Определение типа производства

Технологическая часть

Определение типа производства

 

Тип производства предварительно определяем по заданному объему выпуска изделий и массе, при годовом объеме выпуска деталей одного наименования от 101 до 500 штук, массой до 30 кг. Имеет место мелкосерийное производство. Масса детали - 6,8 кг

На заводе планируется выпускать 120 - 180 деталей в год. Присутствуют все признаки мелкосерийного производства: деталь изготовляется небольшими партиями; оборудование расположено не по ходу технологического процесса, а участками; рабочие места специализируются на выполнение нескольких операций; обработка деталей ведется как на универсальном, так и на специализированном оборудовании; рабочие высокой и средней квалификации; инструмент нормализированный и специальный; применяются универсальные, переналаживаемые и специализированные приспособления.

деталь кольцо припуск

Анализ технологичности конструкции детали

Деталь - кольцо нажимное - изготавливается на заводе из листа 12×480×480.

Материал детали - сталь Ст 3 ГОСТ 14637-89. Это углеродистая сталь обыкновенного качества, общего назначения. Сталь группы А, которая характеризуется только по механическим свойствам. Химический состав не регламентируется, но указывается в сертификате

С точки зрения механической обработки деталь имеет следующие недостатки в отношении технологичности.

Получение детали из листа требует большой трудоемкости, т.е. дополнительных предварительных операций для придания заготовке формы близкой к детали (газокислородная резка по шаблону).

Деталь достаточно технологична. Имеются надежные технологические базы и места для закрепления Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки, с учетом материала детали. Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей при применении многооперационного оборудования, позволяют вести обработку без применения специального инструмента.

Деталь имеет удобные базовые поверхности.

Требования по точности размеров:

линейные размеры: 5±0,3,43±0,2,30^,18⁺¹_,12, 10⁰ ±2’30’ - соответствуют 7 - 14 квалитетам точности.

диаметральные размеры: Æ472_-0,2, Æ326±0,3, Æ386±0,2, R2, R9 - соответствуют 7 - 14 квалитетам точности.

Качество поверхностного слоя регламентировано шероховатостью основных поверхностей детали по Rz40 - 80, Æ472 Rz25

Выбор метода получения заготовки

Получение заготовки из листа, как это делается на заводе, нежелательно, т.к. при таком методе получения заготовок очень низкий коэффициент использования материала, большие припуски на механическую обработку и заготовка менее близка по форме к готовой детали.

Заготовку кольца нажимного выполнять литьем нежелательно, т.к. отливки, как правило, имеют литейные дефекты и, также большие припуски на механическую обработку

Наиболее удобно получать заготовку для кольца нажимного вырубкой методом листовой штамповки. При таком методе получения заготовки наиболее высокий коэффициент использования материала, заготовка более близка по форме к готовой детали и небольшие припуски на механическую обработку. Выбор этого метода приведет к сокращению времени обработки и к уменьшению металлоемкости.

 

1.4 Разработка и обоснование вариантов предлагаемого технологического процесса

Назначение маршрута обработки детали

Операция 010 (Токарная)

1. Обточить Æ472 начерно.

. Чистовое обтачивание Æ472.

. Предварительно и окончательно подрезать торец Æ472

. Притупить острые кромки.

Операция 015 (Токарная)

. Черновое растачивание Æ326.

. Подрезать торец Æ472/Æ326 предварительно и окончательно.

. Предварительно точить угол 12°± 2°

. Получистовое точение угла 12°± 2°

. Чистовое точение угла 12°± 2°

. Притупить острые кромки.

Первый вариант

Характеристика оборудования

 

Для токарной обработки назначаем использование токарного станка 16К25.

Таблица 1.2. Паспортные данные станка 16К25

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки	500 мм
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-1600
Число скоростей шпинделя	22
Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное	645-1935 300
Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная	0,05-2,8 0,025-1,4
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного поперечного	3800 1900
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	11
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	2505-3795 1240 1500
Масса, кг	2925-3775

 

Приведенные паспортные данные удовлетворяют условиям изготовления кольца нажимного для двигателя ТАД-3, а экономические качества и количество инструмента позволяют сократить количество операций.

Кроме того, за счет получения заготовки методом штамповки, возможно использовать 1 станок на несколько операций, что существенно сокращает капитальные вложения.

Для фрезерной обработки назначаем использование многоцелевого станка с ЧПУ СВМ1Ф4.

Специализированный вертикальный многооперационный станок с ЧПУ и автоматической заменой инструмента модели СВМ1Ф4 предназначен для высокопроизводительной обработки по программе деталей сложной конфигурации из черных металлов, легированных и легких сплавов.

Накладной поворотный стол, управляемый по программе, используется для делительных работ, а также для обработки деталей с постоянной или переменной круговой подачей.

На станке могут выполняться различные виды обработки: фрезерование, сверление, зенкерование, нарезание резьбы в сквозных отверстиях, растачивание, развертывание и обработка криволинейных поверхностей.

Таблица 1.3. Паспортные данные станка с ЧПУ СВМ1Ф4.

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший размер заготовки, мм: длина: ширина: высота:	750 320 200
Наибольший размер обрабатываемой поверхности, мм: длина: ширина:	650 240
Наибольшая масса заготовки, кг	200
наибольший наружный размер устанавливаемой фрезы, мм	80
Наибольший вылет инструмента от торца шпинделя, мм	220
Наличие накопителей инструмента	да
Дискретность задания перемещений, мкм: в продольном направлении: в поперечном направлении: в вертикальном направлении: круговой координаты:	10 10 10 10
Точность позиционирования, мкм: в продольном направлении: в поперечном направлении: в вертикальном направлении:	40 30 50
Количество управляемых осей координат	3
Количество одновременно управляемых осей координат: при линейной интерполяции: при круговой интерполяции:	3 2
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	40 - 2000
Пределы рабочих подач стола, мм/мин	6 - 1700
Скорость быстрых перемещений стола, мм/мин в продольном и поперечном направлении: в вертикальном направлении:	5000 2500
Наибольший крутящий момент на шпинделе, кНм	0,335
Мощность привода главного движения, кВт	5,5
Габаритные размеры, мм длина: ширина: высота:	3650 3480 2700
Масса, кг	4750

 

В качестве пресса выбираем пресс КД2128Е.

Пресс однокривошипный открытого простого действия. Предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки.

 

Таблица 1.4 Паспортные данные пресса КД2128Е

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Номинальное усилие пресса, кН	630
Ход ползуна, мм: наименьший наибольший	10 100
Число ходов ползуна в минуту.	125
Размеры стола, мм: слева - на право спереди - назад	710 480
Расстояние между стойками станины в свету, мм	340
Расстояние от оси ползуна до станины (вылет), мм	260
Толщина подштамповой плиты, мм	85
Расход сжатого воздуха за одно включение пресса, л.	1,6
Габаритные размеры пресса, мм: слева - на право спереди - назад высота	1500 1690 2890
Масса, кг	5432

Аналитический расчет

диаметральный размер Ø472

Таблица 1.4

Полученные предельные припуски, мкм		2zmax	-	11500	1300
		2zmin	-	8100	900
Принятые (округленные) размеры по переходам, мм		dmax	484,8	473,3	472
		dmin	480,8	472,7	471,8
Допуск на изготовление Td, мкм			4000	630	200
Расчетный минимальный размер dmin, мкм			480,732	472,632	471,8
Расчетный минимальный припуск 2z min, мкм			-	2 х 4050 8100	2 х416 832
Элементы припуска, мкм	е		-
	∆(с)		3600	216	8,64
	h(Т)		250	100	25
	RZ		200	100	25
Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки Ø 472			Заготовка (штампованная)	Черновое точение	Чистовое точение

 

Технологический маршрут обработки отверстия Ø472_-0,2 состоит из следующих операций: черновое точение и чистовое точение.

По таблице 4.7 (стр. 66 [1]) определим суммарное значение пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки:

 

 

По ГОСТу 7505-89 определяем  - смещение по поверхности разъема штампа. По таблице 17 (стр. 186 [3]) определяем величину .

Таким образом, получим:

Остаточное пространственное отклонение после чернового точения:

 

,

 

где  - коэффициент уточнения формы (стр. 73 [1])

Остаточное пространственное отклонение после чистового точения:

 

,

 

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Погрешность установки:

 - т.к. заготовка закрепляется в самоцентрирующимся трехкулачковом патроне;

Рассчитанные величины занесем в таблицу 1.4

Расчет режимов резания

Расчет штучного времени

Время, затрачиваемое на технологическую операцию изготовления единицы продукции, в общем случае складывается из двух частей:

 

,

 

где  - штучно-калькуляционное время;

 - штучное время изготовления единицы продукции;

 - подготовительно-заключительное время;

 - количество единиц продукции в партии.

Штучное время выражается формулой:

 

,

 

где  - основное время;

- вспомогательное время;

 - время на обслуживание рабочего места;

 - время перерыва на отдых и личные надобности.

Основное время выражается формулой:

 

,

 

где  - расчетная длина перемещения инструмента или стола;

 - минутная подача;

 - число рабочих ходов данного перехода.

Вспомогательное время выражается формулой:

 

,

 

где  - время на установку и снятие детали;

- время на закрепление и открепление детали.

 

 - оперативное время;

Время на обслуживание рабочего места:

 

,

 

где - время на организационное обслуживание;

 - время на техническое обслуживание.

 

; ;

 

Данные, посчитанные по вышеприведенным формулам, занесем в таблицу 1.8

Таблица 1.8

№ операции	№ перехода	Размер обработки. D или b, мм	Длина обработки L, мм	Длина обработ. поверхности l, мм	Длина врезания l1, мм	Длина перебега l2, мм	Основное время То, мин	Вспомогательное время Тв, мин	Оперативное время Топер., мин	Время обслуж-я Тоб, мин	Время на отдых Тот, мин	Штучное время Тшт, мин	Подгот.-заключ. время Тп.з, мин	Штучно-калькул. время Тш.к, мин
010	1 2 3 4	Ø472 Ø472 Ø472/ Ø326 Острые кромки	19 19 76 4	15 15 73 1	3 3 2 2	1 1 1 1	0,487 0,413 1,169 0,033	1,15	3,252	0,160	0,163	3,575	15	6,703
015	1 2 3 4 5 6	Ø326 Ø472/ Ø326 12°±2° 12°±2° 12°±2° Острые кромки	17,5 76 80 80 80 4	13,5 73 77 77 77 1	3 2 2 2 2 2	1 1 1 1 1 1	0,194 1,169 0,666 1,103 1,503 0,033	1,45	6,118	1,583	0,306	8,007	15	9,882
020 Фрезеровка.	1 2	18+1×30 1,5×45°	33 3,5	30 1,5	3 2	0 0	0,314 0,006	1,34	1,66	0,0594	0,083	2,122	20	4,622

 

Тогда общая трудоемкость:

 

 

Конструкторская часть

Описание двигателя ТАД-3

Условное обозначение электродвигателя ТАД-3 расшифровывается следующим образом:

буквенное обозначение (ТАД) - тяговый асинхронный двигатель;

цифры после тире (3) - порядковый номер разработки;

Электродвигатель ТАД-3 предназначен для приведения в движение одного троллейбуса с обеспечением требуемых статических и динамических параметров движения.

Данный электродвигатель предназначен как для внутригосударственных поставок, так и для поставок на экспорт.

Основные номинальные параметры двигателя представлены в табл. 2.1:

 

Таблица 2.1

Наименование параметра	Норма
1. Мощность на валу (часовая), кВт	180
2. Номинальное линейное напряжение, В	450
3. Частота питающей сети, Гц	50
4. Частота вращения, об/мин
- номинальная	1500
- максимальная	4000
5. Скольжение, о.е.	0,0098
6. Кратность максимального момента, о.е.	3,6
7. Число фаз	3
8. Схема соединений	Звезда
9. Момент на валу, Нм	1150
10. Коэффициент мощности при номинальной Нагрузке, о.е.	0,9
11. Коэффициент полезного действия, %	93,0

Технико-экономическая часть

Затраты на приспособления

 

,

 

где  - балансовая стоимость одной единицы приспособлений d -го типоразмера;

 - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт приспособлений d -го типоразмера, ;

 - количество единиц приспособлений d -го типоразмера;

 - коэффициент занятости приспособлений d -го типоразмера, ;

 - срок амортизации приспособлений d -го типоразмера, .

По данным ОАО «ПЭМЗ»:

стоимость фрезерного приспособления:

стоимость штампа:

- стоимость приспособления для станка FSS-400: составляет:

Затраты по приспособлениям по вариантам:

.

1 вар. .

2 вар.

Заключение

 

В результате проделанной работы в ходе выполнения дипломного проекта предложено два усовершенствованных варианта изготовления кольца нажимного. С применением в первом варианте станка с ЧПУ, во втором варианте штампа. с применением специальной технологической оснастки.

Предлагаемый вариант обработки кольца нажимного позволяет, сократить технологический процесс получения детали.

Спроектированы необходимые приспособления.

В экономической части дипломного проекта рассчитан годовой экономический эффект, получаемый в процессе изготовления детали по усовершенствованным вариантам. Из экономических расчетов можно сделать вывод, что внедрение нового варианта является экономически эффективным.

Литература

1. Солнышкин Н.П., Чижевский А.Б., Дмитриев С.И. Технологические процессы в машиностроении С-П, издательство СПбГТУ, 1998

2. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков, Ленинград, «Машиностроение», 1975.

3. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроение, Минск, «ВШ», 1975.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя, Т3, М., Машиностроение, 1980.

5. Великанов К.М. Расчет экономической эффективности новой техники, Справочник, Л., «Машиностроение», 1975.

6. Морозов А.М. Охрана труда на производстве, Ленинград, 1966.

7. Полтев М.К. Охрана труда в машиностроение, М., «ВШ», 1980.

8. Климов В.И. Справочник инструментальщика - конструктора, издательство АЩГИЗ, 1958

9. Солнышкин Н.П., Чижевский А.Б., Дмитриев С.И. Технологические процессы в машиностроении С-П, издательство СПбГТУ, 1998.

10.Справочник технолога - машиностроителя в 2-х т. / Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова Т.2 - М.: Машиностроение, 1985.

Технологическая часть

Определение типа производства

 

Тип производства предварительно определяем по заданному объему выпуска изделий и массе, при годовом объеме выпуска деталей одного наименования от 101 до 500 штук, массой до 30 кг. Имеет место мелкосерийное производство. Масса детали - 6,8 кг

На заводе планируется выпускать 120 - 180 деталей в год. Присутствуют все признаки мелкосерийного производства: деталь изготовляется небольшими партиями; оборудование расположено не по ходу технологического процесса, а участками; рабочие места специализируются на выполнение нескольких операций; обработка деталей ведется как на универсальном, так и на специализированном оборудовании; рабочие высокой и средней квалификации; инструмент нормализированный и специальный; применяются универсальные, переналаживаемые и специализированные приспособления.

деталь кольцо припуск