Разработка участка механического цеха для обработки детали «Опора»

Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

" Саратовский государственный профессионально-педагогический колледж имени Ю. А. Гагарина"

Технология машиностроения Пояснительная записка к курсовому проекту Разработал Студент гр. ТМС-42

А. Б. Гусейнов Проверил Преподаватель Г. А. Волкова Саратов 2007

Содержание Введение

1. Общий раздел

1.1 Описание и анализ заданной детали

1.2 Химический состав и механические свойства материала

1.3 Анализ технологичности детали

2. Специальный раздел

2.1 Выбор и характеристика типа производства

2.2 Выбор метода получения заготовки

2.3 Выбор технологических баз

2.4 Разработка технологического маршрута изготовления детали

3. Расчётная часть

3.1 Расчёт промежуточных припусков и промежуточных размеров

3.2 Расчёт режимов резания и машинного времени на две операции технологического маршрута

3.3 Расчёт норм времени на операции, на которых выполнен расчёт режимов резания Заключение Список использованных источников Приложение

Введение

Настоящий курсовой проект выполнен на тему «Разработка участка механического цеха для обработки детали Опора» с годовой программой выпуска 20 000 штук, тип производства серийное, режим работы двухсменный.

Цель дипломного проекта — показать основные этапы самостоятельного выполнения указанной темы.

Задача курсового проекта — выполнить в рамках задания все необходимые технико-экономические расчеты и графическую часть проекта.

Современное машиностроение России переживает сложное время перестройки. Плановая система ведения производства уступила место частному предпринимательству, которое резко повышает ответственность каждого исполнителя за порученное дело, открывая, в то же время, широкие возможности для деловой инициативы. Резко возросла конкуренция между товарами отечественных производителей и массой более дешевых и высококачественных импортных товаров. Так же резко упали возможности государства в экономической поддержке отечественного предпринимательства. Для современного отечественного производства стал характерен строгий предварительный расчет действий по технической подготовке производства с четким экономическим обоснованием.

Курсовой проект удовлетворяет требованиям, предъявляемым современным машиностроительным производством, среди которых на первом месте высокая конкурентоспособность, которая достигается, прежде всего, выбором типового технологического процесса, правильным подбором оборудования, оснастки, режущего и измерительного инструмента, технически обоснованными припусками на обработку и нормами времени на выполнение технологических операций.

Особое место уделяется применению современного автоматизированного оборудования, в том числе, станков с программным управлением. В проекте имеется обоснование для применения этих станков.

Эффективность производства повышается внедрением мероприятий по научной организации труда. В проекте представлен поточный метод производства, применён труд многостаночников, предлагается механизация транспортировки обрабатываемых деталей по участку и удаление с участка стружки.

В проекте нашло отражение требование наиболее эффективного использования установленного оборудования за счет планирования дополнительного количества однотипных обрабатываемых деталей.

1. Общий раздел

1.1 Описание и анализ заданной детали Выданная для дипломного проектирования деталь «Опора» представляет собой тело вращения цилиндрической формы с шестью отверстиями по периметру для крепления в изделии. Деталь предназначена для работы в механизме управления рулем высоты самолёта. Для изготовления детали применяется сплав АК 6. Сплав применяют для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах, применяют в качестве конструкционного материала (в виде штамповок) в самолетостроении.

1.2 Химический состав и механические свойства материала Таблица 1 — Химический состав материала заготовки сплав АК 6

Таблица 2 — Механические свойства материала заготовки

1.3 Анализ технологичности детали Оценка технологичности конструкции детали производится по следующим коэффициентам: Кт — коэффициенту точности; Кш — коэффициенту шероховатости; Ким — коэффициенту использования материала.

Определить коэффициент точности детали К_т

К_т = 1 — 1 / А_ср = 1 — 1 / 10,7 = 0,91, (1)

где Аср — средний квалитет точности обработки детали А_ср = У К _i• n _i / m = 6· 2 + 7· 2+12· 13 /17= 10,7, (2)

где

n _i — количество размеров i — того квалитета;

К _i — квалитет точности.

Так как > 0,8 — деталь технологична Определить коэффициент средней шероховатости поверхностей детали К_ш

деталь опора резание заготовка К_ш = 1 / Б_ср = 1 / 2,3= 0,43, (3)

Где Б_ср — средняя шероховатость поверхностей детали, мкм;

Б_ср = У Rа_j • n_j / m = 4· 5 + 6· 1 + 7· 2 / 17 = 2,3

Где Rа_j — шероховатость iтой поверхности, мкм;

n_j — количество поверхностей с шероховатостью Rа_j;

m — общее количество поверхностей детали

> 0,16 — деталь технологична Определить коэффициент использования материала по проектному варианту

(4)

Где m_д — масса детали, кг;

m_з — масса заготовки, кг ;

Определить заводской коэффициент использования материала по формуле

(5)

Определить коэффициент технологичности проектируемого варианта К_м = К_им 1 / К_им 2 = 0,46 / 0,6 = 0,76, (6)

Если К_м < 1, деталь технологична Вывод: коэффициент использования материала проектной заготовки-штамповки выше чем у заводской заготовки.

2. Специальный раздел

2.1 Выбор и характеристика типа производства Определение типа производства выполняется по величине коэффициента закрепления операций К_зо (см. таблицу 3)

Таблица 3 — Определение типа производства по величине коэффициента закрепления операций К_зо

Так как количество операций в проектируемом технологическом процессе и количество рабочих мест к началу проектирования участка неизвестно, то коэффициент закрепления операций определяется по формуле:

где Ф_д — действительный годовой фонд времени, мин, Ф_д = 240 900 мин;

N_мес — месячный объем выпуска детали — представителя, шт / мес,

N_мес = N/12 = 5000/12 = 416 шт/мес.,

Где N — годовой объем выпуска детали — представителя, шт/год (по заданию N = 20 000 шт/год);

Т_шт ср — среднее штучное время по основным операциям (по базовому технологическому процессу), мин.

Определить коэффициент закрепления операций по проектируемому варианту К_зо = Ф_д /12· N_мес· Т_шт ср = 240 900/12· 416· 2,1 = 17

Так как К_зо = 17, то в данном случае имеет место крупносерийное производство Определить величину партии деталей, (количество деталей, одновременно запускаемых в производство) по формуле

= = 140 шт., (8)

где N — годовой объем выпуска детали — представителя;

t = 5…10 — количество дней, на которые дается запас деталей;

Ф = 250 — количество рабочих дней в году.

Анализ заводского технологического процесса Заводской технологический процесс предназначен для серийного производства. В нем имеется 18 операций, из которых 13 механических, 1 слесарных и моечных операций, применяются универсальные оборудование, оснастка и измерительный инструмент Таблица 4 — Заводской технологический процесс

2.2 Выбор метода получения заготовки В спроектированном технологическом процессе, учитывая свойства металла и другие характеристики, выбираю в качестве заготовки точную штамповку, получаемую в закрытом штампе, что значительно приближает её форму к форме готовой детали и повышает коэффициент использования материала.

Сравним два варианта получения заготовки:

Штамповка в закрытом штампе (проектная)

(9)

Штамповка в подкладном штампе (заводская)

(10)

Годовая экономия материала составит:

(ММ)· N=(0,6−0,46) · 5000=700 кг., (11)

Вывод: из расчетов видно, что проектная заготовка выгодней как с технологической, так и с экономической точки зрения.

2.3 Выбор технологических баз Выбор технологических баз влияет на обеспечение точности обработки на каждой технологической операции и на выбор технологической оснастки. Он производится по установленным правилам согласно типовым технологическим схемам обработки [3, с. 35] с учетом заводского опыта обработки детали. Результаты выбора комплекта баз для обработки каждой обрабатываемой поверхности детали представлены в таблице Таблица 5 — Выбор баз

2.4 Разработка технологического маршрута изготовления детали Таблица 6 — Технологический маршрут изготовления детали

В спроектированном технологическом процессе имеется 16 операций, из них 11 выполняются на проектируемом участке механического цеха. Планируется использование специальных станочных приспособлений, режущего и измерительного инструмента, применение станков с ЧПУ, что является наиболее эффективным средством повышения автоматизации производства и обеспечивает более высокую технико-экономическую эффективность, повышает производительность труда за счет сокращения вспомогательного и основного времени, снижается трудоёмкость.

3. Расчётная часть

3.1 Расчёт промежуточных припусков и промежуточных размеров Припуск представляет собой срезаемый на операции излишек материала, необходимый для получения заданных размеров и заданной шероховатости поверхности детали.

Аналитический расчет припуска Поверхность диаметром 72h6 и длиной 102 мм.

Припуск на переход рассчитывается по формуле

(12)

Определить припуск на обработку поверхности диаметром 72h6 и длиной 102 мм на переход «черновое точение»

= 1100 мкм

= 80 мкм

= 150 мкм

= 20

Определить припуск на обработку поверхности диаметром 72h6 и длиной 102 мм на переход «чистовое точение»

= 400 мкм

= 50 мкм

= 50 мкм

= 20

Определить припуск на обработку поверхности диаметром 72h6 и длиной 102 мм на переход «шлифование»

= 120 мкм

= 25 мкм

= 25 мкм

=20

Определить общий припуск на обработку поверхности диаметром 72h6 и длиной 102 мм Табличный способ расчета припусков по переходам:

— на обработку поверхности диаметром 55

Черновое растачивание

— на обработку поверхности диаметром 62h12 (растачивание кармана с ш55 до ш62)

Черновое растачивание

— на обработку отверстия диаметром 62Н7

Черновое растачивание Чистовое растачивание Шлифование

— на обработку поверхности ш70h12

Черновое точение

— на обработку торца длиной 98

Черновое подрезание

Чистовое подрезание

Общий припуск Результаты расчета припусков сводятся в таблицу 7

Таблица 7 — Операционные припуски, межоперационные размеры и размеры заготовки

Определить массу заготовки-штамповки по проектному варианту.

m₂ = V₂ · с = 277· 2,7=750 гр.= 0,75 кг.

где

V₂ — объём заготовки-штамповки по проектному варианту, см³

V₂ =р · R·Н+ р· Н· (R1- R2) — · р · R= 3,14· 3,8·102+3,14·10·(12,5−7,8) — · 3,14· 20=277 см.

3.2 Расчет режимов резания и машинного времени Расчет режимов резания выполняется по операциям. Результаты расчета сводятся в таблицу Операция 015 токарная, станок токарно-винторезный 16К20, инструмент — проходной резец.

Черновая подрезка торца.

Определить глубину резания — t = 1,3 мм Определить подачу

Определить теоретическую скорость резания Определить теоретическую частоту вращения заготовки.

Выбрать станочную частоту, исходя из условия Определить действительную скорость резания Определить мощность на шпинделе станка Определить мощность резания

Вывод: N _рез меньше N_шп, обработка возможна.

Таким образом, режим резания на операции 015 токарная:

— глубина резания t = 1,3 мм;

— подача S_ст = 0,65 мм / об;

— частота вращения заготовки n_ст = 400 мин ^-1;

— действительная скорость резания v_д = 95,4 м / мин.

Операция 035 сверлильная, станок вертикально — сверлильный 2135МФ3, инструмент-сверло спиральное ш6,4.

Сверление шести отверстий ш6,4.

Определить подачу

Определить период стойкости сверла Т = 25 мин.

Определить теоретическую скорость резания Определить теоретическую частоту вращения сверла.

Выбрать станочную частоту, исходя из условия Определить действительную скорость резания Определить мощность на шпинделе станка Определить мощность резания Таблица 8 — Режимы резания по операциям проектируемого технологического процесса

* Для токарной и сверлильной операций указывать подачу на оборот S_{о ст,}мм/об, для фрезерной операции указывать минутную подачу S_м ст, мм/мин.

3.3 Расчет норм времени Расчет норм времени производится по операциям на базе основного времени. Результаты расчета сводятся в таблицу. Расчет производится по нормативам.

Операция 035 Сверлильная с ЧПУ Определить основное время Т_о = = = 0,8 мин., (14)

где

Lдлина резания, мм;

nчастота вращения инструмента, мин

Sподача, мм/об.

Определить вспомогательное время на установку и снятие детали.

Т_в = Т_уст + Т_изм + Т_пер = 0,14+0,33+1,10 = 1,57мин., (15)

где

— Т_уст — вспомогательное время на установку детали, мин [3,c 61, к 8];

— Т_изм — вспомогательное время на измерение детали, мин [3,c 84, к 15] ;

— Т_пер — вспомогательное время, связанное с переходом, мин [3,c 84, к 15];

Определить оперативное время Т_оп = Т_о + Т_в = 0,8 + 1,57=2,37 мин., (16)

Определить штучное время

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_орг + Т_тех + Т_отд = 0,8+1,57+0,16+0,16+0,09=2,78 мин., (17)

где

— Т_о — основное время, мин;

— Т_в — вспомогательное время, мин;

— Т_орг — время на организационное обслуживание рабочего места, мин;

— Т_тех — время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

— Т_отд — время на отдых и личные надобности рабочего, мин;

(Т_орг + Т_тех) = (0,8…2,5%) Т_оп;

Т_отд = (4…6%) Т_оп — для серийного производства;

Определить штучно-калькуляционное время Т_шк = Т_шт + Т_пз / n = 2,78+25/144 = 2,7 мин., (18)

Где Т_пз — подготовительно-заключительное время, мин; Т_пз рассчитывается только для серийного производства,

n — количество деталей в партии, шт.

Определить сдельные расценки на операции Сдельные расценки определяются по формуле:

Р_сд = С_мин · Т_{шт. к.} = … коп, (19)

Р_СД = 25,2 · 6,7664 = 170,4 коп.

Р_СД = 20,2 · 2,054 = 41,4 коп.

Р_СД = 22,4 · 3,504 = 78,4 коп.

Р_СД = 25,2 · 2,724 = 68,6 коп.

Р_СД = 20,2 · 2,374 = 47,9 коп.

Р_СД = 25,2 · 5,504 = 138,7 коп.

Р_СД = 22,4 · 5,844 = 130,9 коп.

Р_СД = 25,2 · 4,644 = 117 коп.

Р_СД = 25,2 · 5,204 = 131,1 коп.

Р_СД = 25,2 · 3,564 = 89,8 коп.

Р_СД = 25,2 · 4,024 = 101,4 коп.

Где С_мин — минутная тарифная ставка соответствующего разряда работ, коп/мин., определяется по тарифно-квалификационному справочнику.

Таблица 9 — Нормы штучно — калькуляционного времени и расценки по операциям

Определить трудоёмкость обработки детали Т_д = У Тшт_{. к.} = 45,114 мин.

Расчет и кодирование операций для станков с ЧПУ Экономически обоснованное применение станков с ЧПУ позволяет повысить производительность труда, стабилизировать уровень качества обработки деталей, снизить себестоимость обработки.

Выполнить расчет и кодирование операций для станка с ЧПУ.

Операция 035 сверлильная с ЧПУ Текст УП 1 на операцию 035 сверлильная с ЧПУ

% LF

N₀₀₁ G00 G 60 G 90 Т0101 М06LF

N₀₀₂ G80 F0.09. S20LF

N₀₀₃ G83×50 y0 LF

N₀₀₄ R2 z-7.5 LF

N₀₀₅ x-25 y43.3 LF

N₀₀₆ z-7.5 LF

N₀₀₇ x-50 y0 LF

N₀₀₈ z-7.5 LF

N₀₀₉ x-25 y-43.3 LF

N₀₁₀ z-7.5 LF

N₀₁₁ x25 y-43.3 LF

N₀₁₂ z-7.5 LF

N₀₁₃ x50 y0 LF

N₀₁₄ z-7.5 LF

N₀₁₅ x0 y0 LF

N₀₁₆ G80 M07 LF

N₀₁₇ M02 LF

Заключение

Расчетная часть курсовой работы выполнена в соответствии заданию.

Выполнены типовые расчеты участка механического цеха для обработки заданной детали «Опора» в соответствии объёму производства и двухсменному режиму работы участка.

Все расчеты проведены на основе исходных материалов, полученных во время преддипломной практики на базовом заводе.

Проведён анализ заводского технологического процесса изготовления детали, учтён положительный опыт производства, изучены особенности организации производства, определены направления изменения производственного процесса с учетом заданных условий (годового объёма производства и режима работы участка). Проведено обоснование технических решений в соответствии нормам ЕСТПП и с использованием нормативно-технической и справочной литературы. При проектировании технологического процесса исследовались возможности механизации и автоматизации производства, улучшения организации и условий труда. Предложена конструкция специального приспособления на операцию 035 сверлильная, планируется применение станков с ЧПУ, использование труда многостаночников. При планировке расположения оборудования на участке предполагается его расположение по потоку технологического процесса с использованием механического транспортёра для перемещения обрабатываемых деталей по участку. Предполагается удаление стружки с участка при помощи расположенных под полом скребковых транспортёров. Планирование рабочих мест проведено в соответствии с рекомендациями научной организации труда. В целом предполагается получение положительного экономического эффекта за счет мероприятий, окупаемость которых ожидается в пределах нормативного срока.

Список использованных источников

1. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1987. — 728 с., ил.

2. Добрыднев, И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебн. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» , — М.: Машиностроение, 1985. — 184 с. ил.

3. Нефёдов, Н. А. Курсовое проектирование в машиностроительных техникумах: Учеб. пособие для техникумов, 2-е изд., перераб. и доп. — М: Высш. шк., 1986. — 239 с., ил.

4. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. / Ред. совет: Б. Н, Вардашкин (пред.) и др. — М: Машиностроение, 1984. — Т. 1 / Под ред. Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова, 1984. 592 с., ил.

5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Изд. 3-е, под ред. Г. А. Монахова, М., «Машиностроение», 1974. — 200с.

6. Определение экономической эффективности металлорежущих станков с ЧПУ. М: ЭНИУС, 1979. — 342с.

7. Великанов, К. М. Экономика и организация производства в курсовых проектах Учебное пособие/ К. М. Великанов, В. Ф. Власов, К. С. Карандашова. — Л.: Машиностроение, 1973. — 423с.

8. Алиев, А. А. Типовые проекты организации рабочих мест станочников на станках с программным управлением. М., Оргстанкипром, 1974. — 321с.

9. Шарин, Ю. С. Подготовка программ для станков с ЧПУ. М: Машиностроение, 1980. — 432с.

10. Канарейкина, В. А. Рациональная система технического обслуживания и ремонта станков с ЧПУ. М: ЭНИУС, 1979. — 221с.

11. Крымова, С. О. Организация контроля на участках станков с ЧПУ. М., Оргстанкипром, 1975. — 421с.

12. Заярный, А. В. Нормирование операций, выполняемых на металлорежущих станках с ЧПУ. М: Оргстанкипром, 1975. — 332с.

13. Баклажанов, А. Б. Организация труда: ГО 19 605−74.-М: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1974. — 123с.

14. Ишматова, Н. Н. Дипломное проектирование по технологии машиностроения, — Минск: Высшая школа, 1979. — 98с.

15. Прейскурант цен на конструкционные материалы.

Приложение, А Техническая документация: операционные карты механической обработки.