Проект участка механического цеха для изготовления деталей типа «Шкив» с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель «Шкив неподвижный» ДП 10553.00.00.000

Алмазно-расточная (станок модели 2А75480С295): растачивание отверстий 19,22.

060 Шпоночно-фрезерная (станок модели 692Р): фрезерование паза 3.

070 Вертикально-сверлильная с ЧПУ (станок модели 2С150ПМФ4): центрование, сверление, нарезание резьбы 15

С целью концентрации операций, повышения степени механизации и уменьшения численности, рабочих целесообразно объединить операции 050,060,070 в одну, используя многоцелевой станок ИР500ПМФ4.

Проектируемый технологический процесс представлен в комплекте документов и сводной таблице режимов резания.

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы для первой операции выбрана наружная поверхность 10. Поверхность 10 лишает деталь двух степеней свободы (перемещения вдоль двух осей) и образует двойную опорную базу. Торец 18 образует установочную базу и лишает трех степеней свободы (перемещения вдоль одной оси и поворота вокруг двух других).

На следующей  операции  в  качестве  базы  применяют  поверхность 4, которая образует двойную опорную базу и лишает двух степеней свободы. Торец 1 образует установочную базу и лишает трех степеней свободы. 

На комплексной  операции 030 в  качестве  базы  применяют  поверхность  4, которая образует двойную направляющую базу и лишает четырех степеней свободы. Торец 1 и крепежный выступ образуют по одной опорной базе, каждая из которых лишает одной степени свободы. 

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.5 – Выбор оборудования

Номер операции	Код модель и наименование станка	Цена станка, млн.	Паспортные данные
			Габаритные размеры, мм	Мощность привода, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач,
010,020	381630 Токарный копировальный 1740РФ3	150	4930х 2310х 3050	37	16-1600	0,01-10000 мм/мин
030	381632 Многоцелевой ИР500ПМФ4	190	4450х 4655х 3100	14	21,2-3800 б/с	1-3600 б/с

Таблица 2.6 - Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер и наименование операции	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту
010  Токарная с ЧПУ	392849ХХХХ	Патрон	Пневматический	Диаметр пневмоцилиндра	ХХХ-ХХХ-7225-4111-01
020  Токарная с ЧПУ	392849ХХХХ	Патрон	Пневматический	Диаметр пневмоцилиндра	ХХХ-7155-4802-01
030  Комплексная	396110ХХХХ	Станочное	-	-	-

Таблица 2.7 – Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего инструмента и его код	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту	Применяемая СОТС
1	2	3	4	5	6
010 Токарная с ЧПУ	Резец канавочный 392195ХХХХ	ВК 8	НхВ 20х20	ХХХ-2120-3154	Эмульсия НГЛ- 205
	Резец проходной 392495ХХХХ	ВК8	НхВ 20х20	SLANR/L-TANG
	Резец расточной 392192ХХХХ	Т15К6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
	Резец проходной 392495ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	ХХХ-2120-3154
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
020 Токарная с ЧПУ	Резец проходной 392495ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	ХХХ-2120-3154
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
	Резец проходной 392495ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	ХХХ-2120-3154
	Резец специальный 39195ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	ХХХ-2136-3154
	Резец проходной 392495ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	ХХХ-2120-3154
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
030 Комплексная	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК4	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82

окончание таблицы 2.7

1	2	3	4	5	6
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК6	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
	Резец расточной 392192ХХХХ	ВК4	НхВ 20х20	К.01.4912.000-10 ТУ2-035-892-82
	Сверло центровочное 391290ХХХХ	Р6М5		2317-0109 ГОСТ 14952-79
	Сверло 391290ХХХХ	Р6М5		2301-0042 ГОСТ 10903-77
	Метчик 391302ХХХХ	Р6М5	М12	М12LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Фреза шпоночная 391890ХХХХ	Р6М5		ХХХ-2235-3006

Таблица 2.8– Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование вспомогательного инструмента и его код	Установка				Обозначение по стандарту
		вспомогательного инструмента на станке		режущего инструмента на вспомогательный
		Способ	Размер посадочного элемента	Способ	Размер посадочного элемента
1	2	3	4	5	6	7
010 Токарная с ЧПУ	Резцедержатель 392800ХХХХ	В револьверной головке	По сечению державки	В резцедержателе	НхВ= 20х20	-
020 Токарная с ЧПУ	Резцедержатель 392800ХХХХ	В револьверной головке	По сечению державки	В резцедержателе	НхВ= 20х20	-
030  Комплекс-ная	Расточной блок ХХХХХХХХХХ	В шпинделе	По диаметру в шпинделе	На оправке	По диаметру отверстия фрезы	В шпин-деле
	Втулка 392849ХХХХ	В револьверной головке	По диаметру гнезда в РГ	Во втулке	По конусу хвостовика	-

окончание таблицы 2.8

	2	3	4	5	6	7
	Втулка 392849ХХХХ	В револьверной головке	По диаметру гнезда в РГ	Во втулке	По конусу хвостовика	-
	Втулка 392849ХХХХ	В револьверной головке	По диаметру гнезда в РГ	Во втулке	По конусу хвостовика	-
	Расточной блок ХХХХХХХХХХ	В шпинделе	По диаметру в шпинделе	На оправке	По диаметру отверстия фрезы	В шпин-деле
	Расточной блок ХХХХХХХХХХ	В шпинделе	По диаметру в шпинделе	На оправке	По диаметру отверстия фрезы	В шпин-деле
	Расточной блок ХХХХХХХХХХ	В шпинделе	По диаметру в шпинделе	На оправке	По диаметру отверстия фрезы	В шпин-деле

Таблица 2.8 – Выбор измерительного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование инструмента и его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряемого размера	Обозначение по стандарту
1	2	3	4	5	6
010 Токарная с ЧПУ	Штангенциркуль 393313ХХХХ	0-300	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-111-300-0,1-2 ГОСТ 166-89
	Штангенциркуль 393311ХХХХ	0-125	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166-89
	Пробка 393141ХХХХ	1-80	0,01	0,01	М12 LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Скоба 29,5 393120ХХХХ	1-360	0,01	0,21	ХХХ-8119-3296
	Шаблон 8,7 393610ХХХХ	-	0,1	0,162	ХХХ-8314-8002
	Штангенциркуль 393313ХХХХ	0-300	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-111-300-0,1-2 ГОСТ 166-89
020 Токарная с ЧПУ	Штангенциркуль 393311ХХХХ	0-125	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166-89
	Пробка 393141ХХХХ	1-80	0,01	0,01	М12 LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Скоба 29,5 393120ХХХХ	1-360	0,01	0,21	ХХХ-8119-3296
	Индикатор	1-360	0,01	0,16	ХХХ-8312-8022

окончание таблицы 2.8

	2	3	4	5	6
	Индикатор	1-360	0,01	0,16	ХХХ-8312-8022
	Шаблон 8,7 393610ХХХХ	-	0,1	0,162	ХХХ-8314-8002
030 Комплексная	Штангенциркуль 393311ХХХХ	0-125	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166-89
	Шаблон 8,7 393610ХХХХ	-	0,1	0,162	ХХХ-8314-8002
	Прибор контроля соосности 394343ХХХХ	-	-	0,05	ХХХ-8571-4145
	Пробка резьбовая 393141ХХХХ	1-80	0,01	0,01	М12 LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Пробка 393141ХХХХ	1-80	0,01	0,01	М12 LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Пробка 393141ХХХХ	1-80	0,01	0,01	М12 LH-6Н 2620-1516 6Н ГОСТ 3266-81
	Штангенциркуль 393311ХХХХ	0-125	0,1 и 0,05	0,5	ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166-89
	Прибор контроля допуска формы 394343ХХХХ	-	-	0,05	ХХХ-8571-4145

2.4 Разработка операционного технологического процесса

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

Расчет режимов резания аналитическим методом на один переход, выполняемый  на станке ИР500ПМФ4: сверлить три отверстия15 Ø 10,8 мм

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принято  сверло спиральное по ГОСТ10903-77    

2=118⁰ ;      =11⁰;       =45⁰

Материал режущей части Р6М5 [8 с.277]

2 Расчет режимов резания

2.1 Глубина резания t ===5.4 мм;

2.2 Подача:

рекомендуемая: S_0б= 0,2-0,3 мм/об  [8 с.277]

принятая: S_об= 0,2 мм/об

2.3 Стойкость:

Т=50 мин

2.4 Скорость резания:

                 , м/мин      [8 с.276]                                         (2.11)

где           Сν=14,7;  q=0,25;  y=0,55;  m=0,125;  D=10,8 мм. [8с.278]

Кν=Кмν∙Кlν∙Кuν  [8 с.276]                                                         (2.12)   

       [8 с.261]                                                          (2.13)

где n=1,3;

Кlν=0,8; [стм2 с.263]

Кuν=1; [стм2 с.280]

Кν=0,9∙0,8∙1=0,72

м/мин

2.5 Частота вращения:

                     , мин^-1   [8с.280]                                                (2.14) 

 мин^-1               

Паспорт станка обеспечивает настройку на любую частоту в диапазоне

21,2-3800 мин^-1

2.6 Сила резания:

P_z=10C_p·D^g·S^y·Kmp, Н  [8 с.277]                                                   (2.17)

где Ср=42,7; q=1,0; y=0,8; [8 с.281]  

  [8с.261]                                                                    (2.15)

P_z=10·42,7·10,¹·0,2^0,8·1=1272 H

2.7 Крутящий момент:

10C_M·D^g·S^y·K_p , Н∙м       [8с.277]                                                           (2.16)

C_M=0,021; g=2,0; y=0,8; K_p=1;     [8 с.281]                                                                                  

10·0,021·10,8²·0,2^0,8·1=6,9 Н

2.8 Мощность резания:

 , кВт     [8 с.280]                                                      (2.17)

кВт

2.9 Проверочный расчет мощности:

Nе≤1,2Nдв∙η                                                                         (2.18)

где     Nдв=14 кВТ по паспорту станка

η=0,9

0,6кВт < 1,2∙14кВт∙0,9

0,6кВТ < 15,1кВт

Вывод: Обработка с заданными режимами резания возможна.

3 Машинное время

3.1 Длина резания:

lрез=52 мм

3.2 Длина рабочего хода:

Lр.х.=lрез+y+Δ,мм    [4с.60]                                                      (2.19)

y=0,3·D=0,3·10,8=3,5 мм

Δ=0 мм

Lр.х.=52+3, 5=55,5 мм

3.3 Машинное время:

 , мин   [4с.60]                                                          (2.20)

 мин

Расчет режимов резания табличным методом на операцию 030, выполняемую на станке ИР500ПМФ4: расточить отверстие 19 Ø100Н7(^+0,035) [6]

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принят расточной резец, оснащенный пластинами из твердого сплава.

Материал режущей части ВК4. =90⁰

2 Расчет режимов резания

2.1 Глубина резания t=0,1 мм

2.2 Подача мм/об:

рекомендуемая: Sоб= 0,05-02 мм/об     корректируемая: Sоб=0,05 мм/об

2.3 Стойкость:

Т=50 мин

2.4 Скорость резания

=т∙К1∙К2∙К3   м/мин

т=96 м/мин; К1= 1;      К2 =1,2 ;   К3 0,8; 

=96∙1,2∙0,8=98 м/мин

2.5 Частота вращения (смотри формулу 2.16): расчетная:    мин^-1

Паспорт станка обеспечивает настройку на любую частоту в диапазоне

21,2-3800 мин^-1

2.6 Мощность резания:

Nрез=1,0 кВт

2.10 Проверочный расчет мощности (смотри формулу 2.21):

Nдв=14 кВТ (По паспорту станка)

η=0,9

1,0кВт < 1,2∙14кВт∙0,9

1,0кВТ < 15,1кВт

Вывод: Обработка с заданными режимами резания возможна.

3 Машинное время

3.1 Длина резания:

lрез=55 мм

3.2     Lр.х-длина рабочего хода (смотриформулу2.22)=55мм                                                       

y принимается 2 мм; Δ=0 мм;

Lр.х=55+2+0=57мм

3.3 Машинное время (смотри формулу 2.23):

 мин

2.4.2 Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм   времени

Расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию 030 Комплексную на обрабатывающих центрах с ЧПУ []:

1 Основное время обработки:

Тмо=2,04+0,2+0,96+1,96+0,84+0,74+1,4+3,8=11,94мин

2 Машинное вспомогательное время:

0,03 – быстрый подвод, отвод инструмента, мин; [Паспорт станка]

0,17 – поворот детали на 90⁰; [Паспорт станка]

0,33 – замена инструмента (от стружки до стружки); [Паспорт станка]

Тмв=0,48+0,68+2,64=3,8 мин

3 Время цикла автоматической работы станка:

Т_Ца=Тмо+Тмв                                                         (2.21)

Т_Ца= 11,94+3,8=15,74 мин

4 Вспомогательное время:

Тв= tус+ tуп+ tизм                                                 (2.22)

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

t_УП – время на приемы управления станком;

t_ИЗМ – время на измерение;

tус=tуст+tзаж==0,7 мин [к17;п17]

tуп=tвк.отк+tщ=0,04+0,04=0,08 мин [к14;п2,п6]

tизм=0,13∙2+0,12∙4+0,11∙3+0,14+0,9∙3+0,05=3,96мин

[к15;п188,16,148,280,7]

Так как время на измерение перекрывается временем цикла автоматическим, то в дальнейших расчетах его не учитывают.

Тв=0,7+0,08=0,78 мин

5 Оперативное время обработки:

Топ=Т_Ца+Тв                                                              (2.23)

Топ=15,74+0,78=16,52 мин

6 Время на организацию технического обслуживания, отдых и личные потребности:

α_ОБС+α_ОТЛ=10 %[к18;п1]

7 Штучное время:

      [2 c.30 c. ]                                (2.24)

 мин

8 Подготовительно-заключительное время:

Тпз=Тпз_ОРГ+Тпз_НАЛ                                                                       (2.25)

8.1 Подготовительно-заключительное время  на организационные моменты, мин:

Тпз_ОРГ=tпол+tозн+tи-ж                                                                                (2.26)

tпол=10 мин [к26;п2] ;  tозн=2 мин [к26;п23];   tи-ж=2мин[к26;п4];

Тпз_ОРГ=10+2+2=14мин

8.2 Подготовительно-заключительное время  на наладку станка, мин:

Тпз_НАЛ=tпул+tперф+tкоор+tкор+tуст.сн+tус.блок+tр.раб                        (2.27)

tуст.сн=10 мин [к26;п14]

tперф=0,5 мин [к26;п26]       tус.блок=0,15∙8=1,2 мин[к26;п23]

tвв.пр=0,7мин  [к26;п26]       tсож=0,2 мин[к26;п31]

tноль=3,5 мин [к26;п29]        tус.сч.=1 мин[к26;п24]

Тпз_НАЛ=10+0,15∙8+1+0,5+0,7+3,5+0,2=17,1 мин

Тпз=14+17,1=31,1мин

9 Штучно-калькуляционное время:

     [9 c.30]                                      (2.28)

 мин

Таблица 2.10 – Сводная таблица норм времени, мин

Номер операции и модель станка	То	Тмв	ТЦа	Тв				Топ	αобс, %	αотл, %	Тшт	Тпз	nд, шт	Тшт-к
				tус	tп	tуп	tизм
010 1740РФ3	26,38	1,87	28,25	0,26	—	0,07	1,8	28,58	8		30,87	38,5	20	32,8
020 1740РФ3	16.3	2.04	18.34	0,26	—	0,07	1,9	18,67	8		20,16	38,5	20	22,1
030 ИР500ПМФ4	11.94	3.8	15.74	0,7	—	0,08	3,96	16,52	10		18,17	31,1	20	19,73

4 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА УЧАСТКЕ

4.1 Определение количества оборудования на участке [4, с. 97-107]

В серийном производстве пооперационное расчётное количество станков определяется по формуле:

                                                                                      (4.1)

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

N - годовой объём выпуска детали, N=1100 шт;

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

F_Д010= 4029 ч;                                         

F_Д020= 4029ч;                           

F_Д030= 4029ч;

F_Д040= 4029 ч;

F_Д050= 4029 ч;

F_Д060= 4029ч;

F_Д070= 3904 ч;

F_Д090= 3904  ч;   

F_Д0100= 3904 ч; 

F_Д0110= 3904 ч;

F_Д0120= 4029 ч;

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

Базовый вариант:

шт                           Принят 1 станок

шт                             Принят 1 станок

Таблица 4.2 - Расчет количества оборудования и численности производственных рабочих.

Номер опера-ции	Модель станка	Стои-мость станка, млн.руб.	Тшт-к, мин.	Ср.	Сп.	Кз,%	Профессия рабочего и разряд работ		разряд работ	Рст	Рп
Базовый вариант механообработки
010	16К40Ф1	103	43,46	0,178	1	17,8	токарь		3	0,19	1
020	16К40Ф1	103	17,97				токарь		3
030	1740РФ3	200	28,1	0,168	1	16,8	оператор ЧПУ		4	0,18	1
040	1740РФ3	200	28,2				оператор ЧПУ		4
050	2А75480С29	50	11,7	0,03	1	3	токарь		3	0,037	1
060	692Р	18	5,85	0,017	1	1,7	фрезеровщик			0,018	1
070	2С150ПМФ4	110	9,1	0,027	1	2,7	оператор ЧПУ		4	0,029	1
Сумма	―	784	144,38	―	5	ср.8,4	―		ср. 3,14	0,454	5
Проектный вариант механообработки
010	1740РФ3	200	32,8	0,164	1	16,4		оператор ЧПУ	4	0,175	1
020	1740РФ3	200	22,1					оператор ЧПУ	4
030	ИР500ПМФ4	250	19,73	0,06	1	6		оператор ЧПУ	4	0,063
Сумма	―	650	74,63	―	2	―		―	―	0,232437тор4ие таблицы-	1

4.3 Организация труда на участке

По расчетам, произведенным в п.4.1 и п.4.2 для обработки детали используются два станка, которые обслуживает один рабочий: оператор станков с ЧПУ.

Установка и снятие заготовки осуществляется при помощи крана-укосины