Процесс изготовления детали «корпус ТМ966-2120-57»

• Введение
• 1. Разработка технологического процесса
• 1.1 Служебное назначение и техническая характеристика изделия и детали
• 1.2 Постановка задачи на проектирование
• 1.3 Анализ технологичности конструкции детали
• 1.4.Выбор и обоснование типа производства
• 1.5 Определение размеров заготовки из круглого проката
• 1.6 Определение диапазона торговых длин проката
• 1.7 Определение общей потери металла
• 1.8 Определение стоимости С_м материала заготовки
• 1.9 Определение t_маш и t_шт.к.
• 1.10 Определение стоимости заготовки, стоимость ее механической обработки и стоимость детали.
• 1.11 Назначение и обоснование технологических баз, схем базирования и установки заготовки
• 1.12 Выбор методов обработки отдельных поверхностей с альтернативными вариантами
• 1.13 Формирование структуры вариантов технологического процесса
• 1.14 Выбор и расчет припусков и операционных размеров
• 1.15 Выбор и расчёт режимов резания
• 1.16 Расчёт норм времени
• 1.16 Технико-экономический анализ вариантов технологических операций по себестоимости
• 2. Разработка и конструирование средств технологического оснащения
• 2.1 Описание работы приспособления.
• 2.2 Расчет приспособления на точность
• 3. Стандартизация и управление качеством продукции
• 3.1 Основные принципы системы качества (СК), применяющиеся на ОАО «АвиаАгрегат»
• 3.2 Применение методов контроля заготовок и средств активного контроля для обработки детали
• 3.3 Применение методов статистического регулирования ТП изготовления детали «Корпус ТМ966.2120−57» и статистического приемочного контроля
• 3.4 Нормативная документация, использованная при выполнении данного раздела пояснительной записки
• 4. Технологические расчеты цеха и его технико-экономических показателей
• 5. Безопасность жизнедеятельности
• 5.1 Обеспечение безопасных условий труда при обработке шестерни
• 5.2 Анализ технологического процесса с точки зрения безопасности.
• 5.3 Разработка мероприятий по устранению опасных и вредных производственных факторов
• 5.4 Мероприятия по производственной эстетике
• 5.5 Оформление интерьера объекта и окраска оборудования
• 5.6 Санитарные показатели помещений
• 5.7 Показатели противопожарной характеристики производственного помещения
• 5.8 Пожарная безопасность
• 5.9 Электробезопасность
• 6. Экологичность проекта разработки технологического процесса обработки детали «Корпус ТМ966.2120−57»
• 6.1 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности
• 6.2

  Заключение

  по экологичности проекта

• Заключение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Ее продукция — машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а так же темпы перевооружения их новой технологией и техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

В настоящее время вопрос развития производства в экономике серьёзная и наукоёмкая задача, но без развития производства и вложения в него средств, предприятия существовать не могут. В связи с этим ОАО Авиаагрегат ищет возможности и средства для успешной работы и дальнейшего процветания его работников.

Одним из факторов, обеспечивающих конкурентоспособность продукции машиностроения, является высокий, основанный на последний достижениях науки, уровень технологических процессов, в том числе техпроцессов изготовления деталей с помощью интерактивных систем автоматизации. Для обозначения систем этого класса используется аббревиатура CAD/CAM (Computer-Aided Design и Computer — Aided Manufacturing), что дословно переводится как Проектирование с Помощью Компьютера и Изготовление с Помощью Компьютера. Подсистема CAD предназначена для автоматизации проектных, конструкторских и чертежных работ. Подсистема CAM обеспечивает автоматизированную подготовку управляющих программ для оборудования с ЧПУ на основе математической модели детали, созданной в подсистеме CAD.

Основу технологической подготовки производства составляет разработка оптимального технологического процесса с использованием CAD/CAM систем, позволяющего обеспечить выпуск заданного количества изделий заданного качества в установленные сроки с минимальными затратами.

1. Разработка технологического процесса

1.1 Служебное назначение и техническая характеристика изделия и детали

Деталь «Корпус ТМ966.2120.57» (рис.1) является одной из сборочных единиц гидравлической установки для ЗРК «Печера-2М». Характерными особенностями детали является то, что она имеет форму вала с восьмигранным фланцем со сквозными отверстиями, со всевозможными проточками, канавками и пазами, которые являются базами для установки в них различных деталей топливной системы.

Рис. 1 Общий вид детали Корпус ТМ966.2120−57.

В качестве материала для изготовления заготовки применяется сплав стали 30ХГСА ГОСТ 4543–71.

Применяется для изготовления валов, оси, зубчатых колес, фланцев и др.

Это улучшаемые детали, работающие при температуре до 200 град. С, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах

Механические свойства материала 4 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Механические свойства материала

Предел прочности при растяжении МПа

Относительное удлинение после разрыва 7% (стабилизирующий отпуск 220°).

Плотность, 7б85 кг/см³

Твердость по Бринеллю, HB=487

Шероховатость: для поверхностей детали высота неровностей профиля от R_а = 0,8 мкм до R_а=6,3 мкм.

Степень точности: наименьший квалитет 7.

1.2 Постановка задачи на проектирование

Совершенствование качества продукции невозможно без чёткой работы всей производственной цепочки от маркетинговых условий до реализации продукции потребителю, от изучения дефектов, возникающих у потребителя в процессе эксплуатации, до внесения коррективов и в технологический процесс, устраняющий эти дефекты.

Постановка задачи на проектирование технологического процесса 1 изготовления детали осуществляется на основании анализа конструкции и технологичности изделия и его деталей, а также годовой программы выпуска.

С целью обеспечения повышенной надежности работы детали, организации высокопроизводительного процесса обработки её поверхностей необходимо решить следующие задачи:

1. на основе критического анализа существующего технологического процесса разработать более эффективный процесс изготовления детали;

2. предусмотреть возможность широкого использования высокопроизводительного оборудования, режущего инструмента и технологической оснастки;

3. разработать проект токарно-фрезерного с ЧПУ участка по изготовлению деталей;

4. наметить мероприятия по охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников цеха и по увеличению ресурса деталей;

5. определить технико-экономические показатели работы участка.

Проектируемый технологический процесс должен иметь более высокие показатели по сравнению с базовым процессом.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Рабочий чертёж обрабатываемой детали ТМ966.2120.057 содержит все необходимые сведения, даёт полное представление о детали, т. е. все проекции, разрезы, сечения чётко и однозначно объясняют её конфигурацию и возможные способы получения заготовки.

Показаны размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также относительного расположения поверхностей.

Чертёж также содержит сведения о материале, массе детали и о термической обработке.

Конструкция детали «Корпус» представляет вал с восьмигранным фланцем. Основными обрабатываемыми поверхностями детали являются цилиндрические поверхности. Цилиндрические поверхности имеют как внешние так и внутренние проточки, также на них расположены пазы. На восьмигранном фланце имеются сквозные отверстия с резьбой, на одном из торцев расположен угловой паз.

Анализируя чертёж детали, определены следующие отклонения форм и размеров поверхностей детали:

· Допуски радиального биения поверхностей не более 0,03 мм;

· Допуск несносности поверхностей не более 0,5 мм;

· Допуск отклонения от номинального расположения не более 0,5 мм.

Базами для обработки будут являться внешние и внутренние цилиндрические поверхности, они являются конструкторскими, технологическими и измерительными базами.

Комплект основных конструкторских баз образуют цилиндрические поверхности Б и А, диаметрами и соответственно. Комплект вспомогательных конструкторских баз представляют собой боковые грани восьмигранного фланца поверхность И. Произведём нумерацию элементов (поверхностей) детали, создадим технологический чертёж.

1.4.Выбор и обоснование типа производства

Годовая программа изделий

Режим работы предприятия — 2 смены в сутки.

Действительный годовой фонд рабочего времени работы оборудования:

где — число праздничных и выходных дней в году;

продолжительность рабочей смены; число рабочих смен;

коэффициент, учитывающий потери рабочего времени.

Для определения формы организации производства выполняется расчет

коэффициента закрепления операций:

который принимается для планового периода, равного одному месяцу.

В формуле суммарное число различных операций, закрепленных за каждым рабочим местом; суммарное число рабочих мест с различными операциями.

Если за каждым рабочим местом закреплена только одна операция

(независимо от его загрузки), то общее число различных операций равно числу рабочих мест. Тогда и производство является массовым. Если за всеми или некоторыми рабочими местами закреплено более чем по одной операции, то и производство является серийным.

В любом техпроцессе следует стремиться к лучшему использованию оборудования как по техническим возможностям, так и по времени работы. Поэтому при малой загрузке его следует догружать аналогичными операциями по обработке не только данной, но и других деталей, изготавливаемых на участке, если такой вариант представляется возможным.

Данные о базовом технологическом процессе изготовления детали представляются в таблице. В таблице 2 разряд работ принят на основании существующего технологического процесса базового предприятия, а часовые тарифные ставки — на основании часовых тарифных ставок предприятия.

Таблица 2 Данные о базовом технологическом процессе

Для определения формы организации производства выполняется расчет коэффициента закрепления операций:

В любом техпроцессе следует стремиться к лучшему использованию оборудования как по техническим возможностям, так и по времени работы. Поэтому при малой загрузке его следует догружать аналогичными операциями по обработке не только данной, но и других деталей, изготавливаемых на участке, если такой вариант представляется возможным.

Действительный годовой фонд времени при двухсменной работе:

Содержание базового технологического процесса механической обработки детали «Корпус НГЖ 985 801» приведен в таблице 1.

Годовой объем выпуска. Средний по всему техпроцессу коэффициент закрепления операций:

где — месячный фонд времени работы оборудования при двухсменном режиме работы; - средний коэффициент выполнения норм времени; - нормативный коэффициент загрузки оборудования; - месячная программа выпуска деталей; - штучно-калькуляционное время группы однотипных операций.

Полагаем, что годовой объем запуска

.

При этом число однотипных операций, выполняемых на одном рабочем месте:

На операции 10:

;

На операции 20:

;

На операции 30:

;

На операции 60:

;

На операции 70:

;

На операции 80:

;

На операции 90:

;

На операции 100:

;

На операции 110:

;

На операции 120:

На операции 130:

;

На операции 140

;

На операции 150:

;

На операции 160:

;

На операции 170:

;

Разброс коэффициентов закрепления составил К_з.о.=13,1 — 275.

Принимаем тип производства по минимальным значениям К_з.о. Таким образом тип производства мелкосерийный. В соответствии с выбранным типом производства, станки на недогруженных операциях будут догружаться другими деталями, поступающими на обработку в цех.

1.5 Определение размеров заготовки из круглого проката

Рис. 1 Деталь М_Д=0,893 кг, N_T=60 шт/г, тип производства мелкосерийное.

Диаметр проката определяется, исходя из диаметра наибольшим габаритным размером, прибавляя к нему общий припуск на механическую обработку 2Z₀, определяемый по таблице П1.1 Приложения 1.1 [1.1,1.2] в зависимости от отношения всей длины вала L к диаметру его наибольшей ступени D_max (L/D_max):

D_з = D_{д. max} + 2Z_0,Из чертежа D_{д. max}=120 мм., L/D_max=62,5/120=0,52.

Из таблице П1.1 следует, что 2Z₀=5 мм.

D_з=120+5=125 мм.

По расчетному диаметру заготовки D_з и Приложению 1.2 из сортамента подбираем ближайший наибольший диаметр круглого стального проката, назначаем точность прокатки (В) и определяем предельные отклонения диаметра заготовки.

Точность проката назначаем В — обычной точности, так как производство мелкосерийное.

По Приложению 1.2 ближайший наибольший диаметр круглого стального проката равен 125 мм. Предельные отклонения диаметра заготовки по Приложению 1.2 равны верхнее отклонение 0,8 мм, нижнее отклонение 2,0 мм.

Затем определяем длину заготовки. По таблице П1.2 Приложения 1.1 назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда длина заготовки L_з составит:

L_з = L_д +2Z₀=62,5+8=70,5 мм.

Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки проката на штучные заготовки и определяются по таблице П1.3.1 Приложения 3.

Рис. 1 Заготовка При разрезке на дисковых, ленточных и ножовочных механических пилах Предельные отклонения равны .

1.6 Определение диапазона торговых длин проката

В соответствии с торговая длина проката выбирается в интервале 2−6 метров для качественных конструкционных сталей по ГОСТ 1050–88 и в интервале 2−12 метров для сталей по ГОСТ 380–88 или ГОСТ 4543–71. При расчете некратности необходимо стремиться к минимальным величинам.

Для каждого значения торговой длины проката, взятого с учетом п. 8 Приложения 2, следует определить величину некратности L_нк по формулам (1.11) и (1.12) и в дальнейших расчетах использовать ту торговую длину, для которой величина некратности будет наименьшей.

Некратность в зависимости от принятой длины проката:

L_нк = L_пр — L_то — L_заж — n • (L_з + L_р),

где L_пр — торговая длина проката из сортамента, мм; n — целое число заготовок, изготавливаемых из принятой торговой длины проката, шт; L_з — длина заготовки, мм; L_р — ширина реза, мм.

Число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката:

где L_заж — минимальная длина опорного (зажимного) конца проката, выбираемая по таблице П1.1.2 Приложения 1.1.

L_пр=12 мм.

L_то = (0,3…0,5) • D_з=0,4*125=50 мм.

L_заж=70мм., L_з=70,5 мм., L_р=3 мм.

Окончательно выбираем ту торговую длину, для которой потери на некратность наименьшие т. е. L_пр=6000 мм.

1.7 Определение общей потери металла

Общие потери материала П_общ на деталь, изготавливаемую из проката, состоят из потерь на некратность торговой длины проката длине заготовки П_нк, торцовой обрезки П_то, потерь на зажим П_заж опорных концов и потерь на отрезку П_отр в виде стружки при разрезании:

П_об = П_нк + П_то + П_заж + П_отр,

Потери материала на некратность, %

где L_нк — величина некратности длины заготовки торговой длине проката L_пр, мм.

Потери на торцовую обрезку проката, %

где L_то — длина торцового обрезка, мм.

Потери на зажим опорного конца проката при выбранной длине зажима, %:

Потери на отрезку заготовки при выбранной по таблице П1.1.2 Приложения 1 ширине реза, %:

П_об =0,5+0+2,1+1,1=3,7%

КИМ=0,89/6,79=0,1

1.8 Определение стоимости С_м материала заготовки

Затраты на материал заготовки С_м определяются по массе проката, расходуемой на изготовление детали и массе возвращаемой в виде отходов стружки:

1.9 Определение t_маш и t_шт.к.

Штучно-калькуляционное время приближенно определяется в виде:

t_шт.к.= t_маш• ц_к,

где t_маш — машинное время при разрезании заготовки, мин; ц_к — коэффициент, равный 1,84 для условий единичного и мелкосерийного производства и 1,51 — для массового производства.

t_шт.к.= t_маш• ц_к,

t_маш = 0,011D_з (мин) =0,011*125=1,375 мин.

t_шт.к.= t_маш• ц_к=1,375*1,84=2,53 мин.

1.10 Определение стоимости заготовки, стоимость ее механической обработки и стоимость детали

Технологическая себестоимость i-ой заготовительной операции:

где С_пзi — приведенные затраты на i-ой заготовительной операции, руб/час; t_шт.к.i — штучно-калькуляционное время выполнения i-ой заготовительной операции, мин.

По данным базового предприятия приведенные затраты за один час работы заготовительного оборудования при правке и резке прутков составляют 25 руб/час

С_д = С_з + С_мех=1.05+324,6=325,65 руб

1.11 Назначение и обоснование технологических баз, схем базирования и установки заготовки

Достижение конструкторских требований к детали в процессе их изготовления обеспечивается технологией обработки, в которой особая роль принадлежит установке заготовок в рабочие поверхности приспособлений. Определенное положение относительно режущих инструментов и станка придается заготовке в процессе базирования, когда образуются её геометрические связи с элементами приспособления. Чтобы эти связи не нарушились при механической обработке, заготовку закрепляют, создавая силовое замыкание связей. В процессе установки решаются две различные задачи: базирование и закрепление заготовок.

При разработке технологического процесса механической обработки детали основополагающим принципом, обеспечивающим требуемую точность изготовления, считается обеспечение принципа единства конструкторских, технологических и измерительных баз.

Особое значение вопросы базирования приобретают при обработке заготовок в условиях мелкосерийного производства с использованием настроенного на размер оборудования, для стабильности выполнения размеров при механической обработке.

Разработка схем базирования делится на два основных этапа:

1. Выбор черновых технологических баз;

2. Назначение чистовых технологических баз.

Назначение черновых технологических баз.

При назначении черновых технологических баз учитывают те условия, при которых обеспечивается заданная точность при минимуме припусков на обработку. Для базирования на первой операции используем наружная поверхность стального круга, диаметр которого 125 мм. Эти поверхности удовлетворяют требованиям для черновых баз:

достаточные размеры для закрепления;

на поверхностях отсутствуют дефекты;

используются только на первых переходах.

наиболее ответственные поверхности при прокате.

Схема базирования представлена на рис.2

Назначение чистовых технологических баз.

Назначение чистовых технологических баз является многовариантной задачей. Оптимальный вариант можно отыскать только на основе анализа решений технологических размерных цепей. При этом должны соблюдаться принципы соответствия конструкторских и технологических баз (по мере возможности) — рис.3

Рис. 2 Схема базирования на черновых операциях черновых операциях.

Рис. 3 Схема базирования на последующих операциях черновых операциях

1.12 Выбор методов обработки отдельных поверхностей с альтернативными вариантами

Выбор методов обработки может производиться по данным, приведенным в справочной литературе [2,4,6] для определенного вида поверхностей, имеющих заданную чертежом точность и шероховатость. Некоторые из внутренних цилиндрических поверхностей детали имеют точность, выполненную по 9 квалитету, следовательно, должны обрабатываться несколькими методами. Поэтому при наличии разработанного чертежа заготовки методы обработки на эти поверхности лучше выбирать по уточнению.

Уточнение представляется отношением допусков заготовки Т_заг на каждую поверхность к соответственным допускам Т_дет, проставленным на чертеже детали, т. е.

_общ = Т_заг/Т_дет (14)

Такое уточнение является общим для данной поверхности.

Методы обработки поверхностей, обеспечивающие требуемую точность размеров, и соответствующие этим методам уточнения представлены в таблице

При выборе методов обработки руководствуемся рекомендациями, согласно которым возможно большее количество поверхностей желательно обрабатывать одним способом. Это позволяет совместить наибольшее число переходов во времени, уменьшить количество операций, сократить трудоемкость, цикл и себестоимость обработки.

Приведем расчет общих уточнений для некоторых поверхностей детали. Величины межоперационных допусков взяты из справочника.

Таблица 5

Расчет общих уточнений для поверхностей детали

Общее уточнение может быть обеспечено несколькими вариантами обработки приведенных в табл.12 поверхностей. Математически это условие выбора выражается неравенством

_{общ i},

где _i — уточнение по i — той операции техпроцесса.

_i = Т_i-1/Т_i,

где Т_i-1 и Т_i — соответственно межоперационные допуски предшествующей и последующей операций.

При выборе методов обработки руководствуемся рекомендациями, согласно которым возможно большее количество поверхностей желательно обрабатывать одним способом. Это позволит совместить наибольшее число переходов, уменьшить количество операций, сократить трудоемкость, цикл и себестоимость обработки. Методы обработки указанных в таблице 12 поверхностей, обеспечивающие требуемую точность размеров, и соответственные этим методам уточнения приведены в табл.6.

Таблица 6

Методы обработки отдельных поверхностей

Из таблицы видно, что для поверхности 7 ₁•₂•₃=3•4•1,92=23,04 < _общ=23,07;

для поверхности 8 ₁•₂•₃=3•4•1,92=23,04 < _общ=23,07;

для поверхности 5 ₁=_общ=1,4;

для поверхности 12 ₁•₂=4•2,3025=9,21=_общ=9,21;

Проведенный выбор методов обработки отдельных поверхностей подлежит корректировке с целью достижения заданной шероховатости. Однако в данном случае обеспечение требуемой точности приводит к получению требуемой на чертеже шероховатости.

1.13 Формирование структуры вариантов технологического процесса

Для формирования структуры технологического процесса необходимо сначала наметить структуру технологических операций. Для этого компонуем одинаковые методы обработки однообразных поверхностей:

Ф_пч для поверхностей 5,17,18;

Cв для поверхностей 15, 16;

Т_чр для поверхностей 1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 19;

Т_чт для поверхностей, 2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 19;

Выше приняты следующие обозначения: Ф_пч — фрезерование получистовое, Св — сверление, Т_чр — точение черновое, Т_чт — точение чистовое.

После чего, оцениваем возможность объединения методов обработки для реализации их на металлорежущем оборудовании. Растачивание поверхностей вращения можно производить на станках токарного типа, фрезерование — на фрезерном станке.

Разработка маршрутной технологии.

В проекте предлагаются два альтернативных варианта технологических процессов обработки Корпуса ТМ966.2120−57.

Первый вариант основан на одном принципе построения операций и переходов — принципе дифференциации, реализуемом на универсальных металлорежущих станках.

Представим маршрутное описание технологического процесса по 1 варианту. Заготовительные операции подробно рассмотрены выше при проектировании заготовки. Корпус требует тщательного назначения операций по изготовлению. Наличие ограниченного количества металлорежущих инструментов на таких станках приводит к увеличению числа операций и соответственно к удлинению технологического процесса обработки. Особенно это заметно на операциях токарной обработки.

Построение операций с разработкой схем обработки.

010 Отрезная.

1. Резать пруток на заготовки по типовому техпроцессу цеха № 1

020 Токарная.

1. Точить торец 1;

2. Сверлить отверстие 10;

3. Точить поверхность 3;

4. Притупить острые кромки.

030 Токарная

1. Точить торец 17;

2. Точить поверхность 24;

3. Острые кромки притупить.

040 Контрольная

1. Проверить марку материала;

2. Проверить шероховатость поверхностей;

3. Отсутствие мех. повреждений, заусенцев, притупление острых кромок;

4. Проверить размеры.

050 Термообработка

1. Провести термообработку согласно технологии цеха № 3.

060 Токарная

1. Точить торец 1;

2. Точить поверхность 3 с подрезкой торца 8;

3. Притупить острые кромки.

070 Токарная

1. Точить торец 17;

2. Точить поверхность 24 с подрезкой торца 25;

3. Притупить острые кромки.

080 Фрезерная

1. Фрезеровать лыски согласно эскизу.

090 Слесарная

1. Опилить заусенцы и притупить острые кромки.

100 Фрезерная

1. Фрезеровать четыре фаски со сменой позиции приспособления.

110 Слесарная

1. Опилить заусенцы и притупить острые кромки.

120 Токарная.

1. Точить торец 1;

2. Точить поверхность 3 с подрезкой торца 8;

3. Точить канавку 5;

4. Расточить отверстие 10;

5. Расточить канавку 12 и 15;

6. Точить две фаски 2,9;

7. Острые кромки притупить.

130 Токарная

1. Точить торец 17;

2. Точить поверхность 24 с подрезкой торца 25;

3. Точить поверхность 21 под резьбу;

4. Точить поверхность 18;

5. Точить канавку 20;

6. Нарезать резьбу 22;

7. Притупить острые кромки.

140 Сверлильная

1. Сверлить два отверстия 34, 35;

2. Сверлить четыре отверстия 36, 37,38,39;

3. Нарезать резьбу в четырех отверстиях 40,41,42,43;

4. Притупить острые кромки.

150 Фрезерная с ЧПУ

1. Обработать деталь по программе указанным инструментом в РТК, выдерживая размеры эскиза.

160 Слесарная

1. Опилить заусенцы и притупить острые кромки.

170 Фрезерная

1. Фрезеровать лыску.

180 Контрольная

1. Проверить отсутствие заусенцев, притупление острых кромок, отсутствие мех. повреждений;

2. Проверить детали на соответствие чертежу.

210 Покрытие

1. Произвести покрытие согласно чертежу по технологии цеха № 10.

220 Контрольная

1. Проверить мех. повреждений, наличие клейма за покрытие;

2. Массу детали.

Второй вариант для условий мелкосерийного производства частично основан на другом принципе построения операций и переходов — принципе концентрации, реализуемом на металлорежущих станках с ЧПУ. Особенно широко принцип концентрации реализован на токарных станках с ЧПУ

Ниже под своими номерами представлены только изменённые операции, которые положены в основу альтернативного технологического процесса.

Операция 040 Токарно-фрезерная с ЧПУ

ИП1 Торцевать пов.

ИП2 Расточить пов.

ИП3 Расточить пов.

ИП4 Точить пов.

ИП5 Точить пов.

ИП6 Фрезеровать поверхность

ИП7 Сверлить поверхности

ИП 8 Сверлить и зенковать поверхности ()

ИП 9 Нарезать резьбы ()

ИП 10 Перехват в противоположный шпиндель

ИП 11 Подрезать торец ()

ИП 12 Точить поверхности ()

ИП 13 Точить поверхности ()

ИП14 Фрезеровать паз ()

ИП 15 Фрезеровать риску ()

Таким образом с переходом с универсального оборудования на станки с ЧПУ число токарных операции сократилось с четырех до одной, а также отпала необходимость в операции Фрезерная, где производится фрезеровка паза (), а также фрезеровка риски ().

Выбор оборудования и средств технологического оснащения (приспособлений, инструмента, контрольно-измерительных средств)

Операция 040

Для выполнения фрезерных операций с ЧПУ применяем станок CVX 420, производства фирмы «Gildemeister» (рисунок).

Токарные станки модельного ряда CVX фирмы «Gildemeister» — универсальные токарные станки с элементами программного управления. Рабочий выбирает способ обработки: с помощью маховичков, клавиш или джойстика. Знания в области программирования необязательны. Наличие бесступенчатых приводов и современной техники управления позволяет экономично обрабатывать единичные детали и мелкие серии. Возможность задания элементов контура открывает новые дополнительные возможности токарной обработки:

1. Визуализация значения подачи и числа оборотов

2. Обработка фасок и радиусов без фасонных инструментов

3. Обработка сферических поверхностей без специальных приспособлений

4. Обработка конических поверхностей без смещения верхнего суппорта

5. Точение резьбы с любым шагом в многопроходном цикле

6. Циклы черновой обработки

7. Циклы обработки канавок и сверления

8. Компенсация радиуса инструмента

9. Графическое представление контура детали

10. Запоминание с последующей отработкой отдельных перемещений и циклов

11. Графическое представление перемещений, сделанных в процессе «обучения»

Станок имеет высокую жесткость конструкции, что необходимо при выполнении черновых операций.

Рис.4 Токарно-фрезерный станок с ЧПУ " Gildemeister CTX 420"

Технические характеристики оборудования:

Длина обработки: 1000 мм;

Максимальный диаметр: 420 мм;

Диаметр над поперечным суппортом: 505 мм;

Посадочное место шпинделя по DIN 55 026: A8 (A11)

Мощность привода (100% / 40%): 18,5/22 кВт;

Диапазон частот вращения: 44−4000 об/мин

Габариты станка:

длина: 2640мм;

высота: 2850мм;

ширина: 3100мм;

Масса станка: 4560кг.

Для закрепления обрабатываемой детали используется гидравлический трехкулачковые патроны.

Далее для каждого случая обработки по каталогам и рекомендациям ведущих мировых производителей высокопроизводительного инструмента назначаем инструмент и заносим данные в табл.7

Таблица 7

1.14 Выбор и расчет припусков и операционных размеров

Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходится повышать точность заготовки, что также увеличивает стоимость изготовления детали.

Для определения припуска на обработку и предотвращения перерасхода материала применяют аналитический метод для каждого конкретного случая с учётом всех требований выполнения заготовок и промежуточных операций. Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки. Произведем определение припусков аналитическим методом на пов.26, при этом, учитывая многоинструментальную наладку на каждой из операций в маршруте. Определим минимальный припуск на обработку Z_imin, который при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения определяется по формуле:

где: R_Z — высота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

Т — глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

— суммарные отклонения расположения, возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;

— величина погрешностей установки заготовки при выполняемом технологическом переходе, мкм.

Значение пространственных отклонений для заготовки исходит от удельной кривизны из расчета на 1 мм заготовки [3]:

_з = _к l= 0,6 72,5 = 43,5 мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений для сверления равно векторной сумме удельного увода сверла при сверлении _к и смещения оси отверстия при сверлении С_о [3]:

Отклонения при черновой обработке рассчитаем по эмпирической формуле [3]:

_р.черн. = k_{у заг.} = 0,06 43,5 = 2,61 мкм

Отклонения при чистовой обработке обычно исключают при расчетах из-за их малой величины. Сверление и черновое растачивание выполняются за один установ, поэтому погрешность установки при обработке [3]:

Погрешность в данном случае возникает за счёт зазоров, возникающих в станочных приспособлениях, эту погрешность устанавливает конструктор, в нашем случае по данным технической документации на станок эта погрешность равна 3 мкм.

Погрешность закрепления заготовки _з = 0 мкм, т.к. патрон гидравлический самоцентрирующийся мкм. Тогда погрешность установки при сверлении и черновом растачивании:

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании: _р.чист. = 3 мкм. Допуск и шероховатость поверхности на окончательных технологических переходах (операциях) принимают по рабочему чертежу.

Соответственно заданным условиям устанавливаем минимальные припуски при:

Сверлении

черновом растачивании

чистовом растачивании

Исходные и расчётные данные по каждой операции на конкретную обрабатываемую поверхность в технологической последовательности заносим в таблицу 8.

Таблица 8

Расчет припусков и предельных размеров для пов.34

1.15 Выбор и расчёт режимов резания

Выбор и расчет режимов резания производим с учетом рекомендаций источников. Для операций 040 «Токарная с ЧПУ» .

При назначении режимов резания будем руководствоваться тем, что обрабатываемая деталь имеет тонкие стенки, а также то, что используемое приспособление по причине своей конструктивных особенностей не желательно подвергать вращению с высоким числом оборотов.

Операция 040 Токарная с ЧПУ.

Данная технологическая операция предусматривает обработку последовательную черновую обработку каждого из рукавов детали.

Установ 1. ИП1. Торцевать пов. () t=2,5 мм; V_C=120м/мин; f=0,15мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,05+0,1+0,0005=0,1505 мин

ИП2. Расточить поверхности t=2; V_C=150м/мин; f=0,14мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,52+0,1+0,052=0,672мин

ИП3. Расточить поверхности () t=7 мм; V_C=100м/мин; f=0,05мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,44+0,1+0,044=0,584мин.

ИП4 Точить поверхности () t=2,5 мм; V_C=120м/мин; f=0,2мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1

Т_О=1,31+0,1+0,13=1,54 мин.

ИП5 Точить поверхности ()

t=2,5 мм; V_C=100м/мин; f=0,05мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,24+0,1+0,024=0,364 мин.

ИП 6. Фрезеровать поверхности. t=3мм; V_C=100м/мин; f=0,15мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=24+0,1+0,24=24,34мин

ИП 7. Сверлить поверхности V_C=150м/мин; f=0,14мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,1+0,1+0,01=0,21мин

ИП 8. Сверлить поверхности V_C=100м/мин; f=0,14мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,15+0,1+0,015=0,265мин.

ИП 9. Нарезать резьбы t=0,5 мм; V_C=50м/мин; f=1,25мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,05+0,1+0,005=0,155 мин.

ИП 11. Торцевать пов. ()

t=2,5 мм; V_C=120м/мин; f=0,15мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей, Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек. Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,05+0,1+0,0005=0,1505 мин

ИП 12. Точить поверхности () t=2,5 мм; V_C=120м/мин; f=0,2мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=1,31+0,1+0,13=1,54 мин.

ИП 13. Нарезать резьбу t=0,5 мм; V_C=100м/мин; f=2мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,125+0,1+0,013=0,238 мин.

ИП 14. Фрезеровать паз V_C=100м/мин; f=0,14мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,18+0,1+0,018=0,298мин

ИП 15. Фрезеровать риску t=0,25 мм; V_C=100м/мин; f_Z=0,14мм/об.

Определим основное технологическое время:

Т_О=Т_О1+Т_СМ+Т_Б.П,

где Т_О1 — время движения инструмента с рабочей подачей

Т_СМ — время автоматической смены инструмента, Т_СМ=5.6сек.

Т_Б.П — время быстрого подвода и переходов инструмента Т_Б.П=8…10% от Т_О1.

Т_О=0,1+0,1+0,01=0,21мин.

Таблица 9

Режимы резания

Суммарное время обработки E_cум=30,717 мин

1.16 Расчёт норм времени

При нормировании в мелкосерийном производстве штучно-калькуляционное время определяется по формуле

Т _шт-к = Т _шт + Т _п-з / n,

где штучное время Т _шт находим из выражения

Т _шт = Т _о+ Т _в+ Т _об+ Т _от

где Т _п-з — подготовительно-заключительное время; n — число заготовок в операционной партии; Т _в — вспомогательное время, Т _об — время обслуживания рабочего места в % от оперативного Т _о; Т _от — время на отдых и личные надобности. Вспомогательное время находим по формуле:

Т _в= Т _у.с+ Т _з.о+ Т _уп+ Т _из

Значения времён находим по нормативам [6, 16].

Операция 040. Токарная ЧПУ.

Общее время операции: Т_оп = 30,717 мин. Вспомогательное время

Т _в= Т _у.с+ Т _з.о+ Т _уп+ Т _из = 0,619 + 1,337 + 2,5 + 3,2= 7,65 мин

Время обслуживания рабочего места в % от оперативного Т _о

Т _об = Т _о 14%/100% = 4,3 мин

Время на отдых и личные надобности.

Т _об = Т _о 10%/100% = 3,07 мин

Т _шт = 30,717 + 7,65 + 4,3 + 3,07 = 45,737 мин

Определяем состав подготовительно-заключительного времени:

· Получение задания у мастера — 5 мин.

Штучно-калькуляционное время на операцию будет равно:

Т _шт-к = 45,737 + 60/100 = 46,337 мин,

1.17 Технико-экономический анализ вариантов технологических операций по себестоимости

Таблица 9

Содержание базового технологического процесса

Таблица 10

Содержание предлагаемого технологического процесса.

С учетом заданного объема производства на участке необходимо подобрать номенклатуру выпускаемых изделий.

Таблица 11

Сводный перечень выпускаемых изделий

Обоснование номенклатуры проектируемого участка и формы организации производства

Проектирование механического участка начинается с анализа плана производства по номенклатуре и годовому объему выпуска изделия.

Станкоемкость годового объема выпуска каждого изделия в часах составляет:

Тпл=

где Ni — количество изделий данного вида, планируемых к запуску в цехе с учетом расширения производства, шт;

Tштi — суммарное штучное время по всем операциям технологического процесса на одно изделие, мин.

Номенклатура выпускаемых изделий на проектируемом участке подбирается в соответствии с его профилем. Результаты расчетов сводим в таблицу.

Тпл1=

Аналогично рассчитываем для остальных изделий и сводим результаты в таблицу.

Таблица 12

Производственная программа участка

Форма организации производства на проектируемом участке выбирается в зависимости от коэффициента закрепления операций. В единичном производстве могут быть использованы групповые формы. При групповых формах организации производства, на участке достаточно укрупненные расчеты проектируемого участка.

Выбирается предметная форма организации производства. Действительный годовой фонд времени работы оборудования в две смены составляет: Фд = 4015 ч. Общее количество технологического оборудования на участке определяется укрупнено на годовой объем выпуска всей номенклатуры изделий: