Разработка технологического процесса механической обработки детали «Фланец»

Расчёт минимальных  значений припусков при точении (растачивании)

2Z_{min i}  = 2(Rz_i-1 + T_i-1 +r_i-1).

При шлифования

2Z_{min i}  = 2(Rz_i-1 + T_i-1).

Под предварительное обтачивание

2Z_{min 1}  = 2(700 + 44)=2·744 мкм.

Под окончательное обтачивание

2Z_{min 2}  = 2(50 + 50 + 3)=2·103 мкм

Под шлифование

2Z_{min 2}  = 2(30 + 30 )=2·60 мкм.

Расчётные размеры:

dр₁ = 55,01 + 0,12 = 55,13 мм,

dр₂ = 55,13 + 0,206 = 55,34 мм,

dр_з = 55,336 + 1,488 = 56,824 мм.

Наибольшие предельные размеры:

d_max1 = 55,01 + 0,0095 = 55,02 мм,

d_max2 = 55,13 + 0,037 = 55,167 мм,

d_max3 = 55,336 + 0,15 = 55,486 мм,

d_max4 = 56,824 + 0,37 = 57,194 мм.

Предельные значения припусков:

2Z^пр_mах3 =55,167 – 55,02 = 0,147 мм = 147 мкм,

2Z^пр_mах2 =55,486 – 55,167 = 0,319 мм = 319 мкм,

2Z^пр_mах1 =57,194 – 55,486 = 1,708 мм = 1708 мкм,

2Z^пр_min3 =55,13 – 55,01 = 0,120 мм = 120 мкм,

2Z^пр_min2 =55,336 – 55,13 = 0,206 мм = 206 мкм,

2Z^пр_min1 =56,824 – 55,336 = 1,488 мм = 1488 мкм.

Общие припуски:

2Z_0min= 1814 мкм,

2Z_0max= 2174 мкм.

Общий номинальный припуск

Z_0ном=Z_0min+H_З-Н_Д = 1814 + 710 – 20 = 2504 мкм.

d _Зном=55,01+2,108 = 52,506 мм.

Проверим правильность расчетов:

147 –120 = 37 – 9,5 = 27 мкм,

319 – 206 = 150 – 37 = 113 мкм,

1708– 1488 = 370 –150 = 222 мкм.

Проверка выполняется.

Рисунок 1.2 – Схема расположения припусков поверхности Ø68h6 мм

1.7 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания проведем по [2].

070 Токарно-винторезная.

Данная операция выполняется на станке 16К20. Нарезание резьбы в  отверстии M42х1,5. Используется метчик Р6М5 ГОСТ 3266 – 71.

t = 1,0 мм – равно шагу резьбы.

Подача s = 1,5 мм/об.

Расчет сводим в таблицу 1.25.

Таблица 1.12 – Расчет режимов резания для операции 070 Токарно-винторезная.

t, мм	D, мм	S, мм/об	Cv	x	Y	Q	m	T, мин	Kv	V, м/мин	n, мин
1,0	42	1,5	83,0	0,45	0,5	-	0,5	70	1,04	8,424	63,88

Уточняем по паспорту станка n = 63 мин.

Уточняем скорость (м/мин)

.

Таблица 1.13 – Расчет мощности резания при нарезании резьбы

Cм	Kмр	Мкр	N, кВт
0,013	1,118	27,22	0,178

Минутная подача sм = 1,5·63 = 94,5мм/мин.

080 Радиально-сверлильная.

Сверлить 4 отверстия Ø 9 мм и отверстие Ø 7,8 мм. Используется сверло Ø 9 и Ø 7,8 ГОСТ10903-13.

Подача s = 0,1 мм/об.

Значения коэффициента Сv и показателей степени в формулах скорости резания при сверлении.

Cv = 14,7, мм, q  = 0,25, y = 0,55, m = 0,125, охлаждения нет.

Среднее значение стойкости инструмента T = 35 мин.

Тогда скорость резания равна (м/мин)

Число оборотов шпинделя.

.

Однако, полученное число оборотов слишком велико – возможна поломка инструмента. Поэтому примем число оборотов шпинделя равным n’ = 355 мин.

Уточняем скорость (м/мин):

.

Таблица 1.14 – Расчет мощности при сверлении

Cм	q	y	Кмр	Мкр, Нм	N, кВт
0,021	2	0,8	1,118	3,014	0,11

Минутная подача sм = 0,1·355 = 35,5 мм/мин.

Таблица 1.15 – Режимы резания

Наименование операции	D,               мм	B, мм	t,  мм	i, шт	Lрез,      мм	Lр.х., мм	Sо, мм/об	Sм, мм/мин.	T, мин	V, м/мин	n, об/мин	N, кВт	То, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
020 Автоматная токарная
Точение наружной поверхности	130	-	2,5	1	41	45	0,315	88,2	50	106	280	1,872	0,46
Точение наружной поверхности	62	-	2,5	1	19	20	0,315	88,2	50	55	280	0,972	0,23
Подрезка торца	130	-	2,75	1	10	10	0,2	56	50	106	280	1,465	0,18
030 Автоматная токарная
Подрезка торца	130	-	1,5	1	12	14	0,12	25,92	50	115	216	0,519
Точение наружной поверхности	130	-	2,75	1	39	40	0,19	41,04	50	115	216	1,529	0,82
Подрезка торца	130	-	1,5	1	12	14	0,12	25,92	50	115	216	0,519	0,82
Растачивание отверстия	35	-	1,5	1	32	40	0,19	41,04	50	32	216	0,013
Растачивание отверстия	112	-	1,5	1	20	22	0,19	41,04	50	103	216	0,013
Подрезка торца	130	-	1,5	1	19,4	40	0,12		50	103	216	0,747	0,82
Растачивание отверстия	115	-	1,5	1	19,4	40	0,19	41,04	50	105	216	0,013	0,82
040 Автоматная токарная
Подрезка торца	130	-	1,3	1	35,7	36	0,18	38,888	50	114	216	0,688
Растачивание отверстия	40,4	-	1,2	1	40	40	0,2	43,2	50	35,6	216	0,012	0,82
Подрезка торца	56	-	0,5	1	14,4	15	0,14	30,24	50	52,8	216	0,102
Растачивание отверстия	46,2	-	1,2	1	24	26	0,2	43,2	50	40,6	216	0,012	0,56
Точение фаски	56	-	0,6	1	1,2	4	0,09	19,44	50	103	216	0,171
Точение поверхности	116	-	1,0	1	8,5	10	0,2	43,2	50	114	216	0,573	0,23
Точение фаски	56	-	3,5	1	2,5	5	0,09	19,44	50	52,8	216	0,51	0,26
Расточка канавки	47,5	3	2,5	1	3	7	0,06	12,96	50	42,3	216	0,215	0,54
Протачивание канавки	54,5	3	0,5	1	3	5	0,09	19,44	50	49	216	0,068
Точение поверхности	56,5	-	1,0	1	16,8	20	0,2	43,2	50	54,5	216	0,274	0,47
060 Алмазно-расточная
Растачивание отверстия	47	-	0,25	1	27	30	0,31	192,2	50	90	620	0,014	0,16
Подрезка торца	118	-	0,2	1	30	30	0,18	111,6	50	100	620	0,093	0,27
070 Токарно-винторезная
Нарезать резьбу	42	-	1,0	1	9	35	1,5	94,5	70	8,2	63	0,178	0,37
080 Радиально-сверлильная
Сверление отверстия	9	-	1,0	4	16	22	0,1	35,5	35	10	355	0,11	0,62
1	2	3	4	5	6	7	9	10	11	12	13	14
090 Радиально-сверлильная
Развернуть отверстие	8	-	0,1	1	16	22	0,4	100	35	63	250	0,009	0,22
100 Алмазно-расточная
Растачивание отверстия	10	-	0,5	1	10	14	0,05	92,5	50	60	1850	0,01	0,15
120 Круглошлифовальная
Шлифование поверхности	127,5	-	-	1	35	35	-	37	-	25(м/с)	63	3,202885	0,95
Для круга		-	0,24	1	35	35	0,005(мм/ход)	-		30	955

1.8 Техническое нормирование

В серийном производстве определяем норму штучно-калькуляционного времени для каждой операции по формуле [1]

, где  - штучное время, мин, которое определяется по формуле

,

 - подготовительно-заключительное время, мин;

 - количество деталей в настроечной партии, шт;

 - основное время, мин;

 - вспомогательное время, мин, которое определяется по формуле

 - время на организационное обслуживание рабочего места и отдых, мин;

 - время на установку и снятие детали, мин;

 - время на закрепление и открепление детали, мин;

 - время на приемы управления, мин;

 - время на измерение детали, мин;

k – коэффициент, для крупносерийного производства k = 1,5.

Произведем расчет технической нормы времени для операции

020 Автоматно- токарной .

Основное время

То = 0,46 мин.

Составляющие подготовительно-заключительного времени:

- на комплекс приемов для станка – 8 мин;

- время на получение инструмента и приспособлений до начала работы и сдачи их после завершения работы – 7 мин.

Итого подготовительно-заключительное время

Вспомогательное время.

Время на установку и снятие детали -  = 0,16мин.

Время на закрепление и открепление детали -  = 0,042мин.

Составляющие времени на приемы управления:

- включить и выключить станок кнопкой - 0,01мин;

- подвести или отвести инструмент к детали 3 раза  - 0,025мин;

- перемещение рабочего органа - 0,04мин.

- снять и установить инструмент – 0,16 мин.

Итого время на приемы управления

Составляющие времени на измерение детали:

- время на измерение образцом шероховатости - 0,07мин;

- время на измерение штангенциркулем - 0,15мин.

При 10% контролируемых деталях получим

Итого вспомогательное время

Оперативное время

Время на обслуживание рабочего места и отдых составляет 6% от оперативного времени, тогда

Штучно-калькуляционное время

Аналогично определяем нормы времени по другим операциям.

Результаты нормирования технологического процесса приведены в таблице 1.33.

Таблица 1.16 – Нормы времени технологического процесса в минутах

Операция
020 Автоматная токарная	0,46	0,16	0,042	0,37	0,022	0,081	0,891	17	1,432	1,489
030 Автоматная токарная	0,82	0,16	0,042	1,91	0,096	0,248	3,312	17	4,38	4,437
040 Автоматная токарная	0,82	0,16	0,042	1,91	0,1	0,248	3,318	17	4,39	4,443
060 Алмазно-расточная	0,27	0,2	0,076	0,4	0,047	0,081	1,085	16,3	1,436	1,491
070 Токарно-винторезный	0,37	0,13	0,042	0,19	0,041	0,058	0,605	16	1,033	1,086
080 Радиально-сверлильная	0,62	0,063	0,042	0,405	0,007	0,077	0,776	13	1,472	1,516
090 Радиально-сверлильная	0,22	0,063	0,042	0,205	0,018	0,039	0,492	13	0,751	0,794
100 Алмазно-расточная	0,15	0,063	0,042	0,295	0,018	0,047	0,627	16	0,824	0,877
120 Круглош-лифовальная	0,95	0,2	0,11	0,22	0,023	0,107	0,83	16	1,886	1,94

1.9 Выбор оборудования и расчет его количества

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простои. С этой целью, наряду с другими технико-экономическими показателями, определяют критерии, показывающие степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разработанному технологическому процессу [1].       

Расчетное количество станков определяется по формуле:

, где   - штучно-калькуляционное время на данной операции, мин;

 - такт выпуска, мин/шт, который определяется по формуле

Коэффициент загрузки станка  определяется по формуле

, где - расчетное количество станков на данной операции;

 - принятое (фактическое) количество станков на данной операции.

Коэффициент использования оборудования по основному времени  свидетельствует о доле машинного времени, в общем времени работы станка и определяется по формуле

.

Использование оборудования по мощности привода характеризуется коэффициентом использования оборудования по мощности, который определяется по формуле

, где - необходимая мощность на приводе станка, кВт;

- мощность установленного электродвигателя, кВт.

Производим расчет необходимого количества оборудования, а также рассчитываем коэффициенты загрузки, использования оборудования по времени и мощности для каждой операции технологического процесса.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.34.

Таблица 1.17 – Расчет коэффициентов загрузки оборудования

Операция	То,    мин	Тшт-к, мин					Nпр, кВт	Nст, кВт
020 Автоматная токарная	0,46	1,489	0,097	1	0,097	0,309	1,87	13,0	0,144
030 Автоматная токарная	0,82	4,437	0,290	1	0,290	0,185	1,53	20,0	0,077
040 Автоматная токарная	0,82	4,443	0,290	1	0,290	0,185	0,69	20,0	0,035
060 Алмазно-расточная	0,27	1,491	0,097	1	0,097	0,181	0,093	12,0	0,008
070 Токарно-винторезный	0,37	1,086	0,071	1	0,071	0,34	0,18	10,0	0,018
080 Радиально-сверлильная	0,62	1,516	0,099	1	0,099	0,409	0,11	4,5	0,024
090 Радиально-сверлильная	0,22	0,794	0,052	1	0,052	0,277	0,009	4,5	0,002
100 Алмазно-расточная	0,15	0,877	0,057	1	0,057	0,171	0,01	12,0	0,001
120 Круглош-лифовальная	0,95	1,94	0,127	1	0,127	0,49	3,203	10,0	0,32
Средние значения				9	1,18	2,55			0,629

По данным таблицы 1.34 строим графики:

- график загрузки оборудования – рисунок 1.3;

- график загрузки оборудования по основному времени – рисунок 1.4;

- график загрузки оборудования по мощности – рисунок 1.5.

Рисунок 1.3 – График загрузки оборудования

Рисунок 1.4 – График загрузки оборудования по основному времени

Рисунок 1.5 – График загрузки оборудования по мощности

1.10 Уточнение типа производства и установление его

организационной формы

По рассчитанным нормам времени (см. таблицу 1.17) уточняем тип производства. Расчет выполняется в последовательности, приведенной в пункте 1.2. Результаты расчета сведены в таблицу 1.19.

Таблица 1.19 – Уточнение типа производства

Операция
020 Автоматная токарная	1,489	0,1218	1	0,1218	8,208
030 Автоматная токарная	4,437	0,363	1	0,363	2,755
040 Автоматная токарная	4,443	0,363	1	0,363	2,751
060 Алмазно-расточная	1,491	0,122	1	0,122	8,197
070 Токарно-винторезный	1,086	0,0888	1	0,0888	11,254
080 Радиально-сверлильная	1,516	0,124	1	0,124	8,062
090 Радиально-сверлильная	0,794	0,065	1	0,065	15,393
100 Алмазно-расточная	0,877	0,072	1	0,072	13,936
120 Круглош-лифовальная	1,94	0,159	1	0,159	6,3
Итого	18,073	-	9	-	76,86

Коэффициент закрепления операции.

Полученное значение  по ГОСТ 14.004–74  соответствует серийному типу производства [1].

Форма организации производства в соответствии с ГОСТ 14.312 зависит от установленного порядка выполнения операций технологического процесса, расположения технологического оборудования, количества изделий и направления их движения в процессе изготовления. Установлены две формы организации производства: групповая и поточная. Так как загрузка оборудования достаточно низкая, то принимаем групповую форму организации производства, при которой запуск изделий в производство осуществляется партиями с определенной периодичностью.

Размер партии пересчитаем с учетом изменившегося времени Тшт-к.

Количество смен:

.

мин.

Количество деталей в партии для одновременного запуска (рассчитали в пункте 1.2) n = 141,7 шт.

смены.

Округляем до целого числа cпр = 1 смена, тогда скорректированное значение размера партии деталей будет равно

шт.

Принимаем n = 200 шт.

2 Конструкторский раздел

2.1 Приспособление для фрезерования

2.1.1 Назначение, принцип действия и описание работы

Наладка для расточки предназначена для установки заготовки