close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Агибалов Иван Геннадьевич. Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали «Корпус 070.22.01.02»

код для вставки
АННОТАЦИЯ
Разработка и защита выпускной квалификационной работы является
завершающим этапом подготовки специалистов с высшим образованием. Её
цель закрепить и продемонстрировать знания, полученные в течение четырех
лет обучения. Тема выпускной квалификационной работы: «Конструкторскотехнологическое обеспечение механической обработки детали «Корпус
070.22.01.02»». Работа состоит из расчётной и графической частей.
В пояснительной записке выделим четыре основные части: общую
часть, технологическую часть, конструкторскую часть, расчёт цеха, а также
введение и выводы по выпускной квалификационной работе.
В общей и технологической части анализируются конструктивные особенности, и даётся характеристика основных параметров изделия, в которое
входит обрабатываемая деталь. Производится анализ технологичности конструкции детали. Выбирается метод получения заготовки, производится его
экономическое обоснование. Производится расчёт припусков на механическую обработку, выбираются технологические базы, составляется технологический процесс механической обработки и маршрутной карты, осуществляется выбор оборудования, приспособлений, инструмента. Производится расчёт режимов резания и техническое нормирование. Вносятся предложения по
механизации и автоматизации производства.
В конструкторской части производится расчёт погрешности базирования заготовки, силовой расчёт приспособления, а также приводится описание
мерительного и станочного приспособлений.
При расчёте цеха определяется количество оборудования, численность
основных и вспомогательных рабочих, производится расчёт площадей и
энергетики проектируемого цеха.
Приложение состоит из: спецификаций, технологического процесса.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1.Служебное назначение и техническая характеристика объекта
производства............................................................................................................5
1.2.Химический состав материала заготовки и его механические свойства......6
1.3.Режим работы цеха и фонды времени.............................................................7
1.4.Тип производства и такт работы......................................................................8
1.5.Анализ конструкторско-технологических свойств детали...........................11
1.5.1.Качественная оценка технологичности детали...........................................11
1.5.2.Количественная оценка технологичности детали ......................................12
1.6.Анализ заводского технологического процесса.............................................15
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1.Выбор метода получения заготовки................................................................16
2.2.Расчет припусков на механическую обработку.............................................18
2.3.Выбор технологических баз.............................................................................23
2.4.Составление тех. процесса и маршрутной карты..........................................25
2.5.Выбор оборудования приспособлений инструмента.....................................26
2.6.Расчет режимов резания и техническое нормирование.................................29
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Описание конструкции и принцип работы станочного приспособления
для обработки корпуса счетчика.........................................................................38
3.2.Описание конструкции устройства и принцип работы.................................41
3.3.Описание конструкции и работы контрольно-измерительного
приспособления.....................................................................................................43
3.4.Силовой расчёт пневмоцилиндра одностороннего действия........................45
3.5.Расчет усилия зажима станочного приспособления ......................................47
3.6.Расчет слабого звена станочного приспособления........................................48
3.7.Расчёт погрешности установки заготовки......................................................50
3.8.Расчёт погрешности измерения контрольного приспособления.................53
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
4.1.Исходные данные для расчёта.........................................................................56
4.2.Расчет численности и состава работающих в механосборочном цехе........58
4.3.Расчет площадей механосборочного цеха......................................................61
4.4.Расчет потребного количества транспортных средств..................................69
4.5.Проектирование энергетической части механосборочного цеха.................71
4.5.1. Расчет потребления цеха в электроэнергии.............................................72
4.5.2. Расчет потребности воды...........................................................................74
4.5.3. Расчет потребности пара............................................................................75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................76
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Разраб.
Агибалов И.Г.
Пров.
Тупикин Д.А.
Пров.
Никульников С.Н.
Н. Контр.
Утверд.
Тупикин Д.А.
Подпись
Дата
У Лит.
Пояснительная записка
Лист
Листов
3
76
Ливенский филиал
ОГУ им. И.С. Тургенева
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс в развитии общества предопределяется техническим уровнем
применяемых машин. Их создание, то есть конструирование и изготовление,
составляет основу машиностроения. Общепризнанно, что именно машиностроение является главной отраслью, что именно машиностроение является
главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность
развития других отраслей.
Отличительной особенностью современного машиностроения является
существенное ужесточение эксплуатационных характеристик машин: увеличиваются скорость, ускорение, температуры, уменьшаются масса, объем,
вибрация, время срабатывания механизмов и т.п. Темпы постоянно увеличиваются, возрастают ужесточения, и машиностроители вынуждены все быстрее решать конструкторские и технологические задачи.
Конструирование и изготовление машин представляет два этапа единого процесса. Эти этапы неразрывно связаны между собой. Технологическая
конструкция позволяет экономить затраты труда, повышать точность, использовать высокопроизводительное оборудование, оснастку и инструменты,
экономить энергию. Чем более технологичной оказывается конструкция, тем
совершеннее и дешевле будет ее производство, в ходе подготовки которого
не требуется проводить корректировок чертежей и доделок.
С использованием ЭВМ становится возможным решать проблему автоматизации разработки технологических процессов.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1.
Служебное назначение и техническая характеристика
объекта производства
Измеритель объема нефтепродуктов ПЖ 4-25 предназначен для измерения количества жидкости вязкостью от 0,55 до 40мм2/c. Эксплуатация
осуществляется в макроклиматических районах с умеренным климатом при
температуре окружающей среды от минус 40◦ до плюс 40◦ С и относительной
влажности 80% при 20С в условиях, исключающих прямое воздействие солнечного излучения и атмосферных осадков.
Таблица 1- Основные технические характеристики изделия.
Основные параметры и размеры
Норма
Диаметр условного прохода, мм
25
Циклический объем, л
0,5
Расход, л/мин:
номинальный
максимальный
минимальный
50
60
5
Класс точности
0,25
Минимальная доза измерения, л, не более
2
Рабочее давление измеряемой жидкости (топлива), МПа (кгс/см2) не
0,3 (3)
более
Масса , кг. Не более
20
273х229
Габаритные и присоединительные размеры, мм.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
Химический состав материала заготовки и его
1.2.
механические свойства
Корпус изготавливается из алюминиевого сплава АЛ2 ГОСТ 2685-75.
Физические и механические свойства АЛ2 приведены в таблице 2.
Таблица 2- Физико-механические свойства
Временное
Марка материала
АЛ2
ГОСТ 2685-75
Относительное
сопротивление, удлинение,
кгс/мм2
%
16
2
Твердость
Плотность, г/см2
по
Бринеллю
НВ
2,65
50
Таблица 3- Химический состав АЛ2 ГОСТ 2685-75
Марка материала
АЛ2
Массовая доля элемента
Si
Fe
Mn
Al
10,0 - 13,0
до 0,1
До 0,5
84,3 - 90
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
1.3.
Режим работы цеха и фонды времени
Режим работы цеха примем двухсменный [m=2]. Годовой фонд времени работы оборудования определим по формуле:
FДТ  FД * m
(1)
где:
FД – годовой фонд времени работы оборудования за одну смену;
m – число смен.
FДТ  1980 * 2  3960 ч .
Действительный годовой фонд времени работы оборудования:
FДО  0,97 * FДТ
(2)
где:
0,97 - коэффициент, учитывающий потери от номинального фонда.
Действительный годовой фонд времени одного рабочего.
Fд.о. = 0,97 * 3960 = 3842 ч.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
1.4.
Тип производства и такт работы
Основным критерием для определения типа производства согласно с
ГОСТ 14.004-83 является коэффициент закрепления операции за одним рабочим или единицей оборудования.
Коэффициент закрепления операции – отношение числа всех технологических операций, выполненных в течение определенного периода, например месяца, на механическом участке к числу рабочих мест этого участка:
К з.о. 
О
Р
(3)
Согласно базированию тех. процесса обработки «Корпуса.» суммарное
количество операций равно 6, а количество станков, на которых их выполняют равно: 2. Тогда Кз.о.=6/2=3.
Так как 1<3<10, то тип производства – крупносерийный.
Тип производства также определяется, исходя из количества деталей,
подлежащих сборке и массы детали. Согласно т. 3.1.1 (26) устанавливаем тип
производства для детали «Корпус» массой 2,6кг и количестве деталей, подлежащих обработке: N=10000. Отсюда тип производства - крупносерийный.
Такт работы (выпуска) определим по формуле:
τ
Fд. * m * 60
, мин/шт
N
(4)
где:
Fд.m=3960ч – годовой фонд времени работы оборудования;
N=10000шт – годовая программа выпуска изделий.

3960 * 2 * 60
=48 мин/шт
10000
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
Величина такта выпуска определяется по формуле:
τв 
Fд * 60
, мин/шт
N
(5)
где:
Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования.
Fд=3842 ч.
N – годовая программа выпуска деталей, шт.
τв 
3842 * 60
 23 мин/шт
10000
В серийном производстве количество деталей в партии для одновременного запуска будет определяться по формуле:
n
N*A
, шт
F
(6)
где:
N – программа выпуска, шт;
А – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей, А=3-5
F – число рабочих дней в году, F=248 дня.
n
10000 * 5
 202 шт
248
Принимаем количество деталей в партии кратно программе, т.е. n=200
шт., при годовой программе N=10000 шт.
Для слесарных рабочих мест:
FД  FH * m, час
(7)
где:
FH – номинальный годовой фонд времени при работе в одну смену –
1780 час.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
FД  1780 * 2  3560 час.
Такт выпуска для поточной линии определяется по формуле:
τ
τ
Fq.m. * 60
N
, мин/шт
3842 * 60
 24 мин/шт
10000
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
(8)
Лист
10
1.5.
1.5.1.
Анализ конструкторско-технологических свойств детали
Качественная оценка технологичности детали
Анализ технологичности детали обеспечивает улучшение техникоэкономических показателей разрабатываемого технологического процесса,
поэтому технологический анализ – один из важнейших этапов технологической разработки. Конструкцию детали можно считать технологичной, если
она в полной мере позволяет использовать все возможности и особенности
наиболее экономичного тех. процесса, обеспечивающего её качество.
Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость её изготовления без ущерба для служебного назначения.
