Операция №20

Операция №15.

Таблица 13.

1 вариант	2 вариант
Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат модели 2706П Тп-з=74мин; tв=1,02 мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]); Тонкое растачивание Æ120Н7(^+0,035). Vs=n´s=1600´0,08=128 мм/мин. Ls1=54 мм; Тонкое растачивание Æ80Н8(^+0,046). Vs=n´s=2500´0,04=100 мм/мин. Ls2=29 мм; Общее машинное время: Тобщ=0,42+0,29=0,71мин; Штучное время: Штучно-калькуляционное:	Внутришлифовальный станок модели 3К227В Шлифование Æ120Н7(^+0,035) и торца. Тп-з=32,4мин (карта35[20]); tв=1,7мин (карты 32,33); tоб=1,25мин (карта 34); tз=0,48мин, t2=0,94мин; (по картам 28,29 [20]). Тогда рассчитаем основное технологическое время по формуле 50: Штучное время: Штучно-калькуляционное:

Таблица 14.

1 вариант	2 вариант
Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3. По паспорту: скорость быстрых перемещений Vx=2500мм/мин. Тп-з=64мин; tв=0,22мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]); Тонкое точение Æ130k6() и торцев. Vs=n´s=1250´0,1=125 мм/мин. Ls=81 мм; Определим величину холостых ходов: Lx=135+65+190=390мм. Тх=390/2500=0,16 мин. Тпер=Тх=0,16мин. Топ=То+Тпер=0,65+0,16=0,81мин.	Круглошлифовальный станок модели 3М151Ф2 Шлифование Æ130k6() и торцев. Тп-з=54мин (карта20[20]); tв=0,42мин (карты 16,18); tоб=2,20мин (карта 19); tз=0,43мин, t2=0,65мин; (по картам 8,13 [20]). Тогда рассчитаем основное технологическое время по формуле: Штучное время: Штучно-калькуляционное:

8. Технико-экономическое обоснование вариантов

технологических операций

Общим экономическим показателем эффективности является величина годовой экономии на приведенных затратах DС_п:

, где (51)

, - сумма годовых приведенных затрат сравниваемых вариантов, руб.

Сумму годовых приведенных затрат по каждому варианту можно рассчитать по формуле: , где (52)

i – номер технологической операции в каждом варианте технологического процесса;

С_Тi – годовая технологическая себестоимость i-ой операции по вариантам, р.;

Е_Н=0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К_i – сумма годовых капитальных затрат на i-ой операции по вариантам, р.

Определим капитальные затраты для вариантов 5 операции.

Для приближенных расчетов капитальных затрат используем формулу [15]:

, где (53)

С_Рi – расчетное количество станков, требуемых для изготовления годового выпуска деталей, шт. , где (54)

N=5000шт – объем годового выпуска деталей;

F_О=3935ч. – эффективный годовой фонд времени работы станка (по табл. 1[15]);

К_в – средний коэффициент выполнения норм времени(1,2 – станки с ручным управлением, 1,0 – станки с ЧПУ);

К_Oi – вложение средств в оборудование, р.;

К_зд – вложение в производственные помещения, занимаемые оборудованием, р.;

К_ПУi – вложение средств в комплект управляющих программ, р.

Капитальные вложения в оборудование (К_Оi) состоят из капитальных вложений в технологическое оборудование (К_тоi), подъемно-транспортное оборудование (К_ПТi), средства оснащения и контроля (К_Кi):

К_Оi= К_тоi+ К_ПТi+ К_Кi, (55)

Капитальные вложения в технологическое оборудование для каждой операции определяются по формуле:

К_тоi=Ц_тоi×К_т×К_и, где (56)

Ц_тоi – оптовая цена станка (определим по приложению [15]);

К_т=1,1 – коэффициент, учитывающий расходы на транспортировку и монтаж станка;

К_и=3,2 - коэффициент инфляции для станков с ЧПУ(К_и=2,7-для остальных станков);

Суммарную величину капитальных вложений в подъемно-транспортное оборудование, средства оснащения и контроля, можно рассчитать, используя формулу:

К_ПТi+ К_Кi= , где (57)

β – коэффициент сокращения количества станков на i-ой операции при переходе с базового варианта на проектный(для базового β=1 [15]);

, где (58)

-принятое количество станков на i-ой операции в проектном варианте;

-суммарное принятое количество станков в базовом варианте, на которых в d-операциях выполнялся тот же объем работы.

