Технология машиностроения.Технология изготовления вала

 

 

1.6 Нормирование времени, определение расценки и себестоимости механической обработке детали

1. Штучное время на механическую обработку одной детали вычисляется по формуле

, (38)

где t₀ – основное технологическое время, мин;

t_в – вспомогательное время, мин;

t_об – время организационного и технического обслуживания рабочего места, мин;

t_ф – время перерывов на отдых и физические потребности, мин.

Основное технологическое время  равно сумме значений машинного  времени для всех переходов данной операции.

Таким образом, получаем

, (39)

где t₀₁, t₀₂, …, t₀₇ – основное время для обработки каждой поверхности.

=0,45+1,5+8+0,25+0,3+1,5+4+1,8+0,15+0,25+0,2+0,2+3+1,2+0,8+0,8=32,3 мин.

Вспомогательное время – время  на установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение станка, проверку размеров.

Используя литературу, получаем:

=0,1+0,2+0,3+0,5+0,5+0,4+0,3+0,4+0,15+0,5+0,1+0,3=3,8мин.

Время на организационное и техническое  обслуживание рабочего места t_об включает: время на под наладку, чистку и смазку станка, на получение и раскладку инструмента, смену затупившегося инструмента и т.п.

Время на обслуживание рабочего места  t_об, а также на отдых и физические потребности t_ф назначаются на операцию и вычисляются по формуле

, (40)

где α – процент на обслуживание рабочего места;

β –  процент на отдых и физические потребности.

По формуле (40) получаем

 мин.

Таким образом теперь по формуле (38) мы можем подсчитать t_шт

 мин.

2. Штучно-калькуляционное время на операцию вычисляется по формуле

. (41)

где t_пз – подготовительно-заключительное время на всю партию деталей, мин;

n – число деталей в партии.

 мин.

3. Подготовительно-заключительное  время определяется в целом на операцию и включает время, затраченное рабочим на ознакомление с технологической картой обработки детали, на изучение чертежа, наладку станка, получение, подготовку, установку и снятие приспособления для выполнения данной операции.

В соответствии с литературой подготовительно-заключительное время принимаем равным 40 мин.

4. Расценка на выполненную работу, то есть стоимость рабочей  силы P определяется по формуле

, (42)

где C_т – тарифная ставка соответствующего разряда;

K – коэффициент.

Значение  тарифной ставки, соответствующей 5 разряду, принимаем равной C_т = 590 руб.

Коэффициент K принимаем равным 2,49.

Таким образом, по формуле (42) получаем

 руб.

5. Себестоимость механической обработки деталей С включает стоимость рабочей силы Р и стоимость накладных расходов Н и определяется по формуле

, (43)

где Н – стоимость накладных расходов, тыс. руб.;

Р – стоимость рабочей силы, тыс. руб.

Стоимость накладных расходов принимаем  равным 250% от стоимости рабочей силы

. (44)

По формуле (44) находим Н

 руб.

Подсчитаем себестоимость механической обработки

 руб.

 

2 Конструкторский раздел

2.1 Проектирование специального режущего инструмента

Фрезы – один из самых распространённых видов инструмента. По назначению они делятся на фрезы для обработки поверхностей, прорезки , отрезки, обработки резьб и зубьев. По способу крепления – на фрезы хвостовые и фрезы насадные. По конструкционному исполнению – на фрезы цельные и сборные.

В данном курсовом проекте спроектируем специальный режущий инструмент для обработки шпоночного паза – концевой фрезы.

Выбираем концевая фрезу из стали  Р18 по ГОСТ 17026–71

Материал концевой фрезы – быстрорежущая сталь Р18. Так как данная фреза имеет диаметр 5 мм (<12 мм) то данная фреза цельная.

Выбор геометрических параметров: α=16⁰; γ=10⁰;φ=90⁰;φ₁=2⁰;ω=λ=30⁰.

Диаметр фрезы определяется размерами  обрабатываемого шпоночного паза. D=5 мм.

