Организация участка механической обработки приводного вала, механизма разгрузки зерновоза в условиях АО «КСТОЗИК»

Введение

Проведения научно-технической политики в области создания грузовых вагонов нового поколения предполагает разработку на основе альтернативных подходов с проведением анализа различных вариантов решений, т. е. создание конкурентной среды при производстве вагонов. Качество новых конструкций оценивается на этапах разработки заводом технического задания на вагон и на этапах выполнения эскизных проектов. При этом используются следующие критерии оценки качества конструкции вагона: уровень безопасности и экологической нагрузки на окружающую среду от единицы подвижного состава, потребительские показатели, стоимость жизненного цикла и коэффициент эксплуатационной готовности.

Конструкция вагонов совершенствуется в процессе промышленного производства, и периодически, обычно через 5−10 лет, изменяются номера моделей в рамках существующего типажа.

В Республике Казахстан принимаются активные действия по восполнению парка вагонов. Так, одним из перспективных направлений развития АО «КСТОЗИК» являются разработка и освоение производства грузовых вагонов нового поколения. Для реализации поставленной задачи АО «КСТОЗИК» совместно с одной из ведущих научно-исследовательских организаций Федерального агентства железнодорожного транспорта Российской Федерации — Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-внедренческий центр «Вагоны» — проведены исследования и определены наиболее перспективные типы грузовых вагонов. Этот анализ был сделан на основании данных о состоянии парка грузовых вагонов, как федеральной собственности железной дороги Казахстана, так и находящихся в собственности частных организаций — резидентов Республики Казахстан. Кроме того, учитывались и потребности в грузовых вагонах в странах СНГ.

В настоящее время на АО «КСТОЗИК» налажено производство зерновозов модели 19−9871. Данная модель сертифицирована в Системе сертификации на федеральном железнодорожном транспорте и отвечает всем требованиям безопасности, что позволяет использовать вагоны данной модели для перевозок грузов на магистральных сетях железных дорог колеи 1520 мм стран СНГ и Балтии.

В ходе изготовления установочной партии ведутся работы по совершенствованию технологических процессов, решаются вопросы организации участков и цехов по серийному производству узлов и деталей полувагона.

Таким образом, разработка дипломной работы по теме «Организация участка механической обработки приводного вала, механизма разгрузки зерновоза в условиях АО «КСТОЗИК» является актуальной задачей.

1. Общие положения

1.1 Цель и задачи дипломного проекта Целью настоящего дипломной работы является: проектирование участка механической обработки приводного вала механизма разгрузки зерновоза в условиях АО «КСТОЗИК; подбор оборудования и инструмента; назначение и расчет режимов обработки, норм времени на операции; проектирование специальных средств технологического оснащения.

Исходной информацией для проектирования участка: годовая программа выпуска — 3600 шт., номенклатура оборудования, имеющегося на заводе, чертежи механизма разгрузки зерновоза модели 19−9871 и его узлов и деталей (сборочный чертеж вала приводного механизма разгрузки, и его деталей), базовый маршрутный технологический процесс механической обработки деталей «Вал» и «Гайка».

вал зерновоз оборудование

1.2 Определение фонда времени работы оборудования Расчеты ведутся по.

Фонды времени зависят от установленного режима работы предприятия (одна, две или три смены).

Определяем календарный фонд времени Фк согласно формуле

Фк = nсЧДгЧс, (1.1)

где с — количество смен в сутки;

Дг — количество дней в году;

nс — продолжительность работы смены, ч.

Фк = 83Ч65Ч2 = 5986часов.

Номинальный фонд времени Фн рассчитывается по формуле Фн = Фк — [(Д0 — Дп) Ч nс — Дп.п. Ч nс.с. ], (1.2)

где Д0 — дни отдыха в году;

Дп — праздничные дни в году;

nс — продолжительность рабочей смены, ч;

Дп.п. — предпраздничные дни в году;

nс.с. — продолжительность сокращенной смены, ч.

В две смены Фн = 4000 часов.

Фонд действительного времени Фд по формуле

(1.3)

где б — потери на простой оборудования равно 3.

Фд = 3880 часов Определяем среднемесячный выпуск изделий по формуле

Ncр=N/12 (¼), (1.4)

где Ncрсреднемесячный выпуск деталей, шт;

N-годовая программа выпуска изделий, 3600 шт.

