close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Алоян Зорик Мгерович. Конструкторско-технологическое обеспечение механической обработки детали «Кронштейн Н49.1456.01.00.003»

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 «Кронштейн
Н49.1456.01.00.003»». 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
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
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
Центробежные консольные насосы, типа 1К предназначены для перекачивания технической воды (кроме морской), а также других жидкостей
сходных с водой по плотности, вязкости, химической активности. Насосы относятся к изделиям вида 1 (восстанавливаемые) и выпускаются в климатическом исполнении У3.1 и Т2 по ГОСТ 15150-69. Температура перекачиваемой
жидкости от минус 10º до 105ºС.
Расшифровка условного обозначения насоса:
1К – консольный;
65 – диаметр входного патрубка;
200 – диаметр рабочего колеса (условный), мм;
У3.1 – климатическое исполнение и категория размещения;
Технические характеристики насоса 1К100-65-200:
- Подача - 100 м³/ч;
- Давление на входе в насос - 0,6МПа;
- Максимальная мощность насоса – 12,8 кВт;
- Частота вращения – 2900 об/мин.
Деталь – кронштейн. Номер чертежа Н49.1456.01.00.003. Масса детали
20 кг. Кронштейн представляет собой отливку из серого чугуна марки СЧ20
ГОСТ 1412-85.
Кронштейн соединен с корпусом уплотнения винтами. В корпусе уплотнения выполнены отверстия для подачи охлаждающей жидкости к сальниковому или торцовому уплотнениям.
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=5, Р=2, тогда получаем:
6
2
3
Так как Кз.о =2, то производство будет среднесерийное
К з.о
Согласно с определением типа производства и массой детали равной 20 кг.
Принимаем годовую программу выпуска продукции:
N=10000 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
n
10000  5
 202 (шт)
247
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 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 =20 кг;
Мз – масса заготовки, Мз=22,9 кг.
Ки.м. =
20
= 0,87
22,9
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 =
7
26 + 8 1 + 14 28
= 10,58 ;
26 + 1 + 28
К тч = 1
1
= 0,91 ;
10,58
Так как при технологическом контроле чертеж не подвергался изменению
и пересмотру, то Кб.тч =0,91.
К утч
0, 91
0, 91
1;
Уровень технологичности по шероховатости поверхности:
Ку.ш 
Кб.ш ;
Кш
(2.4)
где, Кб.ш, Кш- соответственно базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Достигнутый коэффициент поверхности:
Кш 
где,
Шф 
Ш n
n
i
i
1
 ni ;

Шф  Ш  ni

(2.5)
n 1  2n 2  3n 3  ...
n 1  n 2  n 3  ...
Шф- средний класс шероховатости поверхности;
ni- число поверхностей соответственно классу шероховатости;
Ш- класс шероховатости поверхности.
Шф
1, 6 3 3, 2 24 12,5 28
3 24 28
Кш=
1
7,85
7,85 ;
0,12
Так как при технологическом контроле чертеж детали изменению и пересмотру не подвергался, то Кб.ш=0,12, то коэффициент уровня шероховатости
Ку.ш= 0,12/0,12=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 –
“Кронштейн” – состоит из 6 операций.
Первая операция – токарно-винторезная производится на станке модели
1К62. Операция состоит из пяти переходов.
Вторая операция – токарно-карусельная производится на станке модели
1534 . Операция состоит из двух переходов.
Третья операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2А55. Операция состоит из четырех переходов.
Четвертая операция радиально-сверлильная производится на станке модели 2Н55. Операция состоит из восьми переходов.
Пятая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2Н55. Операция состоит из трех переходов.
Шестая операция – радиально-сверлильная производится на станке модели
2Н55. Операция состоит из трех переходов.
Заводской технологический процесс недостаточно рационален. Поэтому
заменим токарно-винторезные станки и сверлильные станки на станки с ЧПУ,
что позволит снизить трудоемкость изготовления 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)
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=0,74 - 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].
Стоимость заготовок получаемых литьем в сырые песчаные формы для
детали ''Корпус” по формуле (9):
Sзаг1
63000
25,8 1, 03 1 0,91 1 1
1000
25,8 20
8600
1000
1473, 61
руб
Литьем в металлические многоразовые формы имеет ряд преимуществ
перед литьем в разовые песчаные формы – многократное их использование,
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
получение заготовок с наименьшим припуском на механическую обработку,
повышается производительность труда.
Q з  q дет 
Qз
Q загп.ф.  q дет
20
2
, кг
25,8 20
2
(2.7)
22,9 кг
kт=1,03 - коэффициент, зависящий от точности отливок, стр.34 [2];
kс=0,83 - коэффициент, зависящий от группы сложности, стр.34 [2];
kв=0,91 - 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
22,9 1, 03 0,91 0,83 1 1
1000
22,9 20
8600
1000
1097, 42 руб
Сопоставляя два способа получения заготовки, наиболее экономичным
является литье в кокиль, экономия составляет 2082,3 тыс. руб. в год.
Q=(1473,61– 1097,42) · 10000 = 3761,9 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
Ø90Н7(+0,035)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 Ø90Н7 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 [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 

 кор 
 d    к  l  ,мкм
2
к
2
0,7  902  0,7  602
(2.9)
 75.72 (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:
ρ см =
900 2  900 2  1273 (мкм)
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(2.10)
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит:
ρз
2
ρкор
2
ρсм
12732
75,722 =1275мкм
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового
растачивания:
1  0,05з ,мкм
ρост
0,05 ρз
(2.11)
0,05 1275 =64мкм
Погрешность установки при черновом растачивании принимаем по
формуле
1   2р   о2  280 2  90 2 =294мкм
εб=280 мкм - погрешность базирования в пневматическом патроне в постоянную форму табл. 4.11[2]
εз =90 мкм – погрешность закрепления в пневматическом патроне в постоянную форму табл.4.10 [2]:
Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании
ε2=0,05ε1
(2.12)
ε2=0,05·294+0=15 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 ,
(2.13)
Минимальный припуск под растачивание:
черновое
2Zmin = 2 ·(200+300+ 12752 2942 ) = 2‧1809 мкм
чистовое
2Zmin = 2 ·(50+50+ 642 152 ) =2‧166 мкм
Таким образом, имея расчетный (чертёжный) размер, после последнего
перехода для остальных переходов получаем:
для чернового растачивания
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
d p1
90, 035 0,332
89, 703 (мм)
d p3
89, 703 3, 618
86, 085 (мм)
для заготовки
Значение допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.
Так, для чистового растачивания значение допуска составляет 35 мкм
(чертёжный размер); для чернового растачивания δ=820 мкм, допуск на отверстие в отливке первого класса точности по ГОСТР53464-2009 составляет
δ=1800 мкм.
Таким образом, для чистового растачивания наибольший предельный
размер 90,035 мм, наименьший 90,035–0,035=90,00 мм; для чернового растачивания
наибольший
предельный
размер
89,703
мм,
а
наименьший
89,703–0,82=88,883 мм; для заготовки наибольший предельный размер
85,795 мм, наименьший 86,085–1,8=84,285 мм.
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
 90,035–89,703=0,332=332 (мкм)
min
2
2z пр
 90,0–88,883=1,117 =1117 (мкм)
max
2
для чернового растачивания
2z пр
 89,703–86,085=3,618=3618 (мкм)
min
1
2z пр
 88,883–84,285=4.598=4598 (мкм)
max
1
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Таблица 2.1 – Расчет припусков и предельных размеров
мкм
обработки
отверстия
Ø100Н7(+0,035)
Rz
T
ρ
ε
Заготовка
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
86,085
1800
84,285
86,085
пр
2Z min
пр
2 Z max
черновое
растачивание
200
300
1275
294
3618
89,703
820
88,883
89,703
3618
4598
50
50
64
15
332
90,035
35
90,00
90,035
332
1117
5.715
3.95
чистовое
растачивание
Итого:
6,187
На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков по обработке отверстия Ø90Н7(+0,035) (рис. 1).
Общие припуски z0min и z0max определяем, суммируя, промежуточные
припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф:
Z0min = 3618+332=3950 мкм
Z0max = 4598+1117=5715 мкм
Общий номинальный припуск:
z 0ном  z 0 min  Bз  Вд ,мкм
(2.14)
Z0 ном = 3950+900-35=4815 мкм
d з ном = 90-4,815=85,2мм
(2.15)
Производим проверку правильности выполненных расчетов:
пр
пр
z max
 z min
 1117  332  785 мкм;  1   2  820  35  785 мкм;
2
2
пр
пр
z max
 z min
 4598  3618  980 мкм;  3   1  1800  820  980 мкм;
1
1
На остальные обрабатываемые поверхности корпуса припуски и допуски выбираем по таблицам (ГОСТР53464-2009) и записываем их значения в
таблицу 2.2.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Таблица 2.2 - Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности
Поверхность
Размер
1
Припуск
Допуск
табличный
расчетный
Ø90Н7
2·5
4.8
±0,9
2
Ø230h8
2·5
___
±1,8
3
278
2·5
___
±1,8
4
30
5
___
±0,9
5
15
5
___
±0,5
dmaxрастачивания чистового 90,035 мм
dmin растачивания чистового 90,0 мм
δ растачивания чистового 0,035 мм
dmax растачивания чернового 89,703 мм
dmin растачивания чернового 88,883 мм
δ растачивания чернового 0,82 мм
dmax заготовки 86,085 мм
dном заготовки 85,2 мм
dmin заготовки 84,285 мм
δ заготовки 1,8 мм
пр
на растачивание черновое
2 zmax
4,598 мм
пр
на растачивание черновое 3,618 мм
2zmin
пр
на растачивание чистовое 1,117 мм
2 zmax
пр
на растачивание чистовое 0,332 мм
2zmin
Рисунок 2.1 - Схема графического расположения припусков и допусков
на обработку отверстия Ø90Н7(+0,035) кронштейна
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
опеОборудование
операции
рации
1
2
3
Токарно005 карусельная
с ЧПУ
Фрезерно010 сверлильная
с ЧПУ
015
Сверлильная
с ЧПУ
Токарнокарусельный
станок с ЧПУ
1531Ф2
Тех. оснастка
Инструмент
4
5
Патрон 3-х кулачк. пневмозажим
Резец расточной ВК8
Резец проходной ВК8
Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1-1
ШЦ-III-500-0,1-1
Калибр-скоба Ø230h8
Калибр-пробка Ø90Н7
Резец проходной ВК8
Фреза торцовая Ø60 ВК8
Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1-1
Многоцелевой
ШЦ-III-500-0,1-1
Сверло Ø10,2 Р6М5;
с ЧПУ станок Приспособление
Метчик М12-7Н
2254ВМФ4
Пробка М12-7Н
Сверло Ø8,5 Р6М5
Метчик М10-7Н
Пробка М10-7Н
Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1-1
ВертикальноШЦ-III-500-0,1-1
Сверло Ø8,5 Р6М5; Метчик М10-7Н:
сверлильный с
Приспособление Пробка М10-7Н; Сверло Ø14 Р6М5;
ЧПУ станок
Сверло Ø10,2 Р6М5; Пробка М12-7Н
2Р135Ф2-1
Сверло Ø12 Р6М5; Метчик М12-7Н
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
1
2
3
4
ВертикальноСверлильная сверлильный с
020
Приспособление
с ЧПУ
ЧПУ станок
2Р135Ф2-1
5
Штангенциркуль
ШЦ-I-125-0,1-1
Сверло Ø10,5 Р6М5
Метчик М12×1,5-7Н
Пробка М12×1,5-7Н
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 015 операции сверлильная с
ЧПУ, станок вертикально-сверлильный с ЧПУ 2Р135Ф2-1.
Содержание операции:
1. Сверлить 4 отверстия в размеры Ø8,5+0,36; 24,5±0,65; Ø110±0,35.
2. Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
3. Нарезать резьбу в размеры М10-7Н, 17min
4. Сверлить 2 отверстия в размеры Ø12+1,1; Ø194±0,5.
5. Сверлить 8 отверстий в размеры Ø14+1,1; Ø254±0,5.
6. Сверлить 2 отверстия в размеры Ø10,2+0,36; 22°30´; 35°.
7. Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
8. Нарезать резьбу в размеры М12-7Н.
Позиция 1 (инструмент 1- сверло спиральное Ø8,5 Р6М5)
Сверлить 4 отверстия в размеры Ø8,5+0,36; 24,5±0,65; Ø110±0,35.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166.
Режимы резания
1. Глубина резания t 
D 8.5

 4,25 мм.
2
2
(2.16) [7]
2. Подача s  0,24 мм/об. [10]
3. Скорость резания:
V 
CV  D q
 K V , м/мин,
T m 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  35 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 [4]
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия
Кlv =1
[4]
KV  0,85  1  1  0,85 .
V 
14,7  8.5 0, 25
 0,85  29,4 , м/мин.
35 0,125  0,24 0,55
4. Частота вращения шпинделя:
n
1000  V 1000  29,4

 1040 об/мин.
 D
3,14  8.5
(2.20) [4]
По паспорту станка:
n  1000 об / мин .
Действительная скорость резания:
VД 
3,14  8.5  1000
 28,3 м / мин .
1000
5. Осевая сила резания:
P0  10  C P  D q  s у  К Р , Н,
(2.27) [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  1411 Н.
6. Крутящий момент:
М кр  10  СМ  Dq  s у  К Р , Н·м,
(2.28) [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  5,88 Н·м.
7. Мощность резания:
N
М кр  n 5,88  1000

 0,6 кВт.
9750
9750
(2.29) [4]
8. Проверим, достаточна ли мощность привода станка:
N дв  N ст  , кВт,
(2.30) [7]
N ст  3,7 кВт,   0,8 ;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
N дв  3,7  0,8  3 кВт.
0,6<3- следовательно, обработка на данных режимах возможна.
Минутная подача Sмин=S0·п=0,24·1000=240мм/мин, по паспорту
Sмин=200мм/мин
Основное машинное время на переход:
ТО 
Ll
 i , мин,
ns
(2.31) [7]
где L  24 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 = 24+3,4=27,4 мм
То 
27.4  4
 0,46 мин
1000  0,24
Позиция 2 (инструмент 2 -зенковка Ø10Р6М5)
Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166
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
 477об / мин
3,14  10
Корректируем по паспорту станка n=400 об/мин
5.Действительная скорость резания
V 
  Д n
1000

3.14  10  400
 13 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·400=120мм/мин, по паспорту Sмин=100мм/мин
Основное время.
Т о2 
2
 4  0,07 мин
0,3  400
Позиция 3 (инструмент 3-метчик М10-7Н)
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Нарезать резьбу в размеры М10-7Н, 17min
Мерительный инструмент – пробка резьбовая М10-7Н
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=300 об/мин
4.Действительная скорость резания
V 
  Д n
1000

3.14  10  300
 9,4 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=1,5·300=450мм/мин, по паспорту Sмин=400мм/мин
Т0 
Т 03  (
l  l1 l  l1

, мин
Pпg
Pп1
(2.32) [7]
17  9
17  9

)  4  0,4 мин
1,5  300 1,5  400
Позиция 4 (инструмент 4 - сверло спиральное Ø12 Р6М5)
Сверлить 2 отверстия в размеры Ø12+1,1; Ø194±0,5.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I I -250-0,1-1 ГОСТ 166.
Режимы резания
1. Глубина резания t 
Д 12

 6 мм .
2
2
(2.33) [4]
2.Подача S = 0,3 мм/об [10]
3.Скорость резания V = 21 м/мин [10]
4.Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  21
 557об / мин
3,14  12
Корректируем по паспорту станка n=500 об/мин
5.Действительная скорость резания
V 
  Д n
1000

3.14  12  500
 19 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·500=150мм/мин, по паспорту Sмин=100мм/мин
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Основное время.
Т о2 
20  8
 2  0,37 мин
0,3  500
(2.34) [7]
Позиция 5(инструмент5- сверло спиральное Ø14 Р6М5)
Сверлить 8 отверстий в размеры Ø14+1,1; Ø254±0,5.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I I -250-0,1-1 ГОСТ 166.
Режимы резания
1. Глубина резания t 
Д 14

 7 мм .
2
2
(2.35) [10]
2. Подача s  0,4 мм/об. [10]
3.Скорость резания V = 18 м/мин [10]
4.Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  18
 409об / мин
3,14  14
Корректируем по паспорту станка n=400 об/мин
5.Действительная скорость резания
V
  Д n
1000

3.14  14  400
 18 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,4·400=160мм/мин, по паспорту Sмин=100мм/мин
Основное время.
Т о2 
20  8
 8  1.4 мин
0,4  400
(2.36) [7]
Позиция 6 (инструмент 6 - сверло спиральное Ø10,2 Р6М5)
Сверлить 2 отверстия в размеры Ø10,2+0,36; 14,5±0,1; 27±0,3.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-1 ГОСТ 166.
Режимы резания
1. Глубина резания t 
Д 10,2

 5,1мм .
2
2
(2.37) [4]
2. Подача s  0,3 мм/об. [10]
3.Скорость резания V = 21 м/мин [10]
4.Определяем частоту вращения шпинделя
n
1000  21
 655об / мин
3,14  10.2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Корректируем по паспорту станка n=600 об/мин
5.Действительная скорость резания
V
  Д n
3.14  10.2  600
 19 м / мин
1000

1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·600=180мм/мин, по паспорту Sмин=150мм/мин
Основное время.
Т о2 
20  8
 2  0.3 мин
0,3  600
(2.38) [7]
Позиция 7 (инструмент 7 -зенковка Ø12Р6М5)
Зенковать фаски в размер 1,6х45º.
Мерительный инструмент – штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166
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
 398об / мин
3,14 12
Корректируем по паспорту станка n=400 об/мин
5.Действительная скорость резания
V 
  Д n
1000

3.14  12  400
 15 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=0,3·400=120мм/мин, по паспорту Sмин=100мм/мин
Основное время.
Т о2 
1,5  2
 2  0,06 мин
0,3  400
Позиция 8 (инструмент 3-метчик М12-7Н)
Нарезать резьбу в размеры М12-7Н
Мерительный инструмент – пробка резьбовая М12-7Н
1.Подача S =1,75 мм/об
[10]
2.Скорость резания V = 11 м/мин [10]
3.Частота вращения шпинделя
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
n
1000 11
 292об / мин
3,14 12
Корректируем по паспорту станка n=250 об/мин
4.Действительная скорость резания
V 
  Д n
1000

3.14  12  250
 9,4 м / мин
1000
Минутная подача Sмин=S0·п=1,25·250=313мм/мин, по паспорту Sмин=300мм/мин
Т0 
l  l1 l  l1

, мин
Pпg
Pп1
Т 02  (
(2.39)
20  10,2 20  10,2

)  2  0,26 мин
1,75  250 1,75  300
Т0=Т01+Т02+Т03+Т04+Т05+Т06+Т07+Т08=
=0,46+0,07+0,4+0,37+1,4+0,3+0,06+0,26=3,3мин
Техническое нормирование
Тшт =
Т
0
 Т в. у  Т м.всп  Т обс  Т пмин
(2.40) [6]
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
м в сп
- сумма машинного вспомогательного времени, мин
Т
где
Т
хх
м в сп
=  Т хх  Т пер  Т см.и  Т в ыд  Т доп, м ин
(2.41) [6]
-суммарное время холостых ходов
Тхх=Тхх «х»+Тхх «z»
(2.42) [3]
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 =
110
55
55
110
55
110
97
194
2
4
4
2
4
2
3
200
200
100
100
400
400
100
100
+
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
+
127
254
62
127
127
127
6 
2
5 
2
2
 2  33.44
100
100
100
150
100
300
Т =
28
3,5
2
30
4
2
4
 12  4.31 мин
200
100
100
100
Тхх=33,44+4,31=37,75мин
Т пер =156·1=156сек=2,6 мин
Т см.и -суммарное время на смену инструмента
Т см.и =8·3=24=0,4 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
Т м.всп =37,75+2,6+0,4+0,33+0,24=41,32 мин
Т обсл =10-15% Т оп
(2.43) [6]
Т оп = Т 0 + Т в. у  Т м.всп
(2.44) [6]
Т п =2-4% Т оп ,мин
(2.45) [6]
Топ=3,3+4,64+41.32=49.26мин
Т обсл =0,1·49,26=4,93мин
Т п =0,04·49,26=1,97 мин
Тшт=3,3+4,64+41,32+4,93+1,97=56,2мин
Так как производство серийное определяем штучно-калькуляционное время:
Т шт.к  Т шт 
Т пз
, мин
пз
Тпз=27мин
27
 56,3 мин
202
Режимы резания и нормативы времени на остальные операции находим по норТ шт.к  56,2 
мативам 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 и последующего фрезеровании, сверлении отверстий,
снятия фасок и нарезания резьбы на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ
модели 2Р135Ф2-1 операция 015.
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 16. Через поршень проходит шток 3 закрепленный гайками 2 и 13.
К плите верхней 1 винтом 11 крепится стойка 6, в которую ввинчен фиксатор 9.
К нижней плите 4 болтами 10 крепится распределительный блок 19. В цилиндре ввинчен штуцерные соединения 18, через которые воздух поступает в
пневмоцилиндр и выходит из него. Пневмоцилиндр 7 между плитами уплотнен
резиновыми прокладками 15.
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
3.2 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 Ø90f 8
Погрешность
базирования
возникает
за
счет
  0,036 


  0,090 
смещения
сопрягаемых
поверхностей Ø90f 8 в цилиндрическом пальце и Ø90Н7(+0,035) в кронштейне.
Максимальный зазор между поверхностями равен:
δ=Dmax-dmin
(3.1)
Максимальный диаметр отверстия в обрабатываемой детали корпус.
Dmax=90+0,035=90,035 мм
Минимальный диаметр пальца:
dmin=90-0,054=89,946 мм
δ=90,035-89,946=0,089 мм
  0,036 


-0.043
Ø90f8
090  )
  0,-0.106
175
157f8(
+0.035
Ø90H7(
175
157H8(+0.063))
Рисунок 3.1 – Схема погрешности базирования
Так как на приспособлении обрабатываются одновременно три типа отверстий: восьми Ø14+1,1, двух Ø10,2+0,36 и четырех Ø8,5+0,36, сравним погрешность
базирования  с допуском на обрабатываемое отверстие меньшего диаметра.
 = 0,089    = 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 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
(3.2)
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
(3.3)
где CP =42,7 коэффициент силы резания; (табл.32,стр277 [35])
S = 0,3 мм/об - подача при сверлении; (табл.25, стр.277 [35])
D =10,2 мм - диаметр сверления;
KP = 0,6 - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала; (табл.9, стр.264 [5])
Рz =10∙42,7∙10,21∙0,3 0,8∙0,6 =993,03H=99,3кг
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
(3.4)
Кр =0,6
Мкр = 10 ∙0,021 ∙ 10,22 ∙ 0,3 0,8 ∙ 0,6 =4,9 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

(3.5)
где Dц - диаметр цилиндра, Dц=130мм=13см (таблица 11,с. 231,[35]);
р – давление сжатого воздуха , р=4 кгс/см2 ;
dп- диаметр штока, dп=25мм=2,5см (таблица 11,с. 231,[35]);
Тк -сила трения, зависящая от твердости уплотняющего кольца и его относительного сжатия, Тк=0,45 кгс
Q заж
13 2

 3,14  
 4  0,45  13  2,5  577,9кг.
 4

Произведем сравнение силы резания Р с суммарной силой закрепления заготовки.
577,9>99,3·1,4
577,9>139,02
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
(3.6)
где Р – усилие зажима, развиваемое пневмоцилиндром.
Р=94,4кг.
F – площадь поперечного сечения стержня.
Так как на стержне имеется резьба, то площадь рассчитывается по внутреннему диаметру. К тому же в этом месте имеется лыска для быстросменной шайбы. С учетом этого площадь F равна:
F = πR2-2Fсегмента
где R – внутренний радиус резьбы;
R=10 мм;
Fсегмента- площадь сегмента, мм2
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
(3.7)
Fсегмента =
1 2
Rh
R  h 

R  2ark cos
 sin  2ark cos
  , мм2
2 
R
R 

(3.8)
где h – высота лыски на резьбе, снимаемой для быстросменной шайбы;
h=2мм
Тогда формула примет вид
F= πR 2-
1 2
Rh
R  h 

R  2ark cos
 sin  2ark cos
 ;
2 
R
R  

(3.9)
Площадь сечения стержня в слабом месте равна:

1
10  2
10  2  

2
F  3,14  10 2  10 2  2ark cos
 sin  2ark cos
   134 мм
2
10
10  


тогда
 МАХ 
2  5779
 71,8 МПа
3  134
Стержень выполнен из углеродистой стали марки Сталь 45 ГОСТ 1050 – 74.
При постоянной нагрузке допустимое напряжение на растяжение равно
 В   610 МПа.
Для безопасной работы на приспособлении должно выполняться условие:
 МАХ   В 
71,8 < 610 МПа
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.
(3.10)
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=0,089 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=0,8·0,089+0+0,106=0,1772 мм
0,1772<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 кронштейна и последующей сверлением отверстий, зенкованием фасок, нарезанием резьбы и фрезерования торца на многоцелевом станке с ЧПУ
модели 2254ВМФ4 операция 010.
Приспособление применяется на 010 операции связанных с обработкой заданных поверхностей. Конструкция приспособления отвечает требованиям по
точности базирования и усилию закрепления в процессе резания.
Приспособление состоит из корпуса 1, на котором расположена плита 4
имеющая расточку для базирования заготовки, под корпусом расположен пневмоцилиндр, шток 3, которого связан с крестовиной 2 посредством штифта 30. В
крестовине располагаются прихваты 5 которыми заготовка зажимается в приспособлении и толкатели 6 при помощи, которых заготовка при отжиме выходит
из посадки, что облегчает снятие детали. В прихватах имеются байонетные пазы,
в которые при сборке устанавливают винт, при помощи данного устройства прихват автоматически поворачивается при зажиме и отжиме заготовки. Заготовка
устанавливается на опорную поверхность и базируется по цилиндрической поверхности плиты 4, и зажимают заготовку подачей воздуха в верхнюю полость
пневмоцилиндра.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
3.7 Расчет приспособления на точность
При установке в приспособление деталь «кронштейн» базируется по наружному диаметру Ø230h8 с упором в торец. Кронштейн зажимается 3-мя прихватами.
Заданная точность обработки заготовки в станочном приспособлении будет
обеспечена, если соблюдается условие:
Ʃɛ <IT,
где Ʃɛ- 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.
(3.11)
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;
Погрешность базирования возникает за счет смещения сопрягаемых
поверхностей Ø230F9 и наружной поверхности Ø230h8(-0.072) в кронштейне.
 баз 
S 

2 2
(3.12)
где: S- зазор принятой посадки в данном случае Smax=0,187 мм.
 - допуск на размер диаметра кронштейна =0,072 мм.
 баз 
0,187 0,072

 0,129мм
2
2
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;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Допустимый износ по задней поверхности торцовой фрезы: 0,3 – 0,5 мм,
α- задний угол инструмента,
ɛи.и.≈0,3· tg8°≈0,3·0,141≈0,042 мм
Ʃɛ=0,8·0,129+0+0,042=0,1772 мм
0,1452<1,1
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 из делий и
может быть равна для ответственных деталей - 8%, для менее ответственных - 12,5%, для остальных 25-30%.
Основными требованиями, предъявляемыми к контрольно измерительным приспособлениям являются:
 обеспечение оптимальной точности;
 удобство в эксплуатации;
 технологичность;
 износоустойчивость;
 экономическая целесообразность.
В измеряемую деталь устанавливается калибр 2 по отверстию Ø90Н7, на котором крепятся планка индикаторная 1 и устанавливается индикаторы 8, зафиксированный винтами 6.
Индикатор выставляется на 0 и медленно проворачивая ручкой 4 планку 1, в
которой закреплен опорный палец 5 по торцу и снимаем показания индикатора.
Если показания индикаторов в пределах допуска на торцовое и радиальное биение, то деталь считается годной.
Измерение контроля соосности проверяется калибром 2.
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
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
     
(3.14)
где    - погрешности, допускаемые при измерении.
Допускаемые погрешности определяем по формуле:
    k  ITA ,
(3.15)
где ITA - допуск измеряемой величины 52 мкм;
k – коэффициент, определяемый по следующим данным квалитетов IT7 - k=0,25
   0,25·52=13мкм

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 1К100-65-200;
- годовая программа, N, шт. – 10000
- масса единицы изделия, q, кг – 14,2
- трудоемкость изготовления единицы изделия, час:
- механической обработки, ТМ – 12,68
- общей сборки, То – 2,82
- узловая сборка Ту=1,6
- расход материалов на единицу продукции, qР, кг – 16,3
- 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 
12,68  10000
 41,3 шт
3833  0,8
Принимаем СПР = 42 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 =
42  3
 1,26чел.
100
Принимаем Ссл = 2 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 
2,82  10000
 7,66чел.
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% ∙42 = 2,52 шт.
С заг. = 3 шт.
2 – для заточного отделения
С зат. = 4 - 6 % от С пр.
С зат = 5% ∙42 = 2,1 шт.
С зат = 3 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% ∙42= 1,81 шт.
С црб = 2 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. = 42 + 3 + 3 + 2 + 4 + 8 = 62 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 
12,68  10000
 45,4чел.
1860  1,5
Принимаем R ст = 46 чел.
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)
(1,6  2,82)  10000
 23,76чел.
1860
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
Принимаем R сб = 24 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 + 24 = 28 чел.
д) сколько всего основных рабочих в механосборочном цехе определяем
по формуле:
R о = R ст. + R сл. и сб.
(4.10)
RО = 46 + 28 = 74 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
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)
46
4
24
(4.9)
(4.10)
35 % от R ст
28
74
17
15 % от п.4
4
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.
21
2
1
3
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
7
3
10
3
2
5
113
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
41
2
Вспомогательные рабочие
R всп. 1 см.
60% от R всп.
13
3
ИТР, МОП и СКП
R итр моп и скп 1 см.
70% от (R моп +
+R итр + R скп.)
13
4
Всего работающих в первую смену
Сумма п.п. 1, 2, 3
67
З) В зависимости от типа производства определяем количество мужчин
и женщин, работающих в первую смену [19],(табл. 12, стр. 15):
– мужчин - 60 % - 40 чел;
– женщин - 40 % - 27 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 · 42 = 1512 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 ∙ 3 = 75 м2
2. Заточного отделения:
F зат. = f зат. ∙С зат.,
(4.14)
где f зат. = (8 – 10) м2 на 1 станок.
F зат = 10 ∙ 3= 30 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 ∙ 2= 50 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 ∙50 = 17,5 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. = 1512 + 280 =1792 м2
F б т к = 0,05 ∙ 1792 = 89,6 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 ∙ 46 = 13,8 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 ∙ (1512 + 280) = 18 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 ∙ (1512 + 280) = 134,4 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 ∙ (1512 + 280) = 14,3 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 
163  6
 4,9м 2
247  2  0,4
Fскл .заг  5м 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
142  1,2  4  7
 60,4м 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 . 
142  7
 5,03м 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 ∙ 42 + 0,15 ∙ 28 = 21 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 · 42 =2,1 шт;
С шлиф = 3 шт;
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
F абр = 0,4 ∙ 3 = 1,2 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 ∙ 42 = 12,6 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 ∙ 42 = 5 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 ∙ 42 = 5 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 ∙ 113= 357,1 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 ∙ 67 =13,4 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 ∙ 40 + 0,01 ∙ 27 = 1,47 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 ∙ 27 = 0,27 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 ∙ 113 = 79,1 м2
8. Площадь медпунктов:
F мед. = (0,06 – 0,08) ∙R общ.; м2,
(4.36)
F мед = 0,08 ∙ 113 = 9 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 ∙ 67 = 20,1 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) · 5=51,4 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 · 67=117,3 м2
13. Площадь кабинета техники безопасности:
F тех.безоп.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.40)
F тех.безоп = 0,25 ∙ 113 = 28,3 м2
14. Площадь помещений общественных организаций:
F общ.орг.= 0,25 ∙ R общ.; м2,
(4.41)
F общ.орг. = 0,25 ∙ 113 = 28,3 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
1517
280
1517
280
п. 1 × 1,1
1668,7
п. 2 × 1,1
308
п. 3 + п. 4
792,6
1976,7
110,23
110,23
П. 6 + п. 7
902,83
П.8 ×1,1
993,11
800
П. 5 + п. 9 +
+п.10
800
792,6
3769,81
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 · (14,2+16,3) / 2 = 152,5 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 
152,5  3 15 1,2
 0,009 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 · 62=372 кВт/час,
Кс = 0,2 (приложение Н [19])
ВКР.18.15.03.05.ДО.000.000 РПЗ
W= 0,2×372×3833 ∙0,8 = 228140,16 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 = 1512 ·22 + 792,6 ·10 + 800 ·10 = 49190 Вт = 49,19 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.
0,6  62  3833  0,8
 114м 3
1000
Qв =
Годовой расход воды на бытовые нужды определяется по формуле
25  R общ  252 3
,м
Qв=
1000
Qв =
(4.49)
25 113  252
 712м 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
(4.50)
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 7,2 м.
Qп 
30  4320  27142,63
 6514,2т .
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
«Кронштейн Н49.1456.01.00.003»».
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
Алоян Зорик Мгерович
Факультет, кафедра,
номер группы
Технико-экономический факультет, Кафедра инженерного образования, группа 41т
Тип работы
Выпускная квалификационная работа
Название работы
Алоян Зорик Мгерович
Название файла
Алоян.docx
Процент заимствования
34,59%
Процент цитирования
0,14%
Процент оригинальности
65,27%
Дата проверки
22:33:44 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