Проектирование технологического процесса изготовления детали «конической вал-шестерни»

6. Фактическая  скорость резания:

V =

*D* n_ф/1000 = 3,14*3,4* 1250/1000 = 13,34м/мин.

7. Определяем  крутящий момент по формуле: 

М_кр = 10*C_М *D ^q * S ^y * K_p,                                      (9)

Значения  коэффициентов: С_M = 0,0345; q = 2,0; y = 0,8 – определены по табл. 32 [2,Т.2,стр.281].

Коэффициент K_p : K_P = K_МP = 1,1.

Крутящий  момент, форм. (9):

М_кр = 10*C_М *D ^q * S ^y * K_p=10*0,0345 *3,4² * 0,2 ^0,8 * 1,1= 1,21 Н*м.

8. Определяем  осевую силу по формуле:

Р_о = 10*C_p *D ^q * S ^y * K_p,

Значения  коэффициентов: С_p = 68; q = 1; y = 0,7 – определены по табл. 32 [2,Т.2,стр.281].

Осевая  сила:

Р_о = 10*C_p *D ^q * S ^y * K_p=10*68 *3,4 ¹ * 0,2 ^0,7 * 1,1 = 824 Н.

8. Мощность  резания:

N= М_кр * n_ф /9750 = 1,21*1250/9750 = 0,155 кВт.

9. Мощность  привода главного движения:

N_пр= N/

=0,155/0,85= 0,182 кВт.

Мощность  электродвигателя станка 2,2 кВт, она  достаточна для выполнения операции.

 

Фрезерная операция

Вертикально-фрезерный  консольный станок  6Т104, n=63-2800 об/мин, S=11,2-500 мм/мин. N=2.2 кВт.

1. Глубина фрезерования t=12 мм

2. Ширина фрезерования B=5 мм

3. Подача Sz=0,026, фрезы из быстрорежущей стали. Принимаем по табл.38 (2,том 2,стр 287).

4. Скорость резания принимаем по формуле

где D- диаметр фрезы

    Z- количество зубьев фрезы

Период стойкости инструмента принимаем по табл. 40 [2,Т.2,стр.290]: Т=80мин. Из таблиц 39,40 [2.том 2, стр286]

С_v=46,7 q=0.45 x=0.5 y=0.5  u=0,1m=0.33 p=0.1

Общий поправочный коэффициент на скорость резания

Коэффициенты  определены выше

K_V = K_МV*K_ПV *K_ИV = 0,838*1*1= 0,838.

5. Расчётное  число оборотов шпинделя:

n = 1000*V/(

*D) = 1000*33.92/(3,14*12) = 900об/мин.

6. Принимаем  фактическое число оборотов, с  учетом типа станка: n=800 об/мин

7. Фактическая  скорость резания:

V =

*D* n_ф/1000 = 3,14*12*800/1000 = 30.144м/мин.

8. Окружная  сила

Коэффициенты  выбираем из табл.41 [2.том 2, стр291]

С_p=68,2  x=0.86  y=0.72  u=1  q=0.86  w=0

9. Крутящий  момент на шпинделе

10. Мощность  резания (эффективная)

11. Мощность  привода главного движения:

 

Шлифовальная операция

Круглошлифовальный  станок 3Е12, N=5,5 кВт, n_З=78-780об/мин, S=0.1-5м/мин

1. Скорость вращательного движения заготовки, скорость круга, глубину, радиальную подачу выбираем в соответствии с табл.55 [2.том 2,стр 301].

V_З=25 м/мин- скорость вращения заготовки

n=150 об/мин

V_К=35 м/с- скорость вращения круга

t=0.02 мм/об – глубина шлифования

D_кр=350 мм  - диаметр круга

h=40 мм- ширина круга

S=0.1 м/мин=0,2 мм/об- продольная подача

2. Эффективная мощность

Значения  коэффициентов и показателей  степени выбираем из табл.56 [2.том 2. стр303]

С_N=2,2  r=0.5 x=0.5 y=0.55 q=0.5

3. Мощность  привода главного движения:

 

11 Выбор оборудования и технологической  оснастки

 

В крупносерийном производстве широко применяют как  универсальные, так и специальные  приспособления. Они предназначены для использования при обработке большой номенклатуры различных заготовок. К ним относятся тиски, трех- и четырехкулачковые патроны, зажимные цанги, делительные головки, поворотные столы и др. Для крепления инструмента применяются резцедержатели, оправки, переходные втулки. Применение специальных приспособлений является одним из основных путей повышения производительности труда в условиях серийного и массового производства, позволяет производить обработку заготовок без предварительной разметки и выверки. Кроме того, обработка заготовок в специальных приспособлениях обеспечивает надежное их закрепление, повышенную точность размеров, позволяет производить одновременную обработку нескольких заготовок. При применении специальных приспособлений с пневматическими, гидравлическими и другими зажимами значительно облегчаются условия труда, что сказывается на повышении норм выработки.

Для измерений применяются стандартный  измерительный инструмент и приборы: штангенциркули различных типов, штангенглубиномеры, микрометры, индикаторы часового типа.

В разработанном  технологическом процессе применяется

1 Оборудование: Фрезерно-отрезной станок 8631, Токарный с ЧПУ 16К20Ф3, Вертикально фрезерный консольный станок 6Т104, Вертикально сверлильный 2Н125, Зубострогальный 5Т25В, Круглошлифовальный 3Е12, Зубошлифовальный 58П70В, установка ТВЧ;

2 Оснастка: Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон,  тиски станочные, тиски самоцентрирующие;

3 Режущий  инструмент: фреза дисковая трехсторонняя, резец проходной упорный Т15К6, сверло центровочное диаметром 6,3 Тип А, резец подрезной, резец для контурного точения, резец канавочный, резец проходной, фреза шпоночная диаметром Т15К6, метчики машинные М8, зенковка диаметром 8 Р6М5, Сверло 2300-0034, резец зубострогальный.

4 Измерительный  инструмент: штангенциркуль: ШЦ-1, Штангенциркуль с цифровым отчетом модели 197, нутромер 18-50, индуктивная цифровая головка ЭДГ-4ЦИ, микрометр гладкий с цифровым отсчетным устройством 123.

 

 

 

12 Расчет норм времени операций техпроцесса

 

Расчет основного времени

    Основное время определяем по формуле:

t₀ = L*i/(n*S), мин

где L – расчётная длина обработки, мм;

    i  - число рабочих ходов;

    n – частота вращения шпинделя, об/мин;

    S – подача, мм/об (мм/мин).

Расчётная длина обработки:

L = l + l_В + l_СХ

где l – размер детали на данном переходе, мм;

     l_В  - величина врезания инструмента, мм;

     l_ПБ– величина перебега инструмента, мм; Принимаем: l_ПБ = 1 мм.

Тогда окончательная формула для определения  основного времени:

                                 t₀ = (l+ l_В + l_ПБ)*i/(n*S), 

Величины врезания на операциях определяем из соответствующих таблиц 2-12 [1, стр621]

Основное время для заготовительной  операции

Переход 1 :

t₀ = L/S_M=42,5+20/50=1,25 мин.

Основное время для первой токарной операции:

переход 1:

t₀ =(l+ l_ПБ )*i/(n*S)= (42,5+3)*1/(630*0,3) = 0,24 мин.

переход 2:

t₀ = (l + l_В )*i/(n*S) = (12+2)*1/(750*0,1)=0,186мин.

Основное время для второй токарной операции:

переход 1:

t₀ = (l )*i/(n*S) = 138*1/(630*0,3)=0,73мин.

переход 2:

t₀ = (l )*i/(n*S) = 138*1/(630*0,3)=0,73мин.

переход 3:

t₀ = (l )*i/(n*S) = 123*10/(630*0,3)=6,5мин.

переход 4:

t₀ = (l )*i/(n*S) = 42*2/(1250*0,3)=0,224мин.

переход 5:

t₀ = (l)*i/(n*S) = 3*1/(1250*0,1)=0,024мин.

переход 6:

t₀ = (l)*i/(n*S) = 1,4*1/(1250*0,1)=0,012мин.

переход 7:

t₀ = (l)*i/(n*S) = 20*1/(1250*0,1)=0,16мин.

переход 8:

t₀ = (l)*i/(n*S) = 3*1/(1250*0,1)=0,024мин.

переход 9:

t₀ = (l + l_В+l_ПБ )*i/(n*S) = (13+2+2)*1/(1250*0,3)=0,045мин.

Основное время для третей токарной операции:

переход 1:

t₀ =(l+ l_ПБ )*i/(n*S)= (42,5+3)*1/(630*0,3) = 0,24 мин.

переход 2:

t₀ = (l + l_В+l_ПБ )*i/(n*S) = (28+2+2)*5/(630*0,3)=0,84мин.

переход 3:

t₀ = (l + l_В+l_ПБ )*i/(n*S) = (28+2+2)*1/(630*0,3)=0,16мин.

переход 4:

t₀ = (l + l_В+l_ПБ )*i/(n*S) = (25+2+2)*1/(800*0,3)=0,12мин.

переход 5:

t₀ = (l + l_В )*i/(n*S) = (12+2)*1/(750*0,1)=0,186мин.

Основное время для четвертой  фрезерной операции:

Переход 1 :

t₀ = L/S_M=40/90=0.44мин.

Основное время для шестой сверлильной  операции:

переход 1:

t₀ = (l + l_В)*i/(n*S) = (25+2)*2/(800*0,1)=0,675мин.

переход 2:

t₀ = (l)*i/(n*S) = 1,5*2/(800*0,1)=0,0375мин.

переход 3:

t₀ = (l + l_В +l_ПБ)*i/(n*S) = (20+3,75)*4/(500*1,25)=0,152мин.

Основное время для девятой  шлифовальной операции:

Переход 1:

T₀=L*K*i/n_дS_р=75*1.5*20/150*0.67=22 мин

Переход 2:

T₀=L*K*i/n_дS_р=40*1.5*20/150*0.67=11,94 мин

 

Определение  вспомогательного , штучного и штучно-калькуляционного времени.

Т_В=Т_У.С.+Т_З.О+Т_УП+Т_И.З

где Т_У.С.- время установки и снятия детали;

     Т_З.О - время закрепления и открепление детали;

     Т_УП - время на управления станком;

   Т_И.З - время на измерение.

Т_ШТ=Т_О+Т_В+Т_тех+Т_орг+Т_от

где Т_О - основное время;

    Т_тех - время на техническое обслуживание рабочего места;

    Т_орг - время на организационное обслуживание рабочего места;

   Т_от - время на отдых.

где - подготовительно-заключительное время;

n – число деталей в пробной партии;

.

 

Нормативы времени для крупносерийного  производства. По табл. 5 [5,стр.197].

Операция 000  (заготовительная)  

Т_В=0,15+0,05+0,45+0,2=0,85 мин

Т_шт=1,25+0,85+2,5+0,014+0,084=4,7 мин

Т_шт-к =4,7+16/620,3=4,72 мин

 

Операция 010 (токарная)  

Т_В=0,27+0,11+0,2+0,36=0,94 мин

Т_шт=0,42+0,94+2,5+0,014+0,084=3,96 мин

Т_шт-к =3,96+13/620,3=3,98 мин

 

Операция 015 (токарная)

Т_В=0,27+0,11+0,75+0,96=2,09 мин

Т_шт=8,45+2,09+2,5+0,014+0,084=13,4 мин

Т_шт-к =13,4+13/620,3=13,42 мин

 

Операция 020 (токарная)

Т_В=0,27+0,11+0,3+0,6=1,28 мин

Т_шт=1,55+1,28+2,5+0,014+0,084=5,43 мин

Т_шт-к =5,43+13/620,3=5,45 мин

 

Операция 025 (фрезерная)

Т_В=0,18+0,2+0,22+0,36=0,96 мин

Т_шт=0,44+0,96+2,5+0,014+0,084=4 мин

Т_шт-к =4+16/620,3=4,1 мин

 

Операция 035 (сверлильная).

Т_В=0,22+0,3+0,28+0,84=1,64 мин

Т_шт=0,864+1,64+2,5+0,014+0,084=5,1 мин

Т_шт-к =5,1+10/620,3=5,11 мин

 

Операция 040 (зубострогальная).

Т_В=0,8+0,2+0,15+4,5=5,65 мин

Т_шт=24,5+5,65+2,5+0,014+0,084=32,75 мин

Т_шт-к =32,75+22/620,3=32,77 мин

Операция 050 (круглошлифовальная) 

Т_В=0,1+0,2+0,4+0,24=0,94 мин

Т_шт=33,94+0,94+2,5+0,014+0,084=37,48 мин

Т_шт-к =37,48+8/620,3=37,49 мин

 

Операция 050 (зубошлифовальная) 

Т_В=1,5+0,1+0,6+6,8=9,1 мин

Т_шт=35,8+9,1+2,5+0,014+0,084=47,5 мин

Т_шт-к =47,5+120/620,3=47,64 мин

 

 

 

13 Технико-экономические показатели принятого техпроцесса

 

Приведем  расчеты затрат на токарную операцию 010

Приведенные затраты рассчитываются по формуле [8, стр. 280]

З=С+Е_н(К_с+Кзд)=3,35+0,5(22,9+17,1)=23,35

где С- технологическая себестоимость, у.е;

С=(С_з+С_эксп)t_шт/60=(18,75+2,9)9,28/60=3,35

    Е_н- коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Е_н=0,5)

   К_{с ,} Кзд – удельные капитальные вложения в станок и здание соответственно.

Расчет  основной и дополнительной зарплаты выполняем по формуле

С_з=С_ч∙К_д∙З_н∙К_ом =11,03∙ 1,7∙1∙1=18,75 у.е/ч