close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Семенов Евгений Александрович. Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали «Корпус Н48.556.01.001»

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
Н48.556.01.001»». Проект состоит из расчётной и графической частей.
В пояснительной записке выделим четыре основных частей: общую
часть, технологическую часть, конструкторскую часть, расчёт цеха, а также
введение и выводы по проекту.
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, описывается технологический
процесс сборки. Вносятся предложения по механизации и автоматизации производства.
В конструкторской части производится расчёт погрешности базирования
заготовки, силовой расчёт приспособления, а также приводится описание контрольно-измерительного и станочного приспособлений.
При расчёте цеха определяется количество оборудования, численность
основных и вспомогательных рабочих, производится расчёт площадей и энергетики проектируемого цеха.
Приложение состоит из: технологического процесса, спецификаций.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4 РАСЧЕТ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
46
4.1 Исходные данные
46
4.2 Расчет количества производственного оборудования
47
4.3 Расчет численности и состав работающих в механосборочном цехе
49
4.4 Расчет площадей механосборочного цеха
52
4.5 Выбор внутрицеховых транспортных средств и расчет их потребного
количества
59
4.6 Проектирование энергетической части механосборочного цеха
62
4.7 Снабжение станков СОЖ
65
4.8 Система уборки и переработки стружки
66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
67
СПИСОК ЛИТЕРАТУРА
69
ПРИЛОЖЕНИЯ
71
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс в развитии общества предопределяется техническим уровнем
применяемых машин. Их создание, т.е. конструирование и изготовление, составляет основу машиностроения. Общепризнанно, 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 такого ужесточения постоянно возрастают, и машиностроители вынуждены все быстрее решать конструкторские и технологические задачи. В условиях рыночных отношений
быстрота реализации принятых решений играет главенствующую роль.
Конструирование и изготовление машин представляет собой два этапа
единого процесса. Эти этапы неразрывно связаны между собой. Уже нельзя
себе представить конструирование без учета технологичности конструкции.
Технологичная 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.
На этапе изготовления машин особое внимание обращают на их качество
и его важнейший показатель — точность. В ряде производств уже становится
нормой изготовление деталей с микрометрической и доле микрометрической
точностью. Понятие «точность» относится не только к размеру, но и к форме,
взаимному расположению поверхностей, физико-механическим характеристикам деталей и среды, в которой их изготавливают.
Использование ЭВМ при разработке ТП знаменует новый этап развития
технологии машиностроения как науки. Оптимальные решения формируются
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
за короткое время и при сравнительно малых затратах средств. Конкретный
ТП изготовления детали и сборки может быть представлен на уровне как технологического маршрута, так и технологической операции. При этом оформляют соответствующую документацию с графическим подтверждением принятых решений.
Несмотря на очевидную прогрессивность использования ЭВМ, нельзя
считать, что разработка ТП связана исключительно с их применением. Разработчик должен владеть различными методами решений технологических задач
как с применением ЭВМ, так и без них.
Моральное старение продукции машиностроения, часто наступает значительно быстрее их физического старения, а для постановки на производство
новых изделий на каждую тысячу деталей, требуется разрабатывать свыше
пятнадцати тысяч единиц различной технической документации и изготовить
до пяти тысяч различных видов технологического оснащения.
Всё это требует дальнейшего повышения научно – технического уровня и
качества изделий, всестороннего совершенствования технологии, методов организации и управления. В ходе развития, акцентировать внимание на своевременное и поэтапное техническое перевооружение производства с целью
поддержания конкурентоспособности выпускаемой продукции.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Служебное назначение объекта производства
Насос ВК 5/24 вихревой консольный, предназначен для перекачивания
воды, нейтральных, химически активных жидкостей, в которых материалы
проточной части не допускают линейную скорость сплошной коррозии более
0,1мм с кинематической вязкостью до 36 ·10-6 м2/с содержанием твердых
включений не более 0,01% по массе и размером не более 0,05мм.
Насос ВК - одноступенчатый, горизонтальный, консольный. Привод
насоса осуществляется через соединительную муфту.
вращения ротора
Направление
по часовой стрелке, если смотреть со стороны
электродвигателя. Рабочая камера проточной части насоса выполнена в
корпусе и крышке корпуса и представляет собой кольцевой канал,
сообщающийся с входным и выходным патрубками насоса. Всасывающая и
направляющая часть канала разделены перемычкой. Перемещение жидкой
среды по кольцевому каналу и придание ей необходимой энергии
осуществляется рабочим колесом, которое представляет собой диск с
радиально расположенными лопатками. Вал насоса вращается на двух
шарикоподшипниковых опорах, размещенных в расточках кронштейна
опорной стойки. Для предотвращения протечек перекачиваемого продукта в
окружающую среду в корпусе насоса расположен сальник с набивкой из
асбестового пропитанного шнура. Для обеспечения самовсасывания насос
ВК снабжен колпаком напорным, устанавливаемым на выходном патрубке.
Охлаждающая жидкость температурой не ниже 233К (минус 40ºС) подается в
любое из отверстий В корпуса насоса, с помощью трубы соединительной
переводится из камеры корпуса в любое из отверстий Б крышки обогрева и
из камеры крышки отводится в теплообменник.
Техническая характеристика насоса ВК 5/24:
Подача - 5 л/с (14,2 м3/ч)
Напор – 24 м
Максимальная высота самовсасывания – 5,0 м
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Допускаемая продолжительность самовсасывания - 600 с
Давление на входе в насос – 0,25 МПа (2,5 кгс/см2)
Частота вращения - 24 с-1 (1450 об/мин)
Корпус насоса является составной частью насоса ВК 5/24. Деталь относится к классу «корпусов». Масса детали 11,4 кг.
Рабочая камера проточной части насоса выполнена в корпусе и представляет собой кольцевой канал, сообщающийся с входным и выходными патрубками (В) насоса. Всасывающая и направляющая часть канала разделены
перемычкой (отсекателем). Деталь представляет собой чугунную отливку. В
корпусе имеется центральное отверстие под вал Ø44Н11. К корпусу крепится
крышка корпуса винтами, отверстия под которые имеются – 6 отверстий
М12-7Н и по внутреннему отверстию – Ø175Н10, ко второму торцу корпуса
крепится кронштейн винтами – 4 отверстий М10-7Н и по внутреннему отверстию Ø175Н9, а также крепится крышка сальника винтами – 2 отверстия
М10-7Н. в детали имеется отверстие под пробку М12x1,5-7Н. К патрубкам
корпуса крепятся колпаки напорные винтами – 4 отверстия М12-7Н.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
1.2 Химический состав материала заготовки и его механические
свойства.
Материалом заготовки корпус является серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412- 85.
Выбор конструкционного материала для данной заготовки представляется
оправданным, так как серый чугун – наиболее дешевый литейный сплав, обладает сравнительно высокими механическими свойствами, относительно
низкой температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Недостатком серого чугуна является отбел, но это несущественно при литье в песчано-глинистые формы.
Таблица 1. Химический состав СЧ 20 ГОСТ 1412- 85
Марка
СЧ 20
Массовое содержание элементов, %
Фосфор, не
Кремний
Марганец
более
1,4- 2,26
0,7- 1,0
0,2
Углерод
3,3- 3,5
Сера,
не более
0,15
На механические свойства серого чугуна основное влияние оказывают
количество, форма и распределение графитовых включений, а также прочность основной металлической массы. Серый чугун малочувствителен к подрезам, буртикам, выточкам и другим концентраторам напряжений, но в то же
время серый чугун хрупок и обладает низкой пластичностью.
Все эти свойства позволяют использовать серый чугун для получения
отливок высокой прочности и большой сложности.
Таблица 2. Механические свойства СЧ20 ГОСТ 1412- 85
Марка
чугуна
СЧ 20
Gв, МПа
Gн, МПа
не менее
196
392
Твердость НВ
МПа
кГс/ мм²
1668- 2364
170- 241
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
1.3 Режим работы цеха и нормы времени
Режим работы цеха принимаем двухсменный (m=2)
Режим работы цеха принимаем двухсменный (m=2)
Годовой фонд времени работы оборудования:
Fдт=Fдm
(1.1)
где Fд- годовой фонд времени работы оборудования за одну смену
Fд=(365-118)·8=1976ч;
m – число смен.
Fдт=1976·2=3952 ч
Действительность годовой фонд времени работы оборудования:
Fдо=0,97·Fдт
(таблица 5, с.23 [2])
где 0,97 – коэффициент, учитывающий потери от номинального фонда
Fдо=0,97·3952=3833 ч
Действительный годовой фонд времени оного рабочего:
Fдр=1860ч (таблица 4, с.23 [2])
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(1.2)
1.4 Тип производства и такт работы
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования. Коэффициент
закрепления операции - это отношение числа всех технологических операций выполняемых в течении определенного периода на механическом
участке (О) , к числу рабочих мест (Р) этого участка, определяется по формуле:
К з .о 
О
Р
(1.3)
где, для корпуса О=7, Р=4, тогда получаем:
К з .о 
7
 1,75
4
Так как Кз.о =1,75, то производство будет среднесерийное
Согласно с определением типа производства и массой детали равной 11,4 кг.
Принимаем годовую программу выпуска продукции:
N=10000 шт.
В серийном производстве количество деталей в партии для одновременного
запуска определяется по формуле:
Na
,шт
F
n
(1.4)
где а – число дней, на которые необходимо иметь запас:
а=5-8 дней
Принимаем, а=5дня
F –число дней в году, F=248 дня
n
10000  5
 202 (шт)
248
Такт работы (выпуска) определяем по формуле:

Fдо  60
N
, мин/шт
(1.5)
где Fдо=3833 – годовой фонд времени работы оборудования
N=10000 шт – годовая программа выпуска изделий

