Розробка технологічного процесу виготовлення гвинта

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Розробка технологічного процесу виготовлення гвинта

Розробка технологічного процесу виготовлення гвинта

1. Опис конструкції і призначення деталі

Палець установочний використовується як кріпильний елемент. Деталь є однорідною. Висуваються підвищені вимоги до точності дотримання геометричних розмірів і особливо щодо зовнішнього діаметра деталі.

2. Визначення типу виробництва

Визначення типу виробництва почнемо з визначення дійсного річного фонду часу роботи обладнання. Календарний річний фонд часу роботи обладнання складає : для роботи в одну зміну - 2700 год., для роботи в дві зміни - 4140 год., для трьох - 6210 год. Дійсний фонд часу Ф, який враховує втрату часу на ремонт обладнання, відповідно складає 2030, 4015, 5965 год.

В нашому випадку обладнання працює в одну зміну, тому Ф=2030 год.

Після цього розраховують такт випуску виробу t при заданому об?ємі випуску виробу N.

N=950 шт. у рік.

;

де ; - кількість запасних деталей у % від загальної кількості;

- коефіцієнт, який враховує час перебування верстата у ремонті (для середніх верстатів =0,95…0,97 ).

Вважаємо, що брак близько =5. Отже

= 950?(1+(5/100)) =997 (шт. у рік);

t = (60?2030?0.96)/950 = 117.2 (хв).

Наступний крок - визначення кількості верстатів:

,

де - штучний або штучно-калькуляційний час, хв.;

- нормативний коефіцієнт завантаження обладнання, =0,75…0,8.

= 6,1 хв. (див. пункт 8 ), тоді

= 0,034;

Отже для виробництва потрібне одне робоче місце = 1.

Значення фактичного коефіцієнту завантаження робочого місця по кожній операції визначають за формулою:

= = 0,034.

Якщо операції буде вищим за нормативний, то потрібно збільшити для даної операції кількість верстатів. Якщо операції буде нижчим за нормативний, тоді потрібно збільшити кількість операцій на даному робочому місці.

В нашому випадку = 0,034<=0,8. Це означає необхідність збільшення кількості операцій на даному робочому місці.

Кількість операцій, виконуваних робочому місці, визначається за формулою:

= =23,5.

Розрахувавши значення коефіцієнтів і , знайдемо значення коефіцієнта закріплення операції:

= =23,5.

Це значення відповідає малосерійному типу виробництва.

У серійному виробництві кількість деталей у партії одночасного запуску визначається за формулою:

Де N-об'єм випуску деталей , шт.;

а-періодичність запуску днів, (а=3, 6, 10);

Dp- число робочих днів у році.

У нашому випадку N=550 шт., а=10, Dp=270 тоді:

3. Вибір методу одержання заготовки

1. Чистове торцювання поверхні A;

2. Точити поверхню до діаметру O12 на відстань 28мм ;

3. Точити поверхню до діаметру O10 на відстань 12мм ;

4. Нарізати 2 фаски 2x900 ;

5. Нарізати фаску 1x300;

6. Обточування канавки;

7. Відрізка деталі додержуючи розмір 20,5 мм ;

8. Закріпивши втулку розрізну робимо чистове торцювання поверхні Б стесуючи 0.5мм ;

9. Нарізати фаску 1х300.

6. Розрахунок припусків на обробку

6.1 Установка технологічних допусків та розмірів заготовки

Для визначення припусків застосовують дослідно-статистичний та розрахунково-аналітичний методи. Застосуємо розрахунково-аналітичний метод визначення припусків та проміжних розмірів заготовки по технологічним переходам. Розрахункова карта припусків і граничних розмірів по технологічним переходам при обробці заготовки приведена в табл. 1.

Таблиця 1

Потім вибирають подачу за нормативами або розраховують узгоджуючи її величину з паспортними даними верстата. Після цього розраховують допустиму швидкість різання, і за її значенням знаходять частоту обертання шпинделя в об/хв., коректуючи її згідно до паспортних даних верстата; розраховують силу різання і потужність різання.