Число зубьев фрезы определяет производительность обработки. При его назначении можно стремиться к обеспечению равномерности фрезерования, к наибольшему числу переточек, к максимальному использованию эффективной мощности оборудования. Примем случай, когда стремимся к обеспечению равномерности фрезерования. В данном случае число зубьев рассчитывается по формуле:

, (45)

где В – ширина фрезерования;

ω – угол наклона зуба.

k – коэффициент равномерности фрезерования. k=2.

.

Принимаем z=5.

Выбираем следующую форму зуба:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12 – Требуемая форма  зуба

 

Где высоту зуба определим по формуле:

 (46)

Для концевых фрез k=0,9. Подставив получим:

.

Ширина ленточки f=1 мм.

По ГОСТ 5808-77 принимаем шероховатость передней и задних поверхностей . Допуски на передний и задний углы равны .

 

 

2.2 Разработка специального измерительного  инструмента

Произведём расчёт размеров калибров-скоб для вала Ø35j_s6. Построим схему расположения полей допусков для вала.

По нормативным данным таблицы  допусков и отклонений калибров устанавливаем значения для определения исполнительных размеров калибров и контркалибров: ∆_В1=3,5 мкм; у_В1=3,0 мкм; Н_к1=4,0 мкм; Н_р=1,5 мкм.

1. Определим наибольший предельный  размер вала:

D_max=35+0,008=35,008 мм.

2. Определим наименьший диаметр  вала:

D_min=35-0,008=34,992 мм.

3. Определим наименьший размер проходного калибра скобы:

ПР_с= D_max-∆_В1- Н_к1/2=35,008-0,0035-0,004/2= 35,0025 мм.

4. Определим наибольший размер  непроходного размера скобы:

НЕ_с= D_min- Н_к1/2=34,992-0,004/2= 34,99 мм

5. Определим предельный размер  изношенного калибра-скобы:

ПР_с=D_max+у_в1=35,008+0,003=35,011 мм.

6. Определим наибольший размер  контркалибра К-ПР_с:

К-ПР_с= D_max-∆_В1+ Н_р/2=35,008-0,0035+0,0015/2= 35,00525 мм.

7. Определим наибольший размер  контркалибра К-НЕ_с:

К-НЕ_с=D_min+Н_р/2=34,992+0,0015/2= 34,99275 мм.

8. Определим контрольный размер  контркалибра К-И_с:

К-И_с=D_max+у_в1+Н_р/2=35,008+0,003+0,0015/2= 35,01175 мм.

9. Построим схему расположения  полей допусков калибров для  вала диаметром Ø35 j_s6.

 
3 Научно-исследовательский раздел. Описание перспективных методов обработки деталей

В настоящее время большое значение придается качеству обработки деталей, доведению их поверхностей до необходимого уровня шероховатости. В настоящем курсовом проекте рассматривается деталь, обработка поверхностей которой требует большой точности. Качество обработки здесь играет главенствующую роль. Этот раздел курсового проекта посвящен описанию и анализу перспективных методов шлифования.

На современно этапе разработано  множество методов и конструкций, применение которых обеспечивает  качественную обработку независимо от природы материала и геометрии обрабатываемой поверхности. Вот некоторые из них: 

– эластичное шлифование;

– обработка абразивными брусками;

– хонингование;

– суперфиниширование;

– обработка свободным абразивом (доводка, вибрационная обработка, магнитоабразивная обработка);

– обработка поверхностным пластическим деформированием.

Остановимся более подробно на обработке  свободным абразивом.

Доводка. Используется не только как один из способов досборочной размерной обработки, обеспечивающих герметичность неподвижных соединений, но и как окончательная обработка, обеспечивающая высокую точность размеров и формы (0,5…0,1 мкм), а также параметр шероховатости R_a=0,01…0,16 мкм. Как правило доводку выполняют после шлифования. Припуск при доводке определяется параметром исходной шероховатости и погрешностью формы заготовки. Доводку выполняют за несколько последовательных операций, числокоторых зависит от требований к шероховатости. Для обеспечения стабильных размеров после доводки необходимо, чтобы разноразмерность заготовок не превышала (0,2…0,3)П. Это достигается за счет предварительной сортировки заготовок.