Проведем анализ технологичности для данной корпусной детали:
Конструкция детали «Корпус» допускает обработку плоскостей на
проход, так как нет препятствий свободному выходу инструмента при окончании обработки поверхности, предпочтение отдается обработке торцов фрезерованием. Расположение отверстий детали позволяет одновременно обрабатывать их на многошпиндельных станках с учетом расстояния между осями этих отверстий. Так как форма отверстий простая, то есть возможность
растачивать их на проход с одной или двух сторон. Конструкция детали
«Корпус» обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым
поверхностям. В конструкции данной детали глухие отверстия и обрабатываемые плоскости, расположенные под тупыми и острыми углами отсутствуют.
Конструкция детали «Корпус» не имеет отверстий, расположенных не под
прямым углом к плоскости входа и выхода.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Так как конструкция детали не имеет резких перепадов длин и диаметров, то жесткость детали достаточна, следовательно, не будет ограничений
для режимов резания. В конструкции детали имеются достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, значит, нет необходимости в выборе
вспомогательных баз. Конструкция детали «Корпус» не имеет внутренних
резьб большого диаметра. Следовательно, деталь достаточно технологична.
1.5.2.
Количественная оценка технологичности детали
Количественная оценка технологичности детали определяется следующими параметрами:
Коэффициент использования материала определяется по формуле:
К И.М. 
Мд
Мз
(9)
где:
Мд – масса детали, кг;
Мз – масса заготовки, кг.
К И.М. 
2,6
 0,9 ;
3
Уровень технологичности конструкции по точности обработки детали
определяется по формуле:
К УТЧ 
К БТЧ
К ТЧ
(10)
где:
КБТЧ и КТЧ – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты
точности обработки.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
Достигнутый
коэффициент
точности
обработки
определяем
по
формуле:
К ТЧ  1 
1
 ni
1
Т ср
 Ti  n i
(11)
где:
ТСР – средний квалитет точности обработки.
Средний квалитет точности обработки определяем по формуле:
Т СР 
Т  n
n
i
i
i

n 1  2  n 2  3  n 3  ...
n 1  n 2  n 3  ...
(12)
где:
Ti – квалитет точности обработки поверхности,
ni – число размеров соответствующего квалитета.
Т СР 
7 * 18  8 * 1  9 * 5  11 * 2  14 * 12
 10.
18  1  5  2  12
К ТЧ  1 
1
 0,9
10
Так как при технологическом контроле чертеж детали изменению и пересмотру не подвергался, то КБТЧ=0,9=КТЧ, КУТЧ=0,9/0,9=1.
Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности
определятся по формуле:
К УШ 
К БШ
Кш
(13)
где:
КБШ и Кш – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты
шероховатости поверхности.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
Достигнутый коэффициент шероховатости поверхности определятся по
формуле:
1
 ni

Ш ср  Ш i  n i
КШ 
(14)
где:
ШСР – средний класс шероховатости поверхности.
Средний класс шероховатости поверхности определятся по формуле:
Ш СР 
Ш  n
n
i
i

i
n 1  2  n 2  3  n 3  ...
n 1  n 2  n 3  ...
(15)
где:
Шi - класс шероховатости поверхности,
ni – число поверхностей соответствующего класса.
Ш СР 
6 * 7  5 * 25  4 * 5  3 * 24
 4,25.
7  25  5  24
КШ 
1
 0,24.
4,25
Так как при технологическом контроле чертеж детали изменению и пересмотру не подвергался, то КБШ=0,24=КШ, КУШ=0,24/0,24=1.
В результате количественной и качественной оценки технологичности
детали приходим к выводу, что деталь достаточно технологична.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
1.6.
Анализ заводского технологического процесса
Базовый технологический процесс механической обработки детали
«Корпус» состоит из 6 операций:
Первая операция – токарная на станке модели 1К62. Операция состоит
из четырех переходов.
Вторая операция- агрегатная токарно-расточная на агрегатном станке
модели 3ХА5598П. Операция состоит из восьми переходов.
Третья операция- агрегатная сверлильно-фрезерно-расточная на агрегатном станке модели 3ХА5598П. Операция состоит из семи переходов.
Четвертая операция – агрегатная сверлильная на агрегатном станке модели 3ХА5598П. Операция состоит из семи переходов.
Пятая операция – агрегатная сверлильная на агрегатном станке модели
3ХА5598П. Операция состоит из семи переходов.
Шестая операция – агрегатная сверлильная на агрегатном станке модели 3ХА5598П. Операция состоит из четырех переходов.
Заменим токарно-винторезный станок модели 1К62 на станок модели
16К20.
Изменим базовый технологический процесс для использования в современных условиях. Новый технологический процесс должен использовать
современное оборудование с автоматизированными системами управления,
такие как обрабатывающие центры с ЧПУ. Инструментальное обеспечение
должно обеспечить высокую точность и производительность следовательно
необходимо применить современный режущий инструмент, с режущей частью из твердых сплавов.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1.
Выбор метода получения заготовки
При выборе вида заготовки для вновь проектируемого технологического процесса возможны следующие варианты.
1. Метод получения заготовки принимается аналогичным существующему в данном производстве.
2. Метод получения заготовки изменяется, но это обстоятельство не
вызывает изменений в технологическом процессе механической обработки.
3. Метод получения заготовки изменяется и в результате этого существенно изменяется ряд операций механической обработки детали.
С учетом конструкции детали «Корпус» в качестве метода её получения принимаем литьё в кокиль. Выбранный способ получения заготовки в
наибольшей степени соответствует конфигурации заготовки, применение
стержней позволяет просто получить внутренние полости. Принимаем точность отливки в соответствии с чертежом, равную 10, согласно ГОСТ 141975.
Определим стоимость получения заготовки по выбранному способу
Sзаг 
S
С
Qk T k C k В k M k П  (Q  q) отх
1000
1000
(16)
где:
С =36000руб. – базовая стоимость 1 тонны заготовок,
kТ, kС, kB, kM, kП – коэффициенты, зависящие от класса точности,
группы сложности, массы, марки материала и объёма производства за
готовок.
Q – масса заготовки, кг.; q – масса готовой детали, кг.
Sотх=1800руб.-стоимость 1 тонны отходов (алюминиевая стружка).
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
Согласно рекомендациям находим:
kт=1,0;
kс=0,83;
kв=1,05;
kм=5,1;
kп=0,77.
Тогда S заг 
36000
1800
3 *1,0 * 1 * 0,83 * 1,05 * 5,1 * 0,77  (3  2,6)
 368,9 руб.
1000
1000
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
2.2.
Расчет припусков на механическую обработку
Рассчитаем для детали «Корпус» припуск на обработку отверстия
ø72H9.
Заготовка представляет собой отливку 10-го класса точности, массой
3кг. Технологический маршрут обработки поверхности отверстия Ø 72H9
состоит из двух операций: чернового и чистового растачивания, выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на
данной операции по обработанным торцу фланца и отверстию
Ø108H9
изготовленных предварительно.
Расчет припусков ведем путем составления таблицы, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и все
значения элементов припуска.
Суммарное значение Rz и Т, характеризующее качество поверхности
литых заготовок, по таблице 27 [9] составляет 200 мкм.
Записываем технологический маршрут в расчетную таблицу №4.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
Таблица 4- Расчет припусков и предельных размеров по технологиче-
мкм
Расчетный размер dp,мм
Допуск δ, мкм
68,2
1000
черновое
170
3300
71,5
160
71,5
чистовое
60
574
72,074
74
72,074
припуска.
мкм
ε
300
Заготовка
Rz T ρ
200
Ø145+0,063
обработки поверхности
68,2
1080
значения при-
65
размер, мм
50
Предельные
20
Предельный
50
Расчетный припуск 2zmin,
Элементы
20
Технологические переходы
ским переходам на обработку отверстия Ø72+0,074.
пусков, мкм
dmax
dmin
пр
2z пр
max2z min
67,2
-
-
71,34
4140
3300
72,0
660
574
4800
3874
Растачивание:
Итого:
Предельные величины для заготовки -отливка
R=200мкм; T=300мкм
Параметры ,полученные после механической обработки.
Черновое растачивание:
Rz=50мкм; T=50мкм
Чистовое растачивание:
Rz=20мкм; T=20мкм
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
Суммарное значение для пространственных отклонений для заготовки
определяется по формуле:
2
2
ρ з  ρ кор
 ρ см
, мкм
(17)
где:
ρ см - смещение отверстия, равное допуску на длину отверстия;
ρ кор - величина коробления отверстия.
ρ кор  ΔK * L, мкм
(18)
 к - удельное коробление для отливок (табл. 32, [9])
l - длина обрабатываемого отверстия, мм.
ρ кор  3 * 180  540 мкм.
ρ кор  540 мкм
общ  ρ кор  1080 мкм
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения
заготовки составит
ρ з  0,4 2  540 2 =0,5 мкм
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового
растачивания:
ρ1  ρ з * κ з , мкм
(19)
где: Кз=0,06
ρ1  0,06 *1080  65м5м
после чистового растачивания
где: Кз=0,04
ρ 2  0,04 *1080  45м5м
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
Погрешность установки при черновом растачивании
2
ε1  ε б2  ε 2з  ε пр
, мкм
(20)
где:
ε б - погрешность базирования,  б  0 , мкм;
ε пр -погрешность приспособления, мкм;
ε з - погрешность закрепления заготовки при установке в специальное
приспособление, мкм;
ε з  160мкм; ε пр  50мкм
Тогда погрешность установки при черновом растачивании
ε1  160 2  50 2 =170 мкм.
Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании
ε 2  0,05ε1  ε инд , мкм
(21)
ε 2  0,05 *170  51  60м0м
На основании полученных данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков.
2Zmin=2(Rzi-1+T i-1+ ρ i2-1 + ε i2 ), мкм.