Стоимость производственного помещения, занимаемого станком на i-ой операции: , где (59)

Ц_пп=16000руб – стоимость 1м² производственной площади механического цеха.

(S+S_У) – суммарная площадь, занимаемая станком вместе с выносными устройствами определяемая по приложению [15].

γ-коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь, приходящуюся на единицу оборудования(по табл. 2 [15]).

Таким образом получим:

Таблица 15. Расчет экономической эффективности вариантов обработки.

Базовый вариант	1 вариант	2 вариант
Принимаем =1 Ктоi=Цтоi×Кт×Ки=46,2×10^3× ×1,1×2,7=137214руб. КОi= Ктоi+ КПТi+ ККi= 137214+17838=155052руб. КПУi=40000 руб.	Принимаем =1 Ктоi=Цтоi×Кт×Ки=5,5×10^4× ×1,1×3,2=193600руб. КОi= Ктоi+ КПТi+ ККi= 193600+12584=206184руб. КПУi=40000 руб.	Принимаем =1 Ктоi=Цтоi×Кт×Ки=5,5×10^4× ×1,1×3,2=193600руб. КОi= Ктоi+ КПТi+ ККi= 193600+12584=206184руб. КПУi=40000 руб.

Рассчитаем технологическую себестоимость для 5 операции.

Величина годовой технологической себестоимости может быть определена по формуле:

, где (60)

- нормативы затрат по заработной плате станочников, наладчиков и электронщиков, приходящихся на один час работы оборудования, со всеми начислениями, р./ч (определяется по приложению [15]).

- нормативы затрат на амортизацию оборудования, ремонт и электроэнергию, приходящихся на один час работы станка, р./ч.

- нормативы затрат на амортизацию и ремонт приспособлений, и рабочего инструмента, р./ч.

- годовые затраты на техническое обслуживание и ремонт устройств ЧПУ, р.

- годовые затраты на амортизацию и содержание производственных помещений. , где (61)

Н_пп – стоимость амортизации и содержания 1м² площади механического цеха. Для расчета примем Н_пп=1600руб.

Таблица 16. Расчет технологической себестоимости.

Базовый вариант	1 вариант	2 вариант

Подставляя полученные данные в формулу 52 получим приведенные затраты по каждому варианту для 5 операции.

Базовый вариант

;

Первый вариант

;

Второй вариант

;

Аналогично определяем приведенные затраты на остальные операции и результаты заносим в таблицу 17.

Таблица 17.Результаты расчета экономической эффективности

вариантов обработки.

Элементы затрат	Сумма затрат, руб.
Базовый вариант	1 вариант	2 вариант
Операция №05
Технологическая себестоимость Капитальные вложения Приведенные затраты
Операция №15
Технологическая себестоимость Капитальные вложения Приведенные затраты
Операция №20
Технологическая себестоимость Капитальные вложения Приведенные затраты

Суммируя полученные значения и подставляя эти данные в формулу 51 получим при:

сравнивании базового и 1-го вариантов

;

сравнивании базового и 2-го вариантов

.

Таким образом наиболее оптимальным является первый вариант обработки.

9. Конструирование и расчет приспособления

9.1 Описание приспособления

Приспособление расточное предназначено для установки и закрепления деталей типа стакан на заключительной стадии обработки.

Для данной детали на этой операции растачиваются отверстия диаметром ø 80^(+0,046) и ø120^(+0,035) (применено тонкое точение). Эта операция выполняется на горизонтально-расточном полуавтомате модели 2706П.

Деталь центрируется по внутреннему диаметру, предварительно обработанному на чистовой операции. В роли центрирующего элемента выступают тарельчатые пружины (поз. 18). Закрепляется деталь тремя г-образными прихватами (поз. 8, 14). Усилие на прихваты передается от пневмоцилиндра непосредственно через ось (поз. 7) и крестовину (поз. 12). К крестовине прихваты крепятся при помощи болтов (поз. 23) и гаек (поз. 27, 29). Ось в свою очередь крепится к крестовине при помощи 4 винтов (поз. 24). После отключения пневмоцилиндра прихваты ослабляют зажим детали и возвращаются в исходное положение благодаря пружинам (поз. 30). Пружины от осевого смещения фиксируются с помощью крышки (поз. 3). Прихваты могут двигаться вдоль направляющих втулок