Описание конструкции и служебного назначения детали

Содержание

Введение3

1.Общий раздел4

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали4

1.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность5

1.3 Определение типа производства и его характеристика7

2. Технологический раздел9

2.1 Выбор вида и метода получения заготовки9

2.2 Разработка проектируемого технологического процесса10

2.2.1 Анализ базового и проектируемого технологического процесса10

2.2.2 Выбор и обоснование технологических баз11

2.2.3 Выбор оборудования и технологической оснастки14

2.3 Разработка операционного технологического процесса17

2.3.1 Определение межоперационных припусков и операционных размеров.17

2.3.2 Определение режимов резания на проектируемые операции20

2.3.3 Нормирование проектируемой операции25

2.3.4 Расчет энерго- и ресурсосбережения26

Заключение29

Список литературы30

Приложение31

Введение

Машиностроение в нашей стране имеет высокий технический и научный потенциал. Развитие белорусского машиностроения направлено на увеличение конкурентоспособности производимых изделий. Высокие показатели достигаются за счет внедрения в производство ресурсо- и энергосберегающих  технологических процессов, обновление и модернизация производства, максимально эффективного использования трудового, финансового ресурса. В Беларуси развита автомобильная, тракторная, сельскохозяйственная промышленность. Основной задачей и целью развития машиностроения в РБ является выход на производство продукции стандарта «Евро».

Достижению цели способствует, совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхности  повышающих ресурс работы деталей и машины а целом, эффективное использование современных автоматических линий и поточных форм организации и экономически производственных процессов все это направлено на решение главных задач , повышение эффективности производство и качества продукции.

Необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе осовремененных средств производства выдвигает перед машиностроением новые ответственные задачи. Одна из главных задач заключается в повышении качестве машин надежности  и долговечности. Ее решение обеспечит сокращение затрат на обслуживание, простои, ремонт, машин, находящихся в эксплуатации.

Немаловажное значение в современных условиях имеет решение задач по экономии сырья, энергетических ресурсов, материалов. Эти задачи решаются за счёт применения прогрессивных методов получения заготовок с минимальными припусками, широкого освоения передовых технологических процессов, оснастки и оборудования средств механизации и автоматизации,  запуска в производство изделий, отработанных на технологичность, внедрения Единой системы технологически подготовки производства (ЕСТПП).

Задачей курсового проектирования является разработка технологического  процесса  обработки   детали    Угольник фланцевый 2102-20.23.306 на основе базового технологического процесса с целью усовершенствования его и улучшения организации труда.

1. Общий раздел

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали

Деталь Угольник фланцевый 2102-20.23.306 предназначен для перехода с трубы одного диаметра к трубе другого диаметра с изменением направления потока рабочей среды на 90°. Основными поверхностями являются центральное резьбовое отверстие M22x1.5-6H и два крепежных отверстия  диаметром 9 мм.

Рисунок 1.1 — Эскиз детали Угольник фланцевый

В соответствии с рисунком 1.1 приводим точностные характеристики поверхностей детали.

Торец 1 предназначен для сопряжения детали с корпусом гидросистемы.

Квалитет точности - 14, шероховатость  поверхности-Ra2,5 мм.

 Отверстия 2 и 4 диаметром 13 мм, предназначены для изменения направления потока рабочей среды. Квалитет точности - 14,  шероховатость  поверхности-Ra12.5 мм.

Поверхность 3 размером 20 мм, предназначена для позиционирования детали.Квалитет точности -13,   шероховатость  поверхности  - Ra12.5 мм.

Резьбовое отверстие 5 диаметром 22 мм, предназначено для завинчивания золотника в деталь. Квалитет точности - 12,   шероховатость  поверхности-Ra 6.3 мм.

Торец 6, квалитет точности - 14 ,   шероховатость  поверхности - Ra2,5 мм. 

Фаска 7 размером 1,6х45⁰ мм. Квалитет точности - 14, шероховатость  поверхности-Ra12.5 мм.

Канавка 8 предназначена для установки уплотнительного кольца. Квалитет точности - 12, шероховатость поверхности-Ra2.5 мм.

Крепежные отверстия 9 диаметром 9 мм,  предназначены для крепления детали на корпусе гидросистемы. Квалитет точности - 14, шероховатость поверхности-Ra12.5 мм.

Уступы 10 диаметром 26 мм. Квалитет точности - 14, шероховатость поверхности  Ra12.5 мм.

Материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-88. Используется для изготовления: вал-шестерен, коленчатых и распределительных валов, шестерен, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулачков и других нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке деталей, от которых требуется повышенная прочность. Физико-механические и химические свойства приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88, %

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88

σт, МПа	σвр, МПа	δ, %	Ψ, %	Qн, Дж/см2	НВ
не менее					229
360	640	16	40	59

1.2 Технологический контроль чертежа  детали и анализ детали на технологичность

Деталь Угольник фланцевый представляет собой тело вращение образованное наружными и внутренними поверхностями вращения. По конструкции деталь проста, поэтому обработку поверхностей детали можно производить стандартным режущим инструментом. В детали имеется два равнорасположенных крепежных отверстия Æ9 мм. Для их обработки применяется сверло Æ9 мм. Данная деталь имеет хорошие базовые поверхности для крепления в процессе обработки, проста по конструкции. На одном торце детали имеется  канавка, но её конфигурация не вызывает сложности в процессе обработки. Для обработки плоскостей применяется торцевая фреза. Доступ инструмента в процессе обработки свободный.

На основе эскиза детали, в соответствии с рисунком 1.1, заполняем сводную таблицу 1.3 с указанием количества поверхностей, количество унифицированных элементов, квалитеты точности, параметры шероховатости и класс шероховатости.

Таблица -1.3 Квалитеты точности и параметры шероховатости поверхностей и класс шероховатости

Номер поверхности и наименование	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности A	Шероховатость поверхности, мкм	Класс шероховатости
1	2	3	4	5	6
Торец - 1,6	2	2	14	2,5	5
Отверстие - 2	1	1	14	12,5	3
Поверхность - 3	1	1	13	12,5	3
Отверстие - 4	1	1	14	12,5	3
Резьбовое отверстие - 5	1	1	12	6,3	4
Фаска - 7	1	1	14	12,5	3
Канавка - 8	1	1	12	2,5	5
Крепежное отверстие - 9	2	2	14	12,5	3
Уступ - 10	2	2	14	12,5	3
Всего	12	12

Производим количественный анализ технологичности конструкции детали, Количественный анализ детали на технологичность заключается в расчете коэффициентов  унификации (К_у), точности (К_т) и шероховатости (К_ш).

Коэффициент унификации конструкции элементов детали К_у определяется  по формуле:

                                                   (1.1)

где,  - число конструктивных элементов детали выполненных по стандарту,  = 12;

 – общее число конструктивных элементов детали, = 12.

  = 1

Деталь является технологичной , т.к   ˃ 0,6

Коэффициент точности обработки  определяют по формуле:

                                                 (1.2)

где,  -  средний квалитет точности обработки.

Средний квалитет точности обработки определяется по формуле:

                                      (1.3)

где, 1,2,3…17 – номер квалитета точности размеров;

 – количество размеров соответствующего квалитета.

 = 13,6

  = 0,93

Так как ˃ 0,8 то деталь является технологичной.

Коэффициент шероховатости обработки  определяют по формуле:

                                                (1.4)

где,  -  средний класс шероховатости.

Средний класс шероховатости определяется по формуле:

                                      (1.5)

где, 1,2,3…14 – класс шероховатости;

 – количество поверхностей соответствующего класса шероховатости.

 = 3,6

  = 0,28

Так как ˃ 0,16 то изделие относится к технологичным.

1.3 Определение типа производства и его характеристика

Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций   (К₃₀). Предва­рительно на основе типового технологического процесса его можно определить по формуле:

                                           (1.6)

где  F_д  -действительный годовой фонд времени работы оборудования при двух сменной работе, F_д =4076 час;              

N -годовой объём выпуска детали, N=3000 штук;

Т_{щт(шт-к)} - среднее штучное время, Т_{щт(шт-к)} = 3,3 мин;

К_у - коэффициент ужесточения заводских норм,  Ку = 0,7...0,8.

По полученной  величине  К_ЗО = 35 , определяем тип производства  20<35<40, следовательно, производство относится к мелкосерийному.

Определяем величину производственной партии (n_g),шт:

                                                    (1.7)

где  а- число дней, на которые необходимо иметь запас деталей

a= 3... 15 дней - для средних деталей;

Ф_рд - число рабочих дней в году, Ф_рд= 255дня

Так как коэффициент загрузки оборудования находится в пределах от 20 до 40, то производство считается мелкосерийным. Для данного производства характерно расположение оборудования в цехах и на участках по группам,  выпуск одинаковой продукции в небольших партиях. Рабочие места специализируются на выполнении нескольких операций, для осуществления которых проводят переналадку оборудования. В данном производстве применяются специальные и универсальные средства технологического оснащения.

2 Технологический раздел

2.1 Выбор вида и метода получения заготовки

Заготовкой для детали Угольник фланцевый является штампованная поковка, которая получается при деформации металла в ограничивающих их стенках штампа (деформации металла под форму).

Штампованная ковка характеризуется большей точностью. При чем, штамповка может быть, как горячей – с предварительным нагревом металла, так и холодной, без такой подготовки. Нагрев придаёт металлу эластичность и пластичность, что позволяет придать материалу нужную форму без особых усилий. Метод штамповки очень выгоден, поскольку одновременно изготавливаются несколько поверхностей детали. Кроме того, штампованные поковки отличаются гладкостью и однородностью обрабатываемой поверхности и точными размерами. Это позволяет снизить расходы на материал и обеспечить высокую производительность. Кроме того, штамповкой можно изготавливать поковки из металлопроката совершенно любого сечения, предварительно нарезанного по размеру штампа.

Рисунок 2.1 — Эскиз заготовки

Одним из показателей определяющих рациональность применения заготовки является коэффициент использования материала (Ким), который определяется по формуле:

                                                      (2.1)

где: – масса детали,  = 0,34 кг.

 – масса заготовки,  = 0,8 кг.

Тогда:

 = 0,42.

Так как  больше ориентировочного, следовательно заготовка является технологичной и приемлема для данной детали.

2.2  Разработка проектируемого технологического процесса

2.2.1 Анализ базового и проектируемого технологического процесса

Приводим сравнительную таблицу базового и проектируемого технологического процесса. В результате усовершенствования базового технологического процесса, была произведена замена оборудования. На вертикально-фрезерных операциях станок ВМ127М заменили на станок 6Р12. На радиально-сверлильной операции станок 2М55 заменили на станок 2К522. На токарно-винторезных операциях станок 16К20  заменили на более новый TRENS SN 50C. В результате замены оборудования, уменьшилась общая потребляемая мощность оборудования, и площадь занимаемая станками.

Таблица 2.1 – Сравнительная таблица базового и проектируемого

технологических процессов

Базовый ТП		Проектируемый ТП
1	2	3	4
№ и наименование операции	Модель оборудования	№ и наименование операции	Модель оборудования
010 Вертикально-фрезерная	ВМ127М	010 Вертикально -фрезерная	6Р12
015 Вертикально-фрезерная	ВМ127М	015 Вертикально -фрезерная	6Р12
020 Радиально - сверлильная	2M55	020 Радиально - сверлильная	2К522
025 Токарно-винторезная	16К20	025 Токарно-винторезная	TRENS SN50C

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
030 Токарно-винторезная	16К20	030 Токарно-винторезная	TRENS SN50C

На основании таблицы 2.1 составляем маршрут изготовления детали с указанием наименования операций и соответствующих профессий механообработки.

Таблица 2.2 – Маршрут обработки детали

№ Операции	Операция		Профессия		ИОТ
	Код	Наименование	Код	Наименование
1	2	3	4	5	6
005		Заготовительная
007	0401	Транспортная
010	4261	Вертикально-фрезерная	18632	Фрезеровщик	67
012	0200	Контрольная	12939	Контролер	91
015	4261	Вертикально-фрезерная	18632	Фрезеровщик	67
017	0200	Контрольная	12939	Контролер	91
020	4123	Радиально-сверлильная	17335	Сверловщик	75
022	0200	Контрольная	12939	Контролер	91
025	4114	Токарно-винторезная	18219	Токарь	63
027	0200	Контрольная	12939	Контролер	91
030	4114	Токарно-винторезная	18219	Токарь	63
032	0200	Контрольная	12939	Контролер	91
033	1000	Гальваническая

2.2.2 Выбор и обоснование технологических баз

Для разработки технологического процесса составляем подробное описание поверхностей, которые служат технологическими база­ми на всех операциях механической обработки.

На первой и второй  операции производиться фрезерование плоскости, технологической базой является наружная необработанная поверхность. В последующей операции производится сверление и цекование двух отверстий, технологической базой является наружная обработанная поверхность. На токарно-винторезной операции производится сверление отверстия и точение канавки, технологическими базой ,будет является наружная необработанная поверхность. В последующей операции производится сверления отверстия , зенкование фаски и нарезание резьбы, технологическими базой ,будет является наружная обработанная поверхность. Данные по технологическим базам заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Обоснование технологических баз

№ Операции	Характер установки	Эскиз
1	2	3
010	Установка детали в тиски.
015	Установка детали в тиски.

Продолжение таблицы 2.3

1	2	3
020	Установка детали в кондуктор
025	Установка детали в трехкулачковый патрон
030	Установка детали в трехкулачковый патрон

2.2.3  Выбор оборудования и технологической оснастки

Выбор оборудования осуществляется в соответствии типом производства. Выбранное оборудование для изготовления детали Угольник фланцевый взаимосвязано с размерами обрабатываемой детали.  Мощности станков и производительность  удовлетворяет типу производства.

   Данные по выбору оборудования для изготовления детали Угольник фланцевый приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Выбор оборудования

    Выбор оснастки осуществляется в соответствии с конструктивными особенностями изготовляемой детали, схемой ее базирования, выбранным для обработки оборудованием. Данные по выбору оснастки приведены в таблицах 2.5 – 2.7.

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер операции	Приспособление
	Код	Наименование и обозначение	ГОСТ
1	2	3	4
010	396131	Тиски	14904-80
	396190	Призмы	-
015	396131	Тиски	14904-80
	396190	Призмы	-
020	396190	Кондуктор	-
025	396111	Патрон 3-х кулачковый	2675-80
	396190	Оправка 7112-4507	-
030	396111	Патрон 3-х кулачковый	2675-80
	396190	Оправка 7112-4508	-

Таблица 2.6 – Выбор режущего инструмента

№  операции	Режущий инструмент
	Код	Наименование и обозначение	Материал режущей части	Техническая характеристика	ГОСТ
1	2	3	4	5	6
010	391801	Фреза торцовая 2214-0001	Т15К10	100х50х31 Z= 8	24359-80
015	391801	Фреза торцовая 2214-0001	Т15К10	100х50х31 Z= 8	24359-80
020	391221	Сверло 2301-0023	Р6М5	Æ 9	10903-77
	391600	Цековка	Р6М5	Æ 9	-
	391600	Цековка	Р6М5	Æ 26	-
025	391242	Сверло центр 2317-0008	Р18	Æ 5	14952-75
	391221	Сверло 2301-0042	Р6М5	Æ 13	10903-77
	392135	Резец прорезной 2120-4051	T15К6	16х16	СТП 328
30	392131	Резец проходной отогнутый 2102-4129	T15К6	16х16	СТП 317

Продолжение таблицы 2.6

1	2	3	4	5	6
	391242	Сверло центровое 2317-0008	Р18	Æ 5	14952-75
	391221	Сверло 2301-0042	Р6М5	Æ 13	10903-77
	391221	Сверло 2301-0087	Р6М5	Æ 19	10903-77
	391221	Сверло 2301-0087	Р6М5	Æ 25	10903-77
	391331	Метчик 2620-1761	Р18	M22	3266-81

Таблица 2.7 – Выбор вспомогательного инструмента

№ операции	Вспомогательный инструмент
	Код	Наименование и обозначение	ГОСТ
1	2	3	4
020	392816	Патрон б/с 6152-0005	СТП 551
	396190	Вставка 6120-0009	СТП 552
	392131	Втулка пер. 6100-0002	СТП 530
025	396190	Оправка под центр. 6242-001	СТП 542
	392131	Втулка пер. 6100-0006	СТП 530
	392131	Втулка пер. 6100-0002	СТП 530
030	396190	Оправка под центр. 6242-001	СТП 542
	392131	Втулка пер. 6100-0006	СТП 530
	392131	Втулка пер. 6100-0002	СТП 530
	392131	Втулка пер. 6100-0003	СТП 530

Таблица 2.8 – Выбор измерительного инструмента

№ операции	Измерительный инструмент
	Код	Наименование и обозначение	Диапазон измерения	Допуск измеряемого размера	ГОСТ
1	2	3	4	5	6
010	393311	ШЦК-I-150-0,02	0-150	0,43	166-89
015	393311	ШЦК-I-150-0,02	0-150	-0,39	166-89
	393610	Шаблон 8371-0081	45°	45°	-
020	393311	ШЦ-I-125-0,05	0-125	0,40	166-89
	393311	ШЦК-I-150-0,02	0-150	0,36	166-89

Продолжение таблицы 2.8

1	2	3	4	5	6
025	393311	ШЦ-I-150-0,02	0-150	0,43	166-89
	393311	ШЦ-I-150-0,02	0-150	0,21	166-89
030	393311	ШЦ-I-125-0,05	0-125	0,62	166-89
	393311	ШЦ-I-150-0,02	0-150	0,43	166-89
	393311	ШЦ-I-150-0,02	0-150	0,22	166-89
	393610	Шаблон 8371-0081	45°	45°	-
	393141	Пробка 8221-3088	M22	-	17758-72

2.3  Разработка операционного технологического  процесса

2.3.1 Определение межоперационных припусков и   операционных размеров

Определение межоперационных припусков и операционных размеров с допусками на обработку начинаем с плана обработки поверхностей детали с указанием точности обработки и шероховатости, на каждом переходе механической обработки. Данные по характеристике обрабатываемых поверхностей детали заносим в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 – Характеристика обрабатываемых поверхностей

Обработанная поверхность		Точность обработки
Размер с допуском по чертежу, мм	Последовательность механической обработки	Квалитет	Величина  допуска, мм	Шероховатость, Rа  мкм
1	2	3	4	5
12±0,215	Фрезерование торца	14	0,43	2,5
32-0,39	Фрезерование	13	0,39	12,5
Æ9+0,36	Сверление	14	0,36	12,5
10±0,18	Цекование	14	0,36	12,5
Æ13+0,43	Сверление	14	0,43	12,5
Æ23+0.21	Точение канавки	12	0.21	2.5
42±0,31	Подрезать торец	14	0,62	12,5
M22x1.5-6H	Сверление Рассверливание Нарезание резьбы	14 15 12	0,43 0,84 0,22	12,5 12,5 6,3

Расчет припусков аналитическим методом производим по методике [3] на фрезерование плоскости  12±0.215 мм. Данные по расчету заносим в таблицу 2.10.

Таблица 2.10 – Аналитический расчет припусков

Определяем значения элементов припуска:

для заготовки   Rz=150 мкм, Т=200 мкм (с.63,  табл.4.3);

для последующих методов обработки – фрезерование Rz=50 мкм, Т=50 мкм (с.64,  табл.4.5).

       Для последующего метода обработки остаточное пространственное отклонение определяется по формуле:

,                                     (2.2)

где   - коэффициент уточнения формы, , (с.73).

Тогда:                         

Погрешность установки детали определяется по формуле:

                                          (2.3)             

где  – погрешность базирования, мкм; поскольку при обработке заготовка устанавливается в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с механическим приводом, то .     

– погрешность закрепления, мкм;  (с. 76, таб.4.10).

В результате:

Определяем минимальный расчетный припуск по формуле:

                              (2.4)

при фрезеровании:  

В графу «расчетный размер» для окончательной обработки заносим минимальный размер детали, указанный на чертеже – 11,785 мм. Для предшествующего перехода расчет размера определяется по формуле:

                                 (2.5)

Допуски по соответствующим переходам механической обработки берем из таблицы 2.9 пояснительной записки.

Предельный максимальный размер определяется по формуле:

                                       (2.6)

для заготовки:                     

при фрезеровании:            

Определяем предельный минимальный припуск для фрезерования по формуле:

                                (2.7)

Определяем предельный максимальный припуск для фрезерования по формуле:

                                (2.8)

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке плоскости 12±0,215 мм.

Рисунок 2.2 - Схема графического расположения припусков и допусков для фрезерования плоскости 12±0,215 мм

Данные расчета припусков табличным методом для других поверхностей приведены  в таблице 2.11.

Таблица 2.11 – Табличный расчет припусков

Размер с допуском по чертежу детали	Значения промежуточных припусков
	2Z1	2Z2	2Z3
1	2	3	4
32-0,39	5	-	-
∅9+0,36	2 4.5	-	-
∅26	2 4.5	2 8.5	-
Æ13+0.43	2 6.5	-	-
Æ23+0.21	3.5	-	-
42±0.31	2.5	-	-
M22x1.5-6H	2 6.5	2 3	2 1.5

2.3.2 Определение режимов резания на проектируемые операции

Производим расчёт режимов резания  аналитическим методом, используя методику [8].

На операцию 020 Радиально-сверлильная, для сверления отверстия Æ9 мм.

Определяем глубину резания  t = 0.5  D= 0.5  9 = 4,5 мм.

Определяем подачуS_o = 0,25  мм/об (табл. 35, с.381).

Корректируем полученное значение по паспортным данным станка.

So=0,12 мм/об.

Назначаем период стойкости инструмента  -   Т=60 мин.

Определяем скорость резания  при сверлении по формуле: 

,                                           (2.9)

Значения коэффициента C_v, показателей степени q, y, m приведены в таблице 42:   C_v=7;  q=0,40; y=0,70; m=0,2.

Коэффициент определяется по формуле:

                                    (2.10)

где  - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, определяется по формуле:

                                     (2.11)

где   - параметры характеризующие обрабатываемый материал,  ;

 - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,   (табл.2, с. 262);

 - показатель степени,   (табл.2, с. 262).     

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности, , (табл. 5, с.263);

 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, , (табл.6, с.263).

Следовательно:

Тогда:

Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости:

                                                (2.12)

Исходя из условий обработки корректируем полученную частоту по паспортным данным станка и принимаем  n = 500 об/мин.

Определяем действительную скорость резания

,                                                    (2.13)

Определяем силу резания, крутящего момента:

                                      (2.14)

где постоянную  и показатели степени x, y, n выбираем из таблицы 42(страница 385):; q=2.0 ; у=0,8.

 - поправочный коэффициент, определяется по формуле

                                               (2.15)

где  nвыбираем из таблицы 9, n = 0.75

                            (2.16)

Определяем силу резания:

                                   (2.17)

где постоянную  и показатели степени x, y, n выбираем из таблицы 42: ; q=1.0 ; у=0,7.

Тогда

Определяем мощность резания:

                         (2.18)

Проверяем правильность расчета по мощности

N £ N_ЭД h                                           (2.19)

0.23<1.5 0,8

0.23<1.2 кВт

Условие выполняется.

Рассчитываем основное время:

                                         (2.20)

где  – длина рабочего хода инструмента, мм;

       i – количество проходов; i = 2.

Тогда:

Производим расчет режима резания табличным, методом используя методику  [1]. На операцию 010 Вертикально-фрезерная, для фрезерования плоскости 12±0,215.

 Определяем длину рабочего хода при фрезеровании паза:

                      (2.21)

Назначаем подачу на зуб в зависимости   - S_z=0,08 мм  (карта Ф-2, с. 85).

Определяем стойкость инструмента в зависимости от диаметра  и материала фрезы - Т_м=120 мин  (карта Ф-3, с.87).

Рассчитываем скорость резания  V по формуле:

                                   (2.22)                

где  - табличная скорость резания,  (карта Ф-4, с.96)

 - коэффициент, зависящий от размеров обработки, 1,3;

 – коэффициент , зависящий от состояния обрабатываемой поверхности и ее твердости,  (карта Ф-4, с.101);

 - коэффициент ,зависящий от стойкости и материала инструмента,  (карта Ф-4, с.101).

Производим расчет числа оборотов шпинделя, соответствующего рекомендуемой скорости резания по формуле 2.16..

                  (2.23)

Корректируем по паспортным данным станка и согласно условиям обработки   .

Определяем действительную скорость резания по формуле 2.17

Определяем минутную подачу по формуле:

 ,                                          (2.24)

где    - подача на зуб;

 - число зубьев фрезы,

Корректируем  по данным паспортным данным,

Производим расчет основного времени при обработке двух перпендикулярно расположенных пазов по формуле

                  (2.25)

Определяем мощность резания

                                    (2.26)

где Е = 0,35 (карта Ф-5, с. 102);

 = 62,8 м/мин – скорость резания;

z=8 – число зубьев фрезы;

 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала,

коэффициент, зависящий от типа фрезы и скорости резания,

Тогда:

Проверяем правильность расчета по мощности по формуле 2.22.

0,61< 7,5 0,8

0,61< 6 кВт

Условие выполняется.

Данные по режимам резания на остальные операции обработки заносим в таблицу 2.12.

Таблица 2.12 – Сводная таблица режимов резания

№  операции	Содержание перехода (установа или позиции)	D или B, мм	t, мм	LРХ, мм	i	Подача		n, мин-1	V, м/мин	То, мин
						Sо, мм/об	Sм, мм/мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
010	Фрезеровать плоскость	100	2/0,5	117,5	1/1	-	125	200	62,8	1,88
015	Фрезеровать плоскость	100	3/2	65	2/1	-	125	200	62,8	1,56
020	Сверлить 2 отв.	9	4.5	18	2	0,12	-	500	14	0,6
	Цековать 2 отв.	26	7.5	2	2	0,12	-	160	13,1	0.2

Продолжение таблицы 2.12

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
025	Центровать торец	10,5	5,25	15	1	0,12	-	315	10,5	0,40
	Сверлить отв.	13	6,5	28	1	0,12	-	400	16,3	0,58
	Точить канавку	23	3,5	5	1	0,12	-	630	45,5	0,07
030	Подрезать торец	35	2,5	23	3	0,3	-	500	55	0,46
	Центровать торец	10,5	5,25	15	1	0,12	-	315	10,5	0,40
	Сверлить отв.	13	6,5	54	1	0,12	-	400	16,3	1,12
	Рассверлить отв.	19	3	34	1	0,12	-	250	14,9	1,13
	Зенковать фаску	22,6	1,6	5	1	0,12	-	250	17,7	0,17
	Нарезать резьбу	22	-	23	1	1,5	-	63	4,4	0,24

2.3.3 Нормирование проектируемой операции

Производим расчет технических норм времени для операции Вертикально-фрезерная с подробным описанием выбора параметров норм времени и расчётов.

Определяем штучное время для данной операции, используя методику [8] по формуле:

                          (2.27)

где   – основное время, связанное с обработкой; ;

 – вспомогательное время;

 – время на обслуживание рабочего места;  = 3,5%(карта 32, с.110)

 – время на отдых и личные потребности;  = 4% (карта 88,с. 202)

q – количество одновременно обрабатываемых деталей, q=1 шт.

Определяем вспомогательное время:

                                     (2.28)

где  – время связанное с установкой и снятием детали, мин; (карта 9, с. 43);

 – время связанное с переходом, мин;  мин (карта 31, с. 108)

 – время  связанное измерением поверхности, мин;  (карта 86, лист 7, с.191)

Определяем подготовительно-заключительное время:

 ,                               (2.29)

где  – время  на наладку станка, инструмента и приспособления, мин;  = 16 мин(карта 32, с.110)

– время на дополнительные приёмы, мин; , (карта 32, с.110)

– время на получение инструмента и приспособления до начала работы и сдача их после окончания, мин;  (карта 32, с.110)

На основании рассчитанных данных определяем штучное время

Определяем штучно-калькуляционное время на операцию:

 ,                                       (2.30)

где n – количество деталей в партии, шт; n= 130 штук.

 Тогда

На все остальные операции назначение норм времени выполняется параллельно с за­полнением сводной таблицы 2.13.

Таблица 2.13 - Сводная таблица норм времени      

№ и наименование операции	То мин	Тв, мин			aобс, %	aотл, %	Tшт, мин	Tпз, мин	n, шт	Тшт-к
		tус	tп	tизм
1	2	3	4	6	7	8	9	10	11	12
010 Вертикально- фрезерная	1,88	0,27	0,18	0,20	3,5	4	2,72	23	130	2,89
015 Вертикально-фрезерная	1,56	0,27	0,18	0,43	3,5	4	2,62	23		2,79
020 Радиально-сверлильная	0,8	0,10	0,36	0,40	4	4	1,79	20		1,94
025 Токарно-винторезная	1,05	0,25	0,78	0,40	3,5	4	2,66	24		2,84
030 Токарно-винторезная	3,52	0,25	1,17	1,28	3,5	4	6,68	24		6,86

2.3.4. Расчет энерго- и ресурсосбережений

Производим расчет составляющих энергосбережения  по проектируемому технологическому процессу,  используя методику [9].

 В результате совер­шенствования технологического процесса изготовления детали Угольник фланцевый, произведена замена более мощного оборудования на менее мощное, что повлекло что повлекло за собой уменьшение потребляемой мощности, и занимаемой производственной площади, соответственно  достигнуто снижение затрат на электрическую и тепловую энергию.

Приводим данные необходимые для расчета экономии энергоресурсов в таблице 2.14.

Таблица 2.14 - Данные для расчета экономии энергоресурсов

Расход электроэнергии на одну деталь на операциях определя­ем по формуле:

,                                              (2.31)

где Р_i- мощность электродвигателя станка на i-й операции, кВт;

t_0i- основное времени на i-й операции, мин.

Определяем расход электроэнергии на обработку годового объема вы­пуска деталей:

                                              (2.32)

где ∑P_i- суммарный расход электроэнергии по операциям, кВт∙ч;

N - годовой объем выпуска изделий, N=3000 штук

При расчете расхода электроэнергии используем данные табли­цы 2.14.

Для базового варианта:

,

Для проектируемого варианта:

Следовательно, экономический эффект от снижения расхода электроэнергии составит:

                             (2.33)

где Ц_э - цена 1 кВт∙ч электроэнергии, руб.

По данным «Белэнерго» цена 1 кВт∙ч электроэнергии для предприятий составляет 1920 руб.

Тогда:

 руб

Заключение

В курсовом проекте было произведено описание конструкции и служебного назначения детали Угольник фланцевый 2102-20.23.306, также был произведен анализ детали на технологичность, определен тип производства и обоснование выбора заготовки.

В пояснительной записке приведены расчеты по определению межоперационных припусков, режимов резания аналитическим и табличным методами, нормирование операции. Остальные данные по операциям занесены  в сводные таблицы. Разработанный технологический процесс детали отличается от базового варианта тем, что в нем были применены станки меньшей мощности и габаритных размеров. Такая замена позволила уменьшить энергозатраты, а также производственной площади.

Расчет показателей энергосбережения показал, что замена технологического оборудования в проектируемом ТП позволила получить экономический эффект -   рублей.

Список литературы

1.       Барановский,  Ю.В. Справочник. Режимы резания металлов. - М.: Машиностроение, 1972.

2.       Гелин,  Ф. Д. Неметаллические материалы: Справочник - Мн/. Высшая школа, 1987г.

3.       Горбацевич,  А.Ф., Шкред,  В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Выш.шк., 1986. - 238с: ил.

4.       ГОСТ 3.1107-81. ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения.

5.       ГОСТ 3.1702-79. ЕСТД. Правила записи операций и переходов, обработка резанием

6.       Мурысева, В.С. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование: пособие /В.С. Мурысева. – Минск: Выс.шк., 2008.- 320с.;ил.

7.       Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые металлорежущих станках: среднесерийное и крупносерийное производство ,-М.: НИИ труда, 1984.469с.

8.       Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: машиностроение, 1985.

9.       Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование: учебн. пособие / М.Ф. Пашкевич [и др.]; под ред. М.Ф. Пашкевича.- Минск: Изд-во Гревцова, 2010.-400с. ил.

Приложение