Важнейшей задачей настоящего времени является повышение темпов и эффективности развития экономики на базе новейших достижений науки и техники. Машиностроение обеспечивает изготовление новых и совершенствование имеющихся машин. Это связано с весьма существенными затратами, которые составляют в народном хозяйстве ощутимую долю. Тем не менее, развитие отечественного машиностроения, а не импорт машин, является единственно правильным направлением в прогрессивном развитии промышленности.
Оптимальной особенностью современного машиностроения является существенное ужесточение эксплуатационных характеристик машин: увеличиваются скорость, ускорение, температуры, уменьшаются масса, объем, вибрация, время срабатывания механизмов и т.д. Темпы такого ужесточения постоянно возрастают, и машиностроители вынуждены все быстрее решать конструкторские и технологические задачи. В условиях рыночных отношений быстрота реализации принятых решений играет главную роль.
Целью курсового проекта является разработка технологического процесса механической обработки детали Поршень УГЦ-63.010.000.004.
1. Общий раздел
1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали
Назначение детали Поршень УГЦ-63.010.000.004. Поршень деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления.
Рисунок 1.1- Эскиз детали
Торцевая поверхность 1,9 обработка по 14 квалитету точности, шероховатость поверхности Ra =12,5мкм.
Фаски 2,8 обработка по 14 квалитету точности, шероховатость поверхности Ra =12,5мкм.
Фаски 3,7 обработка по 14 квалитету точности, шероховатость поверхности 12,5 мкм.
Цилиндрическая поверхность 4,6 обработка по 14 квалитету точности, шероховатость поверхности Ra =12,5мкм.
Цилиндрическая поверхность 5 обработка по 13 квалитету точности, шероховатость поверхности Ra =12,5мкм.
Отверстие 10 обработка по 13 квалитету точности, параметр шероховатости Ra =6,3мкм.
Канавка 11 обработка по 7 квалитету точности, параметр шероховатости Ra =3,2мкм.
Физико-механические свойства и химический состав чугуна АСЧ-4 ГОСТ 1585-85 представлен в таблицах 1.1 и 1.2
Шероховатость поверхности
... покрытий, точность измерений, соотношение между допусками размера и шероховатостью поверхности и т. д. ) Трение и износ деталей ... случаях конструктор должен оговаривать направленность следов обработки на поверхности детали. Это может оказаться необходимым, например, ... Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) ее ...
Таблица 1.1 — Химический состав чугуна АСЧ-4 ГОСТ 1585-85
|
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Ni |
Cr |
|
|
3,0-3,5 |
1,4-2,2 |
0,4-0,8 |
0,12-0,20 |
0,30 |
— |
— |
|
Таблица 1.2 — Физико-механические свойства чугуна АСЧ-4 ГОСТ 1585-85
|
, МПа |
, МПа |
, % |
,Дж/ |
HB, не более |
|
|
40 |
15 |
— |
520-540 |
180-229 |
|
Чугун АСЧ-4 предназначен для работы в паре с термически обработанным (закаленным или нормализованным) валом.
1.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность
технологический чертеж заготовка межоперационный
Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие представление о детали и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с отклонениями, шероховатость поверхностей и технические требования, предъявляемые к детали, сведения о марке материала, термической обработке, массе и т.д.
Деталь относится к деталям типа «вал».
В целом конструкция детали является простой, допускает применение универсального оборудования и режущего инструмента.
Деталь имеет хорошие базовые поверхности для выполнения первоначальных операций обработки.
Данные о квалитетах точности и параметрах шероховатости приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 — Квалитеты точности и параметры шероховатости поверхности
|
№ поверхности и наименование |
Количество поверхностей |
Количество унифицированных элементов |
Квалитет точности, А |
Шероховатость поверхности, мкм |
Класс шероховатости |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
1,9 торец |
2 |
1 |
14 |
12.5 |
3 |
|
|
2,8 фаска |
2 |
1 |
14 |
12.5 |
3 |
|
|
3,7 фаска |
2 |
1 |
14 |
12.5 |
3 |
|
|
4,6 цилиндрическая поверхность |
2 |
1 |
14 |
12.5 |
3 |
|
|
5 цилиндрическая поверхность |
1 |
1 |
13 |
12.5 |
3 |
|
|
10 отверстие |
1 |
1 |
13 |
6.3 |
4 |
|
|
11 канавка |
1 |
1 |
7 |
3.2 |
5 |
|
|
Всего |
У 11 |
У 11 |
||||
Коэффициент точности обработки определяем по формуле:
= 1 — , (1.1)
= ; (1.2)
где — средний квалитет точности обработки;
1,2,…19 — номер квалитета точности размера;
- общее количество поверхностей;
- количество размеров соответствующего квалитета.
= = 13,1
= 1 — = 0,92;
- Изделие относят к неточным деталям, т.к. К м 0,8
Коэффициент шероховатостиопределяем по формуле:
= , (1.3)
= , (1.4)
где — средний класс шероховатости;
1,2,…14-классы шероховатости;
- общее количество поверхностей;
- количество поверхностей соответствующего класса шероховатости.
= = 3,27;
- = = 0,30;
- Изделие относят к легкообрабатываемым, т.
к. выполнено условие К ш 0,16.
1.3 Определение типа производства и его характеристика
Определяем тип производства по коэффициенту закрепления операций. Предварительно на основе типового технологического процесса его можно определить по формуле:
= , (1.5)
где — действительный годовой фонд времени работы оборудования, час; = 3900 час;
- N-годовой объем выпуска детали, шт.;
- N = 3000шт.;
- среднее штучное время, мин.;
- = 3,08 мин.;
- коэффициент ужесточения заводских норм, = 0,7…0,8
= = 31,6
Тип производства — мелкосерийный.
В мелкосерийном производстве, близком к единичному, оборудование располагается преимущественно по типам станков: участок токарных станков, участок фрезерных станков и т. д. Станки могут располагаться по ходу технологического процесса, если обработка ведется по групповому технологическому процессу. Применяются главным образом универсальные средства технологического оснащения. Размер производственной партии обычно составляет несколько единиц. При этом производственной партией принято называть предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени.
Величина производственной партии (n g ), шт:
(1.6)
= 180 шт.
где а — число дней, на которые необходимо иметь запас деталей:
a =2… 5 дней — для крупных деталей;
a = 3… 15 дней — для средних деталей;
a = 10…30 дней — для мелких деталей;
Ф рд — число рабочих дней в году:
Ф рд = 365- (104 + 8)= 253 дн.
2. Технологический раздел
2.1 Выбор метода получения заготовки
Заготовкой для данной детали служит горячекатанный прокат по ГОСТ 2590-71. Заготовки из проката применяют в единичном и серийном производствах. Прокат применяют для изготовления гладких и ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров ступеней, а также для изготовления стаканов, втулок, зубчатых колёс, фланцев и т. п. Прокат выбранного профиля резкой превращаем в штучные заготовки, из которых последующей механической обработкой изготавливаем детали. Совершенство заготовки определяется близостью выбранного профиля проката поперечному сечению детали. Для расчёта массы заготовки изображаем эскиз, как показано на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 — Эскиз заготовки
Показатель характеризующий рациональность выбора заготовки, который определяется по формуле:
= , (2.1)
где — масса детали, кг; = 0,65 кг;
- масса заготовки, кг; = 2,079 кг
= = 0,31.
Данная деталь считается технологичной, так как 31% чугуна уходит в стружку.
2.2 Разработка проектируемого технологического процесса
2.2.1 Анализ базового и проектируемого технологического процесса
В соответствии с типом производства и направлениями совершенствования производства в отрасли и на базовом предприятии предлагаем изменения в проектируемый технологический процесс.
В проектируемом технологическом процессе производим замену универсального токарно-винторезного станка 16К20 на вертикально-сверлильный 2Н135 . За счёт этой замены сокращаем время обработки и экономим на электроэнергии.
Таблица 2.1 — Сравнительная таблица базового и проектируемого технологических процессов.
|
Базовый ТП |
Проектируемый ТП |
|||
|
№ и наименование операции |
Модель оборудования |
№ и наименование операции |
Модель оборудования |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
010 Токарно-винторезная |
16К20 |
010 Токарно-винторезная |
16К20 |
|
|
015 Токарно- винторезная |
16К20 |
015 Токарно- винторезная |
16К20 |
|
|
020 Токарно- винторезная |
16К20 |
020Вертикально- сверлильная |
2Н135 |
|
|
025 Токарно-винторезная |
16К20 |
025 Токарно-винторезная |
16К20 |
|
|
030 Токарно-винторезная |
16К20 |
030 Токарно-винторезная |
16К20 |
|
|
035 Токарно-винторезная |
16К20 |
035 Токарно-винторезная |
16К20 |
|
2.2.2 Выбор и обоснование технологических баз
В качестве технологической базы на первой операции при обработке торца принимаем боковые поверхности.
При обработке внутренних поверхностей в следующей операции деталь базируется по наружным поверхностям в трехкулачковом патроне.
В последней операции при обработке отверстия базирование детали производится по боковым поверхностям детали.
Данные по выбору технологических баз приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 — Обоснование технологических баз.
|
№ операции |
Код операции |
Наименование операции |
Характер установки |
Эскиз обработки |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
010 |
4114 |
Токарно-винторезная |
Установка в трёхкулачковый патрон |
||
|
015 |
4114 |
Токарно-винторезная |
Установка в трехкулачковый патрон |
||
|
020 |
121 |
Вертикально-сверлильная |
Установка в машинных тисках |
||
|
25 |
4114 |
Токарно-винторезная |
Установка в трехкулачквый патрон |
||
|
030 |
4114 |
Токарно-винторезная |
Установка в трехкулачквый патрон |
||
|
035 |
4114 |
Токарно-винторезная |
Установка в трехкулачквый патрон |
||
2.2.3 Выбор оборудования и технологической оснастки
Обоснование выбора оборудования приведены в таблице 2.3.
При выборе оборудования руководствуемся следующим:
- обеспечением предъявленных к детали технических требований по точности;
- типом производства;
- производительностью станка.
Таблица 2.3 — Выбор оборудования.
|
№ операции |
Код |
Наименование и модель |
Паспортные данные |
||||
|
Габариты, мм |
Мощность, кВт |
Ряд Частот, |
Ряд Подач, мм/об |
||||
|
010 015 |
381148 |
Токарно-винторезный 16К20 |
2500х 1190х 1500 |
11 |
12.5-1600 |
Продольн. 0.05-2.8 Поперечн. 0.025-1.4 |
|
|
020 |
381213 |
Вертикально-сверлильная 2Н135 |
1030х825х2535 |
4 |
31-1400 |
Продольн. 0.01-0,16 Поперечн. 0.025-1.4 |
|
|
025-035 |
381648 |
Токарно-винторезный 16К20 |
2500х 1190х 1500 |
11 |
12.5-1600 |
Продольн. 0.05-2.8 Поперечн. 0.025-1.4 |
|
Выбор оснастки осуществляется в соответствии с конструктивными особенностями изготовляемой детали, схемой ее базирования, выбранным для обработки оборудованием. Данные по выбору оснастки выбираем по методике, и заносятся в таблицы 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 соответственно.
Таблица 2.4 — Выбор установочно-зажимных приспособлений
|
№ операции |
Приспособление |
||||
|
Код |
Наименование |
Тип привода |
ГОСТ |
||
|
010,015 |
396110 |
Трёхкулачковый патрон |
Механизированный |
2675-80 |
|
|
020 |
396130 |
Тиски машинные |
Механизированный |
2578-70 |
|
|
025,030,035 |
396110 |
Трёхкулачковый патрон |
Механизированный |
2675-80 |
|
Таблица 2.5 — Выбор режущего инструмента
|
№ операции |
Код |
Наименование и обозначение |
Материал режущей части |
Техническая характеристика |
ГОСТ |
|
|
010,015,025,030,035 |
392131 |
Резец проходной 2102-4135 |
ВК8 |
20*20 |
||
|
392191 |
Резец проходной упорный 2142-4027 |
ВК8 |
20*20 |
|||
|
391242 |
Резец расточной 2140-4203 |
ВК8 |
||||
|
392105 |
Резец канавочный 213-8119-4414 |
Т15К6 |
20*20 |
— |
||
|
020 |
391242 |
Сверло спиральное 2301-3408 |
Р6М5 |
?25 |
10903-77 |
|
Таблица 2.6 — Выбор вспомогательного инструмента
|
№ операции |
Вспомогательный инструмент |
|||
|
Код |
Наименование |
ГОСТ |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
020 |
392859 |
Втулка переходная 6100-0006 |
СТП 087-530 |
|
|
035 |
Оправка 7112-4307 |
СТП 087-545 |
||
|
Хомутик 7107-0040 |
СТП 087-547 |
|||
Таблица 2.7 — Выбор измерительного инструмента
|
№ операции |
Измерительный инструмент |
||||||
|
Код |
Наименование и обозначение |
Диапазон измерения |
Точность измерения |
Допуск измеряемого размера |
ГОСТ |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
010,015 |
3933311 |
Штангенциркуль ШЦ-I -160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
166-89 |
|
|
Штангенглуиномер ШГ-160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
162-89 |
|||
|
020 |
393311 |
Штангенциркуль ШЦ-I -160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
166-89 |
|
|
025 |
393311 |
Штангенциркуль ШЦ-I -160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
166-89 |
|
|
Нутромер НМ 18-50-2 |
0-50 |
2 |
0,3 |
868- |
|||
|
Шаблон 8371-0081 |
|||||||
|
030 |
393311 |
Штангенциркуль ШЦ-I -160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
166-89 |
|
|
Нутромер НМ 18-50-2 |
0-50 |
2 |
0,3 |
868- |
|||
|
Пробка ?30 8133-0944 |
0-30 |
0,33 |
СТП 802 |
||||
|
035 |
393311 |
Штангенциркуль ШЦ-I -160-0,05 |
0-160 |
0,05 |
0,5 |
166-89 |
|
|
Скоба СР 75 |
0-75 |
63 |
0.134 |
СТП 807 |
|||
|
Микрометр МК 50-2 |
0-50 |
2 |
0,16 |
6507- |
|||
|
Глубиномер ГМ 100-2 |
0-100 |
2 |
0,16 |
7470- |
|||
|
Шаблон 8371-0081 |
|||||||
2.3 Разработка операционного технологического процесса
2.3.1 Определение межоперационных припусков и операционных размеров
Определение межоперационных припусков и операционных размеров с допусками на обработку начинается с указания последовательности обработки поверхностей детали и занесением данных по точности обработки в таблицу 2.8.
Таблица 2.8 — Характеристика обрабатываемых поверхностей
|
Обрабатываемая поверхность |
Точность обработки |
||||
|
Размер с допуском по чертежу детали |
Последовательность механической обработки |
Квалитет |
Величина допуска |
Шероховатость поверхности , мкм |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
?63 -0.104 |
Точение черновое |
12 |
1 |
12.5 |
|
|
Точение чистовое |
9 |
0.101 |
1.6 |
||
|
?30 |
Сверление |
14 |
0.5 |
12,5 |
|
|
Растачивание черновое |
11 |
0.3 |
6.3 |
||
|
Растачивание чистовое |
8 |
0.033 |
1.6 |
||
|
?34,7 |
Растачивание канавки |
14 |
0.62 |
1.6 |
|
|
50 |
Подрезка торцов |
14 |
0.62 |
6.3 |
|
|
?48 |
Точение чистовое |
11 |
0.16 |
1.6 |
|
Таблица 2.9 — Аналитический расчет припусков
|
Переходы механической обработки поверхности (указать размер с допуском на чертеже) |
Элементы припуска |
Расчетный припуск 2Z min , мкм |
Расчетный размер, D p или Dp , мм |
Допуск, , мкм |
Предельный размер |
Предельный припуск |
||||||
|
R z |
T |
У |
d min |
d max |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
Заготовка ?48 |
150 |
250 |
50 |
— |
— |
48,26 |
1,6 |
48,26 |
49,86 |
— |
— |
|
|
Точение черновое ?48 |
30 |
30 |
3 |
100 |
1000 |
48,16 |
0,5 |
48,16 |
48,66 |
0.100 |
1,2 |
|
|
Точение чистовое ?48 |
50 |
50 |
2 |
100 |
320 |
47,84 |
0,16 |
48 |
47,84 |
0,32 |
0,66 |
|
Определяем значение элементов припуска из справочника и заносим в соответствующие графы таблицы 2.9 по переходам обработки.
Для заготовки: = 150 мкм, Т = 250 мкм, (табл. 4.3)
Для чернового точения: = 30 мкм, Т = 30 мкм, (табл. 4.5)
Для чистового точения: = 50 мкм, Т = 50 мкм, (табл. 4.5)
Определяем суммарные пространственные отклонения для заготовки по формуле:
= , (табл.4,7) (2.2)
где = 1 мкм/мм, (табл. 4.8)
l = 50 мм
= 150 = 50 мкм.
Определяем суммарные пространственные отклонения по переходам механической обработки по формуле:
= , (2.3)
где-коэффициент уточнения формы для соответствующих видов: для чернового точения = 0,06
= 0,0650 = 3 мкм.
для чистового точения = 0,04
= 0,0450 = 2 мкм.
Определяем погрешность установки по формуле:
= , (2.4)
где — погрешность базирования;
- = (2.5)
- погрешность закрепления; = 100 мкм.
(табл. 4.11)
= = 100 мкм.
Определяем расчетные припуски на обработку по формуле:
2 = 2(), (2.6)
2 = 2(150+250+) = 1000 мкм;
2 = 2(30+30+) = 320 мкм;
- В графу «расчетный припуск» для окончательной обработки заносим минимальный размер, указанный на чертеже. Для предшествующих переходов расчет на размер определяется по формуле:
= + 2, (2.7)
=48 — 0,16 = 47,84 мм;
- Допуски по соответствующим переходам механической обработки берем из таблицы 2.8 пояснительной записки.
Предельный максимальный размер равен расчетному.
Предельный минимальный размер определяется по формуле:
= -, (2.8)
Предельный минимальный припуск определяется по формуле:
2 = — , (2.9)
2 = 49,86 — 48,66 = 1.2 мкм;
Предельный максимальный припуск определяется по формуле:
2 = -, (2.10)
2 = 48,66 — 48 = 0,66 мкм;
Проверку правильности расчетов проводим по формуле:
2 — 2 = — , (2.11)
0,66-0,32 = 0,5-0,16;
0,34 = 0,34;
- На основании полученных данных строим схему расположения межоперационных припусков, допусков и операционных размеров.
Рисунок 2.2 — Схема расположения межоперационных припусков и операционных размеров с допусками ?48.
На остальные поверхности припуски по переходам назначаем табличным методом из таблиц справочника.
Назначение и расчеты целесообразно вести в табличной форме. Данные по расчетам величины межоперационного припуска заносим в таблицу 2.10.
Таблица 2.10 — Табличный расчет припусков
|
Размер с допуском по чертежу |
|||
|
?63 |
2х1,5 |
— |
|
|
?30 |
2х2,5 |
— |
|
|
?34,7 |
— |
||
|
50 |
2х1 |
— |
|
|
?48 |
2х0,5 |
— |
|
2.3.2 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы)
На одну операцию (переход) обработки режимы резания определяем по эмпирическим формулам, используя методику.
На одну операцию (переход) назначаем режимы резания по нормативам с подробным описанием, используя методику.
Все расчеты заносим в сводную таблицу 2.12.
Производим расчет аналитическим методом на черновое точении поверхности 48 мм:
Определяем глубину резания
t = 1,5 мм, (2.12)
Выбираем подачу и корректируем ее значение по паспортным данным станка (табл. 11)
S = 0,8 мм/об.
Определяем скорость резания по формуле:
V = , (2.13)
где = 290; x = 0,15; y = 0,35; m = 0,20 (табл. 17);
- Т — период стойкости, мин;
- Т = 60 мин, (стр. 363);
- общий поправочный коэффициент.
= , (2.14)
где — коэффициент, на обрабатываемый материал; = 0,59 (стр. 358, табл. 1);
- коэффициент, на инструментальный материал;
- = 0.83 (стр. 361, табл. 6);
- коэффициент, учитывающий глубину сверления;
- = 0,9 (стр. 385, табл41).
Определяем коэффициент на обрабатываемый материал по формуле:
= , (2.15)
где, — показатель степени; = 1,25 (стр. 359, табл. 2)
= = 0,59
= = 0,44
V = = 54,8 м/мин
Определяем частоту вращения шпинделя по формуле:
n= , (2.16)
n = = 364
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, при условиях обработки принимаем: = 355 .
Определяем действительную скорость резания по формуле:
= , (2.17)
= = 54 м/мин
Определяем осевую силу по формуле:
= 10 , (2.18)
где = 100; = 1,0; = 0,75; n=0 (стр. 385, табл. 42);
- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.
= (2.19)
где = 1,18 (стр. 362, табл. 9)
= 10 = 1,487 кН
Определяем мощность резания по формуле:
= , (2.20)
= = 1,3 кВт
Проверка:
, (2.21)
10 = 7,5 кВт
1,33,6
Определяем основное время по формуле:
= i, (2.22)
где — длина рабочего хода; = 27 мм;
- i-число проходов; i = 2.
= 2 = 0,19 мин.
Табличный расчет режимов резания при сверлении отверстия:
Определяем длину рабочего хода по формуле:
= + y, (2.23)
где — длина резания, мм; = 50 мм;
- y-подвод, врезание и перебег инструмента, мм; y = 10 мм. (стр. 300)
= 50 + 10 = 60 мм.
Табличный расчёт:
Определяем подачу и корректируем ее по паспортным данным станка:
= 0,55 мм/об.
Определяем стойкость инструмента (стр. 26, табл. 3)
= 50 мин.
Определяем скорость резания по формуле:
V = , (2.24)
где — табличная скорость резания, м/мин; = 15 м/мин (стр. 29, карта Т-4);
- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
- = 1.0 (стр. 32);
- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;
- = 1,15 (стр. 33);
- коэффициент, зависящий от вида обработки, = 1,0 (стр. 34).
V = 151.01,151,0 = 17,25 м/мин.
Определяем частоту вращения шпинделя по формуле:
n= , (2.25)
n = = 220 .
Корректируем частоту вращения фрезы по паспортным данным станка: = 250 .
Определяем действительную скорость резания по формуле:
= , (2.26)
= = 19,6 м/мин.
Определяем мощность резания по формуле:
= N t *Kn * , (2.27)
= 8,8 = 2,42 кВт
Проверка:
1,2, (2.28)
1,2 = 3,84 кВт
2,42 3,84.
Определяем основное время по формуле:
= i, (2.29)
где — длина рабочего хода; = 60 мм;
- i-число проходов; i = 1.
= 1 = 0,44 мин.
По остальным операциям заносим в таблицу 2.11.
Таблица 2.11 Сводная таблица режимов резания
|
№ операции |
Содержание перехода |
D, мм |
t, мм |
, мм |
i |
Подача, мм/об |
n, об/мин |
V, м/мин |
, мин |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
010 |
Подрезка торца |
75 |
3 |
42 |
2 |
0,3 |
315 |
74 |
0,89 |
|
|
Точение черн. |
75 |
3 |
34 |
3 |
0,3 |
315 |
74 |
1,08 |
||
|
Точение чис. |
66 |
2,5 |
16 |
3 |
0,3 |
315 |
66 |
0,51 |
||
|
015 |
Подрезка торца |
75 |
3 |
42 |
2 |
0,3 |
355 |
83,6 |
0,8 |
|
|
Точение черн. |
75 |
3 |
26 |
3 |
0,3 |
355 |
83,6 |
0.73 |
||
|
Точение чист. |
66 |
2,5 |
16 |
3 |
0,3 |
355 |
73,6 |
0.45 |
||
|
020 |
Сверлить отверстие |
25 |
12,5 |
62 |
1 |
0,14 |
170 |
13,3 |
0.3 |
|
|
025 |
Расточить отверстие |
28 |
1,5 |
56 |
1 |
0,25 |
355 |
32,1 |
0,63 |
|
|
Расточить фаску |
32 |
4 |
6 |
1 |
0,14 |
355 |
35,7 |
0,12 |
||
|
030 |
Подрезать торец |
66 |
1 |
22 |
1 |
0,25 |
315 |
65 |
0,28 |
|
|
Расточить отверстие |
30 |
1 |
55 |
1 |
0,15 |
315 |
30 |
1,2 |
||
|
Расточить фаску |
33 |
1,6 |
5 |
1 |
0,14 |
315 |
32 |
0,11 |
||
|
Расточить канавку |
34,7 |
7 |
5 |
1 |
0,14 |
250 |
27 |
0.14 |
||
|
035 |
Подрезать торец |
51 |
1 |
14 |
1 |
0,3 |
315 |
50 |
0,15 |
|
|
Точение черн. |
51 66 |
1,5 2 |
16 11 |
1 1 |
0,15 0,2 |
315 315 |
50 50 |
0,34 0,2 |
||
|
Точение получист. |
66 |
1,5 |
28 |
1 |
0,15 |
315 |
65 |
0,6 |
||
|
Точение чист. |
66 51 |
1 1.5 |
11 16 |
1 1 |
0,2 0,15 |
315 315 |
65 50 |
0,2 0,34 |
||
|
Точить фаску |
48 |
1 |
3 |
2 |
0,2 |
315 |
48 |
0,1 |
||
2.3.3 Нормирование проектируемой операции
Для расчета технических обоснованных норм времени необходимо использовать методику[].Данные норм времени заносим в таблицу 2.13.
Определяем вспомогательное время по формуле:
= + + , (2.30)
где — время, на установку и снятие детали, мин; = 0,25 мин (стр. 54, карта 16);
- время, связанное с переходом, мин;
- = 0,33 мин (стр. 95, карта 27);
- время на измерение детали, мин;
- = 0,48 мин (стр. 88, карта 86)
= 0,25 + 0,33 + 0,48 = 1,06 мин
Определяем подготовительно-заключительное время по формуле:
= + + , (2.31)
где — время на наладку станка, инструмента и приспособления, мин; = 17 мин (стр. 100, карта 28);
- время на дополнительные приемы, мин;
- = 0 мин;
- время на получение инструмента и приспособления до начала и сдачу их после окончания обработки, мин; = 7 мин (стр. 101, карта 28).
= 17 + 7 = 24 мин
Определяем штучное время по формуле:
= (+)(1+), (2.32)
где — время на обслуживание рабочего места, = 3 (стр. 100, карта 28);
- время отдых и личные надобности, = 4 (стр. 202, карта 88)
= (2,48+1,06)(1+) = 3,84 мин
Определяем штучно-калькуляционное время по формуле:
= + , (2.33)
где n- количество деталей в партии, шт.; n = 180 шт.
= 3,84 + = 3,97 мин.
На все остальные операции назначение норм времени выполняются параллельно с заполнением сводной таблицы 2.12.
Таблица 2.12 Сводная таблица норм времени
|
№ и наименование операции |
или |
, мин |
, % |
, % |
, мин |
, мин |
n, шт. |
, мин |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
010Токарно-винторезная |
2,48 |
0,25 |
0,33 |
— |
0,48 |
3,5 |
5 |
3,84 |
24 |
180 |
3,98 |
|
|
015Токарно-винторезная |
1,98 |
0,25 |
0,33 |
— |
0,90 |
3,5 |
5 |
3,72 |
24 |
180 |
3,85 |
|
|
020 Вертикально-сверлильная |
0,3 |
0,27 |
0,40 |
— |
0,30 |
4 |
6 |
1,40 |
15 |
180 |
1,48 |
|
|
025Токарно-винторезная |
0,73 |
0,25 |
0,33 |
— |
0.57 |
3,5 |
6 |
2,06 |
24 |
180 |
2,19 |
|
|
030Токарно-винторезная |
1,73 |
0,25 |
0,33 |
— |
0,65 |
3,5 |
5 |
3,21 |
24 |
180 |
3,34 |
|
|
035Токарно-винторезная |
1,93 |
0,25 |
0,33 |
— |
1,44 |
3,5 |
5 |
4,29 |
24 |
180 |
4,42 |
|
2.3.4 Мероприятия по ресурсо- и энергосбережениям
Производим расчет энерго- и ресурсосбережений. Данные по расчетам заносим в таблицу 2.13 соответственно по базовому и проектируемому техпроцессам.
Таблица 2.13 — Данные для расчета экономии энергоресурсов
|
№ операции |
Мощность электродвигателя, кВт |
Основное время, мин |
Площадь, занимаемая станком, |
Расход электроэнергии на 1 деталь, кВт ч |
Годовой объем выпуска изделий, шт. |
|
|
Базовый ТП |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
010 |
11 |
2,48 |
2,975 |
0,45 |
3000 |
|
|
015 |
11 |
1,98 |
2,975 |
0,36 |
||
|
020 |
11 |
0,6 |
2,975 |
0,09 |
||
|
025 |
11 |
0,73 |
2,975 |
0,13 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
025 |
11 |
0,73 |
2,975 |
0,13 |
||
|
030 |
11 |
1,73 |
2,975 |
0,32 |
||
|
035 |
11 |
1,93 |
2,975 |
0,35 |
||
|
Итого |
66 |
9,45 |
17,85 |
1,7 |
||
|
Проектируемый ТП |
||||||
|
010 |
11 |
2,48 |
2,975 |
0,45 |
3000 |
|
|
015 |
11 |
1,98 |
2,975 |
0,36 |
||
|
020 |
4 |
0,3 |
2,975 |
0,02 |
||
|
025 |
11 |
0,73 |
0,85 |
0,13 |
||
|
030 |
11 |
1,73 |
2,975 |
0,32 |
||
|
035 |
11 |
1,93 |
2,975 |
0,35 |
||
|
Итого |
59 |
9,15 |
15,725 |
1,63 |
||
Определяем расход электроэнергии по формуле:
= , (2.34)
где — мощность электродвигателя станка на i-й операции, кВт;
- основное время на i-й операции, мин.
= . кВ/ч
Данные по расчету расхода электроэнергии по базовому и проектируемому ТП заносим в таблицу 2.13.
Тогда расход на электроэнергии на обработку годового объема выпуска деталей составит:
= N, (2.35)
где — суммарный расход электроэнергии по операциям, кВт; по проектируемому ТП: = 1,63 кВт; по базовому ТП: = 1,7 кВт.
N — годовой объем выпуска деталей, шт.; N = 3000 шт.
По проектируемому ТП:
= 1,633000 = 4890 кВтч
По базовому ТП:
=1,73000 = 5100 кВтч
Следовательно, экономический эффект от снижения расхода электроэнергии составит:
= ( — ) , (2.36)
где — цена 1 кВтч электроэнергии, руб.; = 1570 руб.
= (5100 — 4890) 1570 = 329700 руб.
Второй составляющей энергосбережения является снижение на обогрев промышленного здания в связи с уменьшением его объема.
Объем здания определяем умножением площади на высоту:
= 1,3 SH, (2.37)
где S-площадь занимаемая станками по вариантам, ; По проектируемому ТП: S = 15,725; по базовому ТП: S =17,85 .
H-высота здания от уровня чистого пола до фермы, м.; H = 7,2 м.
По проектируемому ТП:
- = 1,3 15,7257,2 = 147,18 ;
По базовому ТП:
= 1,3 17,857,2 = 167,1 .
Для обогрева 1 здания расход тепловой энергии составляет 0,05 Гкал, а цена 1 Гкал равна 462350 руб.
Расход тепловой энергии определяем по формуле:
= , (2.38)
где — расход тепловой энергии на обогрев 1 ; = 0,5 Гкал/
По проектируемому ТП:
- = 0,5 15,725 = 7,86 Гкал;
По базовому ТП:
= 0,5 17,85 = 8,92 Гкал.
Тогда экономический эффект от расхода тепловой энергии составит:
= ( — ) , (2.39)
где — цена 1 Гкал, руб.; = 462350 руб.
= (8,92-7,86) 462350 = 490091 руб.
Суммарный эффектно энергосбережению составит:
Э = + , (2.40)
Э = 329700 + 490091 = 819791 руб.
При замене оборудования в данном курсовом проекте достигнуто снижение затрат суммарного эффекта по энергосбережению, в размере 819971 руб.
Заключение
В ходе курсового проекта при проектировании технологического процесса изготовления детали Поршень произведена замена токарно-винторезной операции 020 базового ТП на операцию 020 вертикально-сверлильную. Данная замена позволила сократить время обработки детали, повысить точность обработки поверхности детали и сократить основное и вспомогательное время, выигрывая на электроэнергии.
В пояснительной записке были произведены расчёты: режимов резания на токарно-винторезную операцию аналитическим методом, а на вертикально-сверлильную табличным методом.
После модернизации базового ТП, суммарный эффект по энергосбережению составил 819 791 руб.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/izgotovlenie-porshnya/
1. ГОСТ1050-88 Химический состав и механические свойства стали
2. Горбацевич А. Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн.: Выш. шк., 1986. — 238 с: ил.
3. Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. -М.: Машиностроение, 1972.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред.
А.Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985.
5. Барановский Ю. В. Справочник. Режимы резания металлов. — М.: Машиностроение, 1972.
6. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Ч2. Нормативы режимов резания. — М.: Экономика, 1990. — 473 с.: ил.
7. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание и рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках: среднесерийное и крупносерийное производство, — М.; НИИ труда, 1984. — 469 с.
8. Основы энергосбережения: Учебное пособие/ Б. И. Врублевский,
С.Н. Лебедева, А. Б. Невзорова и др. Под редакцией
Б.И. Врублевского. — Гомель: ЧУП «ЦНТУ Развитие», 2002. — 190 с.
9. Энергосбережения и энергетический менеджмент: учеб. пособие/ А.А. Андрижиевский, В.И. Володин. — Мн.: Выш. шк., 2005. — 294 с.
