Разработка технологического процесса механической обработки детали Вилка КИС 0216304Б с применением станков с ЧПУ

Установочная база лишает заготовку трёх степеней свободы.

Двойная опорная база лишает заготовку двух степеней свободы.

Опорная база лишает заготовку одной степени свободы.

На операции 080,100 – базирование по боковой поверхности вилки с упором в торец, которое лишает заготовку шести степеней свободы.

Установочная база лишает заготовку трёх степеней свободы.

Двойная опорная база лишает заготовку двух степеней свободы.

Опорная база лишает заготовку одной степени свободы.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Данные по выбранному оборудованию заносятся в таблицу 2.4

Таблица 2.4 − Выбор оборудования

Продолжение таблицы 2.5

Окончание таблицы 2.5

Таблица 2.6− Выбор вспомогательного инструмента

Таблица 2.7 − Выбор измерительного инструмента

Окончание таблицы 2.7

Таблица 2.8 − Выбор установочно-зажимных приспособлений

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

размеров

Расчёт припусков представлен в табличной форме.

Таблица 2.6 −Определение последовательности обработки детали

Таблица 2.7 −Аналитический расчёт припусков, мм

 ,мм                                                                                           (2.5)

 ,мм                                                                                       (2.6)

где   ∆_к−удельная кривизна заготовок, ∆_к=1,0 мм,

ρ_кор- погрешность по короблению,

ρ_см=0,7 мм.

ρ_ост=k_y×ρ_заг,                                                                                                  (2.7)

ρ_ост1=0,06×0,53=0,031 мм

ρ_ост2=0,005×0,53=0,002 мм

ρ_ост3=0,005×0,53=0,002 мм

ρ_ост3=0,002×0,53=0,001 мм       

                                                     (2.8)

 мм

 мм

 мм

 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

 Т_в-Т_н=2Z_max^пр - 2Z_min^пр

2,5-0,52=3,88-1,9                      1,98=1,98

0,52-0,21=0,41-0,4                    0,31=0,31

0,21-0,084=0,266-0,14              0,126=0,126

0,084-0,033=0,121-0,07            0,051=0,051

Таблица 2.8 −Табличный расчёт припусков

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы). Сводная таблица режимов резания

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 030 − Фрезерная с ЧПУ

Фрезеровать фаски 16,17 последовательно с переустановкой детали.

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принята концевая твёрдоплавная фреза (по ГОСТ 18372-73).

Конструктивные элементы: D=32мм, D₁=28мм, L=185мм, =60мм, z=4;

Геометрические параметры:

Станок ГФ-2171

Материал режущей части Т15К6.

II Расчет режимов резания

1 Глубина резания t, мм

t = h

t = 3 мм

2 Подача Sо, мм/об

Рекомендуемая: Sz= 0,2÷0,29 мм/об

Принимаемая: Sz= 0,29 мм/об

3 Стойкость Т, мин.

Т=180 мин

4 Скорость резания V_рез, м/мин

, м/мин                                             (2.11)

где Сν=170;

q=0,2; m=0,32; х=0,15; y=0,35; u=0,25; p=0                                   

         Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                                          (2.12)   

                                                                                     (2.13)

где n_v=1,0;

Кпν=0,8;

Кuν=0,82

Кν=0,93×0,8×0,82=0,61

 м/мин

5 Частота вращения n, мин^-1

           , мин                                                                        (2.14) 

 мин^-1               

Корректировка по паспорту станка: n=500 мин^-1 

6 Действительная скорость резания V_д, м/мин

        , м/мин                                                                 (2.15)

м/мин

7 Минутная подача Sм, мм/мин

Sм=S_z∙z∙n_ст, мм/мин                                                           (2.16)

Sм=0,29∙4∙500=580 мм/мин

Корректировка по паспорту станка: Sм=600 мм/мин

8 Проверочный расчёт по мощности станка а) По силе резания:

P_z=,Н                                      (2.17)     где Ср=64,5;                         

х=0,9; y=0,74; n=1,25; w=0; q=1

                                                                                                               (2.18)

где n=1

P= ^Н

б) По мощность резания:

                                                                           (2.19)

 кВт в)                          Nрез≤1,2∙Nдв∙η                                                              (2.20)

Nдв=17,9 кВт

η=0,8

1,8≤1,2∙17,9∙0,8

1,8≤17,1кВт

Обработка возможна

III Машинное время

 , мин

L_р.х.=l_рез+y+Δ ,мм                                                                                           (2.21)

l_рез=44мм

y=мм

Δ=2÷3 мм

L_р.х.=44+16+2=62мм                                                                         

 мин

Табличный расчёт режимов резания

Операция 030− Фрезерная с ЧПУ

Фрезеровать поверхность 2, фрезеровать поверхность 1.

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принята трёхсторонняя фреза со вставными ножами из быстрорежущей стали (по ГОСТ 1669-78).

Конструктивные элементы: D=125мм, d=32мм, В=32мм, z=10;

Геометрические параметры:

Станок ГФ-2171

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания t, мм

t₁ = 2,7 мм

t₂ = 2,2 мм

2 Подача Sz, мм/зуб

Sz₁ = 0,8 мм/зуб

Sz₂ = 1,0 мм/зуб

3 Стойкость Т, мин

Т = 150 мин^-1

4 Скорось резания V_рез, м/мин

V_рез = V_табл× К₁× К₂× К₃, м/мин                                                          (2.22)

где К₁=0,8; К₂=0,9; К₃= 1,1;

Vтабл₁=44 м/мин; Vтабл₂=44 м/мин;

Vрез₁=44×0,8×0,9×1,1=35 м/мин;

Vрез₂=44×0,8×0,9×1,1=35 м/мин;

5 Частота вращения n, мин^-1

n=, мин^-1                                                                                  (2.23)

n₁== 89,1 мин^-1

n₂== 89,1 мин^-1

Корректируем по паспорту станка: n₁=105 мин^-1

n₂=105 мин^-1

6 Действительная скорость резания V_д, м/мин

V_д=, м/мин                                                                              (2.24)

Vд₁==41,2 м/мин

Vд₂==41,2 м/мин

7 Минутная подача S_м, мм/мин

, мм/мин                                                                         (2.25)

мм/мин

мм/мин

Корректируем по паспорту станка: мм/мин

мм/мин

8 Мощность резания N_рез, кВт

N_рез=, кВт                                                   (2.26)

где Е=1,3; К₁=1,4; К₁=1

N_рез1= кВт

N_рез2= кВт

Обработка возможна, если:

N_рез≤1,2 × N_д×η                                                              (2.27)

2≤1,2 ×17,9 ×0,8          1,6≤1,2 ×17,9 ×0,8     

2≤17,1                           1,6≤17,1

Обработка возможна.

III Расчёт машинного времени Т_м, мин

, мин                                                                        (2.28)

Lр.х.=l_рез+∆+y, мм                                                                                (2.29)

∆=(2÷3) мм

y=,мм                                                                                     (2.30)

у₁= мм у₂= мм

Принятое значение  ∆=2 мм

Lр.х.₁=15+2+18,1=35,1 мм

Lр.х.₂=32+2+16,4=50,4 мм

lрез₁=15 мм; lрез₂=32 мм

Тм₁ = = 0,4 мин

Тм₂ = = 0,48 мин

Таблица 2.9 − Сводная таблица режимов резания

2.4.3 Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

%1 ПС

№5 Т01 G17 ПС

№10 L89 ПС

№15 G71 G00 G90 X110 Y0 E01 ПС

№20 G47 G96 Z20 S105 ПС

№25 G94 G01 X38 F1 ПС

№30 Y65 ПС

№35 G04 X10 ПС

№40 X110 ПС

№45 Z-12 ПС

№50 X18 ПС

№55 Y65 ПС

№60 G04 X10 ПС

№65 X110 ПС

№70 G00 Z55

№75 M05 ПС

№80 L90 ПС

№85 М22 ПС

№90 М02 ПС

2.4.4 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм   времени

Операция 030 −Фрезерная с ЧПУ

1. Основное время обработки:

Тмо – таблица 2.9

Тмо=0,4+0,48+0,1=0,98 мин

2. Машинное вспомогательное время:

Тмв – таблица 2.9

Тмв=0,2+0,25+0,05=0,5 мин

3. Время цикла автоматической работы станка:

Тц_а=Тмо+Тмв                                                                     (2.32)

Тц_а= 0,98+0,5=1,48 мин

4. Вспомогательное время:

Тв= tус+ tуп+ tизм                                                              (2.33)

где tус – время на установку и снятие детали, мин;

tус=0,27 мин., карта 1, поз. 9

tп – время связанное с переходом, мин;

tп= Тмв =0,5 мин

tупр – время связанное с управлением станка, мин;

tупр =0,038 мин., карта 15, поз. 3

tизм – время связанное с измерением, мин;

tизм=0,09+0,09=0,18 мин., карта 20, поз. 12, 12

Тв=0,27+0,5+0,038+0,18=0,98 мин

5. Определяем оперативное время, мин:

Топ=Тц_а+Тв                                                                        (2.34)

Топ=1,48+0,98=2,46 мин

6. Определяем штучное время, мин

                                                (2.35)

мин где  - время, связанное с организацией производства, %;

=5%, карта 4, поз.7

 - время на отдых и личные надобности, %;

=4%, карта 4,поз.19

7. Определяем штучно-калькуляционное время, мин

                                                                                                        (2.36)

мин где Т_пз – подготовительно-заключительное время, мин;

Т_пз=2+3+2+3+25=35 мин, карта 5, поз. 1, 3, 6, 9.

n– объём партии.

Таблица 2.10  - Сводная таблица норм времени, мин

3 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА УЧАСТКЕ

3.1 Определение количества оборудования на участке.

В серийном производстве пооперационное расчётное количество станков определяется по формуле:

                                               (3.1)

где ΣТ_ШТ-К - штучно-калькуляционное время операций, выполняемых на станке данной модели, мин;

N - годовой объём выпуска детали, шт;

F_Д - действительный годовой фонд производственного времени работы оборудования, час;

Расчётное количество оборудования округляют до целого числа всегда в большую сторону.

Базовый вариант:

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                                Принимаем 1 станок

Коэффициент загрузки оборудования рассчитывается по формуле:

                                                                            (3.2)

где Сп – принятое количество станков данной модели;

Рисунок 3.1 – График загрузки оборудования по базовому варианту обработки детали

Проектируемый вариант:

Расчётное количество станков (см. формула 3.1):

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                            Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

шт.                            Принимаем 1 станок

шт.                            Принимаем 1 станок

шт.                              Принимаем 1 станок

Коэффициент загрузки оборудования (см. формула 3.2):

Рисунок 3.1.2 – График загрузки оборудования по проектному варианту обработки детали

Таблица 3.1 - Описание механической обработки типовых деталей

Догрузка оборудования:

КИС 600104

КИС 216105Б

КЗР 1553101

КЗР1502104

3.2 Определение количества производственных рабочих

Численность производственных рабочих для каждого рабочего места индивидуально определяется по формуле [4, с. 107]:

                                                    (3.3)

где F_др – эффективный годовой фонд времени станочника; F_др=1840 ч [4, с. 107, таблица 16].

Базовый вариант:

                       Принят один рабочий

                       Принят один рабочий

                       Принят один рабочий

                        Принят один рабочий

                      Принят один рабочий

                      Принят один рабочий

                      Принят один рабочий

Проектный вариант:

                       Принят один рабочий

                         Принят один рабочий

                       Принят один рабочий

                       Принят один рабочий

                         Принят один рабочий

                      Принят один рабочий

                       Принят один рабочий

С целью более рационального использования рабочего времени следует рассчитать возможность организации многостаночного обслуживания [9, с. 149-159].

010 Токарная с ЧПУ:

Тмо=8,74 мин;                         Тмв=2,61 мин;

Тц= Тмо+Тмв= 8,74+2,61=11,35 мин

Определение время занятости рабочего при обслуживании данного станка:

Тзан=tус.+tуп.+tизм.+tак.набл.+tпер.,                                     (3.4)

где tак.набл. – время активного наблюдения.

tак.набл.=5%∙Тмо=5%∙8,74=0,437 мин                                 (3.5)

tпер. – расстояние между станками на 1 м; tпер.=0,015 мин.

Тзан=1,28+0,03+0,68+0,437+0,015∙4,9=2,5 мин

Свободное машинное время:

Тм.с.=Тц-(tизм.+tакт.набл.+tпер.), мин                         (3.6)

Тм.с.=11,35-(0,68+0,437+0,015∙4,9)=10,15 мин.

                                                                       (3.7)

Тц.мн-ти=Тм.с.+Тзан.=10,15+2,5=12,65 мин;

 станков                                               (3.8)

Анализ показал, что многостаночное обслуживание возможно, т.к. рабочий одновременно может обслуживать не менее 6-ти станков.

Для обработки детали на участке с учетом многостаночного обслуживания