close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Греков Михаил Сергеевич. Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали «Кронштейн Н13.550.11.101»

код для вставки
4 РАСЧЕТ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
48
4.1 Исходные данные
48
4.2 Расчет количества производственного оборудования
49
4.3 Расчет численности и состав работающих в механосборочном цехе
51
4.4 Расчет площадей механосборочного цеха
54
4.5 Выбор внутрицеховых транспортных средств и расчет их потребного
количества
61
4.6 Проектирование энергетической части механосборочного цеха
64
4.7 Снабжение станков СОЖ
67
4.8 Система уборки и переработки стружки
68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
69
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
71
ПРИЛОЖЕНИЯ
73
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
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 «Кронштейн
Н13.550.11.101»». 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
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 типа ВКС-вихревой, предназначен для перекачивания воды,
нейтральных, химически активных жидкостей, в которых материалы проточной
части не допускают линейную скорость сплошной коррозии более 0,1 мм/год
по ГОСТ 9.908-85 с кинематической вязкостью до 36·10-6 с содержанием
твердых включений не более 0,01% по массе и размером не более 0,05мм.
Деталь “кронштейн” номер чертежа Н13.550.11.101 является составной
частью насоса. В кронштейне имеется центральное отверстие под вал и
расточка под подшипники Ø72Н7. Деталь устанавливается на раму и крепится
болтами – 4 отверстия Ø15мм. К кронштейну крепится корпус – 4 отверстия
Ø15мм под болты и 4 отверстия М8-7Н под винты. С другого торца к детали
крепится крышка - 4 отверстия под винты М8-7Н. В детали имеются отверстие
под пробку М12х1,25-7Н.
Рабочая камера проточной части насоса выполнена в корпусе и
представляет собой кольцевой канал, сообщающийся с входным и выходными
патрубками насоса. Всасывающая и направляющая часть канала разделены
перемычкой (отсекателем). 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 ВКС 2/26
Подача
Напор
-
10 л/с
45 м
Максимальная высота самовсасывания – 3 м
Допускаемая продолжительность самовсасывания -600 с
Давление на входе в насос -0,25 МПам
- 24 с-1(1450 об/мин)
Частота вращения
КПД насоса
-
35%
Внешняя утечка через сальниковое уплотнение – 0,3-1,0 л/ч
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 1.1 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 1.2 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=13, Р=6, тогда получаем:
13
 2,2
6
Так как Кз.о =2,2, то производство будет среднесерийное
К з.о 
Согласно с определением типа производства и массой детали равной 11,2 кг.
Принимаем годовую программу выпуска продукции:
N=20000 шт.
В серийном производстве количество деталей в партии для одновременного запуска определяется по формуле:
n
Na
,шт
F
(1.4)
где а – число дней, на которые необходимо иметь запас:
а=5-8 дней
Принимаем, а=5дня
F –число дней в году, F=247 дня
20000 5
405 (шт)
247
Такт работы (выпуска) определяем по формуле:
n

Fдо  60
N
, мин/шт
(1.5)
где Fдо=3833 – годовой фонд времени работы оборудования
N=20000 шт – годовая программа выпуска изделий
τ
3833 60
20000
11,5 мин/шт.
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
технико-
экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ – один из важнейших этапов технологиче-ской
разработки. Конструкцию детали принято называть технологичной, ес-ли 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 кронштейн допускает обработку отверстий и нарезание в них резьбы с
применением станков с ЧПУ. Форма рабочих поверхностей детали кронштейн
позволяет растачивать их на проход. Имеется свободный доступ режущего инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям. Конструкция детали кронштейн 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.
Количественная оценка технологичности детали
Проведем количественную оценку технологичности детали – кронштейн.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Уровень технологичности детали по коэффициенту использования материала по формуле:
Ки.м 
Мд
;
Мз
(2.1)
где, Мд-масса детали, Мд =11,2 кг;
Мз – масса заготовки, Мз=13,1 кг.
Ки.м. 
11,2
 0,86
13,1
Уровень технологичности конструкции по точности обработки детали:
Кб.тч
;
(2.2)
Ку.тч 
Ктч
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  ....
n 1  n 2  n 3  ....
Тср- средний квалитет точности обработки;
ni-число точности обработки;
Т-квалитет точности обработки.
Т ср 
6  18  7  39  14  11  16  18
 9,6 ;
18  39  11  18
К тч  1 
1
 0,9 ;
9,6
Так как при технологическом контроле чертеж не подвергался изменению
и пересмотру, то Кб.тч =0,9.
К утч
0, 9
0, 9
1;
Уровень технологичности по шероховатости поверхности:
Ку.ш 
Кб.ш ;
Кш
(2.4)
где, Кб.ш, Кш- соответственно базовый и достигнутый коэффициенты шерохоВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ватости поверхности.
Достигнутый коэффициент поверхности:
Кш 
где,
Шф 
Ш n
n
i
i
1
 ni ;

Шф  Ш  ni

(2.5)
n1  2n 2  3n 3  ...
n1  n 2  n 3  ...
Шф- средний класс шероховатости поверхности;
ni- число поверхностей соответственно классу шероховатости;
Ш- класс шероховатости поверхности.
Шф
1,6  4  3,2  62  6,3  3  12,5  17
 5,1;
4  62  3  17
Кш=
1
5,1
0,196
Кш=0,196>0,32
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 –
“Кронштейн” – состоит из 13 операций.
Первая операция – токарно-винторезная, производится на станке модели
16К20. Операция состоит из 4-х переходов.
Вторая операция – горизонтально-расточная, производится на станке
модели 2А620. Операция состоит из 3-х переходов.
Третья операция – токарно-винторезная, производится на станке модели
16К20. Операция состоит из двух переходов.
Четвертая операция – токарно-винторезная, производится на станке модели 16К20. Операция состоит из 3-х переходов.
Пятая операция – токарно-винторезная, производится на станке модели
16К20. Операция состоит из 4-х переходов.
Шестая операция – радиально-сверлильная, производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из одного перехода.
Седьмая операция – радиально-сверлильная, производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из 6-ти переходов.
Восьмая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из 3-х переходов.
Девятая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из 5-ти переходов.
Десятая операция - радиально-сверлильная производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из 3-х переходов.
Одиннадцатая операция- координатно-расточная производится на станке
модели 2А450. Операция состоит из одного перехода.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Двенадцатая операция - координатно-расточная производится на станке
модели 2А450. Операция состоит из одного перехода.
Тринадцатая операция - вертикально-сверлильная производится на
станке модели 2Н135. Операция состоит из 3-х переходов.
Заводской технологический процесс недостаточно рационален. Поэтому
заменим радиально-сверлильные, горизонтально-расточные, токарновинторезные станки на станки с ЧПУ, что позволит уменьшить трудоемкость
обработки кронштейна.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.3 Выбор метода получения заготовки и его техникоэкономическое обоснование
Выбор
конфигурации
заготовки
детали,
следует
ее
производить
материала,
типа
на
основании
производства,
анализа
технических
требований.
Определим для сравнения два метода получения заготовки:
1) Литье в песчаные формы
2) Литье в кокиль
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)
I вариант - литье в песчаные формы;
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- коэффициент, зависящий от точности отливок, стр.34 [2];
kс=1,21 - коэффициент, зависящий от группы сложности, стр.34 [2];
kв=0,87 - 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].
Q=q+
15%
 q, кг
100%
Q= 11, 2
Sзаг1
63000
12,9 1 1, 21 0,87 1 1
1000
(2,7)
15%
11, 2
100%
12,9 11, 2
12,9 кг
8600
1000
840,9
руб
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Литьем в металлические многоразовые формы имеет ряд преимуществ
перед литьем в разовые песчаные формы – многократное их использование,
получение заготовок с наименьшим припуском на механическую обработку,
повышается производительность труда.
Q=q+
Q= 11, 2
10%
 q, кг
100%
10%
11, 2
100%
12,3 кг
kт=1,03 - коэффициент, зависящий от точности отливок, стр.34 [2];
kс=0,83 - коэффициент, зависящий от группы сложности, стр.34 [2];
kв=0,87 - коэффициент, зависящий от массы заготовки,стр.34 [2];
kм=1,21 - коэффициент, зависящий от марки материала, стр.34 [2];
kп=1- коэффициент, зависящий от типа производства, стр.34 [2].
Sзаг 2
63000
12,3 1, 03 0,87 1, 21 1 0,83
1000
12,3 11, 2
8600
1000
687,9 руб
Сопоставляя два способа получения заготовки, наиболее экономичным
является литье в кокиль, экономия составляет 2082,3 тыс. руб. в год.
Q=(840,9– 687,9) · 20000 = 3060 тыс. руб.
Кокиль – это металлическая форма, заполняемая жидким металлом под
действием гравитационных сил и обеспечивающая высокую скорость формирования отливки. В отличии от разовых форм, разрушаемых после каждой заливки, кокили можно заливать металлом до нескольких десятков тысяч раз.
Процесс изготовления отливок в кокилях состоит из следующих операций:
– подготовка кокилей (очистка, нагрев, нанесение на рабочие поверхности облицовки и краски)
– сборка кокилей (установка стержней, закрытие и закрепление частей кокиля)
– заливка жидким металлом
– удаление отливок из кокиля после их охлаждения (раскрытие кокилей с помощью механизмов или вручную)
– обрубки, очистки и, при необходимости, термообработки отливок.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
2.4 Расчет припусков на механическую обработку
Рассчитаем для детали «Кронштейн» припуск на обработку отверстия
Ø72Н7(+0,030)аналитическим методом. На остальные поверхности назначим припуски и допуски по ГОСТ Р 53464-2009 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».
Технологический маршрут обработки отверстия Ø72Н7 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 600 мкм по табл. 4.3 [2]. После первого технологического перехода величина Т для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому
для чернового и чистового растачивания находим по табл. 4.5 [2] 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 

 d    к  l  ,мкм
2
к
ρкор
2
0, 7 72
2
0, 7 35
2
(2.9)
56 (мкм)
Величину удельного коробления для отливок находим по табл. 4.7 [2] (d
и l - диаметр и длина обрабатываемого отверстия).
Смещение отверстия в отливке относительно наружной ее поверхности
определяется по формуле:
ρсм
δБ
2
2
δГ
2
2
,мкм
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(2.10)
800
2
ρсм
2
800
2
2
566 ( мкм)
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит:
ρз
2
ρкор
2
ρсм
562
5662 =569мкм
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового
растачивания:
1  0,05з ,мкм
ρост
0,05 ρз
(2.11)
0,05 569 =28мкм
Погрешность установки при черновом растачивании принимаем
2
2
по формуле  1   б   З
(2.12)
Наибольший зазор между отверстиями и штырями определяется как
S max   A  Bsmin
(2.13)
Где  A - допуск на отверстие,  a = 0,027 мм
 B - допуск на диаметр штыря,  B = 0,018 мм
s min -минимальный
зазор между диаметрами штыря и отверстия
( s min =0,061 мм)
Тогда наибольший угол поворота заготовки на штырях может быть
найден из отношения
tg 
0,027  0,018  0,061
140  130
2
2
 0,0005
(2.14)
Погрешность базирования на длине обрабатываемого отверстия в этом
случае составит
 б  l  tg  35  0,0005  0,018 мм  18мкм
Погрешность закрепления заготовки  3 принимаем равной 140 мкм.
Тогда погрешность установки при черновом растачивании
1  18 2  140 2  141 мкм
Остаточная погрешность установки при черновом растачивании
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(2.15)
 3  0,05  1   инд  0,05  141  7 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 ,
(2.16)
Минимальный припуск под растачивание:
черновое
2  Z min 1  2  (600  569 2  1412 )  2  1186 мкм
чистовое
2  Z min 2  2  (50  50  282  7 2 )  2  149 мкм
Таким образом, имея расчетный (чертёжный) размер, после последнего
перехода для остальных переходов получаем:
для чернового растачивания
d p1  72,030  0,298  71,732 (мм)
для заготовки
d p 2  71,732  2,372  69,36 (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 30 мкм
(чертёжный размер); для чернового растачивания δ=160 мкм, допуск на отверстие в отливке первого класса точности по ГОСТР53464-2009 составляет
δ=1600 мкм.
Таким образом, для чистового растачивания наибольший предельный
размер dmax = 72,030 мм, наименьший dmin = 72,030-0,030=260,00 мм; для чернового растачивания наибольший предельный размер dmax = 71,732 мм, а
наименьший dmin = 71,732-0,160 = 71,572 мм; для заготовки наибольший предельный размер dmax = 69,36 мм, наименьший dmin = 69,36-1,6 = 67,76 мм.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
пр
Минимальные предельные значения припусков z min
равны разности
наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего перехопр
дов, а максимальные значения z min
- соответственно разности наименьших пре-
дельных размеров.
Тогда для чистового растачивания
2z пр
 72,030–71,732=0,298=298 (мкм)
min
2
2z пр
 72,0–71572=0,428=428 (мкм)
max
2
для чернового растачивания
2z пр
 71,732–69,36=2,372=2372 (мкм)
min
1
2z пр
 71,572–67,76=3,812=3812 (мкм)
max
1
Таблица 2.1 – Расчет припусков и предельных размеров
мкм
обработки
отверстия
Ø100Н7(+0,035)
Rz
Заготовка
T
600
ρ
ε
569
Допуск, δ,мкм
Элементы припуска,
Расчетный
размер,dp,мм
ские переходы
Предельные
Расчетный
припуск,2Zmin,мкм
Технологиче-
Предельный
значения
размер, мм
припусков,
мкм
d min
dmax
69,36
1600
67,76
69,36
пр
2Z min
пр
2 Z max
черновое
растачивание
50
50
20
25
28
141
2‧1186
71,732
160
71,572
71,732
23,72
3812
7
2‧149
72,030
30
72,0
72,030
298
728
4,24
2,67
2670
7240
чистовое
растачивание
Итого:
На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков по обработке отверстия Ø72Н7(+0,030) (рис. 1).
Общие припуски z0min и z0max определяем, суммируя, промежуточные
припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф:
Z0min = 2372+298=2670 мкм
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Z0max = 3812+428=4240 мкм
Общий номинальный припуск:
z 0ном  z 0 min  Bз  Вд ,мкм
(2.17)
Z0 ном = 2670+800-30=3440 мкм
d з ном = 72-3,44=68,56мм
(2.18)
Производим проверку правильности выполненных расчетов:
z пр
 z пр
 428  298  130мкм; 1   2  160  30  130мкм;
max
min
2
2
z пр
 z пр
 3812  2372  1440 мкм; 3  1  1600  160  1440 мкм;
max
min
1
1
На остальные обрабатываемые поверхности корпуса припуски и допуски выбираем по таблицам (ГОСТР53464-2009) и записываем их значения в
таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности
Поверхность
Размер
1
Припуск
Допуск
табличный
расчетный
Ø72Н7
2·4,0
2·1,72
±1,0
2
Ø175h7
2·3,0
___
±1,6
3
13
3,0
___
±0,9
4
120-0,46
3,4
___
±1,6
5
90+0,22
3,5
___
±1,4
6
153-0,5
3,5
___
±1,4
7
53
3,0
___
±1,2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
dmax растачивания чистового Ø72,030
dmin растачивания чистового Ø72,00
δ растачивания чистового 0,030
dmax растачивания чернового Ø71,732
dmin растачивания чернового Ø71,572
δ растачивания чернового 0,160
dmax заготовки Ø69,36
dном заготовки Ø68,56
dmin заготовки Ø67,76
δ заготовки 1,6
пр
2 z max
на растачивание черновое 3,812
пр
2 zmin
на растачивание черновое 2,372
пр
2 z max
на растачивание чистовое 0,428
пр
2 zmin
на растачивание чистовое 0,298
Рисунок 2.1 Схема графического расположения припусков и полей допусков на обработку отверстия Ø72Н7(+0,030)
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 торец, обрабатывающая наружная поверхность Ø230h9 и внутреннее отверстие Ø90Н7, что и будет базой на второй
операции и последующих операциях.
На второй операции точим торец и фаску, что и будет 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, приспособлений, инструмента
№
Наименование
операции
операции
Оборудование
Тех. оснастка
005
Фрезерносверлильная с
ЧПУ
Горизонтальный обрабатыПриспособление
вающий центр с
ЧПУ DHM-500
010
Расточная с
ЧПУ
Горизонтальный обрабатыПриспособление
вающий центр с
ЧПУ DHM-500
015
Расточная с
ЧПУ
Горизонтальный обрабатыПриспособление
вающий центр с
ЧПУ DHM-500
020
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
с ЧПУ станок
2254ВМФ4
Приспособление
Инструмент
Фреза торцовая Ø250ВК8
Сверло Ø15Р6М5
Развертка Ø15Н8
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Калибр-пробка Ø15Н8
Оправка – резец ВК8
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Калибр-пробка Ø72Н7
Сверло Ø6,8 Р6М5 ГОСТ
10903 Зенковка Ø8 Р6М5
Метчик М8-7Н ГОСТ 3266
Калибр-пробка М8-7Н
ГОСТ 17758 Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Оправка – резец ВК8
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Сверло Ø11 Р6М5 ГОСТ
10903 Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166
Сверло Ø6,8 Р6М5 ГОСТ
10903 Зенковка Ø8 Р6М5
Метчик М8-7Н ГОСТ 3266
Калибр-пробка М8-7Н
ГОСТ 17758
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
025
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
с ЧПУ станок
2254ВМФ4
Приспособление
Сверло Ø7 Р6М5 ГОСТ
10903 Зенковка Ø8 Р6М5
Метчик М8×1-7Н ГОСТ
3266 Калибр-пробка М8×17Н ГОСТ 17758
Штангенциркуль
030
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
с ЧПУ станок
2254ВМФ4
Приспособление
035
Сверлильная с
ЧПУ
Многоцелевой
с ЧПУ станок
2254ВМФ4
Приспособление
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Фреза Ø30 Р6М5
Сверло Ø2,8 Р6М5 ГОСТ
10902 Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
Сверло Ø10,8 Р6М5 ГОСТ
10903 Зенковка Ø12 Р6М5
Метчик М12×1,25-7Н ГОСТ
3266 Калибр-пробка
М12×1,25-7Н ГОСТ 17758
Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1-1 ГОСТ 166
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
Произведем расчет режимов резания для 005 операции фрезерносверлильная с ЧПУ, горизонтальный обрабатывающий центр с ЧПУ DHM-500.
Содержание операции:
1) Установить, закрепить деталь в приспособление.
2) Фрезеровать поверхность в размер 15±0,2.
3) Сверлить 2 отверстия в размеры Ø15+1,1 и 2 отверстия Ø14,8+0,1 в размеры
140±0,7; 130±0,7 в лапах.
4) Развернуть 2 отверстия в размер Ø15Н8 в лапах.
5) Открепить и снять деталь.
Позиция 2.
Фрезеровать поверхность в размеры 15±0,2.
Приспособление специальное.
Режущий инструмент – фреза торцовая Ø250мм, z=12 с пластинами ВК8.
Мерительный инструмент – штангенциркуль; ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166.
1) Выбираем геометрические параметры фрезы [35]:
γ=+5˚, α =12˚, φ=60˚, φ0=30˚, φ1=5˚,λ=12˚.
2) Устанавливаем глубину резания, равной припуску на обработку
t=h=3мм
3)
Назначаем подачу на зуб фрезы [4]
Sz=0,12 мм/зуб
4) Назначаем период стойкости фрезы [4]
Т=240 мин.
5) Определим скорость главного движения резания, допускаемую режущими
свойствами фрезы по формуле:
C v  Dq
(2.19)
 K v ,м/мин;
T m  t x  Szy  Bu  Zp
Значения коэффициента Сv и показателей степеней выбираем по таблице 39,
v
[4]: Сv =155; m = 0,2; x = 0,10; y = 0,4; q=0,25; и=0,15;р=0,10
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий
фактические условия резания:
Kv = KMv · Knv ·Kuv,
где Kµv – коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала,
Knv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,
Кnv=0,8 [4]
Kuv – коэффициент, учитывающий материал инструмента,Кuv=1, [4]
1, 25
K Mv
 750 
 Kr 

 441 
 1.94
(2.20)
Kv = 1,94·0,8 ·1 = 1,6
155  250 0 , 25
V1 
 1,6  114 м / мин
240 0 , 2  30 ,1  0,12 0 , 4  80 0 , 5  12 0 ,1
6) Частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости главного движения резания определяем по формуле:
1000  V
, об / мин
D
1000  114
n
 182 (об/мин)
3,14  250
n
(2.21)
7) Определяем скорость движения подач:
Vs  Sм  Sz  z  n
Sм  0,12  12  182  262 (мм/мин)
(2.22)
8) Определим главную составляющую силы резания:
10  Cр  t x  Szy  Bu  Z
Рz 
 K ; Н
Dq  n w
(2.23)
Значение постоянной Ср и показатели степени Ср = 54,5;х = 0,9;у = 0,8
и=1,0; q=1,0; w=0 [35]
Поправочный коэффициент Кр,учитывающий фактические условия резания
К р  (  B ) п  ( 430 ) 0, 75  1,52
750
750
0,9
0 ,8
10  54,5  3  0,12  801  12
Рz 
 129  1102 Н
0,9
250  182 0
(2.24)
9) Мощность на резание:
Nе 
Рz  V
, кВт
1020  60
(2.25)
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Nе 
1102  114
 2,16 ( кВт)
1020  60
2,16кВт<7,5кВт, следовательно обработка возможна
10) Основное время
To 
L 170

 0,5 мин
VS 342
(2.26)
Позиция 3.
Сверлить 2 отверстия в размеры Ø15+1,1 и 2 отверстия Ø14,8+0,1 в размеры
140±0,7; 130±0,7 в лапах.
Приспособление – специальное.
Режущий инструмент – сверло Ø15 мм и Ø14,8 Р6М5(4-х шпиндельная
сверлильная головка)).
Мерительный инструмент- штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1.