3833  60
 22,9 мин/шт.
10000
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 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 принято называть технологичной, если
она в полной мере позволяет использовать все возможности и особенности
наиболее экономичного технологического процесса, обеспечивающего его качество. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции
позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного
назначения. Конструкция детали корпус допускает обработку отверстий и
нарезание в них резьбы с применением станков с ЧПУ. Форма рабочих поверхностей детали корпус позволяет растачивать их на проход. Имеется свободный доступ режущего инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям. Конструкция детали корпус имеет глухие отверстия, обработка которых
не затруднена. Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей и отверстий,
расположенных под углом. Жесткость детали достаточна, поэтому выбор режимов резания зависит только от материала заготовки и применяемого режущего инструмента.
Конструкция детали имеет достаточные по размерам и расположению
базовые поверхности. Указанные на чертеже допускаемые отклонения размеров, класс точности чистоты и отклонения формы могут быть получены на
универсальном оборудовании без применения специальных методов обработки. Из этого можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Количественная оценка технологичности детали
Проведем количественную оценку технологичности детали “Корпус”.
Уровень технологичности детали по коэффициенту использования материала по формуле:
Ки.м 
Мд
;
Мз
(2.1)
где, Мд-масса детали, Мд =11,4 кг;
Мз – масса заготовки, Мз=12,9 кг.
Ки.м. =
11,4
= 0,88
12,9
Уровень технологичности конструкции по точности обработки детали:
Ку.тч 
Кб.тч
;
Ктч
(2.2)
где, К.б.тч, Ктч- соответственно базовый и достигнутый коэффициент
точности обработки.
Достигнутый коэффициент точности обработки:
Ктч  1 
где, Тср  
Т  ni
n
i

1
 ni
 1
Тср
Т  ni
(2.3)
n 1  2n 2  3n 3  ....
- средний квалитет точности обn 1  n 2  n 3  ....
работки;
ni-число точности обработки;
Т-квалитет точности обработки.
Т ср 
7  72  9  2  10  1  12  1  14  13
 8,16 ;
72  2  1  1  13
К тч  1 
1
 0,88 ;
8,16
Так как при технологическом контроле чертеж не подвергался изменению и пересмотру, то Кб.тч =0,88.
К утч 
0,88
 1;
0,88
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Уровень технологичности по шероховатости поверхности:
Ку.ш 
Кб.ш
;
Кш
(2.4)
где, Кб.ш, Кш- соответственно базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.
Достигнутый коэффициент поверхности:
Кш 
где, Шф  
Ш  ni
n
i

1
 ni ;

Шф  Ш  ni
(2.5)
n 1  2n 2  3n 3  ...
- средний класс шероховатости
n 1  n 2  n 3  ...
поверхности;
ni- число поверхностей соответственно классу шероховатости;
Ш- класс шероховатости поверхности.
Ш ср. 
1,6  9  3,2  73  6,3  3  12,5  4
 3,56 ;
9  73  3  4
Кш 
1
 0,28 ;
3,56
Так как при технологическом контроле чертеж детали изменению и пересмотру не подвергался, то Кб.ш=0,28, то коэффициент уровня шероховатости
Ку.ш= 0,28/0,28=1.
В результате качественного и количественного анализа технологичности
конструкции приходим к выводу, что деталь достаточно технологична.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.2 Анализ базового технологического процесса
При анализе техпроцесса выясняем, обеспечивает ли он необходимое
качество и точность обрабатываемой детали.
Анализ метода получения заготовки позволяет определить то, что он рационален для данного масштаба производства, так как этот метод обеспечивает необходимую точность заготовки.
Базовый технологический процесс механической обработки детали –
“Корпус” – состоит из семи операций.
Первая операция – токарно-револьверная производится на станке модели
1П365. Операция состоит из восьми переходов.
Вторая операция – токарно-револьверная производится на станке модели
1П365. Операция состоит из пяти переходов.
Третья операция – вертикально-фрезерная производится на станке модели
1М13П. Операция состоит из одного перехода.
Четвертая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели 2А55. Операция состоит из трех переходов.
Пятая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2А55. Операция состоит из трех переходов.
Шестая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2А55. Операция состоит из трех переходов.
Седьмая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2Н55. Операция состоит из шести переходов.
Заводской технологический процесс недостаточно рационален. Поэтому заменим вертикально-фрезерный и радиально-сверлильные станки на многоцелевые станки с ЧПУ.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.3 Выбор метода получения заготовки и его техникоэкономическое обоснование
Выбор
заготовки
следует
производить
на
основании
анализа
конфигурации детали, ее материала, типа производства, технических
требований.
Определим для сравнения два метода получения заготовки:
1) Литье в песчаные формы
2) Литье в литье в песчаные формы машинной формовки
Литьем в песчаные формы получают отливки с широким диапазоном
размеров и веса. Песчаные формы выполняют в опоках, применяя в серийном
производстве машинную формовку.
Стоимость заготовок получаемых таким методом как литье в сырые
песчаные формы можно определить по формуле:
S
 С

Sзаг   i  Q  k Т  k С  k В  k M  k П   Q  q   отх , руб
1000
 1000

(2.6)
где, Ci - базовая стоимость одной тонны заготовок, Ci=63000 руб.;
Q-масса заготовки, кг;
q-масса готовой детали, кг;
Sотх - цена одной тонны отходов, Sотх=8600 руб;
kт=1,03 - коэффициент, зависящий от точности отливок, стр.34 [2];
kс=1 - коэффициент, зависящий от группы сложности, стр.34 [2];
kв=0,91 - коэффициент, зависящий от массы заготовки,стр.34 [2];
kм=1 - коэффициент, зависящий от марки материала, стр.34 [2];
kп=1- коэффициент, зависящий от типа производства, стр.34 [2].
Литье в песчаные формы
S заг1 =
63000
8600
13,9 1,03 1 0,91 1 1 - (13,9 - 10,5)
= 820,79
1000
1000
руб
Литье в литье в песчаные формы машинной формовки
Q з  q дет 
Q загп.ф.  q дет
, кг
2
14,4 - 11,4
Q з = 11,4 +
= 12,9 кг
2
(2.7)
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
kт=1,03 - коэффициент, зависящий от точности отливок, стр.34 [2];
kс=0,83 - коэффициент, зависящий от группы сложности, стр.34 [2];
kв=0,91 - коэффициент, зависящий от массы заготовки,стр.34 [2];
kм=1 - коэффициент, зависящий от марки материала, стр.34 [2];
kп=1- коэффициент, зависящий от типа производства, стр.34 [2].
Sзаг 2
63000
8600
12,9 1, 03 0,91 0,83 1 1 - 12,9 -11, 4
1000
1000
625, 79
руб
Сопоставляя два способа получения заготовки, наиболее экономичным
является литье в литье в песчаные формы машинной формовки, экономия составляет 1950 тыс. руб. в год.
Q=(820,79 – 625,79) · 10000 = 1950 тыс. руб.
Следовательно, заготовку наиболее экономично получать вторым
вариантом – литье в песчаные формы машинной формовки.
Наибольшее число отливок получают в разовых (песчаных) формах, выполняемых из формовочной смеси, состоящей из кварцевого песка, огнеупорной глины и специальных добавок. После затвердевания металла форму
разрушают и извлекают отливку. Формовочные машины позволяют механизировать самые трудоемкие операции при изготовлении форм: уплотнение
смеси в опоке и извлечение модели из формы. Механизация формовки
обеспечивает более высокое качество и, в первую очередь, большую точность отливок, облегчает условия труда формовщиков, повышает производительность, сокращает цикл изготовления отливок. Большая точность отливок
при машинной формовке обусловливается более точной (обычно металлической) модельной и опочной оснасткой, равномерной плотностью смеси в
форме, механизацией извлечения модели из формы (без расталкивания). В
серийном и массовом производстве допуски на размеры литых деталей минимальны. Это дает возможность обрабатывать литые заготовки без предварительной разметки, в специальных приспособлениях. Для машинной формовки модели монтируются на модельных плитах.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.4 Расчет припусков на механическую обработку
Рассчитаем для детали «Корпус» припуск на обработку отверстия
Ø175Н10(+0,16) аналитическим методом. На остальные поверхности
назначим припуски и допуски по ГОСТ 26645 – 85 «Отливки из металлов и
сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».
Заготовка представляет собой отливку 1 – го класса точности массой
12,9 кг. Технологический маршрут обработки отверстия Ø175Н10 состоит
из двух операций: чернового растачивания и чистового растачивания. Расчёт припусков ведём путём составления таблицы, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и все
значения элементов припуска.
Значение Rz и Т, характеризующие качество поверхности литых заготовок, составляет 200 мкм и 300 мкм по табл. 4.3 [6]. После первого технологического перехода величина Т для деталей из чугуна исключается из
расчетов, поэтому для чернового и чистового растачивания находим по
табл. 4.5 [6] только значения Rz , соответственно 50 и 50 мкм:
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки
данного типа определяется по формуле:
2
2
;
з  кор
 см
(2.8)
Величину коробления отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом его сечении, поэтому:
кор 
к  d2  к  l2 ,мкм
ρкор
0,9 175
2
0,9 30
2
(2.9)
159 (мкм)
Величину удельного коробления для отливок находим по табл. 4.7 [6]
(d и l - диаметр и длина обрабатываемого отверстия).
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно
наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях, получаем:
  1800 мкм
 см  1800 2  1800 2  2546мкм
(2.10)
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения
заготовки составит:
ρз
1592
25462
2551(мкм)
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового растачивания:
1  0,05з ,мкм
(2.11)
1  0,05  2551  128 (мкм)
Погрешность установки при черновом растачивании принимаем по формуле
1   б2   2з  320 2  100 2  335мкм
εб=320 мкм - погрешность базирования в пневматическом патроне в постоянную форму табл. 4.11 [2]
εз =100 мкм – погрешность закрепления в пневматическом патроне в постоянную форму табл.4.10 [2]:
Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании
ε2=0,05ε1 + εинд
(2.12)
ε2=0,05·335+0=17 мкм.
На основании полученных данных производим расчет минимальных
значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:


2z min  2 R Zi 1  Ti 1   i21   i21 ,
(2.13)
Минимальный припуск под растачивание:
черновое


2z min 1  2  200  300  25512  335 2  2  3073 (мкм)
чистовое
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ


2z min 2  2  50  50  128 2  17 2  2  229 (мкм)
Таким образом, имея расчетный (чертёжный) размер, после последнего перехода для остальных переходов получаем:
для чернового растачивания
d p1 = 175,16 - 0,458 = 174,702 (мм)
для заготовки
d p3 = 174,702 - 6,146 = 168,556 (мм)
Значение допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.
Так, для чистового растачивания значение допуска составляет 160мкм
(чертёжный размер); для чернового растачивания δ=1850 мкм, допуск на
отверстие в отливке первого класса точности по ГОСТ 26645-85 составляет
δ=3600 мкм.
Таким образом, для чистового растачивания наибольший предельный
размер – 175,16 мм, наименьший - 175,16-0,16=175,00 мм; для чернового
растачивания наибольший предельный размер – 174,702 мм, а наименьший
– 174,702-1,85=172,852 мм; для заготовки наибольший предельный размер
– 168,556 мм, наименьший – 168,556-3,6=164,956 мм.
пр
Минимальные предельные значения припусков z min
равны разности
наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения
пр
z min
- соответственно разности
наименьших предельных размеров.
Тогда для чистового растачивания
2z пр
 175,16-174,702=0,458=458 (мкм)
min
2
2z пр
 175,0-172,852=2,148=2148 (мкм)
max
2
для чернового растачивания
2z пр
 174,702-168,556=6,146=6146 (мкм)
min
1
2z пр
 172,852-164, 956=7,896=7896 (мкм)
max
1
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
T
200
300
50
50
ρ
ε
2551
335
128
17
значения
припусков,
мкм
Допуск, δ,мкм
Заготовка
черновое
растачивание
чистовое
растачивание
Итого:
Rz
Предельные
Предельный
размер, мм
Расчетный
размер,dp,мм
Технологические
переходы
обработки
отверстия
Ø175Н10(+0,16)
Элементы припуска,
мкм
Расчетный
припуск,2Zmin,мкм
Таблица 2.1 – Расчет припусков и предельных размеров
d min
168,556
3600
164,956
168,556
6146
174,702
1850
172,852
174,702
6146
7896
458
175,16
160
175,0
175,16
458
2148
10,044
6,604
6604
10044
dmax
2Z пр
min
пр
2 Z max
На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков по обработке отверстия Ø175Н10(+0,16) (рис. 2.1).
Общие припуски z0min и z0max определяем, суммируя, промежуточные
припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф:
2z 0 min  458+6146=6604 (мкм)
2z 0 max  2148+7896=10044 (мкм)
Общий номинальный припуск:
z 0ном  z 0 min  Bз  Вд ,мкм
(2.14)
z 0 ном  6604+1800-160=8244(мкм)
d зном  d дном  z 0ном ,мм
(2.15)
d зном  175-8,244=167( мм)
Производим проверку правильности выполненных расчетов:
z пр
max 2
z пр
max 1
z пр
min 2 = 2148 - 458 = 1690мкм ; δ 1
z пр
min 1 = 7896 - 6146 = 1750мкм ; δ 3
δ 2 = 1850 - 160 = 1690мкм ;
δ1 = 3600 - 1850 = 1750мкм ;
На остальные обрабатываемые поверхности корпуса припуски и допуски выбираем по таблицам (ГОСТ26645-85) и записываем их значения в таблицу 2.2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Таблица 2.2
Поверхность
Размер
1
Припуск
Допуск
табличный
расчетный
Ø175Н10
2·5
2·4
±1,8
2
Ø41
2·3
___
±1,2
3
98
2·4,5
___
±1,6
4
2
3
___
±1,1
5
115
4,5
___
±1,6
6
7
3
___
±1,1
dmax растачивания чистового 175,16мм
dmin растачивания чистового 175 мм
δ растачивания чистового 0,16 мм
dmax растачивания чернового 174,702 мм
dmin растачивания чернового 172,852 мм
δ растачивания чернового 1,85 мм
dmax заготовки 168,556 мм
dном заготовки 164,956 мм
dmin заготовки 163,896 мм
δ заготовки 3,6 мм
пр
на растачивание черновое 7,896 мм
2 zmax
пр
на растачивание черновое 6,146 мм
2zmin
пр
на растачивание чистовое 2,148 мм
2 zmax
пр
на растачивание чистовое 0,458 мм
2zmin
Рисунок 2.1 - Схема графического расположения припусков и допусков
на обработку отверстия Ø175Н10(+0,16) корпуса.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.5 Выбор технологических баз
При обработке заготовок, получаемых литьем, 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.
Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами
обеспечивают надежное прочное крепление детали и неизменное ее положение во время обработки.
На первой операции базой является внутреннее отверстие Ø185, обрабатывается торец и внутреннее отверстие Ø44Н11, Ø175Н9, что и будет базой на
второй операции и последующих операциях.
На второй операции базой является внутреннее отверстие Ø44Н11, обрабатывается торец и внутреннее отверстие Ø175Н10 и станет базой на последующих операциях.
Приняв в качестве баз вышеуказанные поверхности, обеспечат надежное,
прочное крепление детали и неизменное ее положение во время обработки.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.6 Выбор оборудования, приспособлений, инструментов
Общие правила технологического оборудования установлены ГОСТ
14.304-83. Предварительный выбор оборудования производим при назначении метода обработки поверхности, обеспечивающего выполнение технических требований к обрабатываемым поверхностям деталей. Выбор оборудования 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 так же качества обрабатываемых деталей.
Выбор оборудования, инструмента, технологической оснастки приведен в таблице 2.3
Таблица 2.3 Выбор оборудования, приспособления, инструмента
№
операции
005
Наименование
операции
Токарноревольверная с
ЧПУ
Оборудование
Приспособление
Токарноревольверный
станок c ЧПУ модели TS-150
010
Токарноревольверная с
ЧПУ
Токарноревольверный
станок c ЧПУ модели TS-150
015
Фрезерносверлильная с
ЧПУ
Вертикальный
обрабатывающий
центр с ЧПУ
модели PRO-800
Инструмент
Резец проходной PCLNR
3232М12 Резец расточной
FSCLP3025P-09A
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1
Патрон
ГОСТ 166-89
трехкулачковый Калибр-пробка Ø175Н9
ГОСТ 14820-69
Калибр-пробка Ø44Н11
ГОСТ 14815-69
Резец проходной PCLNR
3232М12 Резец расточной
FSCLP3025P-09A
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1
Патрон
ГОСТ166-89
трехкулачковый Штангенциркуль
ШЦ-II-250-0,1-1 ГОСТ166-89
Калибр-пробка Ø175Н10
ГОСТ 14820-69
Фреза торцовая Ø160 ВК8
ГОСТ 24359-80
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1
ГОСТ166-89
Сверло Ø10,2 Р6М5
Приспособление ГОСТ 10903-77
Зенковка Ø12,5 Р6М5
ГОСТ 14953-80
Метчик М12-7Н ГОСТ 3266-81
Пробка М12-7Н ГОСТ 17758-72
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
020
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
станок с ЧПУ
модели
2254ВМФ4
025
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
станок с ЧПУ
модели
2254ВМФ4
030
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
станок с ЧПУ
модели
2204ВМФ4
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1
ГОСТ 166-89
Сверло Ø8,5 Р6М5
ГОСТ 10902-77
Зенковка Ø10 Р6М5
Приспособление
ГОСТ 14953-80
Метчик М10-7Н
ГОСТ 3266-81
Пробка М10-7Н
ГОСТ 17758-72
Штангенциркуль ШЦ-II-2500,1ГОСТ166-89
Сверло Ø10,2 Р6М5
ГОСТ 10903-77
Приспособление
Метчик М12-7Н
ГОСТ 3266-81
Пробка М12-7Н
ГОСТ 17758-72
Штангенциркуль ШЦ-I-1250,1 ГОСТ166-89
Сверло Ø10,5 Р6М5
ГОСТ 10903-77
Цековка Ø24 Р6М5
ГОСТ 26258-87
Приспособление
Зенковка Ø12,5 Р6М5
ГОСТ 14953-80
Метчик М12×1,5-7Н
ГОСТ 3266-81
Пробка М12×1,5-7Н
ГОСТ 17758-72
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.7 Составление технологического процесса и маршрутной карты
Основной задачей этого этапа является составление общего плана обработки деталей.
В этом разделе описываем содержание операций технологического процесса и проводим выбор типов оборудования, инструментов и приспособлений.
Результаты работы оформляем в виде маршрутных карт технологического процесса (см. приложение) по ГОСТ 3.1118-82 и по ГОСТ 3.116-82.
При установлении общей последовательности обработки учитываем следующие положения:
1) Каждая последующая операция уменьшает погрешность и улучшает
качество поверхности.
2) В первую очередь обрабатываем поверхности, которые будут служить
технологическими базами для последующих операций.
3) Затем обрабатываем поверхности, с которых снимается наибольший
слой металла, что позволяет своевременно обнаружить возможные внутренние
дефекты заготовок.
Остальные поверхности обрабатываем в последовательности, обратной
степени их точности, то есть чем точнее должна быть поверхность, тем позже
она должна быть обработана.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.8 Расчет режимов резания и техническое нормирование
Операция 020 Сверлильная с ЧПУ
Станок многоцелевой с ЧПУ модели 2254ВМФ4.
Содержание операции:
1.Сверлить 4 отверстия в размеры Ø8,5+0,26; 18±0,3; R77,5±0,18.
2. Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
3.Нарезать резьбу в 4-х отверстиях в размеры М10-7Н, 12±0,3
4.Сверлить 2 отверстия в размеры Ø8,5+0,4; 18±0,3; Ø66±0,5.
5. Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
6.Нарезать резьбу в 2-х отверстиях в размеры М10-7Н, 12±0,3
Позиция 1 (инструмент 1- сверло спиральное Ø6,8 Р6М5 ГОСТ 10903-77)
Сверлить 4 отверстия в размеры Ø8,5+0,26; 18±0,3; R77,5±0,18.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166-89.
Режимы резания
D 8,5

 4,25 мм.
2
2
1. Глубина резания t 
(2.16) [7]
2. Подача s  0,24 мм/об. [10]
3. Скорость резания:
V
CV  Dq
 K V , м/мин,
Tm sy
(2.17) [4]
где значения Сv и показателей степеней выбираем по [4]
где CV  14,7 , q  0,25 , m  0,125 , y  0,55
Т  25 мин – стойкость сверла [4]
K V  K mv  K иv  K lv ,
n
K mv
(2.18) [4]
1, 3
 190   190 

 
  0,85 ;
 HB   216 
(2.19) [4]
K иv  1 [3]
Коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия
Кlv =1 [4]
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
K V  0,85  1  1  0,85 .
14,7  8,5 0, 25
V  0,125
 0,85  36,4 , м/мин
25
 0,24 0,55
4. Частота вращения шпинделя:
n
1000  V 1000  36,4

 1363 об/мин.
D
3,14  8,5
(2.20) [4]
По паспорту станка:
n  1300 об / мин .
Действительная скорость резания:
VД 
3,14  8,5 1300
 34,7м / мин .
1000
5. Осевая сила резания:
P0  10  C P  D q  s у  К Р , Н,
(2.21) [4]
где Ср, q, y-поправочные коэффициенты C Р  42,7 , q  1 , y  0,75 [4];
n
 HB   216 
KP  
 

