлений является разработка методов оптимизации технологических процессов по достигаемой точности производительности при условии обеспечения высоких эксплуатационных качеств и надёжности работы машины. Как раз это направление рассматривается в данном курсовом проекте.
Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса механической обработки с использованием автоматизации изготовления детали В качестве исходных данных к предстоящему проектированию используется чертеж изготавливаемой детали «Шкорень» базовый технологический процесс изготовления детали. Режим работы при изготовлении детали принимается односменным в соответствии с заданием к курсовому проекту. Объем выпуска составляет 25000 штук в год. В курсовом проекте были решены следующие задачи:
Определена технологичность детали.
Определен тип производства.
Проанализирован базовый технологический процесс и на основе его разработан технологический процесс.
Выбран и обоснован метод получения заготовки.
Произведен расчет припусков на обработку и расчет режимов резания.
Произведен расчет технической нормы времени.
Представлено технико - экономическое обоснование.
Произведено описание автоматизированного устройства.
Произведен расчет автоматизированного устройства

СОДЕРЖАНИЕ.docx

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 4
1Назначение и конструкция обрабатываемой детали ..4
2Определение технологичности конструкции детали 6
2.1 Качественный анализ .6
2.2 Количественный анализ .7
3Определение типа производства 9
4 Выбор и обоснование метода получения заготовки 12
5 Разработка базового технологического процесса.16
6 Расчёт припусков на механическую обработку .18
7 Расчёт режимов резания 24
8 Техническое нормирование .25
9 Уточнение типа производства ..27
10 Выбор оборудования и расчет его количества 27
11 Технико-экономическое обоснование варианта технологического процесса .29
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА .32
1 Автоматизированная система подготовки производства33
2 Описание автоматизированного устройства35
3Расчет автоматизированного устройства37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . ..42

Пояснительная записка (ПТП).docx

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали
Деталь «Шкворень» относится к деталям класса валов[4 с. 371]. Она характеризуется тем что в основном образована наружными поверхностями вращения около одной оси. Длина вала значительно больше диаметра в отдельных случаях возможно наличие внутреннего центрального отверстия.
Основное предназначение шквореня – передавать нажимное усилие.
Рисунок 1.1 — Эскиз детали
Деталь «Шкворень» в данном случае является составной частью коробки передач автомобиля и предназначен для передачи нажимного усилия через переборку корпуса от механизма передач к рычагу кулисы. Эскиз детали приведён на рисунке 1.1.
Два отверстия 5 и 3 предназначены для для подачи смазки во втулку скольжения в которой установлена данная деталь.
Лыска выполненная в размер 275мм и в ширину 12мм с шероховатостью Ra 63 с двумя фасками по 45° предназанчена для сопряжения с штоком кулисы переключения для передачи нажимного усилия.
Две канавки радиусом R2 предназначены для установки в них стопорных колец которые в свою очередь ограничивают продольное перемещение шквореня в корпусе втулки скольжения.
Паз длиной 19 мм и радиусом R1.5 предназначен для предотвращения вращения детали в корпусе устройства.
Материал детали — сталь 45 ГОСТ1050-88. Эта сталь углеродистая конструкционная. Из этой стали изготавливаются самые разнообразные детали различных классов. Так как в этой стали 045% углерода то в основном она используется для изготовления деталей с последующей термической обработкой или закалкой для увеличения твердости.
Химический состав 45 представлен в таблице 1.1 а механические свойства 45 в таблице 1.2.
Таблица 1.1 Химический состав стали 45
Таблица 1.2 Механические свойства стали 45
Примечание — т предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации); в предел кратковременной прочности; sотносительное удлинение при разрыве; относительное сужение; aн ударная вязкость.
2 Определение технологичности конструкции детали
Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта технологического процесса его оснащения механизации и автоматизации применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовке производства. На трудоемкость изготовления детали оказывает особое влияние ее конструкция и технологические требования на изготовление. Технологичность важнейшая техническая основа обеспечивающая использование конструкторских технологических резервов. Правила отработки конструкции детали на технологичность приведены в ГОСТ 14.203-83.
Оценку технологичности конструкции детали производят по двум показателям: качественным и количественным.
2.1 Качественный анализ
Деталь «Шкворень» изготавливается из стали 45 поэтому конфигурация нагруженного контура не вызывает значительных трудностей получение детали. Поскольку деталь – тело вращения то большинство операций по обработке со снятием стружки можно выполнить на токарных станках.
С точки зрения механической обработки деталь достаточно технологична. Деталь допускает применения высокопроизводительных режимов обработки имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. Данную деталь можно изготавливать на универсальном и специализированном оборудовании стандартным режущим инструментом также в зависимости от объема производства допускается использовать оборудование с ЧПУ и обрабатывающие центры. Поэтому данная деталь технологична.
2.2 Количественный анализ
В качестве количественных показателей технологичности могут рассматриваться коэффициент использования материала коэффициент точности обработки коэффициент шероховатости поверхности уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости.