(22)
Минимальный припуск под растачивание:
черновое
2Zmin=2(200+300+ 10802  1702 )=2*1650=3300 мкм=3,3мм;
чистовое
2Zmin=2(50+50+ 652  602 )=2*287=574 мкм=0574мм.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
Общий номинальный припуск:
z0 ном  z0 min  Вз  Вд , мкм
(23)
z 0  3874  550  74  4350мкм;
d Зном  d Дном  z0ном , мм
(24)
d Зизм  72  4,35  67,6 мм;
На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски
выбираем по таблицам (ГОСТ 26645-85).
dmax растачивания чистового 72,074
dmin растачивания чистового 72
δ растачивания чистового 74 мкм
dmax растачивания чернового71,5
dmin растачивания чернового 71,34
δ растачивания чернового 160 мкм
dmax заготовки 68,2
dном заготовки 67,6
dmin заготовки 67,2
δ заготовки 1000 мкм
пр
2 zmax
на растачивание черновое 4140 мкм
пр
2 zmin
на растачивание черновое 3300 мкм
пр
2 zmax
на растачивание чистовое 660 мкм
пр
2 zmin
на растачивание чистовое 574мкм
Рис. 1-
Схема графического расположения припусков и допусков на обра-
ботку отверстия Ø72 +0,074 корпуса.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
2.3.
Выбор технологических баз
При обработке заготовок, полученных литьём необработанные поверхности в качестве баз можно использовать только на черновых операциях, при
дальнейшей обработке их использование в качестве баз не допускается.
В качестве технологических баз следует принимать поверхности достаточных размеров, что обеспечивает большую точность базирования и закрепления заготовки в приспособлении, эти поверхности должны иметь более
высокий класс точности, наименьшую шероховатость, не иметь литейных
прибылей, литников и других дефектов.
Для деталей типа корпус основной базой, обычно служит самая протяженная поверхность. Исходя из того, что обрабатываемые поверхности в основном фланцы с крепежными резьбовыми отверстиями, не имеют жестких
требований по точности размеры 12-14 квалитетов. Следовательно базовой
поверхностью, на всех операциях, принимаем поверхность корпуса - фланец,
которая получается литьем с точностью 7-7-8 по ГОСТ 26645-85. Она имеет
размеры Ø12,2мм. Эта поверхность является конструкторской, технологической и измерительной базой.
Таким образом, используя в качестве базы, для всех операций плоскость основания корпуса, обеспечим соблюдение принципов совмещения и
постоянства баз. Тем самым повысим точность обработки при выдерживании
всех размеров и требований.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23
Таблица 5- Схемы базирования заготовки
№ оп.
Наименование операции
010
Токарная
020
030
Схема базирования
Многооперационная с
ЧПУ
Многооперационная с
ЧПУ
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
2.4.
Составление технологического процесса и маршрутной
карты
Новый технологический процесс механической обработки детали
“Корпус” состоит из трех операций:
Первая операция- токарная, на станке 16К20.
Операция состоит из одного перехода: производится точение фланца
для базирования в приспособлении "Прихват" на станке с ЧПУ.
Вторая операция - многооперационная с ЧПУ, на станке модели
MVR30.
Операция состоит из 12 переходов: производится фрезеровка фланцев,
расточка одного из главных каналов, сверловка и нарезание резьбы в фланцах.
Третья операция - многооперационная с ЧПУ, на станке модели
MVR30.
Операция состоит из 15 переходов: производится фрезеровка фланцев,
расточка одного из главных каналов, сверловка и нарезание резьбы в фланцах и сверловка центрирующего отверстия.
Новый технологический процесс по своей структуре и используемому
оборудованию соответствует крупносерийному производству. Новый технологический процесс использует современное оборудование с автоматизированными системами управления, такие как обрабатывающие центры с ЧПУ.
Инструментальное оборудование обеспечивает высокую точность и производительность. Для повышения эффективности использования оборудования
максимально сконцентрированы переходы в операциях, тем самым уменьшив
количество операций и станков.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
25
2.5.
Выбор оборудования приспособлений инструмента
Общие правила выбора технологического оборудования установлены в
ГОСТ14.304-83. Предварительный выбор оборудования производим при
назначении метода обработки поверхности, обеспечивающего выполнение
технических требований к обрабатываемым плоскостям и поверхностям детали. Выбор производится согласно технологического маршрута, составленного на основании имеющихся типовых решений, рекомендуемых справочной литературой. Выбор модели станков определяем исходя из возможностей
обеспечения точности, размеров, формы и типа производства, а также качество поверхности обрабатываемых деталей.
Так как тип производства крупносерийный, то для обработки заготовки
необходимо применить автоматические, полуавтоматические и специальные
станки.
При необходимости можно использовать и универсальные станки со
специальной наладкой. Для ответственных операций можно изготовить специальные станки со специальной наладкой. Приведём перечень станков по
операциям для обработки корпуса, приспособлений и инструмента:
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
26
Таблица 6- Перечень станков приспособлений и инструмента
№
Наименование
Обору-
оп.
операции
дование
Инструмент
Технологическая
оснастка
1
2
3
4
010
Токарная
16К20
Резец
5
проходной
ВК8, П-1
штангенциркуль 0-125-0,1
020
Многооперацион-
MVR-30
ная с ЧПУ
1. Фреза 345-050C5-13H
П-2
2. Фреза A345-076R25-13HX
3. Фреза CoroMill 390R-07
4. Сверло R841-0685-30A1A 1220
5. Метчик T100-KM100AAM8 D210
030
Многооперацион-
MVR-30
ная с ЧПУ
1. Фреза 345-050C5-13H
П-2
2. Фреза A345-076R25-13HX
3. Фреза CoroMill 390R-07
4. Сверло R841-0685-30A1A 1220
5. Метчик T100-KM100AAM8 D210
6. Сверло 60.1-0330-010A1MM 2214
7. Метчик 300-SD100DA-M4
D150
8. Сверло 860.1-1400-112A1-
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
27
MM 2214
Таблица 7- Изображение режущего инструмента
Фреза 345-050C5-13H
Фреза CoroMill 390R-07
Фреза A345-076R25-13HX
Сверло R841-0685-30-A1A 1220
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
28
Метчик T100-KM100AA-M8 D210
Сверло 60.1-0330-010A1-MM 2214
Сверло 860.1-1400-112A1-MM 2214
Метчик 300-SD100DA-M4 D150
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
29
2.6.
Расчет режимов резания и техническое нормирование
Произведём расчёт режимов резания для обработки отверстия ⌀72 корпуса. Все эмпирические формулы и, соответственно, коэффициенты к ним
выбираем по [1].
Содержание операции:
1.
Черновое фрезерование отверстия, в размер ⌀70.
2.
Чистовое фрезерование отверстия, в размер ⌀72.
3.
Сверление шести отверстий, в размер ⌀6,8
4.
Нарезание резьбы, в размер М8х1-7Н
Режимы резания:
Черновое фрезерование отверстия, в размер ⌀70.
1.
1. Глубина резания.
Выбираем в зависимости от припуска на обработку:
t=1.5 мм.
2. Назначаем подачу
Sz=0.3 мм/зуб
3.Назначаем скорость резания для алюминия из диапазона 100500м/мин.
v=400
4.Частота вращения шпинделя:
=
1000∗
∗
(25)
Где:
v- скорость резания м/мин.
D- диаметр фрезы.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
30
=
1000 ∗ 400
= 2546
3.14 ∗ 50
6. Линейная подача:
 =  ∗  ∗ Д
(26)
Где:
z=4 - число режущих кромок.
 = 0.3 ∗ 4 ∗ 2546 = 3055
Определим общую длину пробега инструмента с учетом глубины
7
фрезерования:


2
0
 = ( − ) ∗  ∗
(27)
Где:
D-диаметр фрезы
d - диаметр фрезеруемого отверстия
p- глубина отверстия
t0=1.5 - ширина режущей кромки
 = (70 −
50
60
2
1,5
) ∗ 3.14 ∗
= 5655 мм.
Машинное время:
8.
=
∗

(28)
Где:
L - общий пробег инструмента за проход
i - количество проходов
s - линейная подача
01 =
5655 ∗ 1
∗ 60 = 111 сек.
3055
2. Чистовое фрезерование отверстия, в размер ⌀72.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
31
1. Глубина резания.
Выбираем в зависимости от припуска на обработку:
t=1 мм.
2. Назначаем подачу
Sz=0.3 мм/зуб
3.Назначаем скорость резания для алюминия из диапазона 100500м/мин.
v=500
4.Частота вращения шпинделя:
=
1000∗
∗
(29)
Где:
v- скорость резания м/мин.
D- диаметр фрезы.
1000 ∗ 500
= 3183
3.14 ∗ 50
5. Действительная скорость резания:
=
Д =
Д =
∗∗Д
1000
(30)
3.14 ∗ 50 ∗ 3183
= 499
1000
6. Линейная подача:
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32
 =  ∗  ∗ Д
(31)
Где:
z=4 - число режущих кромок.
 = 0.3 ∗ 4 ∗ 3183 = 3820
Определим общую длину пробега инструмента с учетом глубины
7.
фрезерования:


2
0
 = ( − ) ∗  ∗
(32)
Где:
d - диаметр фрезеруемого отверстия
p- глубина отверстия
t0=1.5 - глубина съема за один проход
 = (72 −
50
60
2
1,5
) ∗ 3.14 ∗
= 5906 мм.
Машинное время:
8.
=
∗

(33)
Где:
L - общий пробег инструмента за проход
i - количество проходов
s - линейная подача
5906 ∗ 1
= 93 сек.
3820
Сверление шести отверстий, в размер ⌀6,8
02 =
3.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
33
Определим режимы резания при сверлении. Осуществляем сверление
отверстия D=⌀6,8 мм.
1. Глубина резания
 = 0.5 ∗ 
(34)
 = 0.5 ∗ 6.8 = 3.4
2. Подача
S=0.27 мм/об. (табл. 27, стр. 277 [1])
3. Скорость резания
=
 ∗
  ∗ 
∗ 
(35)
Находим коэффициенты для расчета скорости резания:
 =  ∗  ∗ 
(36)
Knv = 1;
Kmv = 0.8;
Klv = 0.9;
 = 0.8 ∗ 1 ∗ 0.9 = 0.72
Выбираем стойкость инструмента:
Т = 35;
Выбираем остальные коэффициенты по нормативным таблицам:
m = 0.125;
y = 0.25;
q = 0.25;
Cv = 40.7;
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
34
4. Определение скорости резания:
=
 ∗
  ∗ 
∗ 
(37)
40.7 ∗ 6.80.25
 = 0.125
∗ 0.72 = 51.2 м/мин
35
∗ 0.270.25
5. Определение крутящего момента и осевой силы:
Мкр = 10 ∗ С ∗  ∗   ∗ 
(38)
 = 10 ∗  ∗  ∗   ∗ 
(39)
Kp=Kmp=1 - для алюминия
Находим коэффициенты необходимые для расчета:
Cm = 0.005;
q = 2;
y = 0.8 - для крутящего момента;
Cp = 9,8
q = 1;
y = 0,7 - для осевой силы;
Мкр = 10 ∗ 0.005 ∗ 6.8 ∗ 0.270.8 ∗ 1 = 0.81 Н
 = 10 ∗ 9.8 ∗ 6.81 ∗ 0.270.7 ∗ 1 = 266,5 Н
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
35
7.Определяем мощность резания
 =
кр ∗
9750
(40)
кр ∗  0.81 ∗ 2602.84
=
= 0.19 кВт
9750
9750
8. Определяем машинное время:
 =
0 =
∗1
∗
∗ 60
(41)
Где:
l1 = 2.5 - суммарная величина врезания и перебега
03 =
 ∗ 1
12 ∗ 5
∗ 60 =
∗ 60 = 2,78 с.
∗
2602.84 ∗ 0.27
Нарезание резьбы, в размер М8х1-7Н
4.
Скорость резания, м/мин, в алюминии:
v = 6 м/мин;
Крутящий момент, Н*м, при нарезании резьбы метчиками:
кр = 10 ∗ С ∗  ∗  ∗ 
(42)
где:
P - шаг резьбы, мм;
D - номинальный диаметр резьбы, мм;
Коэффициенты Сp, Сm и показатели степени приведены в таблицах.
Поправочный коэффициент  =  , учитывающий качество обрабатываемого материала. Коэффициенты равны:
Сm = 0,005; q = 2; y = 0,8; Km = 1;
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
36
кр = 10 ∗ С ∗  ∗  ∗  = 10 ∗ 0.005 ∗ 82 ∗ 10.8 ∗ 1 = 3.2
Обороты при нарезании резьбы:
=
1000 ∗  1000 ∗ 6
=
= 238.73
∗
∗8
Мощность, кВт, при нарезании резьбы:
=
кр ∗  3.2 ∗ 238.73
=
= 0.78
975
975
Машинное время:
04

12
=  ∗ 60 =
∗ 60 = 3.01 сек

238.73
Производим расчет нормы штучного времени на переходы операции:
Основное технологическое время на переход операции:
0 = 01 + 02 + 03 + 04 , сек
t0 = 9.6*60 + 4.4*60 + 2.78 + 3.01 = 845 сек = 14 мин.
Вспомогательное время:
а) вспомогательное время на установку и снятие детали:
1 = 2 мин.
Очистка приспособления: 2 = 0,12 мин.
Закрепление и разжим: 3 = 0,88 мин.
 = 2 + 0.12 + 0.88 = 3 мин.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
37
б) вспомогательное время, связанное с переходом:
Время на переход:
 = 12 мин.
в) вспомогательное время на контрольные измерения:
 = 0,25 мин.
в = 1,63 мин.
3) время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:
0 = 0 + 
(43)
0 = 14 + 3 = 17 мин.
а) на обслуживание рабочего места: 4%Т0 = 0.68 мин.
б) на отдых: 6%Т0 = 1,02 мин.
4)штучное время: Тшт =  + в + обсл + отд
Тшт = 14 + 1.63 + 0.68 + 1.02 = 17.33
Режимы резания и нормативы времени на остальные операции находим
по нормативам режимов резания и вспомогательного времени.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
38
3.
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1.
Описание конструкции и принцип работы станочного
приспособления для обработки корпуса счетчика
Гидравлическое зажимное приспособление предназначено для расточки корпуса. Операция производится на станке MVR 30 – это специальный
горизонтально–расточной станок, предназначенный для сверления, растачивания, зенкерования и развертывания точных и взаимосвязанных отверстий.
Данное приспособление состоит сборочных единиц: соединений 1, которые
соединяют патрубки, наполненные веретенным маслом (рис.3)
Рисунок 3- Позиции деталей зажимного приспособления
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
39
Соединения 1 располагаются в корпусе 2. Соединение состоит из гайки
4, в которую вставляется ниппель 4. Шпилька 10 соединен гайкой 21 и шайбой 20, с Г–образным прихватом 11, прихват подпирается пружиной 13. Под
плитой 5 соединяются крышка цилиндра 12 и сам цилиндр 14 в котором
находится поршень 15. Центровочная плита 6 крепится винтами 26 к плите 5.
На плите 5 располагаются крепления зажимов 9 в которых установлены подвижно направляющие 8. Прижимные пластины 7 крепко посажены на
направляющие и подпираются пружинами 19.
В корпусе 2 установлены: смотровое окно 16, и крышка крана 17 за которой находится сам кран 18.
В приспособлении также применяются стандартные изделия. Винт 23
соединяет крышку цилиндра 12 и плиту 5. Болт 28 соединяет корпус с плитой.
Рисунок 3- Продолжение
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
40
Для исключения протекания масла в цилиндре применяют уплотнительные кольца 32,31 и 30.
Винты 27 служат для установки крышки 16 и крышки крана 17 к корпусу. Винт 28 служит для установки ручки крана.
Гидравлическое зажимное устройство поршневого типа, приводится в
действие от отдельного насоса. Рабочей жидкостью служит веретенное масло, давление которого может достигать 4 МПа. В данном случае применяется
гидроцилиндр двустороннего действия, который работает следующим образом: масло подается через соединение 1 в верхнюю полость гидроцилиндра.
При заполнении этой полости маслом в ней создается давление под влиянием
которого поршень 15 опускается.
После этого устанавливается заготовка, которая базируется на центровочной плите 6 и прижимах 7.
После установки заготовки масло начинает поступать через соединение
1 в нижнюю полость цилиндра и, вследствие создаваемого им давления на
поршень 15 начинает подниматься, Г–образный прихват начинает опускаться
вниз, зажимая заготовку.
После окончания механической обработки происходит разжатие заготовки и извлечение ее из приспособления, затем цикл повторяется. Приспособление позволяет повысить точность базирования, высвободить рабочую
силу, повысить качество обработки, уменьшить трудоемкость, повысить
производительность труда. Положительный эффект: равномерное рассредоточение удельного давления на поверхность заготовки, что увеличивает точность получения обрабатываемых размеров, а также, за счет применения
гидроцилиндра высвобождается рабочая сила, уменьшается трудоемкость,
уменьшается вспомогательное время, что позволяет повысить производительность механической обработки.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
41
3.2.
Описание конструкции устройства и принцип работы
приспособления токарного
Пневматическое зажимное приспособление предназначено для черновой расточки корпуса. Операция производится на станке 16К20 оборудованным пневмоцилиндром.
Рисунок 4 - Позиции деталей токарного приспособления.
Пневмоцилиндр 32 соединяется с крышкой пневмоцилиндра 13 болтами 16 с шайбами 17 и крепится на шпинделе 22 с помощью резьбы. Вилка 8
устанавливается на штоке с помощью гайки 9. Коромысло 7 имеет подвижное соединение с вилкой 8 через штифт 19 и удерживает тяги 2 через штифты
19. Корпус 6 посажен на конус шпинделя 22 и притянут винтами 22. Тяги 2
удерживают прихваты 1 которые прижимаются винтами 20. Деталь центруется опорой 11 под которой на штифтах 18 установлены пружины 14. Так же
на штифтах 18 установлен корпус 12.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
42
Пневматическое зажимное устройство поршневого типа, приводится в
действие от отдельного насоса.
Подается воздух в пневмоцилиндр, цилиндр толкает шток который связан с коромыслом, тягами и прихватами. Прихваты разжимаются, устанавливается заготовка которая базируется на опорах 14, воздух из пневмоцилиндра
откачивается, поршень под давлением атмосферы уходит вглубь цилиндра,
утягивает за собой шток, тяги и прихваты и заготовка зажимается под действием сил давления и пружин 14, которые находятся под опорой.
Приспособление позволяет повысить точность базирования, высвободить рабочую силу, повысить качество обработки, уменьшить трудоемкость,
повысить производительность труда.
Положительный эффект: равномерное рассредоточение удельного давления на поверхность заготовки, что увеличивает точность получения обрабатываемых размеров, а также, за счет применения пневмоцилиндра высвобождается рабочая сила, уменьшается трудоемкость, уменьшается вспомогательное время, что позволяет повысить производительность механической
обработки
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
43
3.3.
Описание конструкции и работы
контрольно-измерительного приспособления
Данное контрольное приспособление применяется для проверки соосности диаметров Ø14Η9 и Ø108Η9.
Приспособление имеет следующее устройство:
Основной частью приспособления является оправка трения 1.
На цилиндрическую часть оправки трения 1 надевается втулка 2 с зазором 0,002-0,005мм., который обеспечивается вкладышем 9.
К втулке 2 крепится ручка 3, которая предназначена для вращения
втулки 2 вокруг оси.
К ручке 3 посредством зажимных устройств 5 и 6 планки 7, и стойки 8
крепится индикатор 4.
В комплект приспособления входит подставка 10, цель которой облегчить работу с приспособлением.
Работа с приспособлением производится следующим образом.
Оправку трения 1, собранную со втулкой 2, ручкой 3 и индикатором 4 вставить в контролируемую деталь, в диаметр Ø14Н9, с небольшим натягом (1,52мм.). Установить наконечник индикатора 4 на контролируемую поверхность, Ø108Н9, стрелку индикатора установить на «ноль». Контролируемую
деталь вместе с оправкой 1, втулкой 2, ручкой 3 и индикатором 4 поставить
на подставку 10. Затем поворачивать втулку с индикатором 4 вокруг оси за
ручку 3. Чтобы получить величину отклонения не соосности, необходимо
показания индикатора разделить на два, полученное значение не должно превышать 0,04мм.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
44
Рисунок 5 - Схема контрольно-измерительного приспособления
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
45
3.4.