Ncр=3600/12=300 шт/месяц.

1.3 Определение типа производства Исходя из программы выпуска изделия, выбираем тип производства серийный. Серийный тип производства характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащённые как специальными, так и универсальными и универсальносборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоёмкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т. е. расчленён на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определённых станках.

При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные, агрегатные и другие металлорежущие станки. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчёты затрат и сроков окупаемости, а также ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения. 2]

2. Разработка технологического процесса

2.1 Служебное назначение изделия Механизм разгрузки зерновоза предназначен для закрывания и открывания разгрузочных люков зерновоза и надежного запирания их во время движения вагона. Вал приводной является частью механизма разгрузки зерновоза и служит для передачи усилия рабочего, вращающего штурвал привода, на рычажную систему механизма разгрузки.

Вал приводной (рисунок 2.1) состоит из четырех деталейвала 1, гайки 2 и двух труб 3.(0712.Д0.09.ДР.04.01.00.00.)

1- вал, 2- гайка, 3- труба Рисунок 2.1 Вал приводной Данные детали соединяются между собой электродуговой сваркой в среде углекислого газа. Две деталитрубы изготавливаются на заготовительном участке на лентопильных станках или на дисковых пилах, на механических ножовках. Вал 1 и гайка (0712.Д0.09.ДР.04.01.00.02.) 2 подлежат механической обработке. Труба, расположенная между валом и гайкой предназначена для передачи вращательного усилия от вала к гайке. Другая труба выполняет служебное назначениекожуха, который защищает винт ответной деталитяги. Гайка 2 является частью винтовой пары. Вал (0712.Д0.09.ДР.04.01.00.01.) 1 является ведущей частью приводного вала. Общий вид детали «Вал» 0712. Д0.09.ДР.04.01.00.01. представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Общий вид детали «Вал»

Поверхности 4 являются основными базовыми поверхностями, 1 и 6- вспомогательными базовыми поверхностями, 5 и 3 свободными поверхностями.

2.2 Анализ марки материала Анализ марки материала при проектировании технологического процесса производства деталей позволяет наиболее правильно подобрать режимы обработки, оборудование и инструмент, определить метод получения заготовки и т. д.

При изготовлении деталей вагонов применяют главным образом конструкционные низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и низколегированные прокатные и литые стали, а также коррозионностойкие стали.

В базовом варианте материалом деталей «Вал» и «Гайка» служит низколегированная сталь 09Г2С. В качестве заготовки используется горячекатаный круг.

Сталь 09Г2С ГОСТ 19 281–89 относится к малоуглеродистым низколегированным сталям. К малоуглеродистым, относятся, стали с содержанием углерода менее 0,25%. Низколегированными называются, стали, содержащие не более 0,22% углерода и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов (суммарное содержание легирующих элементов не превышает 2,5%). Механические свойства и химический состав стали 09Г2С ГОСТ 19 281–89 приведены в таблице 2.1. [4]

Таблица 2.1

Механические свойства и химический состав стали 09Г2С

Так как, планируется получение заготовки литьем, необходимо подобрать марку стали с аналогичными физикомеханическими характеристиками. Наиболее близкие характеристики к стали марки 09Г2С имеет литейная сталь 15ГЛ. Данная марка стали имеет высокие прочностные характеристики, хорошую свариваемость, стабильность характеристик в широком диапазоне температур. Широко используется в вагоностроении в качестве материала для различных отливок, в том числе ответственных. Основные механические характеристики данной стали, представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Механические свойства стали 15ГЛ

2.3 Выбор метода получения заготовки Заготовки деталей в условиях серийного производства, должны иметь минимальный припуск и метод их производства, должен быть экономичен. Наиболее целесообразным, для условий серийного производства является метод литья по газифицированным моделям.