190

  190 
0,6
 1,08 [4]
P0  10  42,7  8,51  0,24 0,75  1,08  1333 Н.
6. Крутящий момент:
М кр  10  СМ  Dq  s у  К Р , Н·м,
(2.22) [4]
где CМ  0,021 , q  2 , y  0,8 [4]
М кр  10  0,021  8,5 2  0,24 0,8  1,08  5,2 Н·м.
7. Мощность резания:
N
М кр  n
9750

5,2  1300
 0,69 кВт.
9750
(2.23) [4]
8. Проверим, достаточна ли мощность привода станка:
N дв  N ст   , кВт,
(2.24) [7]
N ст  6.3 кВт,   0,8 ;
N дв  6,3  0,8  5,04 кВт.
0,69<5,04 - следовательно, обработка на данных режимах возможна.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Минутная подача Sмин=S0·п=0,24·1300=312 мм/мин, по паспорту Sмин=300мм/мин
Основное машинное время на переход:
ТО 
Ll
 i , мин,
n s
(2.25) [6]
где L  18 мм - длина обработки;
i  4 - число проходов.
L = у+Δ+l , мм- величина врезания и перебега сверла
у=0,4D=0,4·8,5=3,4 мм
L = 18+3,4=20,7 мм
То 
21,4  4
 0,27мин
1300  0,24
Позиция 2 (инструмент 2 -зенковка Ø10 Р6М5 ГОСТ14953-80)
Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89
1. Глубина резания t= 0,8 мм
2. Подача S = 0,3 мм/об [10]
3. Скорость резания V = 15 м/мин [10]
4. Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  15
 477,7об / мин
3,14  10
Корректируем по паспорту станка n=500 об/мин
5. Действительная скорость резания
V
  Д  n 3.14  10  500

 15,7м / мин
1000
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·500=150мм/мин, по паспорту Sмин=150мм/мин
Основное время.
Т о2 
3
 4  0,1мин
0,3  500
Позиция 3 (инструмент 3-метчик М10-7Н ГОСТ3266-81)
Нарезать резьбу в 4-х отверстиях в размеры М10-7Н, 12±0,3
Мерительный инструмент – пробка резьбовая М10-7Н ГОСТ 17758-72
1. Подача S =1,5 мм/об [10]
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2. Скорость резания V = 11 м/мин [10]
3. Частота вращения шпинделя
n
1000  11
 350об / мин
3,14  10
Корректируем по паспорту станка n=350 об/мин
4. Действительная скорость резания
V
  Д  n 3.14  10  350

 11м / мин
1000
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=1,5·350=525мм/мин, по паспорту Sмин=500мм/мин
Т0 
Т 03  (
l  l1 l  l1

, мин
Pпg
Pп1
(2.26) [6]
12  4
12  4

)  4  0,21мин
1,5  350 1,5  500
Позиция 3(инструмент 3- сверло спиральное Ø8,5 Р6М5 ГОСТ 10903-77)
Сверлить 2 отверстия в размеры Ø8,5+0,26; 18±0,3; Ø66±0,5.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166-89.
Режимы резания
1. Глубина резания t 
Д 8.5

 4.25мм .
2
2
(2.27) [7]
2. Подача S=0,24 мм/об. [10]
3. Скорость резания V = 36,4 м/мин [10]
4. Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  V 1000  36,4

 1363 об/мин
D
3,14  8,5
Корректируем по паспорту станка n=1300 об/мин
5. Действительная скорость резания
V
  Д  n 3.14  8,5  1300

 37,4м / мин
1000
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,24·1300=312 мм/мин, по паспорту Sмин=300мм/мин
Основное время.
Т о4 
18  3,4
 2  0,13мин
0,24  1300
(2.28) [6]
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Позиция 5 (инструмент 5 -зенковка Ø10 Р6М5 ГОСТ 14953-80)
Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89
1. Глубина резания t= 0,8 мм
2. Подача S = 0,3 мм/об [10]
3. Скорость резания V = 15 м/мин [10]
4. Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  15
 477,7об / мин
3,14  10
Корректируем по паспорту станка n=500 об/мин
5. Действительная скорость резания
V
  Д  n 3.14  10  500

 15,7м / мин
1000
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·500=150мм/мин, по паспорту Sмин=150мм/мин
Основное время.
Т о2 
3
 2  0,05мин
0,3  500
Позиция 6 (инструмент 6-метчик М10-7Н ГОСТ 3266-81)
Нарезать резьбу в 2-х отверстиях в размеры М10-7Н, 12±0,3
1. Подача S =1,5 мм/об [10]
2. Скорость резания V = 11 м/мин [10]
3. Частота вращения шпинделя
n
1000  11
 350об / мин
3,14  10
Корректируем по паспорту станка n=350 об/мин
4. Действительная скорость резания
V
  Д  n 3.14  10  350

 11м / мин
1000
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=1,5·350=525мм/мин, по паспорту Sмин=500мм/мин
Т0 
l  l1 l  l1

, мин
Pпg
Pп1
(2.29) [6]
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Т 03  (
12  4
12  4

)  2  0,11мин
1,5  350 1,5  500
Т0=Т01+Т02+Т03+Т04+Т05+Т06=0,27+0,1+0,21+0,13+0,05+0,11=0,87 мин
Техническое нормирование
Тшт =
Т
0
 Т в. у   Т м.всп  Т обс  Т пмин
(2.30) [7]
где Тшт-штучное время, мин
Т
0
-сумма основного времени, мин
Т в.у  вспомогательное время на установку и закрепление детали, мин
Т в.у  4,64 мин
Т
мвсп
- сумма машинного вспомогательного времени, мин
Т
где
Т
хх
мвсп
=  Т хх  Т пер  Т см.и  Т выд  Т доп,мин
(2.31) [7]
-суммарное время холостых ходов
Тхх «х»=l(х)/Sминхх
Тхх «z»=l(z)/Sминхх
где l(х)-длина холостых ходов по координате х
l(z)-длина холостых ходов по координате z
Т хх =
88
49
88
49
155
78
155
78
2
4
2
4
2
4
2
 4  14,71мин
300
300
150
150
150
150
100
100
Т =
21
2
22
2
4
4
4
 4  1,01 мин
300
150
150
100
Тхх=14,71+1,01=15,72мин
Т пер =136·1=136сек=2,3 мин
Т см.и -суммарное время на смену инструмента
Т см.и =6·3=18=0,3 мин
Т выд =время выдержки (20сек)
Т выд =0,33 мин
Т доп =дополнительное время на управление станком
Т доп =0.04+0,04+0,04+0,05+0,03+0,04=0,24 мин
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Время на измерение перекрывается автоматической работой станка.
Т м.всп =15,72+2,3+0,3+0,33+0,24=18,9 мин
Т обсл =10-15% Т оп
Т оп = Т 0 + Т в.у  Т м.всп
(2.32) [7]
(2.33) [7]
Топ=0,87+4,64+18,9=24,41 мин
Т обсл =0,1· 24,41=2,5 мин
Т п =2-4% Т оп ,мин
(2.34) [7]
Т п =0,04·24,41=1 мин
Тшт=0,87+4,64+18,9+2,5+1=27,91 мин
Так как производство серийное определяем штучно-калькуляционное время:
Т шт .к  Т шт 
Т пз
, мин
пз
(2.35)
Тпз=27 мин
Т шт.к  27,91 
27
 28,04 мин
202
Режимы резания и нормативы времени на остальные операции находим по нормативам режимов резания [6] и вспомогательного времени [5].
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Описание конструкции станочного приспособления
Приспособление станочное ВКР.18.15.03.05.ДО.000.005СБ предназначено
для зажима корпуса и последующего сверлением 6 отв. Ø8,5, снятия фасок,
нарезания резьбы в 020 операции на многоцелевом станке с ЧПУ 2254ВМФ4.
Приспособление состоит из корпуса 1 сварной конструкции, в который запрессована втулка 4 и закреплена винтами 18.
К верхней плите сварного корпуса крепятся планка 3, к которой крепится
палец 6 болтами 22. На палец устанавливается обрабатываемая деталь по ранее
обработанному отверстию.
Снизу к плите сварного корпуса крепится пневмоцилиндр 8, который закрыт верхней 5 и нижней 10 крышками с уплотняющими кольцами 12 и 14.
Крышки соединены между собой шпильками и закреплены болтами 21.
В цилиндре расположен поршень 9 с уплотнительными кольцами поз. 15.
Поршень закреплен на штоке 7 гайкой 16 и шайбой 13. На верхней части штока
расположены прихваты 11, которые находятся во втулках 4. Прихваты на штоках закреплены гайками 17. Винт 19 с гайкой 20 ограничивают перемещение
прихвата при закреплении и откреплении детали. Воздух в цилиндр подается
через штуцерное соединение 2. Воздух в пневмоцилиндр поступает из цеховой
пневмосистемы через отверстия в крышках. Подача воздуха осуществляется
через распределительный кран управления, который крепится винтами.
При повороте крана вправо воздух из пневмосистемы поступает в верхнюю
полость пневмоцилиндра, поршень перемещается вниз и шток с прихватом прижимает деталь к планкам приспособления. Происходит зажим заготовки. При
повороте крана в исходное положение воздух из пневмоцилиндра через
штуцерное соединение поступает в нижнюю часть пневмоцилиндра, поршень со
штоком и прихватом поднимается вверх. Происходит отжим заготовки.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.2 Расчет погрешности базирования приспособления
При установке детали в приспособление возможны погрешности базирования,
влияющие на точность получения размеров при сверлении. В данном случае
деталь базируется по цилиндрическому пальцу Ø200f 8
Погрешность базирования возникает за счет смещения сопрягаемых
поверхностей Ø200f 8 в цилиндрическом пальце и Ø200Н9(+0,115) в корпусе.
Максимальный зазор между поверхностями равен:
δ=Dmax-dmin
(3.1)
Максимальный диаметр отверстия в обрабатываемой детали корпус.
Dmax=200+0,115=200,115 мм
Минимальный диаметр пальца:
dmin=200-0,122=199,878 мм
δ=200,115-199,878=0,237 мм
  0,050 


Ø200f8
122 
  0,-0.043
175
157f8(
-0.106)
+0,115
Ø200H9((+0.063)
)
175
157H8
Рисунок 3.1 – Схема погрешности базирования
Так как на приспособлении обрабатываются шесть отверстий Ø8,5+0,36,
сравним погрешность базирования  с допуском на обрабатываемое отверстие.
 = 0,237    = 0,36
Величина погрешности базирования лежит в поле допуска обрабатываемой
поверхности. Следовательно, обработка на приспособлении возможна.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.3 Силовой расчёт приспособления
В данном пункте производится расчёт приспособления на усилие зажима, а
также производится расчёт силы резания.
При установке детали в приспособление необходимо учитывать следующие факторы:
- в процессе зажима не должно нарушаться положение детали, заданное ей
при базировании;
- силы зажима должны быть достаточными, чтобы исключить воэможность
смещения детали в процессе обработки;
- при закреплении детали в кондукторе на сверлильной операции необходимо учитывать действие осевой силы резания и крутящего момента;
Расчет сводится к определению усилия зажима на штоке при заданном диаметре цилиндра и давлении воздуха в пневмосистеме цеха. При этом должно выполняться условие:
Qзаж  Рz ·Kз
где Рz – сила резания
Кз =1,4– коэффициент для чистовой обработки
Осевая сила резания при сверлении рассчитывается по формуле
Рz =10 ∙Ср ∙D q ∙ S у ∙Кр
(3.2)
где CP =42,7 коэффициент силы резания; (табл.32,стр277 [35])
S = 0,28 мм/об - подача при сверлении; (табл.25, стр.277 [35])
D =8,5 мм - диаметр сверления;
KP = 0,6 - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала; (табл.9, стр.264 [5])
Рz =10∙42,7∙8,51∙0,28 0,8∙0,6 =786,5H=78,65кг
Крутящий момент определяется по формуле:
Мкр = 10 ∙См ∙D g ∙Sу ∙Кр
где См = 0,021 – коэффициент крутящего момента;
q =2; y = 0,8 – показатели степени;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(3.3)
Кр =0,6
Мкр = 10 ∙0,021 ∙ 8,52 ∙ 0,28 0,8 ∙ 0,6 =3,29 Нм
В процессе обработки деталь должна сохранять равновесие под действием всех приложенных к ней сил и моментов.
При сверлении силы зажима и резания одно направление и действуют
перпендикулярно опоре.
При известном диаметре цилиндра D усилие зажима Qзаж определим по
формуле:
D

Q заж  П   ц  р  Т к  D ц  d п , кг
 4

(3.4)
где Dц - диаметр цилиндра, Dц=70мм=7см (таблица 11,с. 231,[35]);
р – давление сжатого воздуха , р=4 кгс/см2 ;
dп- диаметр штока, dп=20мм=2см (таблица 11,с. 231,[35]);
Тк -сила трения, зависящая от твердости уплотняющего кольца и его относительного сжатия, Тк=0,45 кгс
72

Q заж  3,14    4  0,45  7  2  180,71кг .
4

Произведем сравнение силы резания Р с суммарной силой закрепления заготовки.
180,71>78,65·1,4
180,71>110,11
Следовательно, усилие закрепления детали, обеспечивающееся зажимным
устройством приспособления, удовлетворяет требованиям надежности.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.4 Расчет слабого звена приспособления
Произведем расчет на прочность сечения шпильки, которая вкручена в шток
пневмоцилиндра и при помощи которой передается усилие зажима.
Для расчета составим расчетную схему.
Рисунок 3.2 - Расчетная схема
Из составленной схемы видно, что система один раз неопределима.
Управление перемещений выражает тот факт, что общая длина стержня не
меняется
L A   LB 
Произведя математические вычисления по раскрытию статистической неопределимости совместимо с управлением равновесия, получим уравнение наибольшего напряжения.
 max 
2P
3F
(3.5)
где Р – усилие зажима, развиваемое пневмоцилиндром.
Р=78,65кг.
F – площадь поперечного сечения стержня, так как на стержне имеется резьба,
то площадь рассчитывается по внутреннему диаметру резьбы на штоке приспособления (М18х1.5–6g).
F=П·r2
(3.6)
F  3,14  0,825   2,137 см 2
2
 max  2 
78,65
 24,54кгс / см 2
3  2,137
Шток выполнен из стали 45 ГОСТ 1050–88 при постоянной нагрузке допустимое напряжение на растяжение равно:
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
[σВР]=1350 кгс/cм2
Для безопасной работы на приспособлении должно выполняться условие:
 мах    ВР 
2454<1350
В данном случае условие соблюдено, следовательно, работа на данном приспособлении возможна.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.5 Расчет приспособления на точность
Заданная точность обработки заготовки в станочном приспособлении будет
обеспечена, если соблюдается условие:
∑ ε <IT,
где ∑ ε - суммарная погрешность обработки;
IT- допуск на размер или на отклонение расположения обрабатываемой
поверхности. IT=0,36 мм
Сумма всех погрешностей определим по формуле:
   К
баз
 уст   и.и.
(3.7)
где: К=0,8-0,85-коэффициент уменьшения погрешности баз вследствие того,
что действительные размеры установочной поверхности редко равны предельным.
баз- погрешность базирования при выполнении данной операции.
уст- погрешность установки;
и.и.- погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента;
баз=0,237 мм
уст=0, т.к. сила зажима и сила резания действуют в одном направлении.
ɛи.и.≈ hз·tgα
hз- допустимый износ режущего инструмента по задней поверхности;
Допустимый износ по задней поверхности торцовой сверла: 0,5 – 0,8 мм,
α- задний угол инструмента,
ɛи.и.≈0,5· tg12°≈0,5·0,212≈0,106 мм
Ʃɛ=0,8·0,237+0+0,106=0,296 мм
0,296<0,36
Погрешность обработки меньше допуска на размер и не отразится на качестве изготовления, следовательно, точность позицирования обеспечивается конструкцией приспособления.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.6 Описание конструкции и принцип работы приспособления
Приспособление ВКР.18.15.03.05.ДО.000.006 СБ предназначено для закрепления корпуса и последующей фрезеровки фланца и сверлением 4 отв.
Ø10,2 на вертикально обрабатывающем центре с ЧПУ модели PRO-800 операции 015. Принцип работы приспособления заключается в следующем: деталь
ранее обработанной внутренней поверхностью устанавливается на поворотный
диск 8. Зажим заготовки осуществляется прихватом 16, который прижимается
тягой 19. Тяга одевается на шток 9, который связан с поршнем 13 пневмоцилиндра. При впуске сжатого воздуха через штуцер в отверстие задней крышки
11 поршень начинает двигаться влево, освобождая при этом деталь для снятия.
При впуске сжатого воздуха через штуцер в отверстии передней крышки 10
поршень начинает двигаться вправо, прижимая деталь.
Корпус цилиндра состоит из втулки 12 и двух крышек 10 и 11. В передней
крышке сделаны проточки под уплотнительное кольцо 23. Крышки и втулка
уплотняются резиновыми прокладками 14. Крышки и втулка стягиваются в
один узел шпилькой 26 и закрепляются шайбой 24 и гайкой 20. К стойки 15
приспособления при помощи винта 28 прекреплен палец 17 предназначенный
для направления детали при установке в приспособление.
Поршень пневмоцилиндра уплотнен резиновыми V – образными манжетами 22 и крепится к штоку 9 при помощи шайбы 25 и гайки 21.
Данное приспособление имеет поворотный диск 8, в котором имеются отверстия с втулкой 7. При отжатии фиксатора 3 и при его перемещении в другое
отверстие поворотного диска деталь поворачивается на угол 60° и 150°.
Фиксатор состоит из корпуса 5, пружины 4 и ручки 2. Фиксатор присоединен к корпусу штифтом 27. Корпус фиксатора прикреплен к стойки винтом 18,
шток уплотняется втулкой 6.
Все опорные элементы приспособления крепятся к основанию 1 при помощи сварки.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.7 Расчет приспособления на точность
Заданная точность обработки заготовки в станочном приспособлении будет
обеспечена, если соблюдается условие:
Ʃɛ <IT,
(3.8)
где Ʃɛ- суммарная погрешность обработки;
IT- допуск на размер или на отклонение расположения обрабатываемой
поверхности. IT=0,3 мм
Сумма всех погрешностей определим по формуле:
   К
баз
 уст   и.и.
(3.9)
где: К=0,8-0,85-коэффициент уменьшения погрешности баз вследствие того,
что действительные размеры установочной поверхности редко равны предельным.
баз- погрешность базирования при выполнении данной операции.
уст- погрешность установки;
и.и.- погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента;
баз=0,206 мм
уст=0, т.к. сила зажима и сила резания действуют в одном направлении.
ɛи.и.≈ hз·tgα
hз- допустимый износ режущего инструмента по задней поверхности;
Допустимый износ по задней поверхности фрезы: 0,3 – 0,5 мм,
α- задний угол инструмента,
ɛи.и.≈0,5· tg8°≈0,5·0,141≈0,0705 мм
Ʃɛ=0,8·0,206+0+0,0705=0,235 мм
0,235<0,3
Погрешность обработки меньше допуска на размер и не отразится на качестве изготовления, следовательно, точность позицирования обеспечивается конструкцией приспособления.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.8 Описание и принцип действия контрольно-измерительного
приспособления
Основными требованиями, предъявляемыми к контрольно-измерительным
приспособлениям являются:
 обеспечение оптимальной точности;
 удобство в эксплуатации;
 технологичность;
 износоустойчивость;
 экономическая целесообразность.
Контрольно-измерительное
приспособление
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.007СБ
предназначено торцового биения относительно отверстия Ø175Н9 в корпусе.
Контрольное приспособление состоит из основания 1 с втулками 8, которые
закрепляются с помощью гаек соединительных 9 и винтов 14 на которые устанавливается контролируемая деталь.
Индикатор 15 закреплен в штифте 5 с помощью винта 7. Штифт закреплен
на оси 6 с помощью винта. Ось 6 закрепляется в штифте 4 с помощью винта
11. Сам штифт 4 закреплен на стойке 2 с помощью крепежа 3 и винта 12. Стоика 2 закреплена в основании 1 с помощью винтов 13.
Регулировка индикатора относительно измеряемого изделий происходит с
помощью ослабления винтов и перетаскивания штифтов.
При вращении детали вокруг оси индикатор дает показания биения корпуса
относительно Ø200Н9.
Рисунок 3.3 – Схема измерения
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.9 Расчет на точность измерительного приспособления
Основными требованиями, в контрольном приспособлении являются следующее: - обеспечение оптимальной точности и производительности контрольных
операций,
- удобство и эксплуатация,
- технологичность в изготовлении,
- износоустойчивость,
- экономическая целесообразность.
При проектировании контрольно-измерительного приспособления должны
быть всесторонне изучены условия, при которых они будут применяться, важнейшим из них является обеспечение оптимальной точности измерения.
Приспособление должно обеспечить возможность не только определения
окончательной годности детали, но, прежде всего, предупреждения брака при
требуемой производительности.
Возможность использования принятой конструкции средства контроля
определяем по величине суммарной погрешности измерения.
В общем случае должно выполняться условие
     