Вибрационная обработка. В зависимости от характера применяемой рабочей среды представляет собой механический или химико-механический процесс удаления частиц материала и его оксидов с поверхности заготовок, а также сглаживании микронеровностей путем их пластического деформирования частицами рабочей среды. Эти процессы обусловлены микроударами частиц рабочей среды об обрабатываемую поверхность, вызванными действием направленных вибраций, сообщаемых рабочей камере 1, в которой размещены обрабатываемые заготовки и рабочая среда. Рабочая камера смонтирована на спиральных и плоских пружинах и может совершать колебательные движения с частотой от 15 до 50 Гц и амплитудой от 0,5 до 8 мм под действием сил инерции вращающегося несбалансированного ротора. Под действием вибраций рабочая среда и заготовки совершают два вида движений: колебательное и циркуляционное (медленное вращение всей массы). В процессе обработки заготовки занимают различное положение в рабочей среде, что обеспечивает достаточно равномерную обработку всех поверхностей. Процесс обработки обычно протекает при непрерывной подаче СОЖ, которая обеспечивает удаление продуктов изнашивания, смачивание заготовок и рабочей среды и равномерное распределение заготовок в рабочей среде. Интенсивность и качество обработки зависят от состава СОЖ и ее уровня в рабочей камере. Вибрационная обработка позволяет выполнять следующие операции: очистные, отделочно-упрочняющие. В зависимости от целей обработки изменяются амплитуда и частота вибраций, а также состав рабочей среды и СОЖ.

Магнитоабразивная обработка. В зависимости от роли, которую выполняет магнитное поле, можно разделить на следующие группы: 1) магнитное поле формирует из порошковой ферромагнитной абразивной массы своеобразный режущий инструмент и обеспечивает необходимые силы резания, а движение резания сообщается обрабатываемой заготовке обычным приводом; 2) магнитное поле в дополнение к двум первым функциям, присущим полированию первым способом,  передает режущему инструменту движение резания от перемещающихся полюсов магнитов; 3) магнитное поле обеспечивает силы резания и сообщает непосредственно ферромагнитной массе движение, необходимое для резания. Для магнитоабразивной обработки разработаны специальные ферромагнитные абразивные материалы – ферриты и керметы (композиция металлов и оксидов).

Магнитоабразивное полирование обеспечивает высокую интенсивность съема припуска (до 1 мкм/с) при низкой температуре в зоне обработки.

 

Литература

1 Казаченко В.П., Савенко А.Н., Терешко Ю.Д. Материаловедение и технология материалов III. Обработка металлов резанием. Пособие по курсовому проектированию – Гомель: БелГУТ, 1997 – 47 с.

2 Дольский А.Н. и др. Технология  конструкционных материалов. – М.: Машиностроение, 1985 – 448 с.

3 Справочник технолого-машиностроителя.  В 2 т. Т I/ под редакцией Косиловой А.Г. и Мещераковой Р.М. – М.: 1972 – 649 с. Т II/ под редакцией Малова А.Н. – М.: 1972 – 568 с.

4 Горбунов В.И. Обработка металлов  резанием. Металлорежущие инструменты и станки. – М.: Машиностроение.

5 Тараканов И.Л., Савенко А.Н.  Методички расчета рациональных  режимов резания. – Гомель: БелИИЖТ, 1980.

6 Пахтин Ю.М., Леонтьев В.П. Материаловедение. Учебник для высших учебных заведений. 3-е издание, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990 – 528 с.

7 Федин А.П. Материаловедение  и технология материалов. – Гомель:

БелИИЖТ, 1982 – 83 с.

8 Егоров Н.Е. и др. Технология  машиностроения. – М.: Машиностроение, 1985 – 184 с.

9 Тараканов И.Л., Савенко А.Н.  Геометрия токарных резцов. Методические указания к лабораторным работам по обработке металлов резанием. – Гомель: БелИИЖТ, 1974.