Точность размеров и качество поверхности заготовок литья по газифицированным моделям во много раз выше, чем при литье традиционными способами в формы, полученные в парных опоках. Повышение точности размеров и чистоты отливки экономит жидкий металл. Это достигается путем получения более точной (с учетом усадки металла) одноразовой модели в качественных металлических пресс-формах, соблюдения технологических операций при отсутствии снижающих точность отливки сборки формы и протяжки модели при формовке. Пенополистироловая модель дает точное воспроизведение отливки, позволяет проверить предъявляемые к детали требования по ее размерам и геометрии и без затрат средств до запуска детали в производство ввести необходимые конструкторские коррективы. Особенно такое преимущество литья по газифицированным моделям проявляется при получении деталей с криволинейными поверхностями, свойственными лопаткам турбин, деталям насосов, коронкам зубьев и др. Еще одним преимуществом является возможность изготовления сложной и (или) крупной пенопластовой модели поэлементно несложной сборкой в цельную модель. Гибкость техпроцесса также характеризуется возможностью выбора из четырех широко применяемых способов получения пенополистироловых моделей:

— вырезанием горячей струной из блочного полистирола;

— фрезерованием на трехкоординатном станке с числовым программным управлением по чертежу детали;

— выпеканием в автоклавах с камерой объемом от 100 до 1000 литров;

— изготовлением на полуавтоматах методом теплового удара.

Готовые модели собирают в модельные блоки с элементами литниково-питающей системы, сборку осуществляют тепловым способом или склеиванием. При малых размерах модели собирают в куст на одном стояке. Сборный блок/куст окрашивают и сушат. Высушенными их можно хранить очень долго, они не теряют своих размеров и свойств.

Под каждую технологическую операцию выделяют отдельную рабочую площадку, которые в сумме составляют модельный участок. При больших объемах получения отливок выгодно использование полуавтоматов. Они требуют обеспечения паром с давлением 1,4…1,6 атм. и температурой примерно 150єС, сжатым воздухом 10 атм., вакуумом 1…3 м вод. ст., водой с температурой 30єС, электропитанием. Стоимость устанавливаемых на них пресс форм по сложности и стоимости на порядок выше, чем пресс-формы для автоклавов.

Используя универсальность и гибкость процесса литья по газифицированным моделям, имеются участки и цеха для единичного и серийного производства отливок, для ремонтных предприятий, количество и номенклатура оборудования которых резко отличаются как для изготовления моделей, так и для формовочнозаливочных операций.

Затраты на организацию производства литья по газифицированным моделям, включают в себя проектирование и изготовление пресс-форм. Технология литья по газифицированным моделям позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ 26 645−85).

Основные характеристики отливок, получаемых литья по газифицированным моделям представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Основные характеристики отливок

Материалы отливок:

— практически все марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50;

— износостойкие стали, от простых углеродистых сталей до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных;

— практически все литейные марки бронз, латунь, алюминий.

Для изготовления моделей используется литейный полистирол мелких фракций 0,3… 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Полистирол предварительно подвспенивается на паровой ванне и просушивается. В пресс-формы задувается подвспененный полистирол, пресс-формы устанавливают в автоклав и выдерживают до спекания гранул полистирола. Затем охлаждают и достают готовые модели. Другой способ изготовления моделей — на модельных автоматах, что повышает производительность в 2…4 раза.

Модели собираются в блоки (кусты) склеиванием, либо припаиваются. Окраска блоков моделей производится в 1 слой специальным противопригарным покрытием путем окунания в ванну, либо при сложной конфигурации отливок, обливом. Сушка окрашенных блоков производится в камере при температуре 40−60Сє в течение 2…3 часов.

Формовка блоков моделей производится в специальные опоки на вибростоле постепенной засыпкой песком, либо послойно.

Заформованные опоки подаются на заливочный участок. Опоки подсоединяются к вакуумной системе. Наверх формы укладывается полиэтиленовая пленка. После включения вакуумного насоса и системы очистки газов, формовочный песок приобретает необходимую прочность.

Заливка металла производится прямо в полистирольные стояки. Горячий металл выжигает (газифицирует) полистирол и занимает его место. Выделяющиеся газы отсасываются через слой краски в песок вакуумной системой. Металл точно повторяет форму полистирольного блока с моделями.

Залитые блоки моделей остывают в песке от 5 минут до нескольких часов в зависимости от толщины, массы детали и технических условий, оговоренных технологическим процессом.

После извлечения блоков из опоки и отрезки отливок от литниковой системы, они проходят очистку от остатков антипригарного покрытия.

Применение технологий литья по газифицируемым моделям — важный шаг в области охраны окружающей среды. Технологии литья по газифицированным моделям активно применяются во всем мире.

