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

Таблица 2.6 - Выбор установочно-зажимных приспособлений

Таблица 2.7 – Выбор режущего инструмента

окончание таблицы 2.7

Таблица 2.8– Выбор вспомогательного инструмента

окончание таблицы 2.8

Таблица 2.8 – Выбор измерительного инструмента

окончание таблицы 2.8

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

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.

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