Силовой расчёт пневмоцилиндра одностороннего действия
В расчете пневмоцилиндра определяем осевую силу на штоке поршня,
зависящую от диаметра пневмоцилиндра и давления сжатого воздуха в его
полостях.
Расчет осевой силы на штоке поршневого привода производится по
следующей формуле (стр.57, 23 ):
Q
  D 2   
4
 Q1 , Н
(44)
Где:
D -диаметр пневмоцилиндра (поршня), мм.;
d –диаметр штока поршня, мм.;
p –давление сжатого воздуха p=0,4Н/мм2;
 -коэффициент полезного действия  =0,9.
Q
3,14  2002  0,4  0,9
 6  11240Н .
4
Расчет осевой силы в штоковой полости производится по следующей
формуле (стр.57, 23 ):
Q=
  ( D 2  d 2 )   
4
, Н.
(45)
3,14  (2002  322 )  0,4  0,9
 11000Н .
Q=
4
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
46
Рисунок 6 - Схема пневмоцилиндра
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
47
3.5.
Расчет усилия зажима станочного приспособления
Расчет зажимного усилия заготовки в приспособлении производим в
соответствии с принципиальной разработанной схемой.
Усилие на штоке, развиваемое гидроприводом определяется по формуле:
2
=
 ∗  ∗ 0.785
(46)
Где:
D – диаметр цилиндра, определяемый по формуле:
рас = √0,785 ∗  ∗  ∗ 
(47)
Где:
Dрасч – расчетный диаметр цилиндра;
Pz – сила резания, Pz = 243,18 Н
р – давление масла, р=4 МПа;
r – КПД цилиндра
рас = √0,785 ∗ 243,18 ∗ 4 ∗ 0,9 = 26,215 мм.
Принимаем диаметр цилиндра D = 25 мм
Исходя из найденных значений определяем усилие зажима:
252
=
= 221,16 МПа
4 ∗ 0,9 ∗ 0.785
Т.к. по расчётам Рz= 134,3 Н, усилие зажима будет достаточно для безопасной работы.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
48
3.6.
Расчет слабого звена станочного приспособления
Так как зажим происходит при помощи шпильки 10, прихватом 11 и гайки
21, а также шайбы 20, то слабым звеном будет являться одно из этих звеньев
с меньшим диаметром. Произведём расчет на прочность сечение шпильки
(М12 мм. Для расчёта составим расчетную схему (рисунок 7).
Рисунок 7 - Расчетная схема
Данную систему следует проверить по условию прочности на разрыв.
При этом:
[ ] > 
Напряжения, возникающие в слабом сечении штока, определяем с помощью простейших формул сопротивления материалов:
 =


ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
49
где Q - усилие на штоке пневмоцилиндра (Н);
F - площадь слабого поперечного сечения шпильки длинной (м2).
=
 ∗ 2
4
(48)
где d - диаметр штока.
3.14 ∗ 0.012
=
= 7.8 ∗ 10−5 м2
4
Тогда напряжение на винте будет равно:
221.16
= 2,81 ∗ 106 Па = 2,81 МПа.
7.8 ∗ 10−5
Учитывая коэффициент запаса прочности k=3, окончательно получаем
р =
напряжение:
р =  ∗ р
(49)
р = 3 ∗ 2.81 = 8.44 МПа.
При изготовлении штока из стали 45 ГОСТ 1050-84 при постоянной
нагрузке имеем допустимое напряжение на растяжение равное:
[р ] = 610 МПа
Для нормальной и безопасной работы на этом приспособлении необходимо выполнение условия:
[р ] > р
В данном случае:
610>8,44 (МПа).
Значит, в данном случае условие соблюдено и разрыва винта и штока
не будет при данных условиях эксплуатации приспособления; таким образом,
безопасная работа на данном приспособлении возможна.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
50
3.7.
Расчёт погрешности установки заготовки
Погрешность установки εУ на выполняемом переходе при определении
промежуточного припуска, характеризуется величиной смещения обрабатываемой поверхности, которое должно компенсироваться дополнительной составляющей промежуточного припуска.
Погрешность установки определим по формуле:
2
У   б2   з2   ПР
, мкм
(50)
где εб - погрешность базирования заготовки;
εз. - погрешность закрепления заготовки;
εПР. - погрешность изготовления приспособления;
Все составляющие представляют поля рассеивания случайных величин,
потому суммируются в общем случае по правилу геометрического сложения.
Погрешность базирования εб имеет место при не совмещении установочной и измерительной баз и зависит также от допуска и погрешности формы базовых поверхностей.
Погрешность закрепления εз возникает в результате смещения обрабатываемых поверхностей заготовок от действия зажимной силы. Это смещение может быть учтено настройкой станка, если оно и велико, но постоянно
по величине. В ряде случаев, особенно, когда применяются пневматические,
гидравлические, электромеханические и другие зажимные устройства, обеспечивающие постоянство усилий зажима, погрешность закрепления можно
исключить из расчётов.
Погрешность положения заготовки εПР является следствием неточности
изготовления станочного приспособления и износа его установочных элементов, а также погрешности установки самого приспособления и износа его
установочных элементов, а также погрешности установки самого приспособления на станке.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
51
При использовании приспособления в серийном производстве погрешность положения определим по формуле:
2
 ПР  УСТ
 3 И2   С2 , мкм
(51)
где ус. – величина характеризующая неточность положения установочных
элементов приспособления;
и. – величина характеризующая износ установочных элементов приспособления;
с. – величина выражающая погрешность установки приспособления на
станке;
При правильном выборе зазоров в сопряжениях, а также равномерной
затяжкой крепёжных деталей величина с.=10-20мкм. Примем с=15мкм.
В данном случае в качестве опор применяются четыре призмы с углом
=30
Износ опоры в виде призмы определим по формуле (стр.21, 13 ):
 и   * N , мкм
(52)
где  – постоянная величина; =0,7; табл.1, стр.21, 13
N – число контактов заготовки с опорой; N=4
εи=0,7*4=2,8 мкм
Технологические возможности изготовления приспособлений обеспечивает εус в приделах 0-15мкм. Примем εус=10мкм.
Тогда погрешность положения заготовки равна:
 ПР  102  4 * 2,8 2  152  18,9 мкм
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
52
Погрешность закрепления и базирования при получении размеров 100
мм, 108 мм, согласно схеме закрепления  б 

, так как класс точности от2
ливки 9, то по ГОСТ26245-85 δ=2400мкм. Значит εб=2400/2=1200мкм.
Погрешность закрепления определяется по табл.36, стр.77, 13 :
εз=160мкм
 У  12002  1602  18,9 2  1210мкм
Тогда
Рисунок 8 - Схема установки
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
53
3.8.
Расчёт погрешности измерения контрольного
приспособления
Возможность использования принятой конструкции средства контроля
определяется суммарной погрешностью измерения. По результатам расчёта
ΔΣ формулируются технические требования на точность средства контроля.
В общем случае должно выполняться условие:
ΔΣ≤  
где [ΔΣ] – погрешности, допускаемые при измерении.
Суммарная погрешность может быть определена на этапе проектирования лишь укрупнено, т.к. многие составляющие погрешности измерения
определяются непосредственным измерением при аттестации приспособления.
В общем случае можно пользоваться следующей формулой (стр.15, 3
):
   2М  2У  2Н  2Р  2П , мкм
(53)
где Δм – погрешность, свойственная самой схеме измерения и возникающая
от несовершенства метода измерения и взаимодействия средства измерения с
объектом, примем Δм=0;
Δу – погрешность установки контролируемой детали в КИП;
Как и для станочных приспособлений:
2
У   б2   З2   ПР
, мкм
(54)
где εб – погрешность базирования, определяется для конкретной схемы установки, εб=5 мкм.
εз – погрешность закрепления, связанная со смещением контролируемой
детали от номинального положения под действием сил зажима, εз=0;
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
54
εпр – регламентированная погрешность изготовления сборки, регулирования, а также опор измерительного устройства (учитывается лишь износ, который имеет место между периодическими настройками приспособления).
 пр   пр1   пр 2   и
где εпр1 – величина, характеризующая неточность положения установочных
элементов приспособления (технологические возможности изготовления
приспособлений обеспечивает εпр1 в пределах 10-15 мкм., принимаем
εпр1=10мкм.)
εи – величина, характеризующая износ установочных элементов приспособления, εи=0
εпр2 – погрешность установки приспособления εпр2=5…20 мкм, принимаем εпр2=5мкм
 пр  102  52  11мкм
У  52  112  12мкм
Δн – погрешность настройки КИП по эталону или установочным мерам,
Δн=0;
Δр – погрешности передаточных устройств, которые могут быть определены по формуле (стр.15, 3 ):
 Р  2Р1  2Р 2  2р3  2р 4  2р5 , мкм
(55)
где Δр1 – погрешность от неточности изготовления плеч рычагов, Δр1=0;
Δр2 – погрешность от зазора между отверстием и осью рычага, Δр2=5мкм;
Δр3 – погрешность от непропорциональности между линейным перемещением измерительного стержня и угловым перемещением рычага, Δр3=0;
Δр4 – погрешность от смещения точки контакта сферического наконечника при повороте плоского рычага, Δр4=0;
Δр5 – погрешность прямой передачи, Δр5=0;
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
55
Δр=5мкм;
Δп – суммарная погрешность, связанная с погрешностями:
 П  2СИ  2С  2СП  lt2 , мкм
(56)
где Δси – погрешность измерительного прибора (определяется по паспортным
данным и таблицам), примем Δси=2,5мкм;
Δс – субъективная погрешность, зависящая от способа фиксации результата измерения, цены деления, расположения шкалы и квалификации рабочего; наибольшее значение Δс будет равно половине цены деления шкалы или
половине цены единицы наименьшего кода при получении результатов в
цифровом коде, примем Δс=0,5мкм;
Δсп – специфическая погрешность, Δсп=0мкм;
Δlt – погрешности от температурных деформаций, Δlt=0
Тогда
 П  2,5 2  0,5 2  2,5 мкм;
Значит
   122  5 2  2,552  12,3мкм
Допустимая погрешность контрольного приспособления
[ΔΣ]=к*ITA
Коэффициент к=0,25, для контрольных величин в пределах 9-го квалитета
[ΔΣ]=0,25*0,087=0,022мм=22мкм
эта величина удовлетворяет требованию ΔΣ≤  
Определим контролируемые величины, по которым следует отбраковывать детали
Δконтр=ITA-ΔΣ=0,087-0,0123=0,0747мм
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
56
4.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
4.1.