Для расчёта коэффициента точности и коэффициента шероховатости составим таблицу 1.3 c номерами и значениями шероховатости и точности обрабатываемых поверхностей а также при расчёте коэффициентов будем использовать рисунок 1.2 на котором изображён эскиз детали с нумерацией обрабатываемых поверхностей. Поверхности которые имеют одинаковую форму квалитет шероховатость и размер в расчет не включаем. На размеры которых не указан квалитет или имеющие свободную шероховатость назначаем квалитет и шероховатость самостоятельно в зависимости от способа обработки данной поверхности.
Рисунок 1.2 — Обрабатываемые поверхности детали
С учетом общих допусков по ГОСТ30893.1-m. ( h14±IT142)
коэффициент точности обработки определяется по формуле [2 с. 100]
где число размеров соответствующего квалитета точности;
квалитет точности обработки.
Если коэффициент точности обработки удовлетворяет условию то деталь технологична по точности. Поскольку то рассматриваемая деталь является технологичной по точности.
Таблица 1.3 — Основные характеристики обрабатываемых поверхностей
Шероховатость поверхности Ш(Rа)
Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле [2с. 101]
где число поверхностей соответствующей шероховатости;
Ш шероховатость поверхности.
Если коэффициент шероховатости поверхности удовлетворяет условию то деталь технологична по шероховатости поверхности. Поскольку то рассматриваемая деталь является технологичной по шероховатости поверхности.
В процессе проверки уровня технологичности видно что данная деталь является достаточно технологичной.
3 Определение типа производства
Исходными данными для определения типа производства являются:
-режим работы — 1 смена;
-объём выпуска детали в год — 25000 шт.
Тип производства в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о. который показывает число различных операций закрепленных в среднем по цеху (участку) за каждым рабочим местом в течении месяца.
Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле [2]
где суммарное число различных операций;
число рабочих мест в одной смене.
Число однотипных операций выполняемых на рабочем определяется по формуле [2]
где нормативный коэффициент загрузки оборудования равный
расчётный коэффициент загрузки оборудования по данной
где расчётное количество станков по данной операции;
принятое количество станков по данной операции полученное
округлением до ближайшего большего целого числа полученного
Расчётное количество станков по операции определяется по формуле [2]
где штучное или штучно-калькуляционное время выполнения
годовой объём выпуска деталей шт.;
действительный годовой фонд времени ч (при односменном
Для определения штучного времени по операциям необходимо произвести укрупненное нормирование вновь разрабатываемого технологического процесса. Это можно выполнить пользуясь методом приближенного определения норм времени по таблицам приведенным в приложении источника [2].
Рассчитаем для каждой операции и полученные значения занесём в таблицу 1.4
5 Фрезерно-центровальная:
0 Кругло-шлифовальная:
5 Кругло-шлифовальная:
Таблица 1.4 Расчёт коэффициента закрепления операций
0 Кругло-шлифовальная
5 Кругло-шлифовальная
Определяем коэффициент закрепления операций:
Так как то принимаем крупносерийный тип производства.
В основном в технологическом процессе применяется стандартный режущий инструмент что ускоряет технологическую подготовку производства. Обработка детали ведётся с применением смазочно-охлаждающей жидкости что позволяет вести обработку с более высокими скоростями резания и сохранением оптимальных периодов стойкости инструмента.
В конце технологического процесса деталь проходит окончательный контроль детали что позволяет проконтролировать соблюдение всех требований предъявляемых к детали. Применяется стандартные и специальные измерительные инструменты и контрольные приспособления и приборы.
Для крупносерийного производства рассчитывается количество деталей в партии для одновременного запуска по формуле [2]:
где годовой объём выпуска деталей;
периодичность запуска в днях (принимаем дн.);
4 количество рабочих дней в году.
4 Выбор и обоснование метода получения заготовки
При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали масса материал объём выпуска деталей. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчётов.
Метод получения заготовки обеспечивающий технологичность изготовления из неё детали при минимальной себестоимости считается оптимальным. Основное требование предъявляемые к методу получения заготовки — наибольшее приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали. Чем меньше разница в размерах детали и заготовки тем меньше трудоемкость последующей механообработки.
Исходной базовой заготовкой для изготовления детали «Шкворень» является прокат: Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7545-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88. Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле [4]
где затраты на материал заготовки руб;
технологическая себестоимость правки калибрования разрезки
Расчёт затрат на материал выполним по формуле [4]
где масса заготовки кг;
цена 1 кг материала заготовки руб ( [3]);
цена 1 кг отходов руб ( [7]).
В отходы включаем не только разность между массой заготовки и детали но и остаток прутка образующийся из-за того что длина заготовки и длина прутка не кратны. Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7545-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88. поставляется в длиной 3 м.
Масса заготовки рассчитаем по формуле
где плотность заготовки принимаем ;
где диаметр заготовки м;
Поскольку длина круга кратна длине заготовки 3 м то остатка круга не будет.
Затраты на материал заготовки составят:
Расчёт технологической себестоимости выполним по формуле [4]
где приведённые затраты на рабочем месте руб.ч;
штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной
Штучно-калькуляционное время рассчитаем по формуле [3]
где длина резания при резании проката на штучные заготовки мм;
величина врезания и перебега мм; принимаем
минутная подача при резании мммин; принимаем
коэффициент показывающий долю вспомогательного времени в
штучном принимаем для среднесерийного производства
Таким образом штучно-калькуляционное время составит:
Технологическая себестоимость составит:
Стоимость заготовки из проката составит:
Коэффициент использования материала рассчитаем по формуле [4]:
где масса готовой детали кг ();
масса материала израсходованного на изготовление детали кг
Для уменьшения стоимости детали заменим материал изготовления детали сталь 45 (Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7545-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88) на сталь 40 (Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7540-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88).
Произведем расчет стоимости заготовки. Поскольку стоимость 1 кг материала заготовки из стали 40 состовляет ( [3]) то стоимость всей заготовки составит:
Стоимость заготовки с учетом технологической себестоимости
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок при которых может быть рассчитан по формуле [4]:
где стоимость заготовки по проектируемым вариантам;
годовой объём выпуска деталей.
Результаты вычислений заносим в таблицу 1.5.
Таблица 1.5 Результаты вычислений
Наименование показателя
Прокат круглый сталь 45
Прокат круглый сталь 40
Коэффициент использования материала
Стоимость 1 т заготовок руб
Стоимость 1 т стружки руб
Стоимость заготовки руб
Экономический эффект руб
Из вышеприведенных расчётов видно что для получения заготовки для детали «Шкворень» целесообразно принять заготовку получаемую из стали 40 ( Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7540-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88)
5 Разработка базового технологического процесса
Технологический процесс изготовления детали включает в себя ряд операций связанных с изменением размеров и свойств материала заготовки. Базовый технологический процесс состоит из 7 механических операций одной термической (закалка).
Принятую технологическую общую последовательность обработки логически следует считать целесообразной так как при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств и формы обрабатываемой детали. Свойства детали формируются поэтапно — от операции к операции поскольку для каждого способа обработки существуют возможности исправления исходных погрешностей заготовки и получения требуемой точности шероховатости и качества обрабатываемых поверхностей.
Материал получения заготовки указанный в базовом технологическом процессе: сталь 45 (Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7545-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88)по стоимости экономически не выгодный поэтому заменяем на сталь 40 (Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7540-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88).
На токарных операциях в ранее предложенном технологическом процессе применяется станок 1М63МФ101 заменяем его на более совершенный станок с ЧПУ KNUTH Turnstar 200 C который имеет преимущество в скорости смены инструмента и обработки так и меньшей занимаемой площади [9]. Для фрезерно-центровальной операции применяется станок с ЧПУ МР-71МФ4. На сверлильных операциях применяется горизонтально – расточной с ЧПУ 2A622Ф4. На фрезерных операциях применяется горизонтально-фрезерный станок 6Р83ГФ2. На шлифовальных операциях кругло-шлифовальный станок с ЧПУ 3М132МВФ2. На полировальных операциях применяем полировальный станок с ЧПУ KNUTH RSM 750.
В конце технологического процесса деталь проходит окончательный контроль детали что позволяет проконтролировать соблюдение всех требований предъявляемых к детали.
В таблице 1.6 представлен изменённый вариант т базового технологического процесса.
Таблица 1.6 — Изменённый вариант технологического процесса
5 Фрезерно-центровальная с ЧПУ
Фрезерно-центровальный станок с ЧПУ МР-71МФ4
Токарный станок с ЧПУ KNUTH Turnstar 200 C
Горизонтально-фрезерный станок 6Р83ГФ2
0 Кругло-шлифовальная с ЧПУ
Кругло-шлифовальный станок с ЧПУ 3М132МВФ2
5 Полировальная с ЧПУ
Полировальный станок с ЧПУ KNUTH RSM 750.
Горизонтально – расточной с ЧПУ 2A622Ф4
6 Расчёт припусков на механическую обработку
Рассчитаем припуски на механическую обработку наружной поверхности . Технологический маршрут обработки поверхности состоит из чернового точения чернового и чистового шлифования тонкого шлифования (полирования). Заготовка устанавливается в специальное зажимное приспособление
Материал детали — Сталь 40. Заготовка Круг h11-НД-31 ГОСТ7417-7540-В-М2-ТВ3 ГОСТ1050-88.заготовки m = 081 кг.
На основании данных расчётов построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку наружной поверхности (рисунок 1.4).
Суммарное отклонение рассчитывается по формуле [1]:
где допуск на смещение мм;
погрешность зацентровки мм;
допуск на коробление мм.
Погрешность зацентровки рассчитывается по формуле [1]:
где допуск на поверхности (по [2] длz заготовок из проката класса точности Т3 группы материала М2 16 мм)
Коробление детали рассчитывается по формуле [1]:
где удельная кривизна заготовок на 1 мм длины =15;
расстояние от обрабатываемого сечения до ближайшей опоры
Определяем суммарное отклонение:
Остаточные отклонения рассчитываем по формуле [1]:
где коэффициент уточнения формы;
суммарное отклонение заготовки.
Находим коэффициент [1]:
-для чернового точения: ;
-для чернового шлифования: ;
-для чистового шлифования: .
-после чернового точения:
-после чернового шлифования:
-после чистового шлифования:
Значения Rz и T определяем по таблицам 4.3 и 4.5 [1]:
-заготовка: Rz = 50 мкм T = 50 мкм;
-после чернового точения: Rz = 40 мкм T = 40 мкм;
-после чернового шлифования: Rz = 30 мкм T = 30 мкм;
-после чистового шлифования: Rz = 10 мкм T = 20 мкм;
-после тонкого шлифования (полирования): Rz = 5 мкм T = 10 мкм.
Расчёт минимальных значений припусков производим пользуясь основной формулой:
Минимальный припуск на:
черновое шлифование:
чистовое шлифование:
Результаты расчёта заносим в таблицу 1.7
Графу «Расчётный размер» заполняем начиная с конечного (в данном случае чертёжного) размера последовательным прибавлением расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:
Значения допусков каждого перехода принимаем в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки. Так для полирования значение допуска составляет 4 = 21 мкм (чертёжный размер); для чистового шлифования 3 = 33 мкм (с учётом достижения 8-ого квалитета); для чернового шлифования 2 = 52 мкм (с учётом достижения 9-ого квалитета) для чернового точения 1 = 84 мкм (с учётом достижения 10-ого квалитета)
для заготовки заг = 130 мкм.
Наибольшие предельные размеры определяем прибавлением допусков к наименьшим предельным размерам:
Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров а максимальные значения соответственно разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:
Общие припуски и определяем суммируя промежуточные припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф.
Произведём проверку правильности расчётов.
На основании данных расчётов построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности . (рисунок 1.3).
Таблица 1.7 Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия .
Технологические переходы обработки отверстия 30h7
Элементы припуска мкм
Расчётный припуск мкм
Предельные размеры мм
Предельные значения припусков мкм
Рисунок 1.3 Схема расположения припусков на обработку .
7 Расчёт режимов резания
Рассчитаем режим резания для операции «015 Фрезерная с ЧПУ». Операция фрезерование лыски в размер 275e8 выполняется на горизонтально-фрезерном станке 6Р83ГФ2. Инструмент фасонная дисковая фреза 2234-0363 H5 ГОСТ 9140-78. Диаметр фрезы D = 100 мм. Расчёт режимов резания представлен в таблице 1.8.
На все остальные переходы режимы резания определяем по нормативам и картам приведенным в литературе [6]. Результаты расчётов заносим в таблицу 1.9.
Таблица 1.8 — Расчёт режимов резания для операции «015 Фрезерная с ЧПУ»
) Длина рабочего хода суппорта
) Подача суппорта на оборот шпинделя
S0 назначаем по карте Т-2 [8] и уточняем по паспорту станка
На всё переходы назначаем S0=008ммоб;
) Стойкость инструмента Tp
Tм назначаем по карте Т-3 [8];
Tp = 150 × 096 = 144 мин.
) Скорость резания V и число оборотов шпинделя n
уточнение n по паспорту станка;
уточнение V по формуле
по паспорту n = 100 мин–1;
Таблица 1.9 — Режимы резания
№ операции и перехода
5 Фрезерно-центровльная с ЧПУ
8 Техническое нормирование
Расчёт технических норм времени производим на все операции технологического процесса [6]. Результаты расчёта заносим в таблицу 1.11. Для операции «015 Фрезерная с ЧПУ». произведём подробный расчёт норм времени по элементам. Расчёт оформим в виде таблицы 1.10.
Таблица 1.10 — Расчёт норм времени для операции «025 Сверлильная с ЧПУ»
) Вспомогательное время tВ мин
tВ = tУС + tЗ.О. + tУП + tИЗ;
tУС + tЗ.О. tУП tИЗ находим по нормативам [9]
tУС + tЗ.О. = 01 мин; tУП=005мин; tИЗ = 005 мин;
tВ = 005 +01 + 005 = 02
) Оперативное время tОП мин
) Время на обслуживание tОБС и отдых tОТД мин
(tОБС + tОТД) = 01tОП
(tОБС + tОТД) = 01 · 06 = 006
) Норма штучного времени tШТ мин
tШТ = tО + tВ + tОБС + tОТД
tШТ = 04 + 02 + 006 = 066
) Подготовительно-заключительное время tП.З. мин
tНАЛ tПОЛ находим по нормативам [9]
tП.З. = 305 + 215 = 52
) Норма штучно-калькуляционного времени tШТ.-К. мин
tШТ.-К. = tШТ + (tП.-З. n)
TШТ.-К. = 066 + (52 374) = =08
Примечание — tВ вспомогательное время мин; tУС — время на установку и снятие детали мин; tЗ.О. время на закрепление и открепление детали мин; tУП—время на приёмы управления станком мин; tИЗМ — время на измерение детали мин; tОП оперативное время; tО основное (машинное) время мин; tОБСвремя на обслуживание рабочего места мин; tОТД время на отдых мин; tШТ штучное время; tШТ.-К. штучно-калькуляционное время; tП.-З. подготовительно-заключительное время мин; tНАЛ время на наладку станка инструмента и приспособлений мин; tПОЛ время на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания работы мин; размер партии деталей.
Таблица 1.11 — Сводная таблица норм времени
Наименование операции
9 Уточнение типа производства
Количество рабочих мест закрепляемых для изготовления данной детали определяется исходя из числа механических операций и принимаем равное ΣPi = 7.
Определение типа производства было подробно описано в пункте 1.3.
Коэффициент закрепления операции рассчитываем по формуле [5]:
Кз.о =ОiPi=277=38. (1.21)
Так как 1=Кз.о=10 то принимаем для детали Шкворень объемом выпуска 25000 штук в год крупносерийный тип производства.
Принимаем поточную форму производства.
10 Выбор оборудования и расчет его количества
Определяем количество единиц оборудования по формуле [2]
нормативный коэффициент загрузки оборудования равный 08.
Расчётный коэффициент загрузки оборудования по данной операции определяем по формуле [2]
Коэффициент использования оборудования по основному (технологическому) времени свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка:
где tО — основное (машинное) время мин.
Произведём расчёт для операции «005Фрезерно-центровальная»:
По аналогии рассчитаем показатели для всех остальных операций. Расчеты по определению необходимого количества оборудования и его загрузки сводим в таблицу 1.12
Таблица 1.12— Расчёт требуемого количества станков
Средний коэффициент использования группы станков по основному времени определим по формуле:
Поскольку полученные коэффициенты загрузки меньше чем нормативный коэффициент загрузки то необходимо провести дозагрузку станка деталями имеющими сходные конструктивно-технологические признаки.
Рисунок 1.4 Графики использования и загрузки оборудования
11 Технико-экономическое обоснование варианта технологического процесса
Технико-экономическое обоснование разработанного варианта технологического процесса состоит в расчёте экономической эффективности изменённых операций то есть нужно определить минимум приведённых затрат на единицу продукции на этих операциях.
Приведённые затраты для двух сравниваемых вариантов технологического процесса можно рассчитать по формуле [4]
где технологическая себестоимость руб;
нормативный коэффициент экономической эффективности
капитальных вложений ();
удельные капитальные вложения в станок и здание соответственно.
Расчёт основной и дополнительной зарплаты выполняется по формуле [4]
где часовая тарифная ставка рабочего соответствующего для данной
операции разряда рубч;
коэффициент учитывающий дополнительную зарплату
начисление и приработок к основной зарплате в результате
перевыполнения норм ();
коэффициент учитывающий оплату наладчику (для серийного
коэффициент учитывающий оплату рабочего при многостаночном
обслуживании и принимаемый в зависимости от числа
обслуживаемых одним рабочим станков ().
Расчёт часовых затрат по эксплуатации рабочего места выполняется по формуле [4]
где фактические часовые затраты на базовом рабочем месте рубч;
коэффициент показывающий во сколько раз затраты связанные с
работой данного станка больше чем аналогичные расходы у
Удельные капитальные вложения рассчитываются по формуле [4]
где отпускная цена станка руб;
коэффициент учитывающий затраты на транспортировку и монтаж
принятое число станков на операцию ();
годовой объём выпуска деталей шт.
Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле [4]
где стоимость 1 м2 производственной площади рубм2;
площадь занимаемая станком с учётом проходов м2.
Площадь занимаемая станком определяется по формуле [4]:
где площадь станка в плане м2;
коэффициент учитывающий дополнительную производственную
Технологическая себестоимость рассчитывается для всех операций по формуле [4]
Экономический эффект технологического процесса рассчитывается по формуле:
где приведённые затраты по базовому варианту технологического
приведённые затраты по проектируемому варианту.
В процессе разработки техпроцесса мы приняли решение внедрить на операции 010 Токарной с ЧПУ вместо морально устаревающего станка 1М63МФ4 более новый и следовательно более функциональный к тому же менее энергоемкий станок станок с ЧПУ KNUTH Turnstar 200C. Рассчитаем экономический эффект полученный в результате данной замены.
Операции 010 производятся на токарном станке с ЧПУ 1М63МФ4.
Разряд рабочего IV =15 мин [8] м2 .
Проектируемый вариант
Операции 010 производятся на фрезерном станке с ЧПУ KNUTH Turnstar 200C.
Разряд рабочего III =11 мин [9] м2 .
Экономический эффект технологического процесса составит:
Как видно при замене станка с ЧПУ 1М63МФ4. на станок с ЧПУ KNUTH Turnstar 200C получили экономию. Также для рабочего при работе за станком с ЧПУ KNUTH Turnstar лучше чем при работе за станком с ЧПУ 1М63МФ4. К положительным факторам станка с ЧПУ KNUTH Turnstar можно отнести меньшую технологическую себестоимость изготовления детали из-за уменьшения уменьшения времени обработки а также экономию по занимаемой площади цеха и меньшее потребление электроэнергии.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
1 Автоматизированная система подготовки производства
В настоящее время важно качественно дешево и в заданные плановые сроки с наименьшими затратами труда изготовить машину применив современное высокопроизводительное оборудование инструмент и технологическую оснастку средства механизации и автоматизации производства.
Автоматизация - это применение комплекса средств позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска снижению себестоимости и улучшению качества продукции уменьшает численность обслуживающего персонала повышает надежность и долговечность машин дает экономию материалов улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке регулировке обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
От принятой технологии производства во многом зависит долговечность и надежность работы выпускаемых машин а также экономика их эксплуатации.
Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Вместе с тем развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.
Развитие высокопроизводительных методов производства дальнейшее повышение быстроходности точности коэффициента полезного действия износостойкости и других показателей возможно достигнуть в результате разработки новых технологических методов и процессов. Точность в машиностроении большое имеет значение для повышения эксплуатационных качеств машин для повышения эксплуатации качеств машин и для технологии их производства. Решение вопросов точности должно решаться комплексно. Так повышение точности изготовления заготовок снижает трудоемкость механической обработки. В свою очередь повышения точности механической обработки сокращает трудоспособность сборки в результате устранения пригоночных работ и обеспечения взаимозаменяемости деталей изделия. Особое значение имеет точность при автоматизации производства. В этом случае необходимое количество продукции должно получаться в результате устойчивой и надежной работы технологического оборудования.
Создание непрерывных производств с их полной автоматизацией обеспечивает включение в потоки механической обработки и сборки разнородных технологических процессов (литье обработка давлением термическая обработка и др.). Это определяет комплексность технологии машиностроения и тесную связь различных технологических областей.
Основные направления развития современной технологии: переход от прерывистых дискретных технологических процессов к непрерывным автоматическим обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции. Эффективное использование машин и оборудования; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья материалов энергии топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем широкое использование роботов и роботизированных технологических комплексов в машиностроении. Наиболее перспективным следует считать развитие средств числового программного управления отвечающих требованиям свободного программирования и агрегатирования узлов сопряжения с объектом управления. В основе структур обладающих этими свойствами лежит использование микро или мини-ЭВМ. Использование этих средств для разработки технологического процесса обработки деталей позволяет разработать технологический процесс отвечающий требованиям современного машиностроения.
2 описание автоматизированного устройства
Разработанное загрузочное устройство представляет собой зажимное приспособление аналогичного по принципу действия тисков для операции 040 Сверлильная с ЧПУ(сверление отверстия 3мм) выполняемой на Горизонтально – расточном станке с ЧПУ 2A622Ф4 данный станок имеет два шпинделя что позволят выполнять обработу отверстий как вертикально так и горизонтально при установке на стол дополнительных устройств автоматизации. Зажим осуществляется призмами к которым подведён лоток он же в свою очередь исполняет роль бункера-накопителя заготовок. Продольно закреплённый пневмоцилиндр выполняет перемещение толкателя с последующим базирование заготовки относительно исполнительного органа станка. Зажим заготовки и её базирования относительно шпинделя станка также производится по средством включения зажимного пневмоцилиндра.
В лоток поз.2 загружаются оператором предыдущей операции заготовки в желоб т.к. желоб необходимо устанавливать под уклоном необходимость транспортировки отпадает. В следствии перемещения заготовки по желобу заготовка примыкает к самому загрузочному устройству. В роли ограничителя выступает толкатель поз.12 который не позволяет заготовке переместится на направляющую призму поз.9 после того как толкатель вернётся в исходное положение заготовка может переместится на освободившееся место на направляющей призме. Зажим заготовки осуществляется за счёт пневмоцилиндра усилие передаётся на прижимную призму которая в свою очередь перемещаясь зажимает заготовку и одновременно ориентирует её поворотный цилиндр установленный вместо щтурвала станка перемещает шпиндель станка по окончании обработки отверстия призма отжимается толкатель приводится в действие процесс повторяется до тех пор пока имеются заготовки перед толкателем при их отсутствии магнитный датчик размыкается загрузочное устройство останавливается.
– Кожух; 2 – Лоток; 3 – Плита; 4 – Корпус; 5 – Крышка; 6 – Поршень; 7 – Шток;
– Прижим; 9 – Призма направляющая; 11 – Прихват; 12 – Толкатель; 13 – Стопор; 1415 – Платик; 16 – Кондукторная втулка;17 – Призма прижимная; 18 – Пневмоцилиндр;
-26 – Винты; 27 28 –Гайки; 29 – Шайба; 31 – Штифт; 32 33 – Кольца;
Рисунок 2.1 – Общий вид спроектированного узла
3 расчет автоматизированного устройства.
Расчет пневмоцилиндра.
Расчет пневмоцилиндров подразделяют на проектный и поверочный. При проектном расчете по заданной нагрузке магистральному давлению массе перемещаемых деталей скорости перемещения поршня определяют диаметр поршня штока и подводящих отверстий расход воздуха и пропускную способность пневмо-линии. При поверочном расчете определяют время срабатывания пневмоцилиндра и возможность торможения поршня (для цилиндров с торможением).
Пневмоцилиндры в зависимости от характера применении условно разделяют на две группы:
-зажимные пневмоцилиндры (подпружинивающие фиксирующие
прижимные и др.) которые обеспечивают передачу заданного усилия после завершения хода или при весьма малых перемещения поршня с «ползучей» скоростью;
-транспортирующие пневмоцилиндры развивающие требуемое
усилие на всем пути перемещения поршня.
Диаметр транспортирующего пневмоцилиндра определяют по следующим формулам:
для горизонтально расположенных пневмоцилиндров:
Где: Р2 – усилие необходимое для перемещение заготовки (в Н); — безразмерный параметр нагрузки; kтр — коэффициент учитывающий потери на трение в пневмоцилиндре; Рм – давление в магистрали (в Па).
Ориентировочные значения kтр для различных величин полезной нагрузки при уплотнении манжетами и магистральном давлении 05— 06 МПа приведены ниже в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Ориентировочные значения kтр.
Большие значения kтр принимают для меньших диаметров пневмоцилиндров.
Безразмерный параметр нагрузки:
где F — площадь поршня (F=30 см2);
Р - результирующая сила преодолеваемая силами давления в общем случае равна сумме значений вредного Р1 (сила трения) полезного Р2 сопротивления веса Р3 поршня и перемещаемых частей привода (при вертикальном положении цилиндра) а также силы Р0 предварительного натяжения пружины:
Для транспортирующих пневмоцилиндров оптимальное значение = 04 – 05 при Х >05 время срабатывания пневмоцилиндра значительно возрастает малые значения (01 — 02) свидетельствуют о неэффективном использовании пневмоцилиндра но могут быть необходимы для получения максимальной скорости срабатывания.
Исходя из полученных данных проектного расчёта выбираем
пневмоцилиндр 27U2A63A0200 из каталога фирмы Camozzi. Данный цилиндр 27 серии характеризуется минимальными габаритными размерами и простотой конструкции.
Расчёт на точность базирования кондуктора.
Спроектированное автоматическое загрузочное устройство (см. рис. 2.1) представляет собой призму (поз.9) установленной на установочной плите (поз.3) по которой двигаются поступательно заготовки. Зажим заготовок осуществляется по достижении заготовкой стопора (поз. 13) и срабатывания магнитного датчика (поз.34). Зажим осуществляется прижимной призмой (поз.17).
Для обеспечения необходимой точности обрабатываемой детали при конструировании приспособления необходимо выбрать такую схему при которой будет соблюдено условие:
Для расчета приспособления на точность используем формулу:
где Т – допуск выполняемого размера;
б з у пи и – соответственно погрешности базирования закрепления установки приспособления на станке положения детали из–за износа установочных элементов приспособления и от перекоса (смещения) инструмента.
– экономическая точность обработки;
КT1=1 12 – коэффициент учитывающий отклонение рассеивания значений составляющих величин от закона нормального распределения;
kT1=08 085 – коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках;
kT2=06 08 – коэффициент учитывающий долю погрешностей обработки в суммарной погрешности вызываемой факторами независящими от приспособления.
Рисунок 2.2 - Схема для расчета станочного приспособления (кондуктора) на точность
где D – диаметр отв. в прижиме (см. рис. 2.1 поз.8); dп – диаметр штока (см. рис.2.1 поз.7)
Δгар=003 – гарантированный диаметральный зазор между базой заготовки и пальцами;
Δdn – допуск на размер dn.
ΔD – допуск на размер D.
где И0=006 – средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима Р0=10 кН и базовом числе установок N=100000.
k1 k2 k3 k4 – соответственно коэффициенты учитывающие влияние материала заготовки оборудования условий обработки и число установок заготовки.
k1=1 – для чугунной заготовки;
k2=1 – для универсального оборудования;
k3=094 – для сверления с охлаждением;
k4=24 – для числа установок 104.
и=0061109424=0014 мм.
Деталь «Шкворень» технологична по коэффициентам точности обработки и шероховатости. Для детали «Шкворень» с годовым объёмом выпуска N = 25000 штукгод по полученным значениям принят тип производства крупносерийный. Рассчитаны припуски на обработку наиболее точной поверхности наружная поверхность . Произведён расчёт режимов резания для операции «015 Фрезерная с ЧПУ» и техническое нормирование для операции «015 Фрезерная с ЧПУ».
Годовой экономический эффект от применения заготовки из стали 40 составил 26350000 рублей по сравнению с получением данной заготовки из стали 45.
Также было разработанно загрузочное устройство представляет собой зажимное приспособление аналогичного по принципу действия тисков для операции «035 Сверлильная с ЧПУ» (сверление отверстия 3мм) выполняемой на Горизонтально – расточном станке с ЧПУ 2A622Ф4. Также были произведены проектные расчеты элементов разработанного устройства на усилие зажима и на точность позиционирования.
В процессе разработки технологического проекта была решена поставленная перед нами задача. В разработанном технологическом процессе по сравнению с базовым произошли следующие изменения:
-сократилось время на обработку детали;
-сократилась трудоёмкость изготовления единицы продукции так как были приняты оптимальные режимы резания сократилась доля вспомогательного времени в основном.
-сократилась стоимость заготовки за счет применения более дешевого материала
-также сократилась трудоемкость за счет применения разработанного автоматизированного устройства.
)Авраменко В. Е. Технология машиностроения. Расчёт припусков и межпереходных размеров: учеб. пособие В. Е. Авраменко Ю. Ю. Терсаков. — Красноярск : ПИ СФУ 2007. — 88 с.
)Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения А.Ф. Горбацевич В.А. Шкред: Минск: Высш. шк. 1983. 256 с.
)Пашкевич М.Ф. Технология машиностроения: учеб. пособие М.Ф. Пашкевич [и др.]; под. ред. М.Ф. Пашкевича. — Минск : Новое знание 2008. — 478 с.
)Проектирование технологических процессов в машиностроении : учеб. пособие для вузов И. П. Филонов [и др.] ; под общ. ред. И. П. Филонова. — Минск: Технопринт 2003. — 910 с.
)Режимы резания металлов: Справочник Ю.В. Барановский [и др.] ; под общ. Ред. Ю. В. Барановского. — 3-е изд. — Москва : Машиностроение 1995. — 456 с.
)Раевский Н. П. Датчики механических параметров машин Н.П. Раевский. – М.: изд-во АН СССР 1959. – 186 с.
)Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. Приводы и системы: Учебное пособие Т.М. Башта. – 3-е изд. – М.: Машиностроение 1972. – 320 с.
)Кузьмин А.В. Справочник по расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин А.В. Кузьмин Ф.Л Маров. – 2-е изд. перераб. и доп. – Минск: Беларусь 1983. – 426 с.
)Горохов В.А. Проектирование и расчёт приспособлений В.А. Горохов. – Минск.: Выш. школа 1986. – 204 с.
)Герц Е.В Динамика пневматических приводов машин-автоматов Е.В. Герц Г.В. Крейнин. – М.: Машиностроение 1964. – 365 с.
)Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник А.К. Горошкин. – 7-е изд. – М.: Машиностроение 1979. – 303 с. ил.
)Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов В.Э. Пуш [и др.]; под общ. ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение 1985. – 256 с. ил.
)Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений: Учебник для вузов В.С. Корсаков. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1983. – 277 с. ил.

Титульник (ПТП).docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Дата регистрации работы на кафедре
Отметка о допуске к защите
студент (факультет курс группа)
фамилия имя отчество
ученое звание ученая степень должность
(фамилия имя отчество)
Дата получения курсового проекта для рецензирования
Дата возвращения курсового проекта после рецензирования
ОценкаПодпись преподавателя-рецензента
Курсовой проект: 43 с. 6 рис. 13табл. 17 источников.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МЕХНАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКААВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ШКВОРЕНЬ.
Объектом и предметом исследования является технологический процесс механической обработки шквореня с внедрением автоматизированной системы технологической подготовки призводства.
Цель курсового проекта: разработать технологический процесс механической обработки с использованием автоматизации изготовления детали;
Областью возможного практического применения являются промышленные машиностроительные предприятия.
Автор подтверждает что приведенный в проекте расчетно-аналитический материал правильно и объективно отражает состояние исследуемого процесса а все заимствованные из литературных и других источников теоретические методологические и методические положения и концепции сопровождаются ссылками на их авторов.

операционные эскизы1,2,3,4.cdw

Наименование и модель
Фрезеровать торцы выдерживая 2;
Сверлить центровочные отверстия выдерживая размер 1
Горизонтально-фрезерный
станок с ЧПУ 6Р83ГФ2
выдерживая размеры 2;
выдерживая размеры 1
выдерживая размеры 3;
Точить канавку выдерживая размеры 5
Точить канавку выдерживая размеры 47;
Токарный станок с ЧПУ
Фрезерно-центрвальный с
Отв. центр. А4 ГОСТ 14034-74
инженерный факультет
5 Фрезерно-центровальная с ЧПУ
0 Круглошлифовальная
Шлифовать повехность выдержав размеры 1 и 2

операционные эскизы5,6,7.cdw

Наименование и модель
сверлить отверстие выдерживая размеры 1
выдерживая размеры 1
Фрезеровать канавку выдерживая размеры 6
инженерный факультет
0 Круглошлифовальная
Шлифовать повехность выдержав размеры 1 и 2
5 Полирвальная с ЧПУ
Полировать повехность выдержав размеры 1 и 2
Расточной станок с ЧПУ 2А622Ф4

деталь.cdw

Материал-заменитель: круг h11 НД-31 ГОСТ7417-7540-В-М2-ТВ3
*Переходные зоны твердости.
Допускается отсутствие закаленного слоя на лысках.
Общие допуски по ГОСТ30893.1-m.
Остальные технические требования по СТБ1014-95.

Загрузочное устройство СБ.cdw

загрузочное устройство
для расточного станка
*Размеры исполнительные
остальные для справок.
**Установить в размер перед креплением на ось штурвала
станка поворотного пневмоцилиндра.
Соединяемые поверхности корпуса поз.4 и крышки поз.5 покрыть
Ориентирование загрузочного устройства производить
продольным перемещением по Т-образному пазу рабочей зоны
станка. Несоосность контрольного щупа закреплённого в патроне
станка и отверстия на длине 100мм не более 0
Загрузочное приспособление установить на стол станка
крепление осуществить с помощью шпонки 14Н7 и прихватов.
Несоосность направляющей призмы поз. 9 и прижимной призмы
мм. Проверку несоосности призм провести после
монтажа к столу станка с помощью контрольного валика
длинной не менее 100мм. Измерения производить без
присоединённого кожуха поз.1.
Контролировать ход пневмоцилиндра поз.18 не более 16мм.
По окончании смены производить чистку загрузочного
рабочие поверхности призм и лотка протереть
При заклинивании приспособления необходимо отключить подачу
воздуха от магистрали и сбросить давление во всех
Магнитные датчики поз.34 приклеить клеем LOCTITE-406
проверку на включение произвести по месту. При отводе от
датчик должен размыкаться.
При отсутствии заготовок в лотке поз2. загрузочное
устройство выключается автоматически.