(3.10)
где    - погрешности, допускаемые при измерении.
Допускаемые погрешности определяем по формуле:
    k  ITA ,
(3.11)
где ITA - допуск измеряемой величины 115 мкм;
k – коэффициент, определяемый по следующим данным квалитетов IT9 - k=0,25
   0,25·115=28,75мкм

Контролируемой величиной, по которой следует обрабатывать детали, является  контр  ITA    , либо ITA, но при этом   следует учесть в настройке приспособления.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4. РАСЧЕТ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
4.1 Исходные данные
- объект производства: насос ВК 5/24;
- годовая программа, N, шт. – 10000
- масса единицы изделия, q, кг – 11,2
- трудоемкость изготовления единицы изделия, час:
- механической обработки, ТМ – 30,4
- общей сборки, То – 2,9
- узловая сборка Ту=1,2
- расход материалов на единицу продукции, qР, кг – 12,8
- эффективный годовой фонд времени оборудования, ч – 3833
- эффективный годовой фонд времени рабочих, ч – 1860
- тип производства – среднесерийное.
Учитывая исходные данные, предварительно определяем тип производства
согласно таблицы 4 [19] и рассчитываем такт выпуска продукции по формуле:

Fдо  m  60
N
, мин/шт
(4.1)
где F д. – действительный фонд времени работы оборудования;
m – количество рабочих смен;
N – программа выпуска изделий в год.
τ=
3833  2  60
 46мин / шт .
10000
Далее проектируем цех в следующей последовательности.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.2 Расчет количества производственного оборудования
а) основное производственное оборудование механических цехов определяем по формуле
C
где
ТМ
–
ПР

ТМ  N
,
Fд   Э
трудоемкость
( 4.2)
механической
обработки
изделия;
 Э – средний коэффициент загрузки станков. Принимаем по данным таблицы 5
[19]
С ПР 
30,4 10000
 99,1 шт
3833  0,8
Принимаем СПР = 99 шт.
б) ручные места слесарной доработки в механическом цехе определяем по
формуле:
Ссл=
С ПР  К СЛ
,
100
(4.3)
где Ксл – процент трудоемкости ручных работ от трудоемкости механической обработки.
В зависимости от типа производства Ксл принимаем равным 3%. (прил. Б.) [19]
Ссл =
99  3
 2,97чел.
100
Принимаем Ссл = 3 чел.
в) сборочные места общей сборки определяем по формуле:
СО 
ТО  N
,
Fд  D ср  Э
(4.4)
где Т о – трудоемкость общей сборки изделия;
N – программа выпуска изделий;
F д - действительный фонд времени работы оборудования;
D ср. – средняя плотность загрузки рабочего места D ср = 1,2 (стр. 11 [19].
 Э – средний коэффициент загрузки рабочих мест для сборочных цехов.
 Э = 0,8.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
СО 
2,9 10000
 7,88чел.
3833 1,2  0,8
Принимаем СО = 8 чел.
г) металлорежущее оборудование вспомогательных отделений механосборочного цеха определяем в процентном отношении от количества основного (производственного) оборудования:
1 – для заготовительного отделения
С заг.. = 4 - 6 % от С пр.
С заг = 6% ∙99 = 5,94 шт.
С заг. = 6 шт.
2 – для заточного отделения
С зат. = 4 - 6 % от С пр.
С зат = 5% ∙99 = 4,95 шт.
С зат = 5 шт.
3 – для цеховой ремонтной базы
С црб. = 2,8 – 4,3 % от С пр. (больший процент соответствует массовому
и крупносерийному производству, а меньший процент – единичному и мелкосерийному производству).
С црб = 4,3% ∙99= 4,25 шт.
С црб = 5 шт.
4 – для отделения по ремонту приспособлений и инструмента количество
станков выбираем из таблицы 6 в зависимости от количества основного оборудования в механическом цехе. (табл. 6, стр. 12 [19])
С рпи = 4 шт.
5 – для технологической лаборатории
С тех. лаб = 4 – 20 шт.,
С тех. лаб. = 8 шт.
С полн. = Спр + С заг + С зат + С црб + С рпи + С тех.лаб.
С полн. = 99 + 6 + 5 + 5 + 4 + 8 = 127 шт.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(4.5)
4.3 Расчет численности и состава работающих в механосборочном
цехе
Общее количества работающих в цехе составляют:
- производственные (основные) рабочие – главным образом станочники;
- вспомогательные рабочие;
- младший обслуживающий персонал (МОП);
- инженерно – технические работники (ИТР);
- счетно-конторский персонал (СКП).
а) количество производственных (основных) рабочих определяем по
формуле:
R ст 
где F
д.р.
ТМ  N
,
Fдр  SР
( 4.6 )
– действительный фонд времени рабочего в год. Принимается рав-
ным 1860 часов.
Sр. – количество станков, на которых может одновременно работать один
рабочий (коэффициент многостаночности).
Значение коэффициента многостаночности принимаем из таблицы 8. [19]
SР = 1,5
R cт 
30,4  10000
 108,9чел.
1860  1,5
Принимаем R ст = 109 чел.
б) количество слесарей механического отделения определяем по формуле:
R сл. = 2 ∙ С сл.
(4.7)
Rсл = 2 ∙ 3= 6 чел.
в) количество слесарей – сборщиков для узловой и общей сборки определяем по формуле:
R cб. =
Rсб =
Т У  Т О   N
Fд.р.
(4.8)
(1,2  2,9)  10000
 22,04чел.
1860
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Принимаем R сб = 22 чел.
г) общее количество слесарей механического отделения и слесарей сборщиков определяем по формуле:
R сл. и сб. = R сл. + R сб.
(4.9)
R сл. и сб. = 6 + 22 = 28 чел.
д) сколько всего основных рабочих в механосборочном цехе определяем
по формуле:
R о = R ст. + R сл. и сб.
(4.10)
RО = 109 + 28 = 137 чел.
е) остальные категории работающих в механосборочном цехе принимаем
в процентном отношении к числу основных рабочих цеха согласно рекомендаций [19]. Все расчеты численности работающих сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 - Общая численность работающих в цехе
№
п/п
1
2
3
Категории работающих
2
Основные (R ст.)
Слесари мех. обработки (R сл.)
Слесари – сборщики (R сб.)
8
9
10
11
Слесари и сборщики (R сл.и сб)
Всего основных рабочих (R о)
Вспомогательные рабочие механич. отделения (R в. мех. )
Вспомогательные рабочие сборочного
отделения (R в.сб.)
Всего вспомогательных рабочих R всп.
МОП мех. отдел.
(R моп.мех. )
МОП сбор отдел
(R моп.сбор.)
Всего МОП (R моп.)
12
13
14
15
16
17
18
ИТР мех.отделения (Rитр мех.)
ИТР сбор.отдел.
(Rитр сбор.)
Всего ИТР
СКП мех.отдел. ( R скп мех.)
СКП сбор.отдел.(Rскп сбор.)
Всего СКП
Общее количество работающих R общ.
4
5
6
7
Расчетная формула
Численное
значение
3
(4.6)
(4.7)
(4.8)
4
109
6
22
(4.9)
(4.10)
35 % от R ст
28
137
39
15 % от п.4
5
R всп. = R в.мех. + R в.сб.
2 % от (R ст.+ R в. мех.)
2 % от (R сл.и сб. + R в. сб.)
R моп. Мех. + R моп. сбор.
44
3
1
4
11 % от (R ст. + R в.мех.)
8 % от (R сл. и сб. + R в.сб.)
R итр = R итр мех.+ R итр сбор.
4 % от ( R ст. + R в.мех.)
4% от ( R сл.и сб. + R в.сб.)
R скп = R скп мех. + R скп сбор.
R общ. = R о + R всп. + R моп
+ R итр + R скп
17
3
20
6
2
8
213
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ж) количество работающих в первую смену определяем согласно норм,
приведенных в таблице 10. [16]
Численность работающих в первую смену, заносим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Общая численность работающих в первую смену
№
п/п
1
Категории работающих
Основание расчета
Основные производственные рабочие R о 1 см.
55% от R о
Расчетное количество работающих
76
2
Вспомогательные рабочие
R всп. 1 см.
60% от R всп.
27
3
ИТР, МОП и СКП
R итр моп и скп 1 см.
70% от (R моп +
+R итр + R скп.)
23
4
Всего работающих в первую смену
Сумма п.п. 1, 2, 3
126
З) В зависимости от типа производства определяем количество мужчин
и женщин, работающих в первую смену [19],(табл. 12, стр. 15):
– мужчин - 60 % - 76 чел;
– женщин - 40 % - 50 чел.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.4 Расчет площадей механосборочного цеха
а) площадь механических участков Fс
Fс = f с · С пр.,
где f
с
(4.11)
– удельная площадь на 1 станок по нормативам [19]. При расчетах
удельную площадь механических участков принимаем по приложению К. [19]
FC = 36 · 99 = 3564 м2
б) площадь слесарно – сборочных отделений F сл.и сб.
F сл.и сб. = f сл.и сб. ·R сл.и сб.1 см. ,
(4.12)
где f сл.и сб. – удельная площадь на 1 слесаря – сборщика в 1 смену по нормативам [16]. Удельная площадь для серийного производства машин средних размеров (металлообрабатывающие станки, двигатели, насосы, компрессоры, автомобили) в среднем составляет 18 – 25 м2 на одного рабочего.
F сл. и сб. = 20 ∙14 = 280 м2
в) площадь вспомогательных отделений F в с п.
1. Заготовительного отделения:
F заг. = f заг. ∙ С заг. ,
(4.13)
где f заг. – удельная площадь заготовительного отделения на 1 станок.
f заг. = (25 – 30) м2 [7, с 15],
F заг = 25 ∙ 6 = 150 м2
2. Заточного отделения:
F зат. = f зат. ∙С зат.,
(4.14)
где f зат. = (8 – 10) м2 на 1 станок.
F зат = 10 ∙ 5= 50 м2
3. Цеховой ремонтной базы:
F црб. = f црб. ∙ С црб.,
(4.15)
где f црб. = (22 – 28) м2 на 1 станок.
F црб = 25 ∙ 5= 125 м2
4. Мастерской энергетика цеха:
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
F м.эн. = 0.35 ∙ F црб.
(4.16)
F мэц = 0,35 ∙125 = 43,8 м2
5. Мастерской по ремонту приспособлений и инструмента
F при. = f пр. ∙ С при.
(4.17)
где f пр. = (17 – 22) м2 на 1 станок.
F при = 20 ∙ 4 = 80 м2
6. Контрольного отделения:
F б т к = (3 – 5) % от F произв.,
(4.18)
где F произв. = F с. + F сл. и сб.
F произв. = 3564 + 280 =3844 м2
F б т к = 0,05 ∙ 6420 = 192 м2
7. Площадь контрольно-поверочного пункта (КПП):
F к п. п. = (0,18 – 0,3) м2 ∙ R ст.
(4.19)
F к п. п. = 0,3 ∙ 109 = 32,7 м2
8. Площадь отделения для приготовления СОЖ:
Площадь отделения принимаем по нормативам, приведенным в таблице 13. [19]
F ОТД. ДЛЯ ПРИГ. СОЖ = 50 м2
9. Площадь отделения для сбора и переработки стружки:
Площадь отделения принимаем по нормативам, приведенным в таблице 14. [19]
F ОТД. ДЛЯ СБ. И ПЕР. СТР. = 80 м2
10. Площадь мастерской по ремонту инвентаря:
F маст. инв. = 50 м2.
11. Площадь технологических лабораторий:
F тех. лаб. = 90 м2.
12. Площадь цеховых трансформаторных подстанций:
F тр. . = 0,01 ∙ (F с. + F сл. и сб.)
(4.20)
F тр = 0,01 ∙ (3564 + 280) = 38,5 м2
13. Площадь вентиляционных камер и установок:
F в.к. = (0,05 – 0,075) ∙( F с. + F сл. и сб.)
(4.21)
F в.к. = 0,075 ∙ (3564 + 280) = 288,3 м2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
14. Площадь помещений для компрессорных установок:
F к.у. = (0,006 – 0,008) ∙ (F с. + F сл. и сб.)
(4.22)
F к.у. = 0,008 ∙ (3564 + 280) = 30,8 м2
г) площадь цеховых складов:
1. Площадь цехового склада материалов и заготовок:
Fскл .заг. 
Q черн  t ср
Ф  q cр  К И
,м2
(4.23)
где Q черн. – черный вес всех заготовок в цехе, т;
t ср. – среднее количество дней запаса материалов и заготовок в цехе;
q ср. – средняя грузонапряженность пола;
q ср. = (1,5 – 2,0) т/м2.
Ф – количество рабочих дней в году.
В расчетах принимаем Ф = 247.
К и – коэффициент использования площади цеха;
К и = (0,4 – 0,5).
Fскл .заг 
128  6
 3,88м 2
247  2  0,4
Fскл .заг  4м 2
Нормы запаса на цеховых складах в зависимости от типа производства
принимаем по данным таблицы 15. [19] Принимаем t ср = 6
2. Площадь межоперационного склада:
FМ.С. 
Q чист  К о  t  i ср
Ф  q ср  К И
, м2
(4.24)
где Q чист. - чистый вес изделий на годовую программу, т;
К о – коэффициент, учитывающий массу отходов за прошедшие операции механической обработки.
К о = (100 + 0,5 ∙ % отходов)/100;
t - количество дней нахождения деталей на складе за каждый заход.
t=4
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
i ср. – среднее количество операций, после которых детали будут заходить на
склад. (таблицы 16. [19]) i ср. = 7.
q ср. – средняя грузонапряженность пола склада. q ср. = 0,8 т/м2.
К и – коэффициент использования площади склада. К и = 0,4.
Ко =
FМ .С. 
100  0,5  35
 1,2
100
112  1,2  4  7
 47,4м 2
247  0,8  0,4
3. Площадь промежуточного склада:
Fпромеж.скл . 
Q чист  t ср
Ф  q ср  К И
,м2
(4.25)
где t ср. принимается по таблице 16. [7] t ср = 7
q ср. = 2 т/м2.
К и = 0,4.
Fпромеж.скл . 
112  7
 3,95м 2
247  2  0,4
4. Площадь инструментально – раздаточной кладовой (ИРК):
F ирк = F ирк мех. + F ирк сб. = f мех. · С пр. + f сб. · R сл. и сб., м2,
где f
мех.
(4.26)
– удельная площадь ИРК на 1 станок механического отделения.
Принимается по таблице 17. [11]
f мех = 0,4 м2/станок
f сб. = 0,15 м2 на 1 –го слесаря.
F ирк = 0,4 ∙ 99 + 0,15 ∙ 28 = 43,8 м2
5. Площадь кладовой абразивов:
F абр. = f абр. ∙C шлиф., м2,
(4.27)
где f абр. = 0,4 м2 на 1 станок шлифовальной группы;
С
шлиф.
- количество станков шлифовальной группы в механическом
отделении.
С шлиф = 5% ∙ СПР/100% = 0,05 · 99 =4,95 шт;
С шлиф = 5 шт;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
F абр = 0,4 ∙ 5 = 2 м2
6. Площадь склада приспособлений:
F скл.пр. = f скл.пр. ∙C пр., м2,
(4.28)
f скл.пр. = 0,3 (таблица 18 [11])
F cкл.пр. = 0,3 ∙ 99 = 29,7 м2
7. Площадь склада масел:
F масел = f масел ∙ C пр., м2,
(4.29)
где f масел – удельная площадь склада на 1 станок.
f масел = 0,12 м2/станок.
F масел = 0,12 ∙ 99 = 11,9 м2
8. Площадь склада вспомогательных материалов:
F всп.мат. = f всп.мат. ∙ C пр., м2,
(4.30)
где f всп.мат. – удельная площадь склада на 1 станок.
f всп.мат. = 0,12 м2/станок.
F всп.мат. = 0,12 ∙ 99 = 11,9 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:
F гард. = f гард ∙ R общ., м2,
(4.31)
где f гард. = 3,16 м2
F гард = 3,16 ∙ 213= 673,1 м2
2. Площадь фотариев:
Fфот = 5 · 5 = 25 м2;
3. Площадь туалетов:
F туал. = f туал. ∙R общ. 1 смен., м2,
(4.32)
где f туал. - удельная площадь туалетов.
f туал. = 0,2 м2.
F туал = 0,2 ∙ 126 =25,2 м2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4. Процентное соотношение работающих мужчин и женщин определяется в зависимости от назначения цеха. Мужчин - 76 чел., женщин - 50 чел.
5. Площадь курительных комнат:
F кур. = 0,03 ∙ Rо 1 см.мужчин + 0,01 ∙R о 1см. женщин; м2,
(4.33)
F кур = 0,03 ∙ 76 + 0,01 ∙ 50 = 2,8 м2
В соответствиями с требованиями принимаем F кур = 8 м2
6. Площадь комнаты личной гигиены женщин (КЛГЖ):
F клгж. = 0,01 ∙Rо 1 см. женщин; м2,
(4.34)
F КЛГЖ = 0,01 ∙ 50 = 0,5 м2
В соответствиями с требованиями принимаем F КЛГЖ = 8 м2
7. Площадь помещений общественного питания (буфетов, столовых, кухонь,
лотков, киосков):
Fпит. = 0,7 м2 ∙ R общ.; м2,
(4.35)
F пит = 0,7 ∙ 213 = 149 м2
8. Площадь медпунктов:
F мед. = (0,06 – 0,08) ∙R общ.; м2,
(4.36)
F мед = 0,08 ∙ 213 = 17 м2
9. Площадь помещений культурного обслуживания (красных уголков, читален,
библиотек, комнат отдыха, кинобудок и т.д.)
F кр.уг. = 0,3 м2 ∙ Rобщ.1 см.
(4.37)
F кр.уг. = 0,3 ∙ 126 = 37,8 м2
10. Площадь административно – конторских помещений:
- кабинета начальника цеха F нач. = 30 м2.
- кабинет заместителя начальника цеха F зам. = 25 м2.
11. Площадь помещений тех-бюро, конструкторского бюро, ПДБ (плановодиспетчерского 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) · Rскп,
(4.38)
Fскп = (4 + 6 + 0,27) · 8=82,2 м2;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
12. Площадь кабинета учебных занятий
F уч.зан. = Fуч. зан = 1,75 · Rобщ 1 см
(4.39)
F уч.зан.= 1,75 · 126=220,5 м2
13. Площадь кабинета техники безопасности:
F тех.безоп.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.40)
F тех.безоп = 0,25 ∙ 213 = 53,3 м2
14. Площадь помещений общественных организаций:
F общ.орг.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.41)
F общ.орг. = 0,25 ∙ 213 = 53,3 м2
Определенную площадь всех помещений цеха сводим в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 - Сводная таблица площадей механосборочного цеха.
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Категория площадей
2
Производственная площадь механического отделения вместе со складскими площадками заготовок и готовых деталей
Производственная площадь слесарносборочного отделения
Производственная площадь механического отделения с проходами и проездами
Площадь слесарно-сборочного отделения
с проходами и проездами
Суммарная производственная площадь с проездами
Площадь вспомогательных помещений
Площадь складских помещений (кроме складов
заготовок и складов готовых деталей)
Суммарная площадь вспомогательных отделений и складов
10
Суммарная площадь вспомогательных отделений и складов с проездами
Площадь служебно-бытовых помещений
11
Итого площадей
9
Площадь, м2
По расчету По планировке
3
4
3568
280
3568
280
п. 1 × 1,1
3924,8
п. 2 × 1,1
308
п. 3 + п. 4
1301,1
4232,8
150,7
150,7
П. 6 + п. 7
1451,8
П.8 ×1,1
1596,9
1407,4
П. 5 + п. 9 +
+п.10
1407,4
1301,1
7237,1
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.5 Выбор внутрицеховых транспортных средств и расчет потребного их количества
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 заготовок 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 производстве – ручные тележки, в массовом и крупносерийном – склизы, желоба,
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
приводные и неприводные рольганги, транспортерные и сборочные конвейеры.
Для изделий свыше 30 кг 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  Tmp  К Н
q m  К q  Fд  60
(4.42)
где Q – масса перевозимых грузов на расчетную годовую программу, т;
Q = N · (Q чист + Qчерн) / 2,
(4.43)
Q = 10000 · (11,2+12,8) / 2 = 120 т;
q т – грузоподъемность транспортного средства, т; qт = 3 т;
K q – коэффициент использования тоннажа. K q = 0.5.
i - среднее количество транспортных операций. i = 3.
T тр – время одной транспортной операции. Т тр = 15 мин.
К
н
– коэффициент неравномерности, учитывающий возможные простои
при загрузке и разгрузке. К н = 1,2
Гв 
120  3  15 1,2
 0,008 шт
3 1,2  3833  60
Принимаем Гв =1 шт.
2. Количество кранов, кран-балок, монорельсов соответствующей грузоподъемности, транспортирующих изделия поштучно:
Гк 
N  i  Tmp  K Н
Fд  60
(4.44)
где i - количество транспортных операций в соответствии с техпроцессом
изготовления. i = 10.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Т тр – время одной транспортной операции. Т тр = 2,5 мин.
К н - коэффициент неравномерности работы. К н = 1,2.
ГК 
10000 10  2,5 1,2
 1,3шт
3833  60
Гк = 2 шт
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.6 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
установленного
производственного,
со спецификацией
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.
а) расчет потребности 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 = kс ∙  Р уст  Fд   з,, кВт;
где
 Р
уст
(4.45)
– суммарная установленная мощность потребителей электро-
энергии на шинах низкого напряжения, кВт/час. Данные для укрупненного расчета активной мощности токоприемников по отраслям машиностроения смотрим в Приложении П.М. [19]
Kс – коэффициент спроса электроэнергии, учитывающий недогрузку токоприемников по мощности и неодновременность их работы.
 з – коэффициент загрузки оборудования по времени (учитывает неполноту
годового графика потребления энергии); среднее его значение 0,75 – 0,80.
Принимаем Р уст = 6 кВт/час (приложение М [19])
Σ Р уст = Р уст · С полн,
(4.46)
Σ Р уст = 6 · 127=762 кВт/час,
Кс = 0,2 (приложение Н [19])
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
W= 0,2×762×3833 ∙0,8 = 467319,4 кВт.
2. Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по формуле (4.44) 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.
n
W осв =

(Fi ∙ Н р), Вт,
(4.46)
i 1
где W осв – годовой расход электроэнергии на освещение цеха;
Fi - площадь помещения;
Н р – норма расхода электроэнергии на освещение;
n – число различных помещений.
Wосв = 4232,8 ·22 + 1596,9 ·10 + 1407,4 ·10 = 123164,6 Вт = 123,16 кВт
б) 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.
При выполнении практической работы вследствие отсутствия полных
сведений по составу оборудования, термических установок, промывочных камер, расход воды определяется только для приготовления СОЖ.
Годовой расход воды для приготовления охлаждающих жидкостей при
резании металлов Qв определяется по формуле
Q
где
в
=
q в  С  Fд  з 3
,м ,
1000
(4.47)
q в – часовой расход воды на один станок, л.
q в = 0,6 л/час;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
С – количество станков в цехе.
Qв =
0,6  127  3833  0,8
 234м 3
1000
Годовой расход воды на бытовые нужды определяется по формуле
25  R общ  252 3
,м
Qв=
1000
Qв =
(4.48)
25  213  252
 1342м 3
1000
в) 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  Н  V
,т
1000  i
(4.49)
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;
i – теплота испарения. Теплота испарения i = 540 ккал/кг.
Принимаем высоту здания 7,2 м.
Qп 
30  4320  52107,12
 12505,7 т .
1000  540
На основании выполненных расчетов механосборочного цеха разрабатываем компоновку цеха и его планировка с указанием сетки колонн, плана расположения производственного оборудования, магистральных проездов, транспортных систем, путей уборки стружки.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.7 Снабжение станков СОЖ
Снабжение металлорежущих станков механического участка СОЖ организовано централизованным групповым способом. При этом способе СОЖ подаётся по трубопроводу из центральной установки к разборным кранам, распределяющим жидкость по группам станков или отдельным станкам. При использовании этой системы отработанные эмульсии и водные растворы отводятся в
канализацию, а отработанное масло передаётся для регенерации. Эта система
применяется в цехах, имеющих большое количество разнотипных станков, требующих разных по составу охлаждающих жидкостей. Централизованная установка для приготовления и подачи СОЖ к станкам располагается в здании механического участка, в котором отводятся для этого специальные помещения. В
этом помещении для приготовления СОЖ ставятся смесители, к которым подводится вода, пар, сжатый воздух. Паром производится подогрев воды, сжатым
воздухом перемешивание раствора в смесителях. Здесь же хранятся масла, требующиеся для смазки оборудования цеха. Помещение центральной установки
цеха в целях пожарной безопасности располагается у наружной стены здания и
имеет непосредственный выход наружу.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4.8 Система уборки и переработки стружки
В результате механической обработки металлов резанием образуется значительное количество стружки.
Стружка, получаемая при обработке на металлорежущих станках, может
быть загрязнена СОЖ и сухой без СОЖ. Стружку необходимо собирать в цехе
отдельно по видам и маркам металла в металлические коробы или бункеры.
Особое внимание уделяется сбору стружки цветных металлов. Стружка, загрязнённая маслом, собирается в коробы с двойным дном, для того, чтобы можно
было собирать и использовать стекающее с неё масло. От станков стружка доставляется к сборным коробам или бункерам, расположенным у проездов цеха,
при помощи транспортёра. Из сборных коробов стружка вывозится в отделение
для переработки посредствам транспортёров, расположенных в туннелях. Процесс переработки стружки предусматривает выполнение следующих операций:
дробление витой стружки, центрифугование стружки, загрязнённой маслом и
брикетирование её. Затем стружку отправляют на переработку.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной выпускной квалификационной работы представлена тема: «Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали
«Корпус Н48.556.01.001»».
В пояснительной записке выделены четыре основных частей: общая часть,
технологическая часть, конструкторская часть, расчёт цеха, безопасность жизнедеятельности, а также введение и выводы по проекту. В общей и технологической части проанализировал конструктивные особенности, и дал характеристику
основных параметров изделия, в которое входит обрабатываемая деталь. Был
произведен анализ технологичности конструкции детали, выбран метод получения заготовки, произвел его экономическое обоснование. Также были произведены расчёты припусков на механическую обработку, выбраны технологические
базы, составлен технологический процесс механической обработки и маршрутной карты, осуществлен выбор оборудования, приспособлений, инструмента.
Расчёт режимов резания и техническое нормирование. Были внесены предложения по механизации и автоматизации производства.
В конструкторской части произвёл расчёт погрешности базирования заготовки, силовой расчёт приспособления, а также в данном разделе приводится
описание мерительного и станочного приспособлений, расчёт на точность мерительного приспособления.
При расчёте цеха определил количество оборудования, численность основных и вспомогательных рабочих, произвёл расчёт площадей и энергетики проектируемого цеха.
Приложение состоит из: технологического процесса, спецификаций. В дипломном проекте также разработана графическая часть, которая включает
8 листов формата А1:
первый лист – чертеж заготовки,
второй, третий, четвертый лист – чертежи операционных эскизов,
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
шестой лист сборочный чертеж станочного приспособления,
седьмой лист – сборочный чертёж контрольного приспособления,
восьмой лист – план механосборочного цеха.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1) Малой А. Н. Справочник технолога машиностроителя. Т1;Т2. 3-е изд. перераб. и дополн. М.: Машиностроение, 1972г, 568стр.; 572стр.
2) Горбацевич Л. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения, 3-е изд. перераб. и дополн. Минск: Высшая школа, 1975г, 288стр.
3) Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога машиностроителя.
4-е изд. перераб. и дополн. М.: Машиностроение, 1985г., Т1- 656стр.
4) Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога машиностроителя.
4-е изд. перераб. и дополн. М.: Машиностроение, 1985г.,Т2- 496стр.
5) Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического
нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1, 2-е изд. М.: Машиностроение , 1974г. 406стр.
6) Общемашиностроительные нормативы вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного времени для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. 2-е изд. М.: Машиностроение , 1974г. 424стр.
7) Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебник/ Н.А. Нефедов - М.: Машиностроение,1984.- с.340.
8) Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»:
Методические указания, часть 1 – Днепропетровск, 1990. - с.128
9) Горюшкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник 7-е изд. М.: Машиностроение, 1979г. 303стр.
10) Гузеев В.И., Батуев В.А., Сурков И.В. Режимы резания для токарных и
сверлильно-расточных станков с ЧПУ. М. Машиностроение 2005 – 365 с.
11) Баранчиков В. И. Жариков А. В. Прогрессивные режущие инструменты и
режимы резания металлов. Справочник. М.: Машиностроение, 1990г. 400стр.
12). Ансеров Н.А. Приспособления для металлорежущих станков. Машиностроение, 1964
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
13). Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 303 с., ил.
14). Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. Ч. 2/ 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979 - с. 545-1032.
15) Киричек А.В. , Киричек Ю. Нормирование времени для работ на станках
с ЧПУ: Учеб. пособие / 2-е изд., перераб. и доп. – Владим. гос. ун-т, Иладимир,
1998, 55с.
16) Мамаев, B. C. Основы проектирования машиностроительных заводов / B.
C. Мамаев, Е. Г. Осипов. – М.: Машиностроение, 1988. – 243 с.
17) Липкин, Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок / Б. Ю. Липкин. – М.: Высшая школа, 1981. – 376 с.
18) Чарко, Д. В. Основы проектирования механосборочных цехов / Д. В. Чарко, Н. Н. Хабаров. – М.: Машиностроение, 1989. – 352.
19). Кулаков А.Ф. Проектирование машиностроительного производства. Методические указания по проведению практических занятий. Орел 2004
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Орловский государственный
университет имени И.С. Тургенева
СПРАВКА
о результатах проверки текстового документа
на наличие заимствований
Проверка выполнена в системе
Антиплагиат.ВУЗ
Автор работы
Семенов Евгений Александрович
Факультет, кафедра,
номер группы
Технико-экономический факультет, Кафедра инженерного образования, группа 41т
Тип работы
Выпускная квалификационная работа
Название работы
Семенов Евгений Александрович
Название файла
семенов.docx
Процент заимствования
31,88%
Процент цитирования
0,21%
Процент оригинальности
67,90%
Дата проверки
22:35:24 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