Режимы резания
1) Глубина резания
t=0,5·D=0,5· 15=7,5мм
(2.27)
2) Назначаем подачу [35]
S=0,3 мм/об
3) Определяем скорость резания по формуле:
C V  Dq
V  m y  K V , м/мин
T S
(2.28)
Значение коэффициента СV и показателей степеней выбираем [4]:
Сv = 7; q = 0,4; y = 0,7; m = 0,5
Т – период стойкости сверла, Т=35 мин [4].
Общий поправочный коэффициент на скорость резания
Кv=Kmv·Kuv·Klv
(2.29)
где Kmv – коэффициент, на обрабатываемый материал [4]
0.9
 750 
K Mv  Kr 
  1.37 [4]
 441 
Кuv = 0,9 [4]
Коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Кlv =1
[4]
Кv = 1,37·0,9·1 = 1,23
7  150 , 4
V  0,5
 1.23  25м / мин
35  0,30 , 7
4) Частота вращения шпинделя
1000  V
, об/мин
D
1000  25
n
 530 об/мин
3,14  15
5) Определяем осевую силу резания по формуле:
n
(2.30)
Po  10Cp  Dq  Sy  K p , Н
(2.31)
где Ср, q, y-поправочные коэффициенты Ср = 68;q = 1;y = 0,7 [4]
B п
441 0 , 75
) (
)  0.77
750
750
[4]
Кр = КмР  (
n = 0,75
Ро = 10 ·68 ·151 ·0,30,7··0,77 = 3381 Н
Крутящий момент
Мкр = 10 · См · Дq · Sy · Kp , Н· м
(2.32)
где См ; q; y -поправочные коэффициенты См = 0,0345;q = 2;y = 0,8
Kp = 0,85
Mкр = 10 · 0,0345 · 152 · 0,30,8 · 0,77 = 14,36Н· м
6) Определяем мощность, затрачиваемую на резание
M кр  n
, кВт
9750
14,4  600
Ne 
 0,89 кВт
9750
Ne 
7) Основное время
L
 i , мин
n S
где L – длина рабочего хода сверла, L=l+y+Δ
То 
(2.33)
(2.34)
y – величина врезания, y=4 мм;
Δ – величина перебега, Δ=2 мм;
I – число переходов, i=1
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
L=21+4+2=27 мм
То 
27
 1  0,15 , мин
600  0,3
Позиция 4.
Развернуть 2 отверстия в размер 15Н8.
Режущий инструмент – развертка Ø 15Н8 Р6М5.
Мерительный инструмент – калибр -пробка резьбовая Ø15Н8.
1) Подача S=0,1 мм/об.
2) Скорость резания V=20 м/мин.
3) Частота вращения
n=(1000·20)/3,14·15=490 об/мин
4) Основное время
15  6
То 
 0,2 , мин
490  0,1
Техническое нормирование
Штучное время:
Тшт=Т0+Тв.у.+Твсп+Тобсл+Тп , мин
(2.35)
Тшт – штучное время, мин
Тв.у – вспомогательное время на установку и закрепление заготовки
Т0- основное время, мин
Тв.у=8,64 мин (для станков расточных с ЧПУ)
Тм.всп – машинно-вспомогательное время, мин
Тм.всп.=Тхх+Тпер+Тсм+Твыд+Тдоп, мин
(2.36)
Тхх – суммарное время холостых ходов, мин
200
150
50
50
2
4
2
 3,1мм ,
800
270
370
500
60
29
41
3
39
l1(z)=

2

2
 2  0,77мм ,
800 270
370 370
220
l1(х)=
Тхх=3,1+0,77=3,87мин
Тпер – время на переход, 1с на один кадр управляющей программы
Количество кадров – 58
Тпер=tпер·i=58с=0,97 мин
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Тсм.и- суммарное время на смену инструмента, мин
Тсм.и=6с·6=36с=0,6 мин
Тдоп – дополнительное время
Тдоп=0,04+0,03+0,04=0,11 мин
Твыд – время выдержки
Твыд=20с=0,37 мин
Тм.всп.=3,87+0,97+0,6+0,11+0,37=5,92 мин
Тобсл – время на обслуживание рабочего места, мин
Тобсл=10-15% Топ, мин
(2.37)
Топ –оперативное время, мин
Топ=То+Тв.у+Тм.всп, мин
(2.38)
Топ=8,64+0,91+5,92=15,47мин
Тобсл=0,15·15,47=2,32 мин
Тп – время на личные потребности, мин
Тп=2-4% Топ,
мин
(2.39)
Тп=0,04·15,47=0,62 мин
Тшт=15,47+2,32+0,62=18,4мин
Так как производство серийное, определяем штучно-калькуляционное время
Т шт.к  Т шт 
Т пз
, мин
пз
Тшт.к – штучно-калькуляционное время, мин
Тпз – подготовительно-заключительное время, мин
Тпз=30 мин
Т шт.к  18,4 
30
 19,7мин
23
Тшт.к=7,77+30 /405=7,84 мин
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 кронштейна, растачивании тверстий, последующего сверлением
отверстий, зенкованием фасок, нарезанием резьбы на горизонтальном обрабатывающем центре с ЧПУ модели DHM-500 операция 010, 015, 020.
Приспособление состоит из основания 1 сварной конструкции. К основанию
крепятся две установочные плиты 6, в которые запрессованы два пальца 7 и 8.
На пальцы устанавливается обрабатываемая деталь по ранее просверленным
отверстиям.
В цилиндре расположен поршень 15 с уплотнительными кольцами поз. 30.
Поршень закреплен на штоке 11 гайкой 24 и шайбой 25. Прихваты на штоках
закреплены болтами 22 и шайбой 26. Воздух в цилиндр подается через штуцерное соединение, состоящее из штуцера 3, ниппеля 4 и гайки 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.
После окончания процесса резания Г- образные прихваты возвращаются в
исходное положение, одновременно поворачиваясь на 30 0 при помощи бойпаза.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.2 Схема базирования детали в станочном приспособлении
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема базирования заготовки по плоскости
и двум отверстиям
Обработанные на второй операции поверхности плоскости лап и на следующей операции четыре отверстия Ø15, являются базовыми поверхностями на
всех остальных операциях, что позволило при проектировании приспособления эффективно использовать принцип постоянства баз.
Плоскость лап и два отверстия, обработанные в корпусе, являются чистовой базой. В качестве установочных элементов в приспособлении используется плита 6 в качестве базировочных элементов срезанный 7 и цилиндрический
8 пальцы.
По плоскости лап расположены три опорные точки (1, 2, 3) в отверстиях
лап еще три (4, 5, 6). Принятая схема базирования лишает заготовку всех шести степеней свободы, обеспечивает свободный доступ инструмента для обработки заготовки, позволяет достаточно просто фиксировать и зажимать заготовку в приспособлении.
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 кондукторе 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:
Q заж ≥ Р z ·Kз
(3.1)
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 =15 мм - диаметр сверления;
KP = 0,6 - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала; (табл.9, стр.264 [5])
Рz =10∙42,7∙151∙0,28 0,8∙0,6 =1388,02H=138,8кгс
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 ∙ 152 ∙ 0,28 0,8 ∙ 0,6 =10,2 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=80 мм=8 см (таблица 11,с. 231,[35]);
р – давление сжатого воздуха , р=4 кгс/см2 ;
dп- диаметр штока, dп=20 мм=2 см (таблица 11,с. 231,[35]);
Тк -сила трения, зависящая от твердости уплотняющего кольца и его относительного сжатия, Тк=0,45 кгс
Qзаж
82
3,14
4 0, 45
4
8
2
231,58кг.
Произведем сравнение силы резания Р с суммарной силой закрепления заготовки.
231,58>138,8·1,4
231,58>194,32
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=231,58 кг.
F – площадь поперечного сечения стержня, так как на стержне имеется резьба,
то площадь рассчитывается по внутреннему диаметру резьбы на штоке приспособления (М24х1.5–6g).
F
П r2
(3.6)
2
 2,237 
2
F  3,14  
  3,93см
2


 max  2 
231,58
 39,3кгс / см 2
3  3,93
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Шток выполнен из стали 45 ГОСТ 1050–88 при постоянной нагрузке допустимое напряжение на растяжение равно:
 ВР   1350кгс / см2
Для безопасной работы на приспособлении должно выполняться условие:
 мах    ВР 
39,3<1350
В данном случае условие соблюдено, следовательно, работа на данном приспособлении возможна.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.5 Расчет погрешности базирования приспособления
Чтобы придать детали в приспособлении вполне определенное положение,
необходимо лишить ее шести степеней свободы. Для этого необходимо иметь
шесть неподвижных опорных точек, лишающих деталь шести степеней свободы.
В проектируемом приспособлении деталь устанавливается по плоскости и
двум пальцам: цилиндрическому и срезанному.
Установка плоскостью лишает деталь трех степеней свободы: перемещений
по оси Z, и вращения вокруг осей Х и Y.
Короткий цилиндрический палец лишает деталь двух степеней свободы: перемещений по осям Х и Y.
Короткий срезанный палец лишает деталь одной степени свободы – вращения вокруг оси Z.
Таким образом, деталь лишена шести степеней свободы, что позволяет придать ей в приспособлении вполне определенное положение.
При базировании заготовки в приспособлении обязательно должен выполнятся плотный контакт базовых поверхностей с установочными элементами приспособления, которые жестко закреплены в его корпусе.
При установке детали в приспособление возможны погрешности базирования, влияющие на точность получения размеров.
Погрешность базирования в нашем случае возникает за счет перекоса детали в горизонтальном положении при установке ее на пальцы приспособления. Перекос при этом происходит из-за наличия зазоров между наибольшим диаметром
отверстий и наименьшим диаметром пальцев.
Определяем исполнительные размеры диаметров пальцев:
016
Ø 15 f 7  00 ,,034

Исполнительные размеры диаметров отверстий:
Ø15Н9(+0,043)
Находим соответствующий максимальный зазор между отверстиями и
пальцами
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Smax
δА
δВ
Smin , мм
(3.7)
где δА-допуск на диаметр отверстий, δА=43мкм=0,043мм
δВ-допуск на диаметр пальцев, δВ=18мкм=0,018мм
Smin- минимальный зазор между диаметрами отверстий и пальцев, мм
Smin=15,000-14,984=0,016мкм
Smax=15,043-14,966=0,077мм.
Тогда наибольший угол поворота заготовки может быть найден из отношения наибольшего зазора при повороте в одну сторону от среднего положения к
расстоянию между базовыми отверстиями:
tgα
δA
δ В Smin
A0
(3.8)
где А0=140±0,7 - расстояние между базовыми отверстиями
tgα
0, 043 0, 018
140
0.016
0, 00055 ,
  0º0’12”, что является величиной, не влияющей на точность обработки.
Погрешность базирования по длине составит
еб
l tgα,мм
(3.9)
еб=140·0,00055=0,077 мм, что позволяет выполнить отверстия с требуемым
А0
S2
max
a
S1
max
позиционным допуском.
Рисунок 3.3 - Схема для определения предельного смещения детали при
установке по плоскости и отверстиям на цилиндрический и срезанный пальцы
Выбранная схема базирования и закрепления заготовки обеспечивает требуемую точность обработки заготовки по чертежу.
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 кронштейна и последующей фрезеровании, сверлении отверстий и
развертывание отверстий в лапах на горизонтальном обрабатывающем центре с
ЧПУ модели DHM-500 операция 005.
Принцип работы приспособления заключается в следующем: деталь внутренним отверстием устанавливается на палец. Палец находится на плите верхней 1 который крепится к плите нижней 4 шпильками 17 гайками 12 в четырех
местах. Зажим заготовки осуществляется шайбой 8, которая прижимается гайкой 2. Шайба одевается на шток 3, который связан с поршнем 5 пневмоцилиндра 7.
Приспособление состоит из плиты нижней 4 на которую установлен цилиндр 7 сверху цилиндр закрыт плитой верхней 1, которая прижимает его к
нижней плите шпилькой 17. В цилиндре размещен поршень 5 с уплотнительным кольцом 15 и 16. К плите верхней винтом 11 крепится стойка 6, в которую
ввинчен фиксатор 9. К нижней плите винтами 11 крепится распределительный
блок 19. В цилиндре ввинчен штуцерные соединения 19, через которые воздух
поступает в пневмоцилиндр и выходит из него. Пневмоцилиндр между плитами
уплотнен резиновыми прокладками 14.
При поступлении воздуха из пневмосистемы в верхнюю часть цилиндра
поршень со штоком перемещается вниз и прижимается деталь к опорной поверхности. При переключении крана воздух поступает в нижнюю часть цилиндра, поршень поднимается вверх, а из верхней полости выходит в атмосферу.
Происходит открепление детали.
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,
(3.10)
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.
(3.11)
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
Приспособление предназначено для контроля радиального и то рцового биения посадочного места кронштейна относительно расточки
Ø90Н7.
Точность показаний средств контроля определяется суммарной п огрешностью измерений, состоящей из систематических и случайных
составляющих.
Суммарная погрешность может составлять 8-30 % допуска контролируемого параметра. Её величина зависит от назначения изделий и
может быть равна для ответственных деталей - 8%, для менее ответственных - 12,5%, для остальных 25-30%.
Основными требованиями, предъявляемыми к конт рольноизмерительным приспособлениям являются:
 обеспечение оптимальной точности;
 удобство в эксплуатации;
 технологичность;
 износоустойчивость;
 экономическая целесообразность.
Контрольно-измерительное приспособление предназначено для контроля
торцового биения и контроля соосности относительно отверстия Ø72Н7 в
кронштейне.
Контрольно-измерительное приспособление состоит из винтов 10, втулки
1, калибра 2, ручки 4, планки 5, стойки 6, фланца 7 и индикатора 11.
В измеряемую деталь устанавливается калибр 2 по отверстию Ø72Н7, на котором крепятся планка 5 и устанавливается индикатор 11, зафиксированный
винтом 8.
Индикатор выставляется на 0 и медленно проворачивая ручкой 4 планку 2,
в которой закреплен опорный палец 6 по торцу и снимаем показания индикато-
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
ра. Если показания индикатора в пределах допуска на торцовое биение, то деталь считается годной.
Измерение контроля соосности проверяется калибром 2.
Рисунок 3.4 – 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
     
(3.12)
где    - погрешности, допускаемые при измерении.
Допускаемые погрешности определяем по формуле:
    k  ITA ,
где
ITA
(3.13)
- допуск измеряемой величины 30 мкм;
k – коэффициент, определяемый по следующим данным квалитетов IT7 - k=0,25
   0,25·30=7,5мкм

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: насоса ВКС 2/26;
- годовая программа, N, шт. – 20000
- масса единицы изделия, q, кг – 58,2
- 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 – 85,6
- 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
 23 мин / шт.
20000
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  20000
 198,2 шт
3833  0,8
Принимаем СПР = 198 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 =
198  3
 5,94чел.
100
Принимаем Ссл = 6 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  20000
 18,9чел.
3833  1  0,8
Принимаем СО = 19 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 = 5% ∙198 = 9,9 шт.
С заг. = 10 шт.
2 – для заточного отделения
С зат. = 4 - 6 % от С пр.
С зат = 6% ∙198 = 11,88 шт.
С зат = 12шт.
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% ∙198= 8,5 шт.
С црб = 9 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. = 10 шт.
С полн. = Спр + С заг + С зат + С црб + С рпи + С тех.лаб.
С полн. = 198 + 10 + 12 + 9 + 4 + 10 = 243 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 20000
1860 1,5
217,9чел.
Принимаем R ст = 218чел.
б) количество слесарей механического отделения определяем по формуле:
R сл. = 2 ∙ С сл.
(4.7)
Rсл = 2 ∙ 2= 4 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)  20000
 44,08чел.
1860
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Принимаем R сб = 44 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. = 4 + 44 = 48 чел.
д) сколько всего основных рабочих в механосборочном цехе определяем
по формуле:
R о = R ст. + R сл. и сб.
(4.10)
RО = 218 + 48 = 266чел.
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
Категории работающих
1
2
3
Основные (R ст.)
Слесари мех. обработки (R сл.)
Слесари – сборщики (R сб.)
4
5
6
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.
7
Расчетная формула
Численное
значение
(4.6)
(4.7)
(4.8)
218
4
44
(4.9)
(4.10)
35 % от R ст
48
266
77
15 % от п.4
7
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.
84
6
1
7
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
33
5
38
12
3
15
410
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
205
2
Вспомогательные рабочие
R всп. 1 см.
60% от R всп.
46
3
ИТР, МОП и СКП
R итр моп и скп 1 см.
70% от (R моп +
+R итр + R скп.)
42
4
Всего работающих в первую смену
Сумма п.п. 1, 2, 3
293
З) В зависимости от типа производства определяем количество мужчин
и женщин, работающих в первую смену [19],(табл. 12, стр. 15):
– мужчин - 60 % - 176 чел;
– женщин - 40 % - 117 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 = 30 · 198 = 5940 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 ∙24 = 480 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 ∙ 10 = 250 м2
2. Заточного отделения:
F зат. = f зат. ∙С зат.,
(4.14)
где f зат. = (8 – 10) м2 на 1 станок.
F зат = 10 ∙ 12= 120 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 ∙ 9= 225 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 ∙225 = 78,8 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. = 5940 + 480 =6420 м2
F б т к = 0,05 ∙ 6420 = 321 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 ∙ 218 = 65,4 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. = 90 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 ∙ (5940 +480) = 64,2 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 ∙ (5940 + 480) = 481,5 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 ∙ (5940 + 480) = 51,4 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 
1712  4
 34,66 м 2
247  2  0,4
Fскл . заг  35м 2
Нормы запаса на цеховых складах в зависимости от типа производства
принимаем по данным таблицы 15. [19] Принимаем t ср = 2,5
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=2
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. = 6
q ср. – средняя грузонапряженность пола склада. q ср. = 0,8 т/м2.
К и – коэффициент использования площади склада. К и = 0,4.
Ко =
100  0,5  35
 1,2
100
1164 1, 2 2 6
247 0,8 0, 4
FМ.С.
212м 2
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 = 2,5
q ср. = 2 т/м2.
К и = 0,4.
Fпромеж.скл.
1164 2,5
247 2 0, 4
14, 7м 2
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 = 0,3 м2/станок
f сб. = 0,15 м2 на 1 –го слесаря.
F ирк = 0,3 ∙ 198 + 0,15 ∙ 48 = 66,6 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 · 198 =9,9 шт;
С шлиф = 10 шт;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
F абр = 0,4 ∙ 10 = 4 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 ∙ 198 = 59,4 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 ∙ 198 = 23,8 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 ∙ 198 = 23,8м2
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 ∙ 410= 1295,6 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 ∙ 293 =58,6 м2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
4. Процентное соотношение работающих мужчин и женщин определяется в зависимости от назначения цеха. Мужчин - 46 чел., женщин - 30 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 ∙ 176 + 0,01 ∙ 117 = 6,45 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 ∙ 117 = 1,17 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 ∙ 413 = 32,8 м2
8. Площадь медпунктов:
F мед. = (0,06 – 0,08) ∙R общ.; м2,
(4.36)
F мед = 0,08 ∙ 410 = 32,8 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 ∙ 293 = 87,9 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) · 15=154,05м2;
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 · 293=512,8 м2
13. Площадь кабинета техники безопасности:
F тех.безоп.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.40)
F тех.безоп = 0,25 ∙ 410 = 102,5 м2
14. Площадь помещений общественных организаций:
F общ.орг.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.41)
F общ.орг. = 0,25 ∙ 410 = 102,5 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
5975
5975
480
480
п. 1 × 1,1
6572,5
п. 2 × 1,1
528
п. 3 + п. 4
2017,3
177,6
7100,5
2017,3
177,6
П. 6 + п. 7
2194,9
П.8 ×1,1
2414,39
2729,75
П. 5 + п. 9 +
+п.10
2729,75
12244,64
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
(4.42)
q m  К q  Fд  60
где Q – масса перевозимых грузов на расчетную годовую программу, т;
Q = N · (Q чист + Qчерн) / 2,
(4.43)
Q = 20000 · (0,0582 + 0,0856) / 2 = 1798 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 = 20 мин.
К
н
– коэффициент неравномерности, учитывающий возможные простои
при загрузке и разгрузке. К н = 1,2
Гв
1798 3 20 1, 25
1, 2 0,5 3833 60
1, 22 шт
Принимаем Гв =2 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 = 7.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Т тр – время одной транспортной операции. Т тр = 3,5 мин.
К н - коэффициент неравномерности работы. К н = 1,2.
ГК
20000 7 3,5 1, 2
3833 60
2,55шт
Гк = 3 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 = 16 кВт/час (приложение М [19])
Σ Р уст = Р уст · С полн,
(4.46)
Σ Р уст = 6 · 243=1458 кВт/час,
Кс = 0,2 (приложение Н [19])
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
W= 0,2×16×3833 ∙0,8 = 9812,48 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,
(4.47)
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 = 5940 ·22 + 2017,3 ·10 + 2729,75 ·10 = 178150,5Вт = 178,15 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
(4.48)
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, 6 243 3833 0,8
1000
447м3
Годовой расход воды на бытовые нужды определяется по формуле
25  R общ  252 3
,м
Qв=
1000
Qв =
25 410 252
1000
(4.49)
2583м3
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
(4.50)
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 10,2 м.
Qп
30 4320 124895,3
1000 540
29974,88т .
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
«Кронштейн Н13.550.11.101»».
В пояснительной записке выделены четыре основных частей: общая часть,
технологическая часть, конструкторская часть, расчёт цеха, 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
пятый лист сборочный чертеж станочного приспособления,
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
Греков Михаил Сергеевич
Факультет, кафедра,
номер группы
Технико-экономический факультет, Кафедра инженерного образования, группа 41т
Тип работы
Выпускная квалификационная работа
Название работы
Греков Михаил Сергеевич
Название файла
Записка диплом _ копия.docx
Процент заимствования
32,96%
Процент цитирования
0,26%
Процент оригинальности
66,78%
Дата проверки
22:31:33 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