Исходные данные для расчёта
А) основное производственное оборудование механических цехов
определяется по формуле
Спр =
Тм ∙ N
Fдо ∙ ηз
(57)
где Тм – трудоемкость механической обработки изделия;
ηз – средний коэффициент загрузки станков. Принимается по нормативам
или по данным таблицы 5.
N – годовая программа выпуска деталей
Fдо - действительный фонд времени работы оборудования
Спр =
0.2 ∗ 10000
= 0.61
3841 ∗ 0.85
Б) Ручные места слесарной доработки в механическом цехе определяются по формуле:
Ссл =
Спр ∙ Ксл
100
(58)
где Ксл – процент трудоемкости ручных работ от трудоемкости механической
обработки
1∗4
= 0.04
100
Принимаем 1 рабочее место ручной слесарной доработки
Ссл =
В) Сборочные места узловой сборки на сборочном участке узловой
сборки определяются по формуле:
Су =
Ту ∙ N
Fдо ∙ Dср ∙ ηз
(59)
где Ту – трудоемкость узловой сборки;
Dср – средняя плотность загрузки рабочего места. (D ср. = 1,0)
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
57
ηз – средний коэффициент загрузки рабочих мест для сборочных цехов
(ηз = 0,8)
Су =
0.02 ∗ 10000
= 0.06
3841 ∗ 1 ∗ 0.85
Принимаем Су = 1
Г) Сборочные места общей сборки определяются по формуле:
С0 =
Т0 ∙ N
Fдо ∙ Dср ∙ ηз
(60)
где Т0 – трудоемкость общей сборки изделия.
С0 =
0.046 ∗ 500
= 0.14
3841 ∗ 1 ∗ 0.85
Принимаем С0 = 1
Д) Металлорежущее оборудование вспомогательных отделений механосборочного цеха определяются в процентном отношении от количества
основного производственного оборудования:
1 – для заготовительного отделения
Сзаг = 10
2 – для заточного отделения
Сзаг = 4 − 6% от Спр ;
(61)
Принимаем Сзаг = 1
3 – для цеховой ремонтной базы
Спрб = 2,8 − 4,3% от Спр ;
(62)
Принимаем Спрб = 1
4 – для отделения по ремонту приспособлений и инструмента
Принимаем Српи = 3
5 – для технологической лаборатории
Стех.лаб = 4 − 20 единиц
Принимаем Стех.лаб = 4
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
58
4.2. Расчет численности и состава работающих в механосборочном
цехе
Общее количества работающих в цехе составляют:
- производственные рабочие – главным образом станочники;
- вспомогательные рабочие;
- младший обслуживающий персонал (МОП);
- инженерно – технические работники (ИТР);
- счетно – конторский персонал (СКП).
А) Количество производственных рабочих:
R ст =
Tм ∙ N
Fдр ∙ Sр
(63)
где Fдр – действительный фонд времени рабочего в год; 1860 часов.
Sр – количество станков, на которых может одновременно работать один
рабочий (коэффициент многостаночности); Sр = 1,8
R ст =
0.2 ∗ 10000
= 0.59
1860 ∗ 1.8
Применяем ст = 1
Б) Количество слесарей механического отделения определяется по
формуле:
R сл = 2 ∙ Ссл
(64)
R сл = 2 ∗ 1 = 2
В) Количество слесарей – сборщиков для узловой и общей сборки
определяется по формуле:
R сб =
(Ту + То )N
Fдр
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
(65)
Лист
59
R сб =
(0.02 + 0.046) ∗ 10000
= 0.34
1860
Принимаем R сб = 1
Г) Общее количество слесарей механического отделения и слесарей
сборщиков определяется по формуле:
(66)
R сл.и сб. = R сл + R сб
R сл.и сб. = 2 + 1 = 3
Д) Всего основных рабочих в механосборочном цехе определяется по
формуле:
(67)
R о = R ст + R сл.и сб.
Rо = 1 + 3 = 4
Е) Остальные категории работающих в механосборочном цехе принимаются в процентном отношении к числу основных рабочих цеха согласно
рекомендаций. Все расчеты численности работающих сводятся в таблицу 8.
Таблица 8 - Общая численность работающих в цехе
№
Категории работающих
п/п
1 Основные (R ст.)
2 Слесари мех. обработки (R сл.)
3 Слесари – сборщики (R сб.)
4 Слесари и сборщики (Rсл.и сб)
5 Всего основных рабочих ( Rо )
6 Вспомогательные рабочие механич.
отделения ( R в. мех)
7 Вспомогательные рабочие сборочного
отделения (R в.сб.)
8 Всего вспомогательных рабочих Rвсп.
9 МОП мех. отдел.( R моп.мех. )
10 МОП сбор отдел.(R моп.сбор.)
11 Всего МОП ( R моп.)
12 ИТР мех.отделения (Rитр мех.)
13 ИТР сбор.отдел. ( Rитр сбор.)
14 Всего ИТР
( 68 )
( 69 )
( 70 )
( 71 )
( 72 )
(18 – 25)% от R ст.
Числ.
зн.
1
2
1
3
4
1
(20 – 25)% от п. 4
1
R всп. = R в.мех. + R в.сб.
(2 – 3)% от (R ст.+ R в. мех.)
(1 – 3)% от (R сл.и сб. + R в. сб.)
R моп. Мех. + R моп. сбор.
(11 – 13)% от (R ст. + R в.мех.)
(8 – 10)% от (R сл. и сб. + R в.сб.)
R итр = R итр мех.+ R итр сбор.
2
1
1
2
1
1
2
Расч. формула
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
60
15
16
17
18
СКП мех.отдел. ( R скп мех.)
СКП сбор.отдел.(Rскп сбор.)
Всего СКП
Общее количество работающих R общ.
(4 – 5)% от ( R ст. + R в.мех.)
(4 – 5)% от ( R сл.и сб. + R в.сб.)
R скп = R скп мех. + R скп сбор.
Rобщ. =Rо+Rвсп.+Rмоп+Rитр+ Rскп
1
1
2
12
Ж) Количество работающих в первую смену определяется согласно
норм, приведенных в таблице 10[7].
Численность работающих в первую смену, определенная по нормам
таблицы 10 [7], заносится в таблицу 12.
Таблица 12 - Общая численность работающих в первую смену
№
п/п
1
2
3
4
Категории работающих
Основание расчета
Осн. производственные рабочие Rо1см.
Вспомогательные рабочие R всп. 1 см.
ИТР, МОП и СКП R итр моп и скп 1 см.
Всего работающих в первую смену
50% от Rо
55% от R всп.
70% от (Rмоп+Rитр+Rскп.)
Сумма п.п. 1, 2, 3
Расч. кол-во
работающих
3
2
5
10
З) Определяется количество мужчин и женщин, работающих в первую
смену в зависимости от типа производства.
для среднесерийного производства - женщин в общем количестве работающих 40%
численность женщин составляет 4,
мужчин – 6.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
61
4.3.
Расчет площадей механосборочного цеха
А) Площадь механических участков
(68)
Fc = fc ∙ Cпр
где fc – удельная площадь на 1 станок по приложению К.
Fc = 53 ∙ 1 = 53 м2
Б) Площадь слесарно – сборочных отделений
Fсл.и сб. = fсл.
где fсл.
и сб.
и сб.
∙ R сл.
и сб.1 см.
(69)
– удельная площадь на 1 слесаря – сборщика в 1 смену. Удельная
площадь для малых изделий 5-6 м2 на одного рабочего.
Fсл.и сб. = 6 ∙ 8 = 48 м2
В) Площадь вспомогательных отделений
1. Заготовительного отделения:
Fзаг = fзаг. ∙ Сзаг.
(70)
где fзаг. = (25 – 30)м2 – удельная площадь заготовительного отделения на 1
станок
Fзаг = 30 ∙ 10 = 300 м2
2. Заточного отделения:
Fзат = fзат. ∙ Сзат.
(71)
где fзаг. = (8– 10)м2 удельная площадь заточного отделения на 1 станок.
Fзат = 10 ∙ 1 = 10 м2
3. Цеховой ремонтной базы:
Fцрб. = fцрб. ∙ Сцрб.
(72)
где fзаг. = (22 − 28)м2 удельная площадь цеховой ремонтной на 1 станок.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
62
Fцрб. = 28 ∙ 1 = 28 м2
4. Мастерской энергетика цеха:
Fм.эн. = 0,35Fцрб.
(73)
Fм.эн. = 0,35 ∙ 28 = 9,8 м2
Принимаем Fм.эн. = 10 м2
5.Мастерской по ремонту приспособлений и инструмента
Fрпи. = fрпи. ∙ Српи.
(74)
где fпр. = (17 − 22)м2 удельная площадь мастерской по ремонту
приспособлений и инструмента на 1 станок.
Fрпи. = 22 ∙ 3 = 66 м2
6.Контрольного отделения:
Fбтк. = (3 − 5)% от Fпроизв.
(75)
где Fпроизв. - площадь производственных помещений
Fпроизв. = Fc + Fсл.и сб.
(76)
Fпроизв. = 318 + 48 = 101
Тогда
Fбтк. = 0,03 ∙ 101 = 3,03 м2
Принимаем Fбтк. = 8 м2
7.Площадь контрольно-поверочного пункта (КПП):
Fкпп. = (0,18 − 0,3)R ст
(77)
Fкпп. = 0,3 ∗ 1 = 0,3 м2 ,
Принимаем Fкпп. = 8 м2
8.Площадь отделения для приготовления СОЖ:
Площадь отделения по нормативам,
Fсож = 35 м2
9.Площадь отделения для сбора и переработки стружки:
Площадь отделения по нормативам,
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
63
F отд.для сб.и пер.стр = 65 м2
10.Площадь мастерской по ремонту инвентаря:
Fмаст.инв = 30 м2
11.Площадь технологических лабораторий:
Fтех.лаб. = 50 м2
12. Площадь цеховых трансформаторных подстанций:
Fтр. = 0.01(Fc + Fсл.и сб. )
(78)
Fтр. = 0.01 ∗ (318 + 48) = 1.01 м2
Принимаем Fтр. = 8 м2
13. Площадь вентиляционных камер и установок:
Fвк. = (0,05 ÷ 0,075)Fпроизв.
(79)
Fвк. = 0,075 ∗ 101 = 7,57 м2
Принимаем Fвк. = 8 м2
14. Площадь помещений для компрессорных установок:
Fк.у = (0,006 ÷ 0,008)Fпроизв.
(80)
Fк.у = 0,008 ∗ 101 = 0,808 м2
Принимаем Fк.у = 8 м2
Г) Площадь цеховых складов:
1. Площадь цехового склада материалов и заготовок:
Fскл.заг. =
Q черн. ∙ t ср
Фраб ∙ qср ∙ K и
(81)
где Q черн. – черный вес всех заготовок в цехе, т;
Q черн. = q ∙ N
(82)
Q черн. = 88 ∙ 500 = 44000 кг = 44 т
t ср – среднее количество дней запаса материалов и заготовок в цехе;
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
64
qср . – средняя грузонапряженность пола;
qср = (1,5 − 2,0) т/м2
(83)
Фраб – количество рабочих дней в году; Фраб = 249
K и – коэффициент использования площади цеха; K и = 0,4 ÷ 0,5
Нормы запаса на цеховых складах в зависимости от типа производства
Fскл.заг. =
44 ∗ 6
= 1.76 м2
249 ∗ 1.5 ∗ 0.4
Принимаем Fскл.заг. = 8 м2
2. Площадь межоперационного склада:
Fм.о. =
Q чист. ∙ iср ∙ t ∙ Ко
Фраб ∙ qср ∙ K и
(84)
где Q чист. - чистый вес изделий на годовую программу, т;
Q чист. = q ∙ N
(85)
Q чист. = 80 ∙ 500 = 40000 кг = 40 т
Ко – коэффициент, учитывающий массу отходов за прошедшие операции
механической обработки.
100 + 0,5 ∙ %отходов
100
100 + 0,5 ∙ 7,04
Ко =
= 1,03
100
Ко =
(86)
где t - количество дней нахождения деталей на складе за каждый заход.
iср . – среднее количество операций, после которых детали будут заходить
на склад; iср = 5 ÷ 6.
qср – средняя грузонапряженность пола склада; qср = 0,8 т/м2 .
K и – коэффициент использования площади склада. (К и = 0,4).
Fм.о. =
40 ∗ 5 ∗ 4 ∗ 1.03
= 10.39 м2
249 ∗ 0.8 ∗ 0.4
Принимаем Fм.о. = 11 м2
3. Площадь промежуточного склада:
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
65
Fпромеж.ск.. =
Q чист. ∙ t ср
Фраб ∙ qср ∙ K и
(87)
Где t ср .- среднее количество операций, после которых детали будут заходить
на склад, (t ср = 4)
qср = 1 т/м2
Fпромеж.ск.. =
40 ∗ 7
= 2.81 м2
249 ∗ 1 ∗ 0.4
Принимаем Fпромеж.ск.. = 8м2
4. Площадь инструментально – раздаточной кладовой (ИРК):
Fирк = Fирк мех. + Fирк сб. = fмех. ∙ Cпр. + fсб. ∙ R сл.и сб.
(88)
где fмех. – удельная площадь ИРК на 1 станок механического отделения;
fсб. = 0,15 м2 - на 1 слесаря
Fирк = 0.4 ∗ 0.61 + 0.15 ∗ 3 = 0.85 м2
Принимаем Fирк = 8 м2
5. Площадь кладовой абразивов:
Fабр. = fабр. ∙ Cшлиф.
(89)
где fабр. = 0,4 м2 на 1 станок шлифовальной группы;
Cшлиф. - количество станков шлифовальной группы в механосболрочном
цехе.
Fабр. = 0,4 ∙ 0,3 = 0,12 м2
Принимаем Fабр. = 8 м2
6. Площадь склада приспособлений:
Fскл.пр.. = fскл.пр. ∙ Cпр.
(90)
где fскл.пр. = 0,2 м2 /станок
Fскл.пр.. = 0,2 ∙ 1 = 0,2 м2
Принимаем Fскл.пр.. = 8 м2
7. Площадь склада масел:
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
66
(91)
Fмасел = fмасел ∙ Cпр.
где fмасел – удельная площадь склада; fмасел = (0,1 ÷ 0,12) м2 /станок
Fмасел = 0,12 ∙ 1 = 0,12 м2 , принимаем 8 м2
8. Площадь склада вспомогательных материалов:
(92)
Fвсп.мат. = fвсп.мат. ∙ Cпр.
где fвсп.мат. – удельная площадь склада; fвсп.мат. = (0,1 ÷ 0,12)м2 /станок
Fвсп.мат. = 0,12 ∙ 1 = 0,12 м2 , принимаем 8 м2
Д) Площадь магистральных проездов и проходов в производственных и
вспомогательных отделениях цеха принимается равным 10% от площадей
соответствующих отделений.
Е) Площадь служебно-бытовых помещений.
1. Площадь гардеробных, душевых, умывальных комнат, ножных ванн:
(93)
F гард. = f гард. ∙ R общ.
где f гард. = (2,6 ÷ 2,8) м2
F гард. = 2,8 ∙ 12 = 33,6 м2
Принимаем F гард. = 34 м2
Площадь фотариев:
2.
F фот. = 5 × 5м2
3. Площадь туалетов:
F
где f
туал.
туал.
=f
туал.
∙ R общ.1 смен.
- удельная площадь туалетов; f
F
туал.
туал.
(94)
= 0,2м2
= 0,2 ∙ 10 = 2 м2 , принимаем 8 м2
4. Площадь курительных комнат:
F
F
кур.
кур.
= 0,03R1 см.мужчин + 0,01R1 см.женщин
= 0,03 ∙ 6 + 0,01 ∙ 4 = 0,22 м2 , принимаем 8 м2
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
(95)
Подпись
Дата
Лист
67
5.Площадь комнаты личной гигиены женщин (КЛГЖ):
Обычно эта комната располагается рядом с медпунктом.
F
F
кур.
кур.
= 0,01R1 см.женщин
(96)
= 0,01 ∙ 4 = 0,04 м2 , принимаем 8 м2
6.Площадь помещений общественного питания (буфетов, столовых,
кухонь, лотков, киосков):
F пит. = 0,7 ∙ R общ.
(97)
F пит. = 0,7 ∙ 12 = 8,4 м2 , принимаем 9 м2
7.Площадь медпунктов:
F мед. = (0,06 ÷ 0,08) ∙ R общ.
(98)
F мед. = 0,08 ∙ 12 = 0,96 м2 , принимаем 8 м2
8.Площадь помещений культурного обслуживания (красных уголков,
читален, библиотек, комнат отдыха, кинобудок и т.д.)
F кр.уг. = 0,3 ∙ R общ.1 смен.
(99)
F кр.уг. = 0,3 ∙ 10 = 3 м2 , принимаем 8 м2
9.Площадь административно – конторских помещений:
Кабинета начальника цеха F нач.. = 18 м2
Кабинет заместителя начальника цеха F зам.. = 15 м2
10.Площадь помещений тех-бюро, конструкторского бюро, ПДБ (планово-диспетчерского бюро), БТЗ (бюро труда и зарплаты), помещений общего назначения принимается из расчета 4 м2 на 1 служащего и 6 м2 на 1 чертежный стол, 0,27 м2 на 1 вешалку в гардеробе.
Fскп. = (4 + 6 + 0,27) ∙ R скп.
(100)
Fскп. = (4 + 6 + 0,27) ∙ 2 = 20,54 м2
Принимаем Fскп. = 21 м2
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
68
11.Площадь кабинета учебных занятий Fуч.зан. = 1,75 м2 на одного
слушателя.
Fуч.зан. = 1,75 ∙ R общ.1 смен.
(101)
Fуч.зан. = 1,75 ∙ 10 = 17,5 м2
Принимаем Fуч.зан. = 18 м2
12.Площадь кабинета техники безопасности:
F тех.безоп. = 0,25 ∙ R общ.
(102)
F тех.безоп. = 0,25 ∙ 12 = 3 м2
Принимаем F тех.безоп. = 8 м2
13. Площадь помещений общественных организаций:
F общ.орг. = 0,25 ∙ R общ.
(103)
F общ.орг. = 0,25 ∙ 12 = 3 м2 , принимаем 8 м2
Определенную площадь всех помещений цеха сводим в таблицу 13.
Таблица 13 - Сводная таблица площадей механосборочного цеха.
№п/п
Категория площадей
Площадь м2
1 Производственная площадь механического отделения вместе со складски372
ми площадками заготовок и готовых деталей
2 Производственная площадь слесарно-сборочного отделения
48
3 Производственная площадь механического отделения с проходами и проез409,2
дами
4 Площадь слесарно-сборочного отделения
52,8
с проходами и проездами
5 Суммарная производственная площадь с проездами
462
6 Площадь вспомогательных помещений
334
7 Площадь складских помещений (кроме складов заготовок и складов гото48
вых деталей)
8 Суммарная площадь вспомогательных отделений и складов
382
9 Суммарная площадь вспомогательных отделений и складов с проездами
420,2
10 Площадь служебно-бытовых помещений
196
11 Итого площадей
1078,2
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
69
4.4.
Расчет потребного количества транспортных средств
Для обеспечения перемещения заготовок и готовых деталей по цеху
необходимо предусмотреть транспортные средства. При этом следует учитывать, что крановые средства предусматриваются только для обеспечения
транспортными операциями только технологического процесса. Специального транспорта для монтажа и ремонта технологического оборудования в цехе
не предусматривается.