В традиционном литейном производстве основной источник токсичных веществ, выделяемых в атмосферу, — это связующие материалы и синтетические смолы, используемые при изготовлении стержней и форм. При заливке, вредные вещества выделяются в воздух производственного помещения, и его очистка представляется довольно сложным мероприятием. При литье по газифицированным моделям модель для отливки создается из пенополистирола. В процессе выжигания полистирол полностью разлагается на газообразные составляющие. Опоки с моделями для заливки подключены к вакуумной системе, поэтому все вредные газы поступают сразу в систему очистки, практически не попадая в помещения.

Литьё по газифицируемым моделям относится к малоотходному производству. Формованный песок тщательно просевается, подается элеваторами в охладитель, после чего возвращается на формовку. При этом удаляются вредные газы и пыль. Антиприграрные покрытия на водных связующих практически не загрязняют песок и легко отделяются при просеивании и в системе охлаждения. Один-два раза в год песок очищают методом терморегенерации. Для удаления пыли на производствах используются аспирационные установки и циклоны с высокой степенью очистки. Многократное использование песка позволяет добиться минимальных потерь — всего 0,5…1% (пыль кварцевого песка, остатки краски). На комплексах литья по газифицируемым моделям используется оборотное водоснабжение плавильных печей. Используемое тепло не утилизируется. Оно используется для обогрева производственных помещений, а также подается в помещения для сушки и хранения полистирольных моделей. Это позволяет значительно снизить внешнее водопотребление и слив отработанной воды в канализацию, а также минимизировать потребление электрической или тепловой энергии, требуемой для обогрева. Это скорее относится к косвенной защите окружающей среды. Водоснабжение не сильно влияет на экологичность производства, но снижение потребления энергии от внешних источников снижает вред, наносимый природе котельными или электростанциями.

Во всей технологической цепочке литья по газифицируемым моделям формовка является одним из важнейших факторов для получения точных отливок высокого качества. Формовка — это заполнение опоки с полистирольными моделями песком. С этим связаны две сложности. Первая — заполнить песком все свободное пространство в опоке, все полости и каналы моделей. Если этого не сделать, то металл при заливке прорвется через стенку пригарного покрытия и уйдет в песок. Вторая сложность — формовка деталей с тонкими стенками. Слишком сильное или неравномерное воздействие песком может повредить деталь.

Упрощенный алгоритм формовки выглядит так:

— засыпка песчаной подушки на дно опоки;

— уплотнение песчаной подушки;

— установка модели или куста;

— послойная засыпка и уплотнение.

Таким образом, способ литья по газифицируемым моделям обладает рядом преимуществ:

— резко уменьшить затраты на оборудование;

— сократить число технологических операций;

— благодаря использованию в качестве формовочного материала оборотного кварцевого песка и упрочнения формы вакуумом исключается использование стержней и оборудования для их изготовления;

— сократить операции финишной обработки отливок;

— снизить до минимума количество отходов производства;

— сократить трудозатраты в 2…4 раза;

— снизить потребление электроэнергии в 2…3 раза;

— сократить и оптимально использовать производственные площади;

— уменьшить затраты на вспомогательные материалы в 3…5 раз. 5]

Основываясь на вышеизложенном, принимаем для заготовки деталей «Вал» и «Гайка» принимаем — отливку 1-й группы по ГОСТ 977–88, точностью отливки 8−0-0−8 по ГОСТ 26 645–88.

2.4 Технические требования к точности деталей Согласно чертежу, детали «Вал» и «Гайка» должны изготавливаться из отливок первой группы по ГОСТ 977–88. Точность отливок 8−0-0−0 ГОСТ 26 645–88. К отливкам первой группы не предъявляются специальных требований. Неуказанные специально предельные отклонения размеров должны соответствовать 14 квалитету с полем симметричным относительно номинала. Поверхности, к которым не предъявлены особых требований по чистоте, обрабатываются не грубее Ra12,5. Точность метрической резьбы на детали «Вал» — 8g c чистотой поверхности Ra 6,3. Точность трапециидальной резьбы на детали «Гайка» — 8Н c чистотой поверхности Ra 3,2.

Таким образом, к рассматриваемым деталям не предъявляется жестких требований к точности.

2.5 Выбор схемы механической обработки Детали «Вал» и «Гайка» являются телами вращения, вследствие этого основным методом обработки предполагаетсяточение на токарных станках. В условиях серийного производства для токарных операций широко используются токарновинторезные станки. При этом, в основном используется универсальный инструмент и приспособления. Применение специального инструмента и приспособлений должно быть обосновано.

В настоящее время широко используются токарные станки с ЧПУ, которые используют в серийном производстве для обработки сложных деталей. Рассматриваемые детали имеют простую конструкцию. В виду высокой стоимости станков с ЧПУ (что влечет большие капитальные затраты) и высоких требований по их обслуживанию, обработка на них деталей «Вал» и «Гайка» не целесообразно.

Таким образом, предполагаем обработку всех поверхностей вращения деталей «Вал» и «Гайка» на токарновинторезном станке.

На детали «Вал» имеются также четыре «лыски» и отверстие под шплинт, расположенное перпендикулярно оси вращения детали.

Предполагаем получение поверхностей «лысок» фрезерованием на универсальнофрезерном станке, отверстия сверлением на вертикальносверлильном станке.

Таким образом, деталь «Гайка» будет обрабатываться только на токарновинторезном станке, а деталь «Вал» на токарновинторезном, универсальнофрезерном, вертикальносверлильном станке.

2.6 Выбор металлорежущего оборудования

Планируется использовать имеющееся на АО «КСТОЗИК» оборудование. Рассмотрим предполагаемое для использования в техпроцессе оборудование.

Токарно-винторезный станок модели 163 — это старая модификация более современного станка модели 1М63 — одного из самых распространённых на территории бывшего СССР станка, позволяющего производить токарную обработку деталей средних и больших размеров. Станок экспортировался во многие страны мира. Токарно-винторезные станки модели 163 зарекомендовали себя как надёжные и неприхотливые, не требующие повышенного внимания.

Токарно-винторезный станок модели 163 предназначен для обработки цилиндрических, конических и сложных поверхностей — как внутренних, так и наружных, а так же для нарезания резьбы. Для обработки торцовых поверхностей заготовок применяются разнообразные резцы, развертки, сверла, зенкеры, а так же плашки и метчики.

Буквенно-цифирный индекс токарно-винторезного станка 163 обозначает следующее: цифра 1 — это токарный станок; цифра 6 — обозначает токарно-винторезный станок, цифра 3 — максимальный радиус обработки заготовки (315 мм).

Основные технические характеристики станка представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Технические характеристики станка модели 163

Внешний вид станка представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 Внешний вид станка модели 163

Станок 6Т12−1 широко применяется в металлообрабатывающих производствах для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, угловыми, фасонными, торцовыми и другими фрезами. 6Т12 предназначен для обработки горизонтальных и вертикальных плоскостей, пазов, рамок, углов, зубчатых колес, моделей штампов, пресс-форм и других деталей из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и пластмасс. Мощность приводов и высокая жесткость 6Т12−1 обеспечивают применение твердосплавного инструмента. Технические характеристики станка представлены в таблице 2.5. А внешний вид на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 Общий вид вертикальнофрезерного станка модели 6Т12−1

Таблица 2.5

Технические характеристики станка модели 6Т12−1

Для сверления отверстий применяется вертикальносверлильный станок. Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования и развертывания отверстий в различных деталях, а также для торцевания и нарезания резьб машинными метчиками в условиях индивидуального и серийного производства. На станке модели 2А135 обрабатываются детали сравнительно небольших размеров и веса. Общий вид станка представлен на рисунке 2.5, а основные технические характеристики в таблице 2.6.

Рисунок 2.5 Общий вид вертикальносверлильного станка модели 2А135

Таблица 2.6

Основные технические характеристики станка 2А135

2.7 Назначение припусков и размерный анализ

Назначим припуски на поверхности детали «Вал» опытностатистическим методом в соответствии с.

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей Zi min, мм, определим по формуле

Zi min=(Rz+h)i-1+ДУi-1+еi (2.1)

где Rzвысота неровностей, мкм;

hглубина дефектного слоя, мкм;

ДУсуммарное отклонение расположение поверхности, мкм;

епогрешность установки, мкм;

iпорядковый номер операции (обработки).

Минимальный припуск при параллельной обработке противолежащих поверхностей 2Zi min, мм, определим по формуле

2Zi min=2 [(Rz+h)i-1+ДУi-1+еi] (2.2)

Расчет припуска сведем в таблицу 2.7 и таблицу 2.8.

Таблица 2.7

Расчет припусков диаметральных размеров

Таблица 2.8

Расчет размеров линейных размеров

Расчет припусков и операционных размеров детали «Гайка» произведем методов размерного анализа в соответствии с методикой.

На рисунке 2.6 представлен чертеж детали и заготовки.

Рисунок 2.6 Эскиз детали «Гайка» и заготовки

Карта исходных данных представлена в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Карта исходных данных

План обработки детали представлен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 План обработки детали На основе плана обработки составим размерные расчетные схемы (см. че ртеж 0712. Д0.09.ДР.04.04.00.01.РР) На основе размерных схем произведем расчет табличным методом припусков и определяемых размеров. Для линейных размеров расчет предоставлен в таблице, для диаметральных в таблице 2.10 и таблице 2.11.

Таблица 2.10

Расчет линейных размеров

Таблица 2.11

Расчет диаметральных размеров

Полученные данные переносим в чертежи заготовок 0712. Д0.09.ДР.04.02.00.01. и 0712. Д0.09.ДР.04.02.00.02.

2.8 Расчет режимов резанья и норм времени операций Расчет режимов резания ведем по. Данные по расчетам представлены в таблицах Таблица 2.12

Расчет режимов резания точения поверхностей детали «Гайка» на токарновинторезном станке модели 163

Таблица 2.13

Расчет режимов резания точения поверхностей детали «Вал» на токарновинторезном станке модели 163

Таблица 2.14

Расчет режимов резания фрезерования поверхностей детали «Вал» на вертикальнофрезерном станке 6Т12−1

Таблица 2.15

Расчет режимов резания фрезерования поверхностей детали «Вал» на вертикальносверлильном станке 2А135

Определим технически обоснованные нормы времени. Производительность труда рабочего определяется количеством деталей, обрабатываемых на данном рабочем месте, в единицу времени (час или смену).

Технически обоснованная норма времени — штучное время Тшт, мин, необходимое для выполнения данной операции определяется по формуле Тшт. =То + Тв + Тт. о + То. о + Тотд (2.3)

где-То — основное (машинное) время, в течение которого осуществляется изменение размеров, формы и состояния поверхности обрабатываемой заготовки;

Тв — вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение действий вспомогательного характера, необходимых для выполнения основной работы (на управление станком, установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод режущего инструмента, измерение детали и т. д.).

Сумма То + Тв называется оперативным временем;

Т т. о — время технологического обслуживания станка в процессе работы (смазка, удаление стружки, смена инструмента) ;

То.о — время организационного обслуживания, затрачиваемое на подготовку станка к работе в начале смены и на уборку его в конце смены, а также на передачу станка сменщику;

Т отд — время на отдых и естественные надобности.

Прежде чем приступить к работе, рабочему требуется затратить некоторое время на изучение чертежа, наладку станка, приспособления и инструмента, получить консультацию у мастера. Это время называется подготовительно-заключительным Тп. з и затрачивается на подготовку к обработке партии заготовок.

Полное или калькуляционное время выполнения операции Тк при обработке детали определяется по формуле

Тш.к= Тшт + Тп. з / n, (2.4)

где n — количество деталей в партии.

Расчет сведем в таблицу 2.16 и таблицу 2.17.

Таблица 2.16

Расчет норм времени на обработку детали «Гайка»

Таблица 2.17

Расчет норм времени на обработку детали «Вал»

2.9 Контроль технологического процесса Контроль изготовления деталей производится как рабочим самостоятельно, так контролерами службы технического контроля. В условиях серийного производства необходимо стремиться применять универсальные средства измерения. В обоснованных случаях применяют специальные средства измерения. При внедрении технологического процесса, производят сплошной контроль всех размеров и технических требований, предусмотренных конструкторской и технологической документацией. После внедрения технологического процесса в технологической документации устанавливают объем контроля, который в зависимости от жесткости требований к детали или узлу и стабильности производства может быть снижен до экономически приемлемого уровня. Обязательным требованием являетсяполная проверка первой детали или узла из партии.

2.10 Разработка технологических операций

На основании вышеприведенных данных составим технологический процесс механической обработки деталей «Гайка» и «Вал» и. Технологический процесс на деталь «Гайка» и «Вал» представлен в таблице 2.18 и таблице 2.19.

Таблица 2.18

Технологический процесс обработки детали «Гайка»

Таблица 2.19

Технологический процесс обработки детали «Вал»

3. Проектирование средств оснащения

3.1 Проектирование фасонного резца При обработке детали «Вал» предполагаем использование фасонного резца.

Профиль фасонного резца находят графическим или аналитическим способами. Графический способ прост, но неточен, а аналитический точен, но трудоемок.

Применение графического программного пакета «Компас» позволяет применяя графический способ нахождения профиля резца, получить точность сопоставимую с аналитическим способом.

На рисунке 3.1 представлен графический расчет фасонного резца с применением пакета «Компас».

Рисунок 3.1 Графический расчет фасонного резца

Данное построение произведено по следующей методике:

— строим в левом нижнем углу профиль детали;

— проецируем точки профиля на ось I-I, получаем точки 1' и 2';

— из точки О1 проводим окружности радиусами со значениями 2'- О1 и 1'- О1;

— построим прямую II-II на расстоянии h;

— проведем окружность радиусом равным наружному радиусу резца (принимаем 38 мм) из точки 1;

— из точки 1 проведем прямую под углом 15є (прямая аМ);

— на пересечении прямой аМ и радиуса 2'- О1 получим точку 2.

На основании полученного графического расчета строим профиль фасонного резца в правом нижнем углу. На основании полученного профиля сконструируем резец.

3.2 Проектирование приспособления Проектирование приспособления для обработки деталей резаньем состоит из двух этапов, расчет погрешностей базирования и расчет силового механизма зажима.

Для рассматриваемого случая обработки диаметра 5 мм на вертикальносверлильном станке, погрешность базирования равна нулю, так как конструкторские технологические базы совмещены.

При сверлении на заготовку действуют осевая сила и момент. Определим осевую силу при сверлении Ро, Н, по формуле Ро=10· Ср·Dq·Sy·Kp (3.3)

где Српостоянный коэффициент силы зависящий от условий обработки;

q, yпоказатели степени зависящие от условий обработки;

Dдиаметр сверла, мм;

Sподача, мм/об;

Kpкоэффициент зависящий от конкретных условий обработки.

Ро=10· 68·51·0,120,7·1=771 Н Определим момент при сверлении Мкр, Н· м, по формуле Мкр=10· См·Dq·Sy·Kp (3.4)

где Смпостоянный коэффициент момента зависящий от условий обработки.

Мкр=10· 0,0345·52·0,120,8·1=1,6 Н· м Рассмотрим схему расположения детали в приспособлении на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 Расчетная схема приспособления Таким образом, усилие зажима W, Н, определим по формуле

W=(44/16)· Ро·К (3.3)

где Ккоэффициент запаса (принимаем К=1,5).

W=(44/16)· 771·1,5=3180 Н Сила, развиваемая винтовым зажимом диаметром 10 мм равна 4200 Н.

3180 Н<4200 Н Таким образом, выбранный винтовой прижим обеспечивает необходимое усилие зажима.

4. Организация и планировка производственного участка механической обработки вала приводного Планировкой производственного участка называют план расположения производственного, подъемно-транспортного, и другого оборудования, рабочих мест, санитарно-технических и энергетических сетей, проездов, проходов и т. п.

Планировку участка выполняют после разработки общего компоновочного плана корпуса.

При расстановке оборудования, рабочих мест и коммуникаций соблюдают следующие основные требования:

— оборудование располагают в порядке последовательности выполнения технологических операций;

— проходы, проезды и расположение оборудования должны позволять осуществлять монтаж, ремонт оборудования, обеспечивать удобство подачи изготавливаемого объекта, технологической оснастки и инструмента, уборки отходов и безопасность работы;

— подъемно-транспортные средства должны быть увязаны с технологическим процессом и расположением оборудования так, чтобы были достигнуты кратчайшие пути перемещения грузов без перекрещивания грузопотоков и не создавались помехи на проходах, проездах и путях движения людей;

— расстановка оборудования должна предусматривать возможность изменения планировки при использовании более прогрессивных технологических процессов.

Планы расстановки оборудования выполняются на основе строительного чертежа здания (участка), где должны быть показаны основные элементы здания: наружные и внутренние стены, перегородки, ворота, двери. Окна и внутренние стены, технических проектов выполняют, как правило, в масштабе 1:200, на стадии техно-рабочих и рабочих проектов в масштабе 1:100. На стадии техно-рабочих и рабочих проектов на чертежах указывают привязку оборудования.