1. Проточити торець А

Глибина різання

=2.7/2 = 1.35(мм)

Подача S= 0,5 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

де - стала для швидкості ріізання;

- середне значення стійкості різьця, хв;

- показники степенів;

- загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання.

,

де - коеф. якості обробляємого матеріалу;

- коеф. стану поверхні заготовки;

- коеф. матеріалу різальної частини інструменту;

- параметри різьця (тільки для різьців з швидкорізальної сталі).

Матеріал різальної частини інструменту Т15К6.

Отже приймаємо = 292; = 0,15; = 0,30; = 0,15 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; Kuv = 0.8 згідно [1, с.426, табл. 15].

Knv = 0,85 згідно [1, с.426, табл. 14];

Kmv = 0.8 згідно [1, с.425, табл. 11];

Kv = 0.8 ? 0.85 ? 0.8= 0.5984.

= 184,63 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм;

V- швидкість різання, м/хв.

=4892 (об/хв).

Приймаємо за паспортом верстата = 1600 об/хв.

Фактична швидкість різання:

= = 60,288 м/хв.

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня;

= 384; = 0,9; = 0,9; = -0,15 згідно [1, с.429, табл. 20].

- поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]:

= 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0.

;

.

Потужність різання розраховується за формулою:

= .

2. Проточити 10 на довжину 12 .(чорнове точіння)

Глибина різання = = 0,205 (мм)

Подача S= 0,4 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

Матеріал різальної частини інструменту T15K6.

Отже приймаємо = 292; = 0,3; = 0,15; = 0,18 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; =1 згідно [1, с.425, табл. 11];

= 1,0 згідно [1, с.426, табл. 14]; = 1,0 згідно [1, с.426, табл. 15].

=1,04

= 0,936.

= 204 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм;

V- швидкість різання, м/хв.

=5414 (об/хв).

Приймаємо за паспортом верстата = 1600 об/хв.

Фактична швидкість різання:

= = 60.3 м/хв.

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня;

= 200; = 1,0; = 0,75; = 0 згідно [1, с.429, табл. 20].

- поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]:

= 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0.

= 0,41;

.

Потужність різання розраховується за формулою:

= = 0,19 кВт.

3. Проточити 12 на довжину 28 .(чистове точіння)

Глибина різання

= = 0,2 (мм)

Подача S= 0,5 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

Матеріал різальної частини інструменту T15K6.

Отже приймаємо = 292; = 0,3; = 0,15; = 0,18 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; =1 згідно [1, с.425, табл. 11];

= 1,0 згідно [1, с.426, табл. 14]; = 1,0 згідно [1, с.426, табл. 15].

=1,04

= 0,936.

= 250 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм;

V- швидкість різання, м/хв.

=6630 (об/хв).

Приймаємо за паспортом верстата = 1600 об/хв.

Фактична швидкість різання:

= = 60.3 м/хв.

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня;

= 200; = 1,0; = 0,75; = 0 згідно [1, с.429, табл. 20].

- поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]:

= 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0.

= 0,41;

= 9,75 кг.

Потужність різання розраховується за формулою:

= = 0,1 кВт.

4. Нарізати фаску

t=1

Подача S= 0,4 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

Матеріал різальної частини інструменту T15K6.

Отже приймаємо = 292; = 0,3; = 0,15; = 0,18 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; =1 згідно [1, с.425, табл. 11];

= 0.9 згідно [1, с.426, табл. 14]; = 1,0 згідно [1, с.426, табл. 15].

=1

= 0,9.

= 144 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм;

V- швидкість різання, м/хв.

=3822 (об/хв).

Приймаємо за паспортом верстата = 1600 об/хв.

Фактична швидкість різання:

= = 60.3 м/хв.

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня;

= 200; = 1,0; = 0,75; = 0 згідно [1, с.429, табл. 20].

- поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]:

= 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0. = 0,41; = 48,76 кг.

Потужність різання розраховується за формулою:

= = 0,48 кВт.

5. Прорізати канавку глибиною 2 мм. Відрізати деталь.

Подача S= 0,08 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

Матеріал різальної частини інструменту T15K6.

Отже приймаємо = 47; = 0; = 0,8; = 0,2 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; =1 згідно [1, с.425, табл. 11];

= 0,9 згідно [1, с.426, табл. 14]; = 1,0 згідно [1, с.426, табл. 15].

=0,96

= 0,86.

= 28,25 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм;

V- швидкість різання, м/хв.

=749,73 (об/хв).

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня;

= 408; = 0,72; = 0,8; = 0 згідно [1, с.429, табл. 20].

- поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]:

= 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0.

= 0,41;

= 31,71 кг.

Потужність різання розраховується за формулою:

= = 0,15 кВт.

6. Проточити торець Б

Глибина різання

= = 0,44(мм)

Подача S= 0,5 мм/об [1, с. 420, табл. 4]

Швидкість різання

,

Матеріал різальної частини інструменту Т15К6.

Отже приймаємо = 292; = 0,3; = 0,15; = 0,18 згідно [1, с.422, табл. 8];

= 60 хв; =1 згідно [1, с.425, табл. 11];

= 0,9 згідно [1, с.426, табл. 14]; = 1,0 згідно [1, с.426, табл. 15].

=1,04

= 0,936.

= 180,36 (м/хв).

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою:

,

де D- діаметр обробляємої заготовки, мм; V- швидкість різання, м/хв.

=4793 (об/хв).

Приймаємо за паспортом верстата = 1600 об/хв. Фактична швидкість різання:

= = 60,288 м/хв.

Сила різання

,

де - постійна для сили різання;

- показники степеня; = 384; = 0,9; = 0,9; = -0,15 згідно [1, с.429, табл. 20]. - поправочний коефіцієнт, який враховує умови різання:

,

де , = 0,75 згідно [1, с.430, табл. 22], = 0,44;

Поправочні коефіцієнти згідно [1, с. 431, табл. 24]: = 1,0; = 1,0; 1,0; = 0,93 при =1,0.

= 0,41;

= 20 кг.

Потужність різання розраховується за формулою:

= = 0,20 кВт.

Після визначення змісту операцій, вибору обладнання, інструментів і розрахунку режи-мів різання, норми часу визначаються у такій послідовності: 1) на основі розрахункових режимів роботи обладнання по кожному переходу розраховується основний технологічний час:

,

де - розрахункова довжина обробки, мм; вона включає в себе довжини поверхні, що оброб-люється, довжини врізання і перебігу інструменту;

- число проходів у даному переході;

- подача інструмента, мм/об;

- частота обертання шпинделя верстата за паспортом, об/хв.

2) за нормативами для кожного переходу встановлюється допоміжний час Тдоп;

3) за нормативами в залежності від операцій і обладнання встановлюється час на техніч-не обслуговування робочого місця і час перерв у роботі Ттех. і Тп;

4) визначається норма штучного часу Тшт.;

5) для серійного виробництва розраховується підготовчо-заключний час Тп.з. і штучно-калькуляційний час Тшт.к..

9.1 Розрахунок основного технологічного часу

1)Проточити торець А

= 0,011 хв.

2) Проточування 12 на довжину 45 (чорнове)

= 0,056 хв.

3) Проточування 9 на довжину 29 (чорнове)

= 0,036 хв.

4) Проточити фаску 1,8450

= 0,0038 хв.

5) Прорізати канавку

= 0,031 хв.

6) Відрізати деталь

= 0,07 хв.

Всього

9.2 Визначення допоміжного часу, часу на техн. обслуговування і перерву

1. Токарна операція

Lпрутка= 3000 мм; Lдет.= 28 мм; Lобр.= 2,0 мм; Lпат.= 300 мм;

Кількість деталей у прутку =90.

Допоміжний час на установку заготовки

= 0,50 хв

0.32 хв (закріплення деталі 2 рази)

Допоміжний час, пов'язаний з переходом:

=0,5 хв (два рази)

=0,09 хв.- зміна частоти обертання (чотири рази)

= 0,08 хв. зміна різців (чотири рази)

=0,07- зміна подачі (5 разів)

Контрольне вимірювання

= 0,13 хв. (для штангенциркуля) (8 разів);

= 0,08 хв. (для скоби) (2 рази).

Отже хв.

Час обслуговування робочого місця

Згідно [1, с.223, карта 43] для токарно-гвинторізного верстата - 5% від оперативного часу Т0.

Час перерв на відпочинок

Для токарної операції 6% від Т0;

9.3 Встановлення технічної норми часу

Норму часу визначаємо за формулою:

;

Отже норма штучного часу для токарної операції:

= 5,8 хв.

9.4 Визначення підготовчо-заключного часу на партію деталей

хв. (на налагодження верстата, інструмента, пристроїв);

хв. (на отримання інструмента і пристроїв до початку обробки і здача після обробки);

Всього хв.

Отже норма штучно-калькуляційного часу на одну деталь складає:

== 6,1 хв.

10. Проектування пристосування

Так як заготовка являє собою стальний пруток циліндричної форми діаметром 12 мм, то для її закріплення доцільно використати пристосування типу цангового зажиму. При обробці воно забезпечує достатньо міцну фіксацію заготовки. Також використовуємо розрізну втулку. Креслення розрізної втулки приведено в додатках.

11. Розрахунок необхідних зусиль затискання і параметрів силового приводу

Розрахуємо необхідну силу затискання деталі при відрізанні.

,

Де Р- сила затискання;

К- коефіцієнт запасу;

М- крутильний момент;

f-коефіцієнт теря заготовки з опорними поверхнями пристосування ;

D- діаметр опорної поверхні;

d-діаметр бази.

Осьова сила різання Р0=361 (Н);

Крутильний момент від осьвої сили відносно центра деталі:

D=16 мм=0,016 м (за кресленням)

D=10мм=0,010м

F=0.16

K0=1.5- коефіцієнт гарантованого запасу;

К1=1,2-коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання із-за випадкових нерівностей;

К2=1,15- коефіцієнт збільшеня сили різання внаслідок затуплення інструмента;

К3=1,0- при неперервній обробці;

К4=1,4-для затискальних механізмів з ручним приводом;

К5=1,0-для зручного положення рукоятки;

К6=1,0-при установці на площину.

Отже, сила, необхідна для закріплення дорівнює:

=6121 (Н)

12. Розрахунок технологічної собівартості токарної операції

Технологічний процес виготовлення кожної деталі можна спроектувати в декількох варіантах, які забезпечують виконання заданих технічних умов. Найбільш економічний варіант вибирають, співставляючи техніко-економічні показники, які характеризують ці варіанти. Повну оцінку варіантів проводять, порівнюючи собівартість виготовлення деталі.

Враховуючи, що порівнянню підлягають окремі операції (або групи операцій), оцінку варіантів доцільно виконувати порівнянням технологічної собівартості виконання операції. Розрахунок собівартості виготовлення деталі можна здійснити методом прямого калькулювання або нормативним методом.

Розрахуємо собівартість для токарної операції 010 методом прямого калькулювання [40, c. 98-102]:

C0=M+З+Е+І+А+П+О+Р,

де М - вартість заготовки;

З - заробітна платня робітника;

Е - затрати на електроенергію;

І - затрати на інструмент;

А - затрати на амортизаційні відраховування;

П - затрати на експлуатацію пристроїв

О - затрати на утримання обладнання;

Р - затрати на поточний ремонт.

Вартість заготовки:

вартість 1т Сталь 20 - складає 12000 грн.;

вартість деталі вагою 10,8 г = 1,3 грн.

Заробітну платню робітника визначають за трудомісткістю обробки у відповідності з діючою тарифною сіткою за формулою:

 , (грн.).

де - штучно-калькуляційний час на виконання операції, = 6,1 хв.;

-годинна тарифна ставка заробітної плати IV-го розряду верстатника =5 грн.

- тарифний коефіцієнт, відповідний розряду робіт, = 1,1;

= 0,56(грн.).

Затрати на електроенергію:

,

де - встановлена потужність електродвигунів верстата, кВт.

Для токарного станка 16K20 = 10 кВт.

- коефіцієнт використання потужності електродвигуна, = 0,5;

- основний технологічний час на дану операцію, хв, = 0,4хв.;

- коефіцієнт, який враховує втрати в електромережі, =0,96;

- коефіцієнт корисної дії електродвигунів, = 0,95;

- ціна 1 кВт год. електроенергії, = 0,35 гр.

Отже = 0,013 (грн.).

Затрати на різальний інструмент

,

де - початкова вартість інструмента, грн.;

- загальний час експлуатації, хв.;

- штучний час операції, = 5.8 хв.

- затрати на переточку до повного спрацювання інструментів;

,

де n - кількість проточок до повного спрацювання інструмента;

- нормативний час на одну заточку, хв.;

- заробітна плата заточника за 1 хв з нарахуваннями по соцстраху, грн.

Іншим способом затрати на різальний інструмент можна визначити за одиницю його роботи. Вартість роботи різального інструменту за:

1 хв. = 0,2 грн.; = 0,4;

=0,08 (грн.).

Затрати по експлуатації вимірювальних інструментів малі, тому при розрахунках економічної ефективності їх можна не враховувати.

Затрати на експлуатацію пристроїв (виготовлення оправки)

,

Cз - загальна вартість пристрою (гр.) по фактичній або плановій оцінці;

Кз - коеф. збільшення вартості за рахунок поточного ремонту;

Ф - фонд часу обладнання, станко-хв..

Cз= 8,0 грн.; Кз=1;

= 0,0065 (грн.)

Втрати на амортизаційні відрахування:

,

де Сб - початкова балансова вартість обладнання, грн., Сб = 9400 грн.

Н - норма амортвідрахувань, % ; Н= 11,6 % , N=500 шт.

= 2.18 (грн.).

Затрати на армотизацію на одиницю прдукції для однозмінної роботи:

,

де = 48.3 год., = 0,052 (грн.).

Затрати по утримуванню обладнання на одиницю прдукції:

,

де =500 шт.,

С0= З1+З2+З3+М,

де З1,З2,З3 - частка заробітної плати верстатника, змащика, слюсаря, грн., М - вартість матеріалів.

Частка заробітної плати верстатника IV-го розряду:

З1верст=Тз К,

де Тз - тарифна годинна ставка заробітної плати наладчика IV-го розряду;

К - тарифний коефіцієнт, відповідний розряду робіт.

З1верст=3 1,1= 3.3 (грн.).

Частка заробітної плати наладчика IV-го розряду:

З2нал=Тз К= 3 1,375= 4,125 (грн.).

Вартість мастильних, обтирочних матеріалів, охолоджуючих рідин М=0,8 грн.

С0=3,3+4,125+0,8=8,22 (грн.);

== 0,016 (грн.).

Затрати на поточний ремонт обладнання Р складають 10% від балансової вартості Сб.

Р=0,19400= 940 (грн.), а відносно до виготовлення однієї деталі:

= 0,006 (грн.).

Технологічна собівартість токарної операції:

C0=M+З+Е+І+А+П+О+Р=1,3+0,56+0,013+0,08+0,052+0,0065+0,016+0,006=2,03 (грн)

Висновки

Завданням на курсовий проект з предмету "Технологія приладобудування" було розробка технологічного процесу виготовлення гвинта. Даний проект включає в себе пояснювальну записку і графічну частину проекту.

В пояснювальній записці визначені - тип виробництва, вибрано спосіб одержання заготовки, вибрані бази та методи обробки поверхонь, встановлений оптимальний варіант технологічного процесу, розраховані припуски і режими різання, а також проведено нормування технологічного процесу.

В графічній частині розроблені: деталь-заготовка, операційні карти технологічного процесу.

Перелік посилань

1. В.В. Федак, Е.А. Кузьміна Методичні рекомендації по виконанню курсового проекту з курсу "Технологія приладобудування". - У.: В-во Електро, 1996.

2. А.Н. Оглоблин Основы токарного дела. - Машиностроение, 1974.

3. З.Н. Гулида Металорвжущие станки й инструменты. - М.; Высшая школа, 1976.

4. Руденко П.О Проектування технологічних процесів у машинобудуванні: Навч. Посібник.-К.: Вища шк., 1993.-414с.