А) Определение транспортных операций и выбор транспортных
средств к ним
В механическом и механосборочном цехах предусматриваются следующие основные виды транспортных операций и средств их выполнения:
1. Доставка заготовоки и материалов с общезаводских складов в цеховые склады материалов и заготовок, либо непосредственно к месту обработки. Доставка к месту установки инструментов и оснастки. Используются
главным образом электротележки и автотележки, автомашины. Грузоподъемность этого транспорта принимается в пределах 0,5 – 3,0 тонны.
2. Отправка готовой продукции из цеха, транспортировка на термообработку, мойку, защитные покрытия. Используются различного рода транспортеры, а также электро- и автотележки. Грузоподъемность принимается от
0,5 до 3,0 тонны.
3. Подача, установка и съем сменной оснастки (станочных, сборочных
и контрольных приспособлений, борштанг, шлифовальных кругов и тому подобное). Используются ручные механизированные тележки, краны, кран –
балки, подъемники. Грузоподъемность – в соответствии с максимальной массой оснастки .
4. Межоперационная передача изделий в процессе механической обработки и в процессе сборки Для легких изделий в единичном и серийном
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
70
производстве – ручные тележки, в массовом и крупносерийном – склизы, желоба, приводные и неприводные ролганги, транспортерные
и сборочные
конвейеры. Для изделий свыше 30 кг в единичном и серийном производствах
– краны, кран - балки, тали, тельферы; в массовом и крупносерийном производствах – приводные и неприводные рольганги, транспортерные и сборочные конвейеры соответствующей производительности и скорости движения.
5. Уборка и вывоз стружки. Используются ручные и механические тележки со специальными ящиками, грузоподъемность 0,5 – 1,0 т, специальные
механизмы уборки от отдельных мест, стружкоуборочные транспортеры соответствующей производительности.
Б) Расчет потребного количества транспортных средств
1. Количество средств колесного транспорта, транспортирующего разные грузы по массе:
Гв = Q ∙ i ∙ Tтр ∙ K Н /(qт ∙ K q ∙ Fд ∙ 60)
(104)
где Q – масса перевозимых грузов на годовую программу, т;
Q = (Q чист. + Q черн. )/2.
(105)
Q = (40+44)/2=42 т
qт – грузоподъемность транспортного средства, 1 т;
Kq – коэффициент использования тоннажа. Kq = 0.4 – 0.5.
i - среднее количество транспортных операций. i = 2 –3.
T тр – время одной транспортной операции. Ттр = (10-15 ) мин.
К н – коэффициент неравномерности, учитывающий возможные простои
при загрузке и разгрузке. К н = 1,2 – 1,25.
Гв=42∙3∙15∙1,25/(1∙0,5∙3810∙60)=0,02
Принимаем 1 транспортное средство
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
71
4.5. Проектирование энергетической части механосборочного цеха
Для проектирования энергетической части механосборочного цеха
необходимы исходные данные по отдельным видам энергии: электрической,
сжатого воздуха, воды, пара, топлива, газа.
К числу исходных данных относятся: планировка со спецификацией
установленного
производственного, вспомогательного и санитарно-
технического оборудования с указанием потребной мощности электродвигателей, потребности
каждого вида энергии, режима работы потребителей
энергии, среднего и максимального часового и годового расхода.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
72
4.5.1. Расчет потребления цеха в электроэнергии
Электроэнергия в цехе расходуется на производственные нужды и на
освещение помещений цеха.
1. Годовой расход электроэнергии для цеха на шинах низкого напряжения определяется по формуле:
W = k с ∙ ∑ Руст ∙ Fдо ∙ ηз
(106)
Где:
∑ Руст – суммарная установленная мощность потребителей электроэнергии на шинах низкого напряжения, ∑ Руст = 8 кВт/час,
k с – коэффициент спроса электроэнергии, учитывающий недогрузку токоприемников по мощности и неодновременность их работы.k с = 0,2,
ηз – коэффициент загрузки оборудования по времени учитывает неполноту годового графика потребления энергии); среднее его значение 0,75
– 0,80.
W = 0,2 ∙ 8 ∙ 3841 ∙ 0,8 = 4916,48 кВт
2. Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по формуле (111) или по нормам расхода на 1 м2 площади здания. При этом годовое
количество часов осветительной нагрузки принимается в зависимости от географической широты и количества смен работы цеха. Для Центрально – Черноземного района можно принимать количество дней осветительной нагрузки 125.
Примерные нормы расхода электроэнергии на освещение в час 1 м2
площади.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
73
n
Wосв = ∑(Fi ∙ Нр )
(107)
i=1
где Wосв – годовой расход электроэнергии на освещение цеха;
Fi - площадь помещения;
Нр – норма расхода электроэнергии на освещение;
n – число различных помещений.
Wосв = 462 ∙ 20 + 420,2 ∙ 10 + 196 ∙ 10 = 10782 Вт = 10,78 кВт
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
74
4.5.2. Расчет потребности воды
Вода в цехах употребляется на производственные и бытовые нужды.
Вода на производственные нужды расходуется на приготовление СОЖ, промывку деталей, охлаждение при закалке деталей, испытание узлов и изделий,
для гидрофильтров распылительных камер.
Вода на бытовые нужды расходуется для хозяйственно – питьевых
нужд, душевых комнат и умывальников.
Годовой расход воды для приготовления охлаждающих жидкостей при
резании металлов Q в определяется по формуле
Qв =
qв ∙ C ∙ Fдо ∙ ηз
1000
(108)
где qв – часовой расход воды на один станок, л. qв = 0,6 л/час;
С – количество станков в цехе.
0,6 ∙ 15 ∙ 3841 ∙ 0,8
= 5,531 м3
1000
Годовой расход воды на бытовые нужды определяется по формуле
Qв =
25 ∙ R общ. ∙ 252
1000
25 ∙ 12 ∙ 252
Qв =
= 75,6 м3
1000
Qв =
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
(109)
Лист
75
4.5.3. Расчет потребности пара
Пар в цехе расходуется на производственные нужды, а также на отопление и вентиляцию.
Годовая потребность пара на отопление и вентиляцию определяется по
формуле
Qп =
qт ∙ H ∙ V
1000 ∙ i
(110)
где qт – расход тепла на 1 м3 здания ; (qт = 30 ккал/ч)
Н – количество часов в отопительном периоде. Для средней полосы продолжительность отопительного периода принимается равной 180 дням,
т.е:
Н = 180 ∙ 24 = 4320 час.
V – объем здания, м3;
V = 462 ∙ 6 + 420,2 ∙ 3,3 + 196 ∙ 3,3 = 4805,46 м3
i – теплота испарения. Теплота испарения i = 540 ккал/кг.
Qп =
30 ∙ 4320 ∙ 4805,46
= 1153,31 т
1000 ∙ 540
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной выпускной квалификационной работе по теме «Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали «Корпус
070.22.01.02»».
В пояснительной записке выделены четыре основных частей: общую часть, технологическую часть, конструкторскую часть, расчёт цеха, а
также введение и выводы по проекту.
В общей и технологической частях проанализированы конструктивные
особенности, и даётся характеристика основных параметров изделия, в которое
входит обрабатываемая деталь. Произведен анализ технологичности конструкции детали. Выбран метод получения заготовки, осуществлен его экономическое обоснование. Произведен расчёт припусков на механическую обработку,
выбраны технологические базы, составлены технологический процесс механической обработки и маршрутной карты, осуществлен выбор оборудования,
приспособлений, инструмента. Произведен расчёт режимов резания и техническое нормирование, описан технологический процесс сборки. Внесены предложения по механизации и автоматизации производства.
В конструкторской части произведен расчёт погрешности базирования
заготовки, силовой расчёт приспособления, а также приводится описание мерительного и станочного приспособлений, произведен расчёт на точность мерительного приспособления.
При расчёте цеха определено количество оборудования, численность основных и вспомогательных рабочих, а также произведен расчёт площадей и
энергетики проектируемого цеха.
Приложение состоит из: спецификаций, технологического процесса,
чертежа детали, сборочного чертежа изделия.
В дипломном проекте необходимо также разработать графическую
часть, которая включает 8 листов формата А1:
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
77
первый лист – чертеж заготовки,
второй лист – чертеж операционного эскиза,
третий лист – чертеж операционного эскиза,
четвертый лист – чертеж операционного эскиза,
пятый лист – сборочный чертёж станочного приспособления,
шестой лист - сборочный чертёж станочного приспособления,
седьмой лист – сборочный чертёж контрольного приспособления,
восьмой лист – план механосборочного цеха.
ВКР.18.15.03.05.ВО.000.000.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
78
Орловский государственный
университет имени И.С. Тургенева
СПРАВКА
о результатах проверки текстового документа
на наличие заимствований
Проверка выполнена в системе
Антиплагиат.ВУЗ
Автор работы
Агибалов Иван Геннадиевич
Факультет, кафедра,
номер группы
Технико-экономический факультет, Кафедра инженерного образования, группа 5Т
Тип работы
Выпускная квалификационная работа
Название работы
Агибалов Иван Геннадиевич
Название файла
Агибалов для АП.doc
Процент заимствования
27,90%
Процент цитирования
0,20%
Процент оригинальности
71,90%
Дата проверки
22:48:24 20 июня 2018г.
Модули поиска
Сводная коллекция ЭБС; Коллекция РГБ; Цитирование; Коллекция eLIBRARY.RU;
Модуль поиска Интернет; Модуль поиска перефразирований eLIBRARY.RU; Модуль
поиска перефразирований Интернет; Модуль поиска общеупотребительных
выражений; Модуль поиска "ФГБОУ ВО ОГУ им. И.С.Тургенева"; Кольцо вузов
Работу проверил
Тупикин Дмитрий Александрович
ФИО проверяющего
Дата подписи
Подпись проверяющего
Чтобы убедиться
в подлинности справки,
используйте QR-код, который
содержит ссылку на отчет.
Ответ на вопрос, является ли обнаруженное заимствование
корректным, система оставляет на усмотрение проверяющего.
Предоставленная информация не подлежит использованию
в коммерческих целях.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа