Читайте данную работу прямо на сайте или скачайте

Технология изготовления вала-шестерни

Содержание

1.Общая часть

10
11
12
12
13
12
15
22
23
25
30
40
48
50
53
54
55
71
72
72
73
74
74
77
77
78
78
78

Введение

1.1.Описание конструкции машины или зла (сборочной единицы), в

которую входит обрабатываемая деталь

1.2.Служебное обозначение поверхностей детали

2.Технологическая часть

2.1.Анализ технологичности конструкции детали.

2.2.Выбор вида производства

2.3.Анализ существующего технологического процесса.

2.4.Выбор вида заготовки, ее конструирование с технико-экономическим обоснованием.

2.5.Разработка технологического маршрута обработки

2.6.Разработка плана обработки

2.7.Выбор средств технологического оснащения

2.8.Расчет и определение промежуточных припусков

2.9.Расчет режимов резания

2.10.Расчет технических норм времени на все операции

2.11.Технико-экономическое сравнение вариантов обработки поверхностей.

3.Конструкторская часть

3.1.Выбор, описание конструкции и расчет приспособления

3.2.Выбор, описание конструкции и расчет режущего инструмента

3.3.Выбор, описание конструкции и расчет мерительного инструмента

4.Карты технологического процесса

4.1.Маршрутная карта

4.2.Операционные карты

4.3.Карты эскизов

5.Проектирование частка

5.1.Организационная часть

5.1.1.Определение потребного количества оборудования, режущих и мерительных инструментов

5.1.2.Организация контроля

5.1.3.Организация снабжения материалами и заготовками

5.1.4.Организация транспортного хозяйства

5.1.5.Организация работы частка и рабочих мест

5.2.Планировка частка

5.2.1.Растановка оборудования и ее обоснование

6.Охрана труда и пожарная безопасность

6.1.Организация техники безопасности и противопожарные мероприятия

6.2.Мероприятия по снижению шума в машинах, оборудовании в цехах

6.3.Мероприятия по снижению вибраций машин и оборудования

6.4.Разработка пылеулавливающих стройств

79
79
81
81
81
82
82
82
82
82
85
89
90
91

7 Экономическая часть

7.1 Расчет затрат на материалы

7.2 Расчет заработной платы производственных рабочих на деталь

7.3 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию

оборудования

7.4 Расчет цеховых расходов

7.5 Расчет цеховой себестоимости

7.6 Расчет заводских расходов

7.7 Расчет заводской себестоимости

7.8 Расчет внепроизводственных расходов

7.9 Расчет полной себестоимости

7.10 Составление калькуляции по двум вариантам.

7.11 Определение экономической эффективности от

программы выпуска

8.Результативная часть

8.1. Отличие разработанного техпроцесса от базового

Литература

Приложения

1 Общая часть

Введение

Завершающей стадией обучения в ТТК является выполнение дипломного проекта. Дипломное проектирование является большой самостоятельной работой будущего специалиста, направленный на решение конкретных задач в области совершенствования технологии организации производства и лучшения технико-экономических показателей проекта. Выполнение дипломного проекта служит важнейшей формой приобретения навыков самостоятельной работы будущего специалиста, так как приходится решать большой комплекс инженерных и технических задач.

В процессе работы над дипломным проектом будущий специалист должен проявить свои творческие способности, показать мение разрабатывать перспективные техпроцессы изготовления деталей в машиностроении. Качество дипломного проекта характеризуется главным образом глубиной технологических и конструкторских разработок и элементами новизны, внесенными дипломником.

Основные задачи дипломного проекта:

1) пронализировать базовый (заводской) технологический процесс изготовления вал-шестерни (чертеж ¹ 59 41 733 04 003) и выявить его основные недостатки.

2) На базе базового техпроцесса разработать технологический процесс изготовления вал-шестерни для заданной программы выпуска, странив основные недостатки базового техпроцесса

3) Пронализировать разработанный техпроцесс с точки зрения возникновения опасных и вредных факторов, возможных при изменении базового техпроцесса. В случае выявления таких факторов принять меры по их устранению или защите от их воздействия

4) Спроектировать часток механического цеха по обработке вал-шестерни

5) Рассчитать себестоимость изготовления вал-шестерни

6) Определить экономическую эффективность разработанного техпроцесса по обработке вал-шестерни.

1.1а Описание конструкции машины или зла (сборочной единицы), в которую входит изготавливаемая деталь

Данная деталь является вал-шестерней и предназначена для передачи передачи крутящего момента.

На рисунке 1.1. приведен фрагмент зла.

Рисунок 1.1-а Редуктор.

Вал-шестерня 1, становлена в двух подшипниках 10 и 9,внутри корпуса редуктора 11,закрытого крышкой 4 в которой расположено плотнение 3, прилегающее к шейке вала. Также на вал-шестерни расположены шестерня открытой передачи 2, станавливающейся на шлицы и ориентируемая в осевом направлении при помощи втулки 12а, находящаяся в зацеплении с колесом 13 и шкив ременной передачи 6.

Вал-шестерня 1. в редукторе осуществляет передачу и распределение крутящего момента. Передача вращающего момента осуществляется посредством ременной передачи на шкив через шпонки 7 и 8, и распределяется на две зубчатые передачи (на колеса 5 и 13 ).

1.2 Служебное обозначение поверхностей детали

Классификация поверхностей детали по служебному назначению

Рисунок 1.2- Систематизация поверхностей

Таблица 1.1- Классификация поверхностей детали по служебному назначению

¹	Вид поверхностей	Номера поверхностей
1	Исполнительные	9,24,31,36
2	Основные конструкторские базы (ОКБ)	5,14,22,28
3	Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ)	32,16,34
4	Свободные	остальные

2 Технологическая часть

2.1  Анализ технологичности конструкции детали

Вал-шестерня редуктора перемещения штабелера изготовлена из стали 3ХМЮА-конструкционная среднелегированая.

Таблица2.1-химический состав стали

C	Mn	Si	Cr	Mo	Al
0.35-0.42	0.3-0.6	0.2-0.45	1.35-1.65	0.15-0.25	0.7-1.1

Среднее содержание глерода обеспечивает вязкость сердцевины, что после азотирования позволяет получить высокую твердость поверхности зубьев и обеспечить достаточную прочность всей детали.

Добавки марганца повышают твердость и износотойкость стали.

Кремний увеличивает прочность, при сохранении вязкости, также повышает пругость материала.

Добавки хрома при незначительном снижении пластичности, повышают прочность и корозионную стойкость стали.

Молибден величивает пругость и коррозионную стойкость.

люминий повышает вязкость и коррозионную стойкость.

Также содержание молибдена и алюминия являются обязательными для азотируемости стали. В свою очередь азотирование позволяет значительно величить износостойкость и предел выносливости при циклопеременных нагрузках.

Конфигурация поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. При анализе детали был выявлены следующие недостатки:

-Отсутствуют канавок под выход инструмента на шлифуемых шейках.

-Отсутствуют фаски на шлицевом соединении.

-Нет допусков на торцевое биение и перпендикулярность порных торцев подшипников.

В остальном, деталь достаточно технологична.

Одним из показателей технологичности детали является коэффициент использования материала. Коэффициент использования материала:

где

2.Выбор типа производства

Определим предварительно тип производства, используя годовой объём выпуска и массу детали (3,8кг. и 1 штук в год). [2,с.24,таблица3.1]

Из таблицы видно, что производство будет среднесерийным. Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном производстве. При серийном производстве используют ниверсальные станки, оснащённые как специализированным, так и ниверсальным оборудованием. В серийном производстве технологический процесс изготовления преимущественно дифференцирован, то есть, расчленён на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определённых станках.

Таблица2. Выбор стратегии разработки технологического процесса.

Показатель технологичности процесса	Серийное производство
1. Форма организации технологического процесса	Переменнопоточная
2. Повторяемость выпуска изделий	Периодически повторяются
3. нификация технологического процесса	Разработан единичный технологический процесс
4. Заготовка	Профильный прокат
5. Припуски	По таблицам

2.3. Анализ существующего технологического процесса

анализ существующего технологического процесса должен быть проведён с точки зрения обеспечения качества продукции. При этом следует выяснить, правильно ли он составлен для выполнения требований чертежа и соблюдаются ли все требования технологического процесса.

Данные заводского (базового) технологического процесса по обработке зубчатого конического колеса сведём в таблицу 5.

Таблица 2.3

¹ опера-ции	Название операции	Содержание операции
00	Заготовительная	Резка прокатаÇ80 l=270мм
10	Токарная	Торцевать, проточить наружный диаметр до Ç72мм.
15	Термическая	Высокий отпуск для понижения твердости и снятия напряжений.
20	Токарная	Точить с припуском 0,3мм Ç658,3; с припуском 0,8мм ÇÇ58; с припуском 1мм ÇÇ50, Ç38, Ç45, Ç24;центровать.
25	Круглошлифовальная	Шлифовать Ç68,63
30	Шлицефрезерная	Фрезеровать шлицы с припуском 0,8мм
35	Фрезерная	Фрезеровать шпоночный паз с припуском 0,2мм; фрезеровать ñ 22мм.
40	Зубофрезерная	Нарезать зубья согласно чертежу.
45	Слесарная	Зачистить заусенцы.
50	Химикотермическая	зотировать (HV85Е1050)
55	Круглошлифовальная	Шлифовать Ç68,63 ÇÇ58 ÇÇ50 Ç45 Ç24 Ç38 сняв слой азотации.
60	Шлицешлифовальная	Шлифовать шлицы сняв слой азотации.
65	Координатношлифовальная	Шлифовать шпоночные пазы.
70	Контрольная
75	Маркировочная	Маркировать
80	Консервация

Представленный технологический процесс позволяет выполнить все требования чертежа, но трудоемок.

Можно исключить шлицешлифовальную и координатношлифовальную операции, выполнив шлицы и шпоночные пазы после снятия слоя азотации (чернового шлифования). Также считаю целесообразным диаметр заготовки меньшить до Ç75 и всю механическую обработку вести после отпуска заготовки. В рамках оптимизации технологического процесса для среднесерийного производства предлогаю ввести фрезерноцентровальную операцию.

2.Выбор вида заготовки, её конструирование с технико-экономическим обоснованием

Произведём технико-экономический расчёт двух вариантов изготовления заготовок: покат и штамповка на ГКМ. Годовой объём выпуска 1 шт. Масса детали 3,8 кг. Рабочий чертёж детали (лист 1), материал - сталь 3ХМЮА. Тип производства - среднесерийный.

Вариант 1:

За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наружный диаметр деталиÇ 68,63_-0,3 мм. (лист 1).

Устанавливаем предварительный маршрут технологического процесса обработки поверхности деталиÇ68,63_-0,3 мм.

Обработку поверхности Ç68,63_-0,3 мм. производят в жёстких центрах, на токарном копировальном станке с автоматической загрузкой.

Технологический маршрут обработки данной поверхности:

Операция 10 Токарная черновая

20 Токарная чистовая

Определяем припуск на механическую обработку:

где D_н - номинальный диаметр обрабатываемой поверхности;

z - припуск на обработку;

D_Р - расчётный диаметр с чётом припуска на обработку.

По расчётным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатанного проката обычной точности по ГОСТ 2590-71.

Круг

Нормальная длина проката при данном диаметре Е7 м. Отклонения для Ç75 мм. равны ( [Добрыднев, с. 43, табл. 3.14]

Определим общую длину заготовок:

где L_з - номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;

z_подр. - припуск на подрезку торцевых поверхностей.

[2, с. 40, табл. 3.12]

Принимаем длину заготовки L_з=265
2 мм.

Определим объём заготовки:

а

где L_З - длина стержня (заготовки) с плюсовым допуском, см;

D_З.П - диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.

Определим массу заготовки:

а

где g - плотность материала.

Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки. Потери на зажим заготовки l_ЗАЖ.=80 мм.

Заготовку отрезают на ножницах, Это самый производительный и дешёвый способ.

Длину торцевого обрезка проката определяем из соотношения:

где d - диаметр сечения заготовки,

d=80 мм.

Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:

где L_ПР - длина выбранного проката.

При длине проката 4 м.:

Получаем 14 заготовок.

При длине проката 7 м.:

Получаем 26 заготовок.

Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката.

или

а

Из проката длиной 4 м.:

или

Из проката длиной 7 м.:

или

Из расчётов на некратность следует, что прокат длиной 7 м. для изготовления заготовок экономичнее, чем прокат длиной 4 м.

Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят:

Потери материала на длину торцевого обреза проката в процентном отношении к длине прокат составят:

Общие потери к длине выбранного проката:

а

Расход материала на одну деталь с чётом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:

а

Коэффициэнт использования материала:

а

Стоимость заготовки из поката:

а

где С_М - цена 1 кг. материала заготовки;

С_отх. - цена отходов материала.

Полная стоимость вычислится как:

где С_об-оринтировочная стоимость обработки;

аа

где С_уд-удельные затраты на снятие 1кг стружки;

К_о-коэффициент обрабатываемости;

Вариант 2:

Заготовка изготовлена методом горячей объёмной штамповки на горизонтально- ковочной машине (ГКМ).

Степень сложности С1. Точность изготовления поковки - класс 1. Группа стали М1.

Обьем заготовки определяем исходя согласно размерам определенным при ее конструировании, для этого надо словно разбить фигуру заготовки на отдельные простые элементы и проставить на них размеры с чётом плюсовых допусков. (рисунок 3)

рисунок3- Упрощенная заготовка.

Определим объём отдельных элементов заготовки:

где D - диаметр сечения выбранного частка заготовки с чётом верхнего отклонения;

L - длина выбранного частка заготовки с чётом верхнего отклонения.

Общий объём заготовки:

Масса штампованной заготовки:

Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и так далее) при горячей объёмной штамповке равными 10%, определим расход материала на 1 деталь:

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

Стоимость штампованной заготовки:

Найдем полную стоимость:

Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:

где

Экономический эффект изготовления заготовки из штамповки:

Таблица 2.4 Ц Экономические показатели,

Показатели	Вариант 1	Вариант 2
КИ.М.	0,4	0,51
Стоимость заготовки, руб.	259,4	341,94

Техно - экономические расчёты показывают, что заготовка полученная методом горячей объёмной штамповки на ГКМ, более экономична по использованию материала, но существенно дороже чем заготовка из проката на основании чего применение ее считаю не целесообразным.

2.5 Разработка технологического маршрута и план обработки.

Разработку технологического маршрута начинаем с заполнения карты исходных данных в таблицу 2.4

Таблица2.5- Карта исходных данных.

¹пп	№Поверхности	Шероховатость Rа	Рекомендуемые операции	Технические требования
1	2	3	4	5
2	34,35,18,19	12,5	Фрезерноцентровальная
3	1,2,4,7,9,10,11,12,13,15,17,21,22,26,27,28,29, 30,	12.5	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная
4	2,22,28	3,2	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная	Радиальное биение относительно оси центров для поверхности 2;перпендикулярность к шейкам торцев 21 и27.
5	5,14,16	1.6	Токарная чистовая Токарная черновая Шлифовальная черновая Шлифовальная чистовая	Радиальное биение относительно оси центров; соосность поверхностей 5и14.
6	3	0,8	Токарная чистовая Токарная черновая Шлифовальная чистовая Шлифовальная чистовая
7	36	12,5	Фрезерная

Продолжение таблицы2.5

1	2	3	4	5
	24,25	3,2	Шпоночнофрезерная	Симметричность шпоночных пазов относительно оси центров. параллельность их осей оси центров.
	31,32	3,2	Шлицефрезерная
	20,23	3,2	Зубофрезерная	Биение делительного диаметра относительно оси ценров.

Выбор оборудования производим исходя из технологических возможностей станков и их технических характеристик.

Так для токарной обработки применим токарновинторезный станок с Пу 1К2Ф3, на нынешнем этапе развития электронных технологий, системы числового программного правления несущественно удорожают станок и при этом нетолько значительно расширяют технологические возможности станка, но и повышают его производительность. Применение станка с ЧПУ на токарной чистовой операции при контурной обработке позволят одновременно проточить диаметры, обработать торцы и получить фаски.

На фрезерноцентровальной операции применим станок А931.

Зубонарезание произведем на станке К30П.

Для нарезания шлицев применим станок 535А.

Также применим шпоночнофрезерный станок Д91.

На фрезерной операции используем станок Т104.

На шлифовальной операции круглошлифовальный станок М153.

Технические характеристики выбранных станков приведены в таблице 4.2.

Таблица2.6

¹пп	Модель оборудования	Диапазон частот вращения мин-1	Диапазон подач S0 мм/мин	Мощность кВт	Габариты Станка мм	Масса Станка кг
1	1К2Ф3	12,5-2 22скорости	3-1200 1,5-600 Бесступенчато	10	1710Û1750	4
2	А931	500-2	0,01-0,16	4,4	2Û1050	2390
3	535А	80-250	0,63-5	6,5	2585Û1550	4100
4	Д91	500-4	20-1200	2,2	1320Û1380	920
5	Т104	63-2800	11,2-500	2,2	1250Û1205	830
6	М153	50-1	0,05-5	7,5	2540Û1950	4

Маршрут обработки представлен в таблице 2.7

Таблица2.8- технологический маршрут обработки детали

№ опер	Название операции	№ обработанных поверхностей	Квалитет IT	Шероховатость Rа, мкм	Модель Станка
1	2	3	4	5	6
	Отрезная		16	40	Б72
005	Фрезерно- центровальная	18,19,34,35	10	12,5	А931
010	Контрольная
015	Токарная черновая	1,2,3,5,7,9	12	20	1К2Ф3
020	Токарная чистовая	1,2,3,5,7,8,26,29,30,33,37	10	12,5	1К2Ф3
025	Токарная черновая	12,14,16	12	20	1К2Ф3
030	Токарная чистовая	10,11,12,14,15,16,17,21, 22	10	12,5	1К2Ф3
035	Токарная	4,6,13,22,28,30	8	3,2	1К2Ф3
040	Контрольная
045	Зубофрезерная	8,23,20	8-в	6,3	К30П
050	Слесарная
055	Контрольная
060	Фрезерная	36	10	12,5	Т104
065	Слесарная
070	Термическая
075	Круглошлифо-вальная	3,5,14,16	8	2,5	М153
080	Круглошлифо-вальная	38	8	2,5	М153
085	Моечная
090	Контрольная
100	Шлицефрезерная	32,31	7	3,2	535А
105	Контрольная

Продолжение таблицы2.8

1	2	3	4	5	6
110	Фрезерная	24,25	8	3,2	Д91
115	Слесарная
120	Круглошлифо-вальная	3,5,14,16	6	1,6	М153
125	Моечная
130	Контрольная

2.Выбор средств технологического оснащения

таблица2.9-выбор средств технологического оснащения

№ оп.	Название операции	Наименование приспособления	Наименованиеи модель оборудования	Наименование инструмента	Наименование котрольноизмери-тельного инструмента
1	2	3	4	5	6
005	Фрезерно-центровальная	Тиски с призматическими самоцентрирующи-ми губкамиГОСТ12195-86; 2е инструментальных головокГОСТ13041-83	Фрезерноцен-тровальный втомат 2A931	Центровочное сверло ГОСТ 14952-75 Ç4 РМ5(2шт) Четырехугольная пластина ТК10 ГОСТ 19057-80 (2шт)	Калибр с индикато-ром для контроля глубины центровых отверстий Эталон калибра ГОСТ 4224-81
015 025	Токарная Черновая	Центр ГОСТ13214-67 Зажимной задний центр КМ-5 Патрон поводковый	Токарный станок с ЧПУ 1К2Ф3	Ромбическая пластина Т1К6 ГОСТ 18877-73	Жесткий калибр скоба
020 030	Токарная чистовая	Центр ГОСТ13214-67 Зажимной задний центр КМ-5 Патрон поводковый	Токарный станок с ЧПУ 1К2Ф3	Треугольная пластина ТК10 ГОСТ 19057-80	Жесткий калибр скоба ШЦ2
035	Токарная	Центр ГОСТ13214-67 Зажимной задний центр КМ-5 Патрон поводковый	Токарный станок с ЧПУ 1К2Ф3	Пластина канавочная ТК10 ГОСТ 14-73	Жесткий калибр скоба
045	Зубофрезерная	Задний центр ГОСТ 18260-72 Центр ГОСТ 13214-79 Поводок раздвижной ГОСТ 16211-70 Оправка для червячной фрезы	Зубофрезерный станок К30П	2х заходная червячная фреза Ç90 ГОСТ 19265-85 РК10	Эталон для контроля эвольвенты, стенд с идикатором.

Продолжение таблицы2.9

1	2	3	4	5	6
060	Фрезерная	Задний центр ГОСТ 18260-72 Центр ГОСТ 13214-79 Поводок раздвижной ГОСТ 16211-70 Делительная головка УДГ-200	Вертикально-фрезерный консольный станок Т104	Концевая фреза с коническим хвостовиком с напаянными пластинами Т1К6 ГОСТ18372-73
075 080	КруглошлиЦфовальная	Поводок ГОСТ 16213-70 Центр ГОСТ 13214-79 Подвижный центр ГОСТ 18260-72	Кругло-шлифовальный станок М153	Круг шлифовальный П2500´40´127 2А2СМ1К ГОСТ 2424-83	Калибр скоба

100

Шлицефре-зерная

Задний центр ГОСТ 18260-72 Центр ГОСТ 13214-79 Поводок раздвижной ГОСТ 16211-70 Оправка для червячной фрезы

Шлицефрезерный станок 535А

1но заходная червячная фреза Ç114 ГОСТ 9324-80 РМФ3-МП

080	Фрезерная	Задний центр ГОСТ 18260-72 Центр ГОСТ 13214-79 Поводок раздвижной ГОСТ 16211-70 Делительная головка	Шпоночно-фрезерный станок Д691	Шпоночная фреза РМ5 ГОСТ1940-78
045 075 085	Слесарная	Тиски ГОСТ 12246-66	Стол	Напильник
120	Круглошли-фовальная	Поводок ГОСТ 16213-70 Центр ГОСТ 13214-79 Подвижный центр ГОСТ 18260-72	Кругло-шлифовальный станок М153	Круг шлифовальный ПП500´40´127 2А2СМ1К ГОСТ 2424-83	Калибр скоба

2.8 Расчет и определение промежуточных припусков

Расчет припусков аналитическим методом.

2.8.Исходные данные

Заготовка - прокат.

Рассчитаем припуски на наиболее точную цилиндрическую поверхность -а шейку Ç50к6 Последовательность обработки данной поверхности, оборудование, становка приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.10

№	Методы обработки поверхности	¹операции	оборудование	Установка заготовки
1	Точение черновое	015	1К2Ф3	В центрах
2	Точение чистовое	020	1К2Ф3	В центрах
3	Шлифование черновое	075	Б15Т	В центах
4	Шлифование чистовое	120	Б15Т	В центах

Таблица2.11 Параметры поверхности

¹ пп	¹ операции	Шероховатость Rz, мкм	Диффектный слой h, мкм	Погрешность становки eу
1		80	250	--
2	015	20	50	100
3	020	12.5	25	50
4	075	6.3	20	0
5	120	1.6	15	0

Расчет припусков по переходам

Данные исходных значений допусков, элементов припуска и расчетов припуска приведены в таблице 2.8.

2.8.Расчет припусков по переходам

Таблица 2.1Ц результаты расчетов.

№перехода	Технологический переход IT	Элементы припуска, мкм	2Zmin, мкм	dminрасч , мм	Tdi , мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски, мм
Rzi	hi	ρi	eустi
dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
1	Прокат IT16	160	250	985	--	--	55.338	3	53.558	56.568	--	--
2	Точить на черно IT13	50	50	60	100	2800	50.907	400	50.568	50.968	5.6	6
3	Точить на чисто IT10	25	25	40	50	581	50.326	120	50.168	50.288	0.68	0.8
4	Шлифо-вать IT8	10	20	20	0	202	50.124	46	50.048	50.094	0.194	0.24
5	Шлифо-вать IT6	5	15	10	0	122	50.002	20	50.002	50.022	0.072	0.092

Определим элементы припуска r_о и e_уст

где ρ_см- кривизна смещения

ρ_кор- кривизна коробления

ρ_ц-кривизна центровки

где D_к-удельная кривизна

L-длина заготовки

D_к=1.5мкм/мма [1,c.180,табл. 1 ]

Величина отклонения расположения заготовкиа центровки

где d_з - допуск на поверхности, используемые в качестве базовых на фрезерно-центровальных операциях

d_з =1,3 мм

Суммарное отклонение расположения

Погрешность установки при базировании заготовки в центрах

e₂=190 мкм [2,с.139,табл.6 ]

Остаточное суммарное расположение заготовки после черновой обработки

где Ку- коэффициент точнения [6,с. 190]

для перехода 2 К_у =0,06

для перехода 3 К_у =0,04

для перехода 4 К_у =0,02

для перехода 5 К_у =0,01

тогда

ρ₂= К_у2×ρ_о= 985×0,06 = 60мкм

ρ₃= К_у3×ρ_о= 985×0,04 = 40мкм

ρ₄ = К_у4×ρ_о= 985×0,02 = 20мкм

ρ₅ = К_у5×ρ_о= 985×0,01 = 10мкм

Погрешность установки

e₃=e₁К_у= 2500×0,04 = 100мкм

e₄=e₁К_у= 2500×0,02 = 50мкм

Погрешность установки на 4 и 5 переходах e₅= 0

Минимальный припуск на черновую обработку

промежуточные расчетные размеры по обрабатываемым поверхностям

dmin_i-1=d_i min +2Zmin_i

d min₅ = 50.002 мм

d min₄ = 50.002+0.122=50.124 мм

d min₃ = 50.124+0.202=50.326 мм

d min₂ = 50.326+0.581=50.907 мм

d min₁ = 50.907+2.8=53.707 мм

d max_i = d_i min +Td_i

d max₁ = 53.707+3=56.707 мм

d max₂ = 50.907+0.4=51.307 мм

d max₃ = 30,282+0,084 = 30,366 мм

d max₄ = 30,616+0,33 = 30,946 мм

d max₅ = 33,55+2.0 = 35,55 мм

минимальные припуски

2Zmin_i = d_i-1 min - d_i max

2Zmin₂ = 53.7-51.4=2.3 мм

2Zmin₃ = 51-50.42=0.58 мм

2Zmin₄ = 50.3-50.15=0.15 мм

2Zmin₅ = 50.1-50.02=0.08 мм

максимальные припуски

2Zmax = d_i-1 max - dmin _i

2Zmax₂ = 56.7-51=5.7 мм

2Zmax₃ = 51.4-50.3=1.1 мм

2Zmax₄ = 50.42-50.1=0.32 мм

2Zmax₅ = 50.15-50=0.15 мм

рисунока - Структура припуска

проверка результатов расчёта

2Zmax_i - 2Zmin_i = TD_i + TD_i-1 Ц словие проверки

2Zmax₅ - 2Zmin₅ = 0.15 -0.008 = 0.07

TD₄ + TD₅ = 0.046 + 0.02 = 0.066

2Zmax₄ - 2Zmin₄ =0.32 - 0.15 = 0.17

TD₃ + TD₄ = 0.12 + 0.046 = 0.166

2Zmax₃ - 2Zmin₃ =1.1 - 0.58 = 0.52 мм

TD₂ + TD₃=0.4+0.12 = 0.52 мм

2Zmax₂ - 2Zmin₂ = 5.7-2.3 =3.4

TD₁ + TD₂ =3+.04 = 3.4

Расчеты показывают, что расчёт припусков выполнен верно.

Назначение припусков табличным методом.

Таблица2.13а - Сводная таблица припусков.

¹пп	Размер	Вид обработки	Припуск на Обработку 2Zmin,мм	Допуск IT,мкм
1	Ç22	Токарная черновая Токарная чистовая	5 3	0,62
2	Ç38	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая	5 1.5 0.4	0,62 0,1 0.075
3	Ç50	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая Шлифовальная чистовая	2.8 0.6 0.2 0.1	0.74 0.12 0.075 0.02
4	Ç45	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая Шлифовальная чистовая	2.8 0.6 0.15 0.05	0.74 0.12 0.1 0.1
5	Ç58	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая	5 1 0.4	0.74 0.12 0.12
6	Ç68	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая	5 2 0.4	0.74 0.3 0.3
7	Ç24	Токарная черновая Токарная чистовая Шлифовальная черновая Шлифовальная чистовая	3 0.5 0.4 0.1	0.62 0.084 0.03 0.02
8	263	Отрезная Фрезерноцентрова-льная	10 7	1,5 0.81
9	25	Токарная черновая Токарная чистовая	2 0.5	0.62 0.4
10	41	Токарная черновая Токарная чистовая	2 0.5	0.62 0.4
11	88	Токарная черновая Токарная чистовая	3 0.75	0.87 0.54
12	104	Токарная черновая Токарная чистовая	3 0.75	0.87 0.54

2.9 Расчёта режимов резания

2.9.Расчет режимов резания на токарную операцию 020

Исходные данные

Деталь - вал-шестерня

Материал - сталь 3Мю ( d_в =1060 Па НВ=270)

Заготовка - прокат

Обработка - токарная чистовая

Тип производств - серийное

Приспособление - патрон поводковый с центром

Смена детали - ручная

Жесткость станка - средняя

Содержание операции, содержание переходов, длина обработки и величина припуск приведены в таблице

Таблица 2.14

Содержание перехода	Длина обработки	Припуск
Точить поверхности, выдержать размеры Ç22-0.084;Ç38.5-0.1;Ç45.25-0.1;Ç50.2-0.12; Ç58.5-0.12;Ç69-0,3	200	0,3

Выбор режущего инструмента

Резец токарный проходной сборный с механическим креплением твердосплавных пластин. h=20а b=20а L=140

Пластина 3х гранная, Т1К6

φ=92˚,φ1 =8˚, λ=0а α=11˚

Данные оборудования

Модель-1К2Ф3

Мощность 10 кВт

Число скоростей шпинделя 22

Частота вращения шпинделя 12,5-2 об/мин

Подача суппорта:

Продольная 3-1200 мм/мин

Поперечная 1,5-600 мм/мин

Число ступеней подач: б/с

Расчет режимов резания

Глубин резания t= 0.3 мм.

Подач S= 0.25 мм/об [3,с.268, табл. 14].

Расчётная скорость резания [3, c.265]:

,

где C_U - поправочныйа коэффициент; C_U = 420 [3,c.269,табл.17];

T - стойкость, мин; Т= 90 мин

t - глубин резания, мм;

m,x,yа - показатели степени;а m= 0.2, x= 0.15, y= 0.2, [3,c.269,табл.17];

K_U - поправочныйа коэффициент, учитывающийа фактические словия резания [3,c.282];

а,

где K_MU - коэффициент, учитывающийа качество обрабатываемого материала [3,c.261,табл.1];

K_ПU - коэффициент, учитывающийа состояниеа поверхности заготовки; K_ПU = 1.0 [3,c.263,табл.5];

K_ИU - коэффициент, учитывающийа материала инструмента; K_ИU = 1.0 [6,c.263,табл.6];

а,

где K_Г - коэффициент, характеризующийа группу сталиа по обрабатываемости;а K_Г = 1.0 [6,c.262,табл.2];

s_в - предела прочности; n_U - показатель степени; n_U = 1,0 [6,c.262,табл.2];

Тогда:

.

Тогда:

.

Тогда:

м/мин.

Частот вращения шпинделя:

а,

где V - расчётная скорость резания, м/мин;

Тогда:

Переход 1: точение Ç22

n₁ =

Переход 2: точение Ç38.5

n₂ = а

Переход 3: точение Ç45.25

n₃ =

Переход 4: точение Ç50.2

n₄ =

Переход 5: точение Ç58.5

n₅ =

Переход 6: точение Ç69

n₃ =

Корректировка режимова резания по паспортныма данныма станка:

фактическая частот вращения шпинделя

Переход 1: n = 2 об/мин;

Переход 2: n = 1800 об/мин;

Переход 3: n = 1600 об/мин;

Переход 4: n = 1400 об/мин;

Переход 5: n = 1200 об/мин;

Переход 6: n = 1 об/мин;

тогд фактическая скорость резания:

Переход 1:

V =

Переход 2:

V =

Переход 3:

V =

Переход 4:

V =

Переход 5:

V =

Переход 6:

V =

Расчёта сила резания

Главная составляющая силы резания:

P_z =

где C_P - поправочныйа коэффициент; C_P = 300 [3,c.273,табл.22]; x, y, n - показатели степени; x= 1.0, аy= 0.75, n= -0.15 [3,c.273,табл.22];

K_P - поправочныйа коэффициента

Kp=K_Mр×Kjp×Kgp×Klp×Krр

K_MP - поправочныйа коэффициента н качество обрабатываемого материала [3,c.264,табл.9];

K_MP =

где s_в - предела прочности;

- показатель степени; n = 0.75 [3,c.264,табл.9];

Тогда:

K_MP =

Kjp,Kgp,Klp,Krр- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания

Kjp=0,89 Kgp=1,0 Klp=1,0 Krр = 1,0 [3,c.275,табл.23];

Тогда:

P_z = а= 158 Н.

Мощность резания

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка: Nшп= Nд×h=10×0.75= 7.5 кВт; а0,67< 7.5

Вывод: Ообработка возможна.

2.9.Расчет режимов резания на шлифовальную операцию

Исходные данные:

Деталь- вал-шестерня

Материал- сталь 3Мю d_В =1060 Па НВ=780

Заготовка- прокат

Обработка- круглошлифовальная

Шлифкруг- ПП500´40´127 2А2СМ1К

Тип производства- серийное

Приспособление- патрон поводковый с центром

Смена детали- ручная

Жесткость станка - средняя

Структура операций (последовательность переходов)

Оп 30 Шлифовальная

Шлифовать поверхности, сняв слой азотации, выдерживая размеры: Ç68.63_-0.3;50.1^+0.75;58_-0.5;45.25_-0.1; 38_-0.025;24.1^+0.03

Расчет элементов режимов обработки

Глубин резания t = 0,4 мм.

Расчет скорости шлифовального круга

[4,с.172,карта Ш1 ]

где: D - диаметр круга;

n_КР -а частота вращения круга;

а

Скорость вращения детали

а

Уточняем скорость вращения деталиа по паспорту станка

n=320а мин^-1

Действительная скорость резания

Предварительная обработка

Sм= Sм пр×К₁×К₂×К₃, [4,с.173]

Окончательная обработка

Sм.ок= Sм ок×К₁×К₂×К₃,

Где - Sм пр, Sм.ок - минутные подачи по таблице, мм/мин [4,с.174,карта Ш1 ]

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга К₂ Ц коэффициент, зависящий от припуска и точности; [4,с.174,карта Ш1 ]

К₃- коэффициент, зависящий ота диаметра круга, количества кругов и характера поверхности

[4,с.174,карта Ш1 ]

Sм= 2 мм/мин

Sм.пр= 2×1.1×0.9×1=1,98 мм/мин

Sм.ок= 2×1.1×0.55×1=1,21 мм/мин

Определение времени выхаживания

t_ВЫХ=0.09 мин [4,с.175 ]

Определение величины слоя, снимаемого при выхаживании

_ВЫХ=0.03 мм [4,с.174,карта Ш1 ]

Расчет машинного времени

где: а_ПР - величина слоя снимаемого при предварительной обработке;

а_ОК- величина слоя снимаемого при окончательной обработке;

S_ПР Ц подача на этапе предварительной обработки;

S_ОК Ц подача на этапе окончательной обработки;

а_ОК=а-(а_ПР-а_ВЫХ) [4,с.169]

_ПР=(0.4-0.5)aа [4,с.169]

_ПР=0.2

_ОК=0.4-(0.17+0.03)=0.2 мм

2.9.3 Расчет режимов резания на фрезерной операции 060

Исходные данные:

Деталь- вал-шестерня

Материал- сталь 3Мю d_В =1060 Па НВ=270

Заготовка- прокат

Обработка- фрезерная

Инструмент-фреза концевая Ç12 с напаянными пластинами Т1К6

Тип производства- серийное

Приспособление- патрон поводковый с центром, делительная головка

Смена детали- ручная

Жесткость станка - средняя

Выбор подачи

S_Z=0,06 [3,с.238,таблица 3,4 ]

Расчет скорости резания.

где C_V Ц табличная скорость резания;

D - диаметр фрезы;

Т - стойкость инструмента;

t - припуск;

S_Z - подача на зуб;

В - ширина снимаемого слоя;

Z - число зубьев фрезы;

где K_MV - коэффициент учитывающий свойства материала;

K_ПV Ц коэффициент учитывающий качество поверхности;

K_UVЦ коэффициент учитывающий материал инструмента;

K_MV =0.95, K_ПV =1, K_UV =1 [3,с.287,таблица 39 ]

q=0.44, x=0.24, у=0.26, u=0.1, p=0.13, m=0.37; [3,с.287,таблица 39]

Определим частоту вращения фрезы.

Уточним частоту вращения фрезы по паспорту станка.

n=2200 мин^-1

Рассчитаем силу резания.

С_P=12.5, X=0.85, Y=0.75, U=1, q=0.73, W=-0.13, K_MP=1; [3,с.291,таблица 41]

Определим мощность на шпинделе станка.

где N_СТ -а мощность станка;

N_Д а- мощность двигателя станка;

h - коэффициент полезного действия станка;

N_СТ=2.2

Вывод: Ообработка возможна.

2.9.4 Расчет режимов резания на зубофрезерной операции

Исходные данные:

Деталь - вал-шестерня

Материал- сталь 3Мю d_В =1060 Па НВ=270

Заготовка- прокат

Обработка - зубофрезерная

Инструмент-фреза червячная Ç115 сборная, однозаходная

Материал инструмента - РМФ3

Тип производства - серийное

Приспособление- патрон поводковый с центром, делительная головка

Смена детали - ручная

Жесткость станка - средняя

Рассчитаем длину рабочего хода фрезы.

L_P.X.=L_PE3+У+L_ДОП, [4,с.139,карта З-1 ]

где L_P.X -а длина рабочего хода фрезы;

У - длина перебега и врезания;

L_ДОП - длина дополнительного хода;

где b - ширина венца;

b - гол наклона зубьев;

У=22 мм, [4,с.304 ]

L_P.X=40.4+22=62.4 мм

Определим подачу и скорость резания.

где S_ТАБ - табличная подача фрезы за один оборот заготовки;

S₀ - подача фрезы за один оборот заготовки;

аK_S Ц коэффициент учитывающий свойства материала;

где К₁а - коэффициент учитывающий свойства материала;

К₂ - коэффициент учитывающий свойства материала инструмента;

S_ТАБ=1.8мм/об, V_ТАБ=60 м/мин, К₁=1.5, К₂=1.2, К_S=1.5 [4,с.148,карта 3-2 ]

Найдем частоту вращения фрезы.

Уточним найденную частоту по паспорту станка.

n=300 мин^-1

Найдем действительную скорость резания.

Найдем время обработки.

[4,с.140,карта 3-1 ]

где Z - число зубьев шестерни;

e - число заходов фрезы;

q - количество одновременно обрабатываемых деталей;

Таблица 2.15 - сводная таблица режимов резания.

¹ опер.	Операция/переход	Припуск t, мм	Подача S0, мм/об	Скорость резания V, м/мин	Скорость главного движения n, мин-1	Подача минутная Sм, мм/мин
015 025	Токарная черновая Ç22 Ç38 Ç45 Ç50 Ç58 Ç68,63 Ç24	5 5 5 5 5 5 3	0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5	90 90 90 90 90 90 90	950 750 600 600 500 400 950	380 260 210 210 175 140 330
020 030	Токарная чистовая Ç22 Ç38 Ç45 Ç50 Ç58 Ç68,63 Ç24	3 2 0.6 0.6 1.5 1.5 0.5	0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25	207 207 207 207 207 207	2 1800 1600 1400 1200 1 2	500 450 400 350 300 240 500
045	Зубофрезерная	2.25	3	110	300	900
100	Шлицефрезерная	3	1	30	200	200
060	Фрезерная	3	0.24	138	2200	530
110	Шпоночнофрезерная	1	0.05	55	2200	80
075	Шлифовальная черн. Ç38 Ç45 Ç50 Ç58 Ç68,63 Ç24	0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4	0.002 0.003 0.003 0.003 0.003 0.004	50 50 50 50 50 50	600 400 350 320 350 250	1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
120	Шлифовальная чист. Ç24 Ç45 Ç50	0.05 0.1 0.1	0.001 0.001 0.001	500 300 300	40 40 40	0.5 0.5 0.5

2.10 Расчет технических норм времени

2.10.1 Рассчет время обработки на все операции

где L_Р.Х. - длина рабочего хода:

S_M Ц минутная подача режущего инстркмента;

Операция 015 ( токарная черновая левого конца ) :

Ç68

Ç58

Ç50

Ç45

Ç38

Ç22

Операция 015 ( токарная черновая правого конца ) :

Ç58

Ç50

Ç24

Операция 020 ( токарная чистовая левого конца ) :

Ç22

Ç38

Ç45

Ç50

Ç58

Ç68

Операция 030 ( токарная чистовая правого конца ) :

Ç24

Ç50

Ç58

Операция 035 ( токарная ).

Определи время затрачиваемое на холостые ходы (ускоренная подача S_M=4800 мм/мин ).

Определим машинное время на операциях, по формуле:

Операция 075 (кругошлифовальная ).

где L - длина шлифуемой шейки;

t Ц время обработки одного частка;

S_М.П. - продольная минутная подача;

Ç38

Ç58

Ç68

Операция 080 (шлифовальная ):

Операция 120 ( круглошлифовальная ).

Операция 060 ( фрезерная ).

Операция 110 ( шпоночнофрезерная ).

2.10.2 Операция 015 - токарная черновая

Т_шт = t_о + t_всп + t_ТО + t_ОТ

t_о - основное время обработки поверхности

t_всп - вспомогательное время

t_ТО - время на техническое обслуживание

t_ОТ - время перерывов и отдыха

[6, с.101]

t_о = 3.7 мин

t_всп = t_УС + t_ЗО + t_УП + t_ИЗМ, мин

t_УС - время на становку и снятие детали

t_ЗО - время на закрепление и открепление детали

t_УП - время на приемы правления

t_ИЗМ -время на измерение детали

t_УС + t_ЗО = 0.27 мин [6, с.198,табл. 5.4]

t_УП = 0.05 мин [6, c. 202 табл. 5.8]

t_ИЗМ = 0.09 мин [6, с.206 табл. 5.10]

t_всп = 0.27 + 0.05 + 0.09 = 0.41

t_ТО = 0.002 мин [6, с. 210, табл. 5.18]

t_ОТ = 0.03 мин [6, с.213, табл. 5.22]

Т_шт = 3.7 + 0.41 + 0.002 +0.006 + 0.03 = 4.15 мин

Т_шт.к. = а+ Т_шт, мин

Т_п-з - подготовительно-заключительное время

-а объем партии

где N - годовая программа;

- периодичность запуска;

Ф - годовой фонд времени;

Т_п-з = 10 мин [6, с. 215 табл. 6.3]

Т_шт.к. =

Вычисления на следующие операции производится аналогично: по тем же источникам и формулам.

2.10.3 Операция 075 -а шлифовальная предварительная

Т_шт = t_о + t_всп + t_ТО + t_ОО + t_ОТ

t_о = 5.64 мин

t_всп = t_УС + t_ЗО + t_УП + t_ИЗМ

t_УС = 0.03 мин

t_ЗО = 0.24 мин

t_УП = 0.03 мин

t_ИЗМ = 0.06 мин

t_всп = 0.03 + 0.24 + 0.03 + 0.06а = 0.36 мин

t_ТО = 0.039 мин

t_ОО = 0.017 мин

t_ОТ = 0.07 мин

Т_шт = 5.64 + 0.36 + 0.039 + 0.017 + 0.07 = 6.126 мин

Т_п-з = 11 мин

Т_шт.к. = а+ 6.126 = 6.173 мин

2.10.3 Операция 025 - фрезерная

а.

Т_шт = t_о + t_всп + t_ТО + t_ОО + t_ОТ,

t_всп = t_УС + t_ЗО + t_УП + t_ИЗМ

t_УС = 0.02 мин

t_ЗО = 0.06 мин

t_УП = 0.06 мин

t_ИЗМ = 0.07 мин

t_всп = 0.02 + 0.06 + 0.06 + 0.07 = 0.21 мин

t_ТО = 0.042 мин

t_ОО = 0.019 мин

t_ОТ = 0.06 мин

Т_шт = 0.17 + 0.21 + 0.042 + 0.019 + 0.06 = 0.5 мин

Т_п-з = 16 мин

Т_шт.к. =

2.10.4 Операция 045 - зубофрезерная

Т_шт = t_о + t_всп + t_ТО + t_ОО + t_ОТ

t_о = 2.5 мин

t_всп = t_УС + t_ЗО + t_УП + t_ИЗМ

t_всп = 0.05 + 0.06 + 0.27 = 0.38 мин

t_ТО = 0.15 мин

t_ОО = 0.074 мин

t_ОТ = 0.28 мин

Т_шт = 2.5 + 0.38 + 0.15 + 0.074 + 0.28 = 3.484 мин

Т_п-з = 28 мин

Т_шт.к.=

На остальные операции время будем рассчитывать по источнику [6, с. 146]. Данные сведем в таблицу 12.1

Таблица 2.16а - сводная таблица штучного времени.

№ опер	Название операции	ТО, мин	TВ, мин	ТОБ, мин	ТШТ, мин	ТП-З, мин	ТШТ-К, мин
1	2	3	4	5	6	7	8
005	Фрезерно- центровальная	0.2	0.06	0.01	0.42	17	0.45
015	Токарная черновая	3.7	0.41	0.002	4.15	10	4.2
020	Токарная чистовая	0.585	0.41	0.002	1.03	10	1.08
025	Токарная черновая	0.95	0.41	0.002	1.4	10	1.45
030	Токарная чистовая	0.054	0.41	0.002	0.504	10	0.554
035	Токарная	0.12	0.41	0.002	0.507	10	0.62
040	Контрольная						0.03
045	Зубофрезерная	2.5	0.38	0.234	3.484	28	3.6
050	Слесарная	0.2					0.2
055	Контрольная						0.05

Продолжение таблицы 2.16

1	2	3	4	5	6	7	8
060	Фрезерная	0.17	0.21	0.061	0.5	16	0.57
065	Слесарная	0.2					0.2
070	Термическая
075	Круглошлифо-вальная	5.64	0.36	0.056	6.126	11	6.173
080	Круглошлифо-вальная	0.33	0.36	0.056	0.816	11	0.863
085	Моечная						0.02
090	Контрольная						0.03
100	Шлицефрезерная	1.08	0.38	0.234	2.18	28	2.42
105	Контрольная						0.06
110	Шпоночнофрезерная	0.45	0.21	0.061	0.71	16	0.78
115	Слесарная						0.2
120	Круглошлифо-вальная	0.5	0.36	0.056	0.986	11	1.033
125	Моечная						0.02
130	Контрольная						0.5

5 Проектирование частка механического цеха

5.1 Организационная часть

5.1.1. Определение потребного количества режущих инструментов

Годовая потребность в режущем инструменте по каждому виду и размеру:

(5.1)

где SТ_М - суммарное машинное время на обработку детали данным инструментом, ч;

Т_Р - стойкость инструмента с четом переточки, мин;

К_С - коэффициент случайной были инструмента из-за поломок или недоиспользования.

(5.2)

где Т - стойкость инструмента между двумя переточками, мин;

L - толщина слоя рабочей части, подвергаемого переточке, мм;

z - толщина слоя рабочей части, снимаемого при каждой переточке, мм.

Определим потребное количество режущего инструмента. Результаты расчетов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Потребное количество режущих инструментов

Наименование режущего инструмента	SТМ, мин	Т, мин	ТР(А), мин	Количество инструмента, шт
расчетное	принятое
Сверло центровочное Ç 4 ГОСТ 14034-74	0,072	30	105	6.85	7
Пластина 3х гранная, ТК10	0.2	60	60	33.33	34
Пластина 3х гранная, Т1К6	5.4	60	60	901.5	902
Фреза червячная сборная РМФ3	2.5	300	300	83.33	84
Фреза концевая Ç20 РМ5	0.17	60	420	4.04	5
Фреза шлицевая модульная Ç80 РМ5	1.08	140	1260	8.57	9
Фреза шпоночная Ç8 РМ5	0.45	10	230	19.56	20

Определение потребного количества абразивных инструментов для обработки вала.

Годовая потребность в абразивном инструменте по каждому виду и размеру:

а, (5.3)

где Т_А - стойкость абразивного круга до полного износа, ч.

(5.4)

где R_К - наружный радиус нового абразивного круга, мм;

r_К - наружный радиус изношенного абразивного круга, мм;

В - ширина абразивного круга, мм;

К_С - коэффициент случайной были из-за врезания круга в деталь, поломок и недоиспользования;

j - поправочный коэффициент.

Определим потребное количество абразивного инструмента. Результаты расчетов приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2- Потребное количество режущих инструментов

Наименование режущего инструмента	SТМ, мин	Т, ч	Количество инструмента, шт.
расчетное	принятое
Шлифовальный круг ПП 500х305х50	6.14	1583	38.75	40
Шлифовальный круг П 500х305х50	0.33	1583	2.08	3

5.1.2. Расчет потребного количества мерительных инструментов

Годовая потребность в мерительном инструменте по каждому виду и размеру:

(5.5)

где П_ВЫБ - процент выборки при контроле, %;

d_ИЗМ - количество измерений, вызывающих износ рабочих элементов инструмента на 1 мкм;

Y - допустимый износ инструмента, мкм;

К_РЕМ Ц коэффициент, учитывающий восстановление и ремонт инструмента.

Результаты расчета потребного количества мерительных инструментов приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3. Потребное количество мерительных инструментов

№ оп	Потребное количество инструмента
Калибров-пробок	Калибров-скоб	шаблонов
010	1	-	1
040	-	12	1
065	-	13	1
110	-	12	1
125	-	1-3	1

5.1.3. Организация контроля

Рабочий осуществляет предварительный контроль на рабочем месте. Окончательный контроль осуществляется в цехе на частке, на специально отведенном месте контролером ОТК.

Контролер осуществляет приемочный контроль. А так же в течении рабочего дня осуществляет летучий контроль, что способствует своевременному обнаружению брака.

Контроль осуществляется ОТК следующим образом: После обработки детали на каждом рабочем месте рабочий осуществляет выборочный контроль. Сплошной контроль осуществляет контроллер на контрольных, столах после шлифовальной операции. Кроме этого контролеры осуществляют выборочный контроль деталей, находящихся в обработке.

5.1.4. Организация снабжения материалами и заготовками

Заготовки к рабочим местам подвозятся электрокаром. За своевременной поставкой заготовок следит мастер.

Получение инструмента осуществляет сам станочник перед началом рабочего дня путем получения его из инструментальной раздаточной кладовой. Мерительным инструментом обеспечивает контролер, который следит за своевременной проверкой и заменой.

Материально-техническое снабжение осуществляется на основе составления годовых планов снабжения и разовых заявок, составления планов завоза материала.

Принимаем систему снабженческих складов. Особенностью является наличие ряда отдельных снабженческих подразделений, снабженческих складов, специализированных по группам материалов, покупных изделий полуфабрикатов. Снабжение складов осуществляется комплексом снабженческих операций: выявление потребности в заготовках, прием и хранение материалов, отпуск заготовок в производство, оперативный чет и контроль за их расходом. Обеспечение частка заготовками осуществляется с помощью транспортных средств со склада заготовок, куда заготовки поступают из заготовительного цеха. Хранение и обеспечение частка режущим и мерительным инструментом, и приспособлениями осуществляется складом инструментов и приспособлений. Обеспечение частка дополнительными материалами (СОЖ, ветошь, перчатки) осуществляется соответственно снабженческим складом, находящимся в другом цехе.

5.1.5 Организация транспортного хозяйства

Доставка сырья, материала, топлива, полуфабрикатов, инструмента и готовой продукции на склады, перемещение внутри цеха, также вывоз готовой продукции и отходов является функцией транспортного хозяйства.

Внутризаводской транспорт сосредотачивается в транспортном цехе, который находится в ведении директора по общим вопросам. Каждому цеху предприятия транспортные средства выделяются по заранее поданным заявкам. При выборе системы маршрутных перевозок необходимо обеспечить кратчайшие пути пробега транспортных средств.

Перемещение частично обработанных деталей между операциями на частке осуществляется с помощью электрокаров и автопогрузчиков с поднимающимися вилами (число водителей не входит в состав цехового персонала цеха, относится к специальному транспортному хозяйству).

5.1.6. Организация работы частка и рабочих мест

Рабочее место - это часток производственной площади, оснащенный оборудованием и другими средствами труда, соответствующими характеру работ, выполняемых на этом месте.

Для выполнения производственной работы большое значение имеет правильная организация рабочего места, которая означает выбор оборудования, инструмента, оснастки и правильное размещение всего этого на отведённой производственной площади. Оснащение рабочего места определяется его технологическим назначением, ровнем специализации и степенью механизации выполняемых работ. Оснастка рабочего мест делится н следующие группы:а основное технологическое оборудование ( станки, различные становки и т.д.), транспортные средства (погрузчики, электрокары и т. д.), организационная оснастка (тумбочки, столы, стулья, сигнализация, тара, подставки под ноги и т.п. предусмотренное техникой безопасности).

Спроектированный часток механической обработки вала работает в словиях среднесерийного производства (обрабатываются однотипные детали небольшими партиями) 5 дней в неделю (выходные дни - суббота и воскресенье) в 2 смены (утренняя и вечерняя). Продолжительность смены 8 часов, продолжительность перерыва на обед и жин 40 минут. На спроектированном участке у каждого станка имеется тумбочка для хранения рабочим инструментов, чертежей, ветоши и т.д. Кроме этого при обработке деталей на этой тумбочке рабочий располагает кассету с заготовками и осуществляет контроль обработанных деталей.

5.2. Планировка механического частка

5.2.1. Расстановка оборудования в соответствии с выбранным типом производства, также нормами и требованиями охраны труда и пожарной безопасности

Выполняем планировку производственного частка с учетом норм и требований охраны труда и пожарной безопасности и в соответствии с выбранным типом производства. Расстановка оборудования производится по ходу технологического процесса. На плане производственного частка показываем: все рабочие места с казанием зоны обслуживания, размещение производственного и др. инвентаря, места для хранения заготовок и готовых деталей, расположение транспортных устройств, посты технического контроля, места для мастера и отдыха, складские помещения и т.д.

Проектируемый часток механической обработки вала располагаем в одноэтажном здании с шириной пролета 24 м, длиной пролета 12 м, высотой 12 м. Ширина главного проезда - 3 м.

Производственная площадь частка составляета S_ОБЩ = 684 м².

5.2.2. Определение необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки.

Определим необходимое количество оборудования,

Ni= (5.6)

где Ni- необходимое количество станков для i-ой операции, шт Сi- станкоемкость i-ой операции, мин Fд=3886 действительный годовой фонд работы оборудования, ч Кв=0,9- коэффициент выполнения норм.

Сi= SNi×ti (5.7)

где Ni- годовая производственная программа для i-го изделия, шт

ti-штучное время обработки i-го изделия, мин

Среднесерийное производство предполагает производство определенной номенклатуры однотипных деталей-валов, шпинделей на одном частке.

Поэтому для дозагрузки оборудования принимаем аналогичные по типу детали.

Определим коэффициент загрузки оборудования

(5.8)

где Кзi-коэффициент загрузки оборудования на i-ой операции

Nрасчi- расчетное количество оборудования i-ой операции

Nпрi- принятое количество оборудования i-ой операции

Результаты расчета необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки приведены в таблице 5.3.

Итоговая таблица расчета необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки.

Таблица 5.3- Итоговая таблица расчета необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки.

№оп	Модель станка	Тшт-к, мин	Необходимое количество станков	Коэффициент загрузки
Расчетное	Принятое
1 2 3 4 5 6	А931 1К2Ф3 К30П Т104 К22В М153	0.45 5.4 3.6 0.62 0.5 6.5	0.02 0.21 0.14 0.02 0.02 0.25	1 1 1 1 1 1	0.02 0.2 0.14 0.02 0.02 0.25

Средний коэффициент загрузки рабочих мест:

. (5.9)

где m- число операций механической обработки деталей, выполняемых на частке

а

6     Охрана труда и пожарная безопасность на рабочих местах

6.1.Организация техники безопасности и противопожарные мероприятия

Техника безопасности - это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействия, которые приводят к травмам или к ухудшению состояния здоровья, наступившему внезапно в результате несчастного случая.

Для меньшения и предупреждения травматизма проводим следующие виды инструктажа:

1)         вводный- при поступлении рабочего на работу;

2)         ежедневный- проводится на рабочем месте

3)         периодический- через Е6 месяцев

4)         внеочередной- после каждого несчастного случая или при изменении технологии.

Тело рабочего должно быть защищено от повреждений при помощи спецодежды. В зависимости от вида и опасности выполняемых работ предусматривается специальная обувь. При работе, связанной с поднятием и переносом тяжелых предметов необходимо пользоваться перчатками. При работе с вредными или красящими жидкостями необходимо применять респиратор, руки защищать резиновыми перчатками.

Для защиты рабочего от поражений электрическим током необходимо голые проводки, шины и другие токоведущие части оборудования, либо располагать в недоступном месте, либо защищать ограждениями. В некоторых случаях для защиты применяют крышки, короба, изоляцию и т.д.

Для безопасной эксплуатации внутрицехового транспорта и безопасного выполнения работ на частке необходимо четко разметить габариты проезжей части, места переходов и опасных выступающих частей оборудования, также становить на частке предупредительные и запрещающие знаки, использовать для предупреждения об опасности звуковые и световые сигналы.

Для предотвращения возникновения пожаров на частке предусматриваем следующие меры:

1)         не допускать нарушения технологического процесса

2)         не допускать неисправностей оборудования ( короткое замыкание, перегрузка)

3)         не допускать скопления промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию

4)         ставить ограждения при проведении газо и электросварочных работ

5)         заземлить все электроустановки

кроме того, согласно ГОСТ 12.1004-76 'Пожарная безопасность' на рабочих местах должны быть предусмотрены ящики с песком, пожарные щиты и кошмой, ведрами и шанцевым инструментом.

6.2 Мероприятия по снижению шума в машинах, оборудовании в цехах

В промышленности всегда имеет место шум как совокупность мешающих и раздражающих звуков.

Шум на производстве наносит большой щерб: вредно воздействует на организм человека, снижает производительность труда.

Природа шума- колебания твердых, жидких и газообразных систем.

Можно выделить следующие направления снижения шума:

1)       внедрение конструкторских решений: замена в кинематических цепях прямозубых шестерен на косозубые, цепных передач на ременные, применение специальных смазочных материалов.

2)       Технологические решения: выбор менее шумных режимов

3)       Применение специальных стройств- глушителей на транспорте

4)       Применение акустической обработки машин и механизмов- ведется с применением пористых, волокнистых, многослойных материалов, противошумных мастик и т. д.

5)       Необходимо принимать меры по снабжению рабочих бирушами, наушниками или шлемами и другими индивидуальными средствами защиты.

6.3 Мероприятия по снижению вибраций машин и оборудования

Природа вибрации та же, что и у шума - колебания, но чисто вибрация без шумовых эффектов наблюдается на частотах ниже 16 Гц.

Существует ряд частот колебаний, которые при воздействии на человека вызывают спазм сосудов и потерю чувствительности, при длительном систематическим воздействии могут привести к виброболезням. Виброболезнь относится к группе профзаболеваний, поддающихся лечению лишь на ранних стадиях. Поэтому необходимо ежегодно проводить для рабочих профессиональные осмотры в поликлиниках.

Основными причинами вибраций являются различные дисбалансы, неуравновешенность механизмов, несовпадение осей, неравномерность материала конструкции (раковины), неравномерный нагрев и т. д.

Для снижения вибраций машин и оборудования проводят следующие мероприятия: подналадка оборудования, балансировка вращающихся частей, становка оборудования на достаточно прочный фундамент, применение вибродемпферов для гашения колебаний, применение специальных прокладок, резиновых муфт и т. д.

6.4 Разработка пылеулавливающих стройств

Промышленная пыль это мельчайшие частицы, которые могут находиться во взвешенном состоянии.

Пыль образуется при дроблении и размоле, транспортировке измельченного материала (например, песка), механической обработке поверхностей (например, при шлифовании); при сварке, борке помещений и т. д.

Наибольшую опасность для организма человека представляет мелкодисперсная пыль, которая не исчезает из воздуха, легко проникает в легкие человека. При длительном вдыхании пыли у человека может возникнуть профессиональное заболевание- силикоз.

На спроектированном частке механического цеха по обработке вала мелкодисперсная пыль возникает в основном около шлифовальных станков. Для ее странения на шлифовальных станках предусмотрен отсос пыли из зоны резания. Кроме этого, на частке предусмотрена общая и местная вентиляция, которая обеспечивает необходимую циркуляцию воздуха.

М= (7.1)

где М - затраты на материалы

С₃ - стоимость заготовки (см. п. 2.4)

К_{Т.З Ц} коэффициент_а учитывающий _атанспортнозаготовительные расходы

Зная норматив транспортно заготовительных расходов ( К_Т.З=1.05 ) найдем затраты на материал.

М=123.75 Ä 1.05= 129.93, руб

7.2 Расчет заработной платы производственных рабочих на деталь (основной, дополнительной, отчислений на соцстрах)

Расчет зарплаты производственных рабочих на деталь

Основная зарплата

Посн = ЗП_Т + Д + П, (7.2)

где ЗП_Т - тарифная зарплата рабочих, руб/ч;

Д - доплата к тарифной зарплате рабочего, руб/ч;

П - премия рабочего, руб/ч.

Д = Д_УТ + Д_НН + Д_В + Д_ПМ + Д_НЗ, (7.3)

Д_УТ - доплата за словия труда, руб/ч;

Д_НН - доплата за напряженность норм, руб/ч;

Д_В - доплата за работу в вечернюю смену, руб/ч;

Д_ПМ - доплата за профмастерство, руб/ч;

Д_НЗ - доплата за выполнение нормированного задания, руб/ч.

Пт= Тст×Fдр (7.4)

Где Тст- тарифная ставка, руб/ч

(7.5)

где Н_УТ - норма доплаты за словия труда, %.

(7.6)

где Н_НН - норма доплаты за напряженность норм, %.

(7.7)

где Н_В - норма доплаты за работу в вечернюю смену, %.

(7.8)

где Н_ПМ - норма доплаты за профмастерство, %.

(7.9)

где Н_НЗ - норма доплаты за выполнение нормированного задания, %.

(7.10)

где Н_ПР - норма премии, %.

Принимаем, что все рабочие частка имеют 5разряд, в базовом - 6_й.

Тогда тарифная ставка для 5 разряда Тст = 23,24 руб., 6_го - Т_ст=26.3 руб.

Время, необходимое для изготовления детали определяем по таблице 2.7.

Тда = S Тшт-к (7.11)

Т_Д.Б =33.2мин

Т_Д.П =23.75мин

ЗП_Т.Б=

ЗП_Т.Б=

Д_Б=1.16+0.58+3.25+1.3+1.3 = 7.59 руб.

Д_Б=0.73+0.36+2.06+0.82+0.82=4.79

ЗП_ОСН,Б= 14.55+7.59+3.25 =25.39 руб.

ЗП_ОСН,П= 9.2+47.79+2.06 = 16.05.

Найдем размер дополнительной заработной платы по двум вариантам.

ЗП_ДОП = 0,1×ЗП_ОСН (7.12)

ЗП_ДОП.Б = 0,1×25.39=2.53 руб.

ЗП_ДОП.П = 0.1Ä 16.05 = 1.6 руб.

Отчисления на соцстрахование составили:

, (7.13)

где Н_ОС - норма отчислений на соцстрахование, %.

7.3 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию

оборудования

(7.14)

k_СЭО = 131,4% - норма расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, %.

7.4 Расчет цеховых расходов

(7.15)

k_ЦЕХ =219,Ц норма цеховых расходов, %.

7.5 Расчет цеховой себестоимости

С_ЦЕХ = М + ЗП_ОСН + ЗП_ДОП + О_СС + Р_СЭО + Р_ЦЕХ. (7.16)

С_ЦЕХ.Б = 129.93 + 25.39 + 2.53 + 9.93 + 33.36 + 61.19 = 262.33 руб.

С_ЦЕХ.П = 129.93 + 16.05 + 6.28 + 21.09 + 38.69 = 165.87 руб.

7.6 Расчет заводских расходов

(7.17)

k_ЗАВ =63%Ц норма заводских расходов, %.

7.7 Расчет заводской себестоимости

С_ЗАВ = С_ЦЕХ + Р_ЗАВ (7.18)

С_ЗАВ.Б = 262.33 + 17.59 = 279.92 руб.

С_ЗАВ.Б = 165.87 + 11.12 = 176.99 руб.

7.8 Расчет внепроизводственных расходов

(7.19)

k_ВН =3%Ц норма внепроизводственных расходов, %.

7.9 Расчет полной себестоимости

С_ПОЛН = С_ЗАВ + Р_ВН (7.20)

С_ПОЛН.Б = 279.92 + 8.39 = 287.69 руб.

С_ПОЛН.П = 176.99 + 5.3 = 181.91 руб.

7.10 Составление калькуляции по двум вариантам.

Плановая калькуляция базового варианта представлена на листе пояснительной записки.

Плановая калькуляция проектного варианта представлена на

листе пояснительной записки.

Плановая калькуляция

Проектный вариант

Изготовления__вЦшестерни

(наименование изделия)

заказчик Чертеж № __ДП03 1201.098.00.00.001

Калькуляционная единица

Основание: заказ № от л 2003 г. Вес в кг 3.8

№ п/п	Статьи расхода	Ед. изм	Сумма	Примечания
1	Материалы	Руб	128.92
2	Покупные изделия и полуфабрикаты	Руб	-
3	Полуфабрикаты собственного производства	Руб	-
	Итого материалов	Руб	128.92
4	Возвратные отходы	Руб	5.17
	Итого за вычетом отходов	Руб	123.75
5	Транспортно-заготовительные расходы %	Руб	5
6	Основная зарплата производственных рабочих	Руб	16.05
7	Дополнительная зарплата	Руб	1.6
8	Отчисление на социальное страхование	Руб	6.28
9	Возмещение износа спецоснастки и инструмента	Руб	-
10	Расходы на содержание и эксплуатац. оборуд.	Руб	21.09
11	Цеховые расходы	Руб	38.69
	Итого цеховая себестоимость	Руб	165.87
12	Общезаводские расходы	Руб	11.12
	Итого заводская себестоимость	Руб	176.99
13	Внепроизводственные расходы	Руб	5.3
	Всего полная себестоимость	Руб	181.91
14	Плановая прибыль	Руб	45.47
	Оптовая цена	Руб	227.38

Плановая калькуляция

Базовый вариант

Изготовления__вЦшестерни

(наименование изделия)

заказчик Чертеж № _59 41 733 071 04 003

Калькуляционная единица

Основание: заказ № от л 2003 г. Вес в кг 3.8

№ п/п	Статьи расхода	Ед. изм	Сумма	Примечания
1	Материалы	Руб	128.92
2	Покупные изделия и полуфабрикаты	Руб	-
3	Полуфабрикаты собственного производства	Руб	-
	Итого материалов	Руб	128.92
4	Возвратные отходы	Руб	5.2
	Итого за вычетом отходов	Руб	123.75
5	Транспортно-заготовительные расходы %	Руб	5
6	Основная зарплата производственных рабочих	Руб	25.39
7	Дополнительная зарплата	Руб	2.53
8	Отчисление на социальное страхование	Руб	9.93
9	Возмещение износа спецоснастки и инструмента	Руб	-
10	Расходы на содержание и эксплуатац. оборуд.	Руб	33.36
11	Цеховые расходы	Руб	61.19
	Итого цеховая себестоимость	Руб	262.33
12	Общезаводские расходы	Руб	17.59
	Итого заводская себестоимость	Руб	279.92
13	Внепроизводственные расходы	Руб	8.39
	Всего полная себестоимость	Руб	287.69
14	Плановая прибыль	Руб	71.92
	Оптовая цена	Руб	359.61

Таблица 7.1 - Сводная ведомость оборудования базовый вариант

Модель станка	Количество	Цена за ед.	Стоимость всего оборудов.	Трансп. заг. и монтаж. расходы	ПервонЦчальная стоимость
1К20	1	8	8	8	88
М153	1	42	42	42	462
Т104	1	17	17	1700	18700
К30П	1	42	42	42	462
Е71А	1	8	8	8	88
В830	1	13	13	13	143
итого	7		1867	186700	2053700

Таблица 7.2- Сводная ведомость оборудования проектный вариант

Модель станка	Количество	Цена за ед.	Стоимость всего оборудов.	Трансп. заг. и монтаж. расходы	ПервонЦчальная стоимость
А931	1	18	18	18	198
1К2ФС15	1	45	45	4500	49500
М153	1	42	42	42	462
Т104	1	17	17	1700	18700
К30П	1	42	42	42	462
К22В	1	13	13	13	143
итого	6		1212	121200	1200

7.11 Определение экономической эффективности от

программы выпуска

Полная себестоимость для базового варианта С_ПОЛН.Б = 287.69 руб. Полная себестоимость для проектного варианта С_ПОЛН.П =181.91 руб. Как следует из расчетов проектный варианта оказался более эффективным.

Найдема годовой экономический эффект от внедрения проекта.

Э_Г= [(С_ПОЛН.Б + Е_Н Ä К_Б)Ц(С_ПОЛН.П + Е_Н Ä К_П)]

где Е_н = 0.1Цнормативный коэффициент капиталовложений;

К_Б и К_пЦкапиталовложения по базовому и проектному вариантам;а

Э_Г = [(287.69 + 0.16 Ä 2053700)Ц(181.91 + 0.16 Ä 1200)] Ä 1 = 11538500 руб.

Вывод: проектный вариант оказался более эффективным, чем базовый. Столь большое снижение себестоимости объясняется переходом от единичного к серийному производству

а8 Результативная часть

Отличия разработанного технологического процесса от базового:

     1        Заменен универсальный станок 1К20 на более производительный станок с ЧПУ - 1К20фС15.

     2        Заменена универсальная оснастка с ручным зажимом на более эффективную с пневмозажимом.

     3        Изменение базового технологического процесса позволило отказаться от дорогостоящих станков и операций, таких как шлицешлифовальная и кординатношлифовальная, что привело к значительному снижению себестоимости изделия.

9 Литература

1 Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. "Справочник технолога машиностроителя":Т1; 4-е издание; М., "Машиностроение";1985г.,655с

2 Добрыднев И.С. "Курсовое проектирование по предмету "Технология машиностроения"": М., "Машиностроение"; 1985г.,183с.

3 Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. "Справочник технолога машиностроителя":Т2; 4-е издание; М., "Машиностроение";1986г.,495с.

4 Барановский Ю.В. "Справочник Режимы резания металлов", М.: "Машиностроение"; 1972 г., 407с.

5 Чернавский С.А. "Курсовое проектирование деталей машин" .,"Машиностроение";1988г.,416с.

6 Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. " Курсовое проектирование по технологии машиностроения":4-е издание; Минск, "Высшая школа"; 1983г.,255с.

7 Нефёдов Н.А. "Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах" 2-е издание, М., "Высшая школа"; 1986г., 238с.

8 Станочные приспособления: Справочник. В а2-ха т. Т. 1./ Пода ред. Вардашкин Б.Н., Шатилов А.А. - М.: Машиностроение, 1984.