Подачу на один зуб фрезы выбираем по [14, с. 295, табл. 48]

1. Подачу на один зуб фрезы выбираем по [14, с. 295, табл. 48].

S_Z = 0,04…0,05 мм, принимаем S_Z = 0,05 мм

2. Расчёт скорости резания

Скорость резания определяется по формуле:

, м/мин,

где

Т - стойкость фрезы, мин;

S = 1,5- шаг резьбы;

K_V - коэффициент, учитывающий реальные условия резания;

C_V, m, x, y - коэффициент и показатели степени, определяются по [14, с. 296, табл. 49].

По рекомендациям [14] стойкость принимаем равной:

Т = 70 мин

К_V=К_MV К_ИV К_ТV

По [14, с. 298, табл. 50]:

К_MV=0,9;

К_ИV1,0;

К_ТV=1,0;

К_V=0,8×1,0×1,0=0,9.

C_V=198;

m=0,50;

x=0,4;

y=0,3.

=146,2 м/мин.

3. Частота вращения фрезы:

, об/мин, где

D_ф = 10 мм - диаметр фрезы.

=4656 об/мин,

В соответствии с паспортом станка и его кинематикой:

n_ст = 250 б/мин

4. Фактическая скорость резания:

, м/мин.

=7,85 м/мин.

5. Расчёт основного времени

Основное время определяется по формуле:

 , мин, где

l = 15,5 мм - длина нарезаемой резьбы,

l₁ - величина врезания и перебега (определяется по [12, прил. 4]), мм;

z = 1 - число заходов резьбы;

К = 1 - число заходов фрезы.

l₁ = 0,5D_отв , мм

D_отв=21,8мм[18,ст225,тб3.113]

l₁ = 10,9 мм.

=0,022 мин

Обработка на позиции II по всем параметрам аналогична позиции I.

Обработка на позиции III по всем параметрам аналогична позиции I, с отличием по продолжительности операции на переходе III, подлине рабочего хода инструмента.

Основное время

Т_О=,

l=35,2 мм, l_вр=5 мм, i=1.

Т_О==0,1931 мин

020 Слесарная

025 Контроль

1.14. Нормирование технологического процесса

Норма времени:

, мин

где Т_ШТ-К - штучно-калькуляционное время выполнения работ на станках, мин;

Т_ШТ - норма штучного времени, мин;

Т_П-З - норма подготовительно-заключительного времени, мин.

, мин

где Т_О - основное время на обработку одной детали, мин;

Т_В - вспомогательное время, мин;

К_tВ - поправочный коэффициент вспомогательного времени;

А_ОБС - время на обслуживание рабочего места, %;

А_ОТД - время на отдых и личные надобности, %.

, мин

где Т_ВУ - время на установку и снятие детали, мин;

Т_В.ПЕР - время, связанное с переходом, мин;

Т_В.ИЗМ - время на измерение, мин.

, мин

где Т_П-З1 - время на организационную подготовку, мин;

Т_П-З2 - время на наладку станка, мин;

Т_П-З.ОБР - нормы времени на пробную обработку, мин.

Результаты нормирования времени приведены в таблице 13. Карты помеченные символом * - взяты по [10], остальные по [9].

Таблица 13

№ п/п		Наименование операции и содержание работы	Карта, позиция		Время, мин и коэффициенты
1	2			3		4
005	Токарная с ЧПУ 1.             Основное время - Подрезать торец Æ38мм в размер 143,06; точить поверхн. Æ37-0,25, l=30±0,1 - Центровать отв. Æ9*мм, глубиной 4,5±1,5мм - Cверлить отв. Æ14Н14, l=61-1 мм, сверлить конус 1200±20 ; сверлить отв.Æ25Н14, l=42±0,5; сверлить конус600±10; сверлить отв. Æ25,43Н13, l=22±0,5. Одновременно. - Точить конус под углом 450; точить фаску Æ32,4Н11 с улом 150±10. - Нарезать резьбу М27х1,5-7Н, в размер l=18minВспомогательное время: 2. Время на установку и снятие изделия Время связанное с переходом Время на измерение: -               контроль длины отверстий -                143,06;,  - фаски -               контроль отверстий Коэффициент на вспомогательное время Время на смену инструмента Суммарное вспомогательное время 2.             Время на обслуживание рабочего места 3.             Время перерывов на отдых и личные надобности 4.             Подготовительно-заключительное время на партию -               на наладку станка, инструмента и приспособлений -               на дополнительные приёмы -               на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки Штучное время Суммарное подготовительно-заключительное время Штучно-калькуляционное время			Карта 17, поз. 2 Карта 86, поз. I Карта 87, поз. 164 и карта 88 Карта 87, поз. 16 и карта 88 Карта 87, поз. 9 Карта 87, поз. 9 Карта 1 Карта 86, поз. I Карта 89 Карта 86, поз. I		1,132 0,85 0,75 0,18 0,04 0,04х4 0,2 0,91 0,6 2,78 3,5% от оперативного 4% от оперативного 10,0 1,5 5,0 3,938 16,5 3,978
010	Токарная копировальая 1. Основное время -            Подрезать торец Æ38 в размер 140±0,5 -             Центровать отв. Æ9*мм, глубиной 4,5±1,5мм -             Сверлить отв. Æ18Н13, l=70±0,5мм -             Рассверлить отв. Æ22Н12, l=70±0,5мм; рассверлить отв. Æ25Н12, l=50±0,5мм; рассверлить отв. Æ28,38Н12, l=20±0,5мм. Одновременно -            Зенкеровать отв. Æ24Н10, l=23,5±0,5мм; зенкеровать конус Æ27Н14, под углом 300±10, зенкеровать отв. Æ27,2Н10, l=20±0,5мм. Одновременно. -            Расточить отв. Æ32,4Н14, l=14-1 -            Точить фаску Æ32,4Н11, с углом 150±10, точить конус под углом 450. -            Сверлить отв. Æ7Н12, l=2,5±0,5мм -            Развернуть отв. Æ24,6Н9, l=23,5±0,5мм, развернуть отв. Æ27,6Н9, l=20±0,5мм. Одновременно. -            Развернуть отв. Æ25Н8, l=23,5±0,5мм, развернуть отв. Æ28Н8, l=20±0,5мм. Одновременно. -            Точить торец Æ23мм в размер l=74,5±0,5мм, точить радиус R1max. Нарезать резьбу М30х1,5-7Н, в размер l=16min 2. Время на установку и снятие изделия Время связанное с переходом Время на измерение: -               контроль длины отверстий -                -Æ140±0,5,  - фаски -               контроль отверстий Коэффициент на вспомогательное время Время на смену инструмента Суммарное вспомогательное время 5.             Время на обслуживание рабочего места 6.             Время перерывов на отдых и личные надобности 7.             Подготовительно-заключительное время на партию -               на наладку станка, инструмента и приспособлений -               на дополнительные приёмы -               на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки Штучное время Суммарное подготовительно-заключительное время Штучно-калькуляционное время			Карта 17, поз. 2 Карта 86, поз. I Карта 87, поз. 164 и карта 88 Карта 87, поз. 16 и карта 88 Карта 87, поз. 9 Карта 87, поз. 9 Карта 1 Карта 86, поз. I Карта 89 Карта 86, поз. I		4,514 0,85 0,75 0,36 0,04 0,04х4 0,4 0,91 0,6 2,78 3,5% от оперативного 4% от оперативного 10,0 1,5 10,0 14,062 21,5 14,108
015	Фрезерная с ЧПУ  Позиция I - Фрезеровать поверхн. Æ30мм в размер 40±0,5. - Центровать отв. Æ9*мм, глубиной 4,5±1,5мм. - Сверлить отв. Æ12Н14, l=24мм, сверлить конус Æ17,9мм с углом 1200*; сверлить отв. Æ17,9Н14, l=20±0,5мм. Одновременно. - Зенковать конус под углом 450; зенковать фаску Æ21,8Н11, l=3+0,4, под углом 150±10. Одновременно. - Нарезать резьбу М20х1,5-7Н, в размер l=15,5min Б- Повернуть деталь Позиция II Выполнение переходов выполненых в позиции I Позиция III - Фрезеровать поверхн. Æ30мм в размер 40±0,5. - Центровать отв. Æ9*мм, глубиной 4,5±1,5мм. - Сверлить отв. Æ17,9Н14, l=26±0,5мм. - Зенковать конус под углом 450; зенковать фаску Æ21,8Н11, l=3+0,4, под углом 150±10. Одновременно. - Нарезать резьбу М20х1,5-7Н, в размер l=15,5min 2. Время на установку и снятие изделия Время связанное с переходом Время на измерение: -               контроль длины отверстий -                40±0,5;,  - фаски -               контроль отверстий Коэффициент на вспомогательное время Время на смену инструмента Суммарное вспомогательное время 8.             Время на обслуживание рабочего места 9.             Время перерывов на отдых и личные надобности 10.            Подготовительно-заключительное время на партию -               на наладку станка, инструмента и приспособлений -               на дополнительные приёмы -               на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки Штучное время Суммарное подготовительно-заключительное время Штучно-калькуляционное время			Карта 17, поз. 2 Карта 86, поз. I Карта 87, поз. 164 и карта 88 Карта 87, поз. 16 и карта 88 Карта 87, поз. 9 Карта 87, поз. 9 Карта 1 Карта 86, поз. I Карта 89 Карта 86, поз. I		1,908 0,85 0,75 0,18 0,04 0,04х4 0,2 0,91 5,0 7,18 3,5% от оперативного 4% от оперативного 10,0 1,5 5,0 9,075 16,5 9,107
020	Слесарная -               включить пневматическую машину -               зачистить кромки отверстия -               выключить пневматическую машину Время на организационно-техническое обслуживание: -               регулировка механизированного инструмента -               инструктаж рабочего мастером Время на отдых и личные надобности Штучно-калькуляционное			Карта 63,поз 4а Карта 1, Поз.2 Карта 4		2´0,072 4% 6% 0,079 4% 0,259576
025	Контроль по операциям 005 010 015 Всего					0,58 0,96 0,58 2,12

  Расчёт потребного количества оборудования и коэффициентов его загрузки

 , шт

где t_шт-к - норма штучно-калькуляционного времени на операцию, мин;

N - годовая программа выпуска, шт;

F_д - действительный фонд рабочего времени, час.

Полученное значение округляем в большую сторону до ближайшего целого числа. Расчёт вёдём по методике для групповой технологии, принимаем

F_д= часа

Коэффициент загрузки оборудования:

где С_П - принятое количество станков на операции, шт.

Все полученные данные сведены в таблицу.

Таблица 14

Операция	ТШТ-К, мин	СР	СП	КЗ
005 Токарная с ЧПУ	3,978	1,6	2	0,8
010 Токарная с ЧПУ	14,108	5,6544	7	0,81
015 Фрезерно-сверлильная	9,107	3,663	4	0,916

Средний коэффициент загрузки оборудования:

где n - количество операции в технологическом процессе

На рис. 14 представленна столбчатая диаграмма коэффициентов загрузки оборудования.

График загрузки оборудования

Производим проверку правильности выбранного ТП, путём определения К_СЕР

К_СЕР=

Где t- такт выпуска, мин

t_ШТ-К-средне калькуляционное время на одну операцию

 мин

2,0937 мин

К_СЕР===11,94

-что соответствует среднесерийному производству

Конструкторская часть

  Обоснование и описание конструкции

Установка детали в приспособление для сверления обеспечивает закрепление определенного положения детали относительно режущего инструмента, позволяет вести обработку отверстий с достаточно высокой точностью и с малыми затратами времени. Применение приспособления позволяет вести обработку при более высоких режимах резания, значительно сокращает время, вспомогательное.

Данное приспособление оснащено делительным устройством. Приспособление устанавливается на стол станка в Т-образные пазы с помощью болтов. Обрабатываемая деталь устанавливается в трёхкулачковый патрон и жесткий задний центр. С помощью делительного диска происходит деление. После закрепления и выверки заготовки ручка приспособления прижимается винтом к диску, приспособление готово для деления на 180⁰. Стопорение поисходит силой трения развиваемой винтом в корпусе приспособления о шпиндель.

Приспособление может быть легко переналажено на другие детали заменой делительного диска и патрона на другие установочные элементы.

Расчёт механизма на точность

При расчёте приспособления на точность необходимо определить погрешность установки заготовки в приспособлении, которая определяется как

,

При установке деталей в упор в торец погрешность базирования по длине равна нулю. Погрешность закрепления также равна нулю, так как вектор силы закрепления перпендикулярен размерной цепи для отверстия.

Погрешность установки заготовки в приспособлении равна

=0 мкм.

Спроектированное приспособление удовлетворяет точности обработки детали на данной операции.

  Силовой расчет и выбор параметров приспособления

Возникающая окружная сила резания сдвинуть деталь в осевом направлении отверстия, а при дальнейшем фрезеровании деталь может проворачиваться вокруг оси отверстияи одновременно отжиматся вниз.

Сила зажима без учета подачи определяется по формуле из схемы ;

[15, с.380]

Рис.

Где- y=30⁰- угол при вершине центра

j₁=j₂=3⁰- угол трения

l=80 мм- растояние от середины центрового гнезда досередины пиноли

а_п=50 мм- длина пиноли

P_h=0,4P_z=0,4×903,74=361,5 H

P_V=0,95P_z=0,95×903,74=859 H

==932 H

К- коэффициэнт запаса учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку

К=К₀×К₁×К₂×К₃×К₄×К₅[15, с.382]

К₀=1,5- гарантированный коэффициэнт запаса[15, с.382]

К₁=1,2- учёт случайных сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхн. заготовки[15, с.382]

К₂=1,4- коэффициэнт учитывающий увеличение сил резания вследствии затупления[15, с.383, тб2]

К₃=1,2- учёт величения сил резания при прерывистом резании[15, с.383]

К₄=1,3- коэффициэнт характеризующий постоянство

сил развиваемых зажимным механизьмом[15, с.383]

К₅=1,2[15, с.383]

К=1,5×1,2×1,4×1,2×1,3×1,2=4,72

=2025 Н

Данная нагрузка эквивалентна прочности болта с внутренним диаметром болта 5,286 мм - соответствует примерно М8, что намного меньше резьбы применяемой для перемещения пиноли заднего центра (примерно М30).

Экономическая часть

Экономический расчёт приспособления [2, с. 151]

Расчёт производим в ценах 1975-го года.

Условие эффективного применения приспособления:

где Э_П - годовая экономия без учёта годовых затрат на приспособление, руб;

Р - годовые затраты на приспособление, руб.

, руб

где Тшт - штучное время на операции при обработке детали в универсальном приспособлении, мин;

Тшт^П - штучное время на операции при использовании спроектированного приспособления, мин;

С_Ч.З. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

N - годовая программа выпуска, шт.

В соответствии с нормативами вспомогательного времени [9; карта 1; карта 12, поз. 8; карта 17, поз. 2]:

 мин

, коп/ч

где  - практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте, для условий двухсменного крупносерийного производства =36,3коп/ч;

 k_М - машино-коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка, в соответствии [12, прил. II, с175] k_М = 1,8

 коп/ч

 руб

, руб

где S_ПР - стоимость приспособления, руб;

А - коэффициент амортизации;

В = 0,2 - коэффициент, учитывающий ремонт и хранение приспособления.

В соответствии с [2, табл. 63] стоимость, приспособления, включающего 20-25 наименований деталей составляет 125…145 руб, принимаем:

S_ПР = 145 руб

Назначаем срок амортизации - 2 года, тогда коэффициент амортизации:

А = 0,5

 руб

Экономический эффект от применения специального приспособления:

, руб

 руб

В нынешних ценах:

 руб

  Оценка экономической эффективности технологического процесса [23]

Оценка экономической эффективности разработанного технологического процесса производим по приведенным затратам. Экономию на приведенных затратах определяем по формуле:

DС _{п. н.}= С _{п. н.1} - С _{п. н.2},

где С _{п. н. 1} и С _{п. н. 2} - приведенные затраты, обусловленные производством годового объема продукции по базовому (1) и новому (2) вариантам, руб./год.

Приведенные затраты на операцию определяются:

×20,

где С _{п. н. н.} - приведенные затраты, приходящиеся на 1 час работы металлорежущего оборудования, коп.;

-поправочный коэффициент на инфляцию;

Базовый Т.П.:

005: С _{п. н. н}=6,6×=36,74 руб.

015: С _{п. н. н}=24,6×=68,47 руб.

020: С _{п. н. н}=49×=136,38руб.

025: С _{п. н. н}=18×=83,2 руб.

030: С _{п. н. н}=30×=138,67 руб.

S С _{п. н. н}=36,74+68,47+136,38+83,2+138,67=463,46 руб.

Новый Т.П.:

005: С _{п. н. н}=3,978×=9,30(44) руб.

010: С _{п. н. н}=14,108×=33,17 руб.

015: С _{п. н. н}=9,107×=50,7 руб.

S С _{п. н. н}=9,30(44)+33,17+50,7=93,18 руб.

DС _{п. н.}= С _{п. н.1} - С _{п. н.2}=468,46-93,18=370,28 руб.

На партию:

SDС _{п. н}=9600×370,28=3554688 руб.

С учётом изменения способа получения заготовки экономический эффект равен:

SDС=SDС _{п. н} +Э_Т=3554688+56640=3611328 руб/партия.

Квалиметрическая оценка проекта

В ходе данной курсовой работе был проделан большой объём работы, которая включала в себя аналитические расчёты, выполнение чертежей, подготовка и выбор альтернативных вариантов, изучение литературы и стандартов.

Аналитические расчёты велись при определении режимов резания, производственной программы выпуска изделий, определении припусков, расчёте потребного количества станков, силовом и точностном расчёте приспособления, экономической оценке приспособления и технологического проекта. При выполнении курсового проекта технологичность изделия была повышена. Более рационально построен маршрут обработки изделия для условий среднесерийного производства: исключены некоторые операции (создание чистовой базы под установку в токарный патрон), ряд операций объединены в одну. Применено более производительное оборудование.

В проекте рассматривались два альтернативных варианта изготовления заготовки: штамповка в открытых штампах на КГШП (заводской вариант) и безоблойная штамповка на КГШП. При сопоставимой технологичесой себестоимости обоих вариантов, безоблойная штамповка даёт меньшую себестоимость, что привело к выбору второго варианта получения заготовки. Необходимо отметить, что при одинаковом способе получения заготовок в данном проекте и базовом технологическом процессе, припуски под механическую обработку разработанном технологическом процессе получились меньше, что связано с широким применением в проекте аналитического метода назначения припусков.

Разработанное приспособление удовлетворяет требованиям прочности и точности, а также даёт по сравнению с универсальным приспособлением годовую экономию в размере 69553,33 руб/год. В результате разработки технологического процесса и расчёта его экономической эффективности, экономический эффект составил 3611328 руб/партия.

Недостатком разработанного технологического процесса можно считать неравномерную загрузку оборудования. Но это можно устранить при использовании эффективной системы управления планирования путём дозагрузки оборудования другими изделиями, применение относительно дорогово режущего инструмента.

Литература

1. Ансеров М.А., Гущин В.Ф. Приспособления для сверлильных станков. Конструкции и наладки. - Л.: Машгиз, 1950 - 300 с.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗов. - Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.

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

4. Маликов Ф.П. Патроны для металлорежущих инструментов. Справочник. -* М. Машгиз, 1963. - 104 с.

5. Металлорежущий инструмент. Каталог-справочник. Часть 1. Резцы и фрезы. - М.: Машиностроение, 1976. - 448 с.

6. Металлорежущий инструмент. Каталог-справочник. Часть 3. Резьбообрабатывающий, трубо- и муфтообрабатывающий и зуборезный инструмент. - М.: НИИМАШ, 1971. - 476 с.

7. Мягков В.Д, Палей М.А., Романов А.Б.. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч. 1. - Л.: Машиностроение, 1982. - 543 с.

8. Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б.. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч. 2. - Л.: Машиностроение, 1978. - 545 с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительное для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 422 с.

10. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени. - М.: Экономика, 1990. - 208 с.

11. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. В 3-х частях. Часть 1. Токарные, сверлильные станки. - М.: Машиностроение, 1974. - 416 с.

12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. В 3-х частях. Часть 2. Зуборезные, горизонтально-расточные, резьбонакатные и отрезные станки. - М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

13. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

14. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 596 с.

15. Станочные приспособления: Справочник в 2-х томах. Т. 1 / под общ ред. Б.Н.Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. - 592 с.

16. Станочные приспособления: Справочник в 2-х томах. Т. 2 / под общ ред. Б.Н.Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. - 656 с.

17. Технология машиностроения: Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 120100 «Технология машиностроения» дневной и вечерней формы обучения. - Юрга: ИПЛ ЮФ ТПУ, 1999. - 39 с.

18. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя.-М.: Издательство стандартов, 1992.-464 с.

19. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник./ Под. общ. ред. К.М. Великанова - 2-ое изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1990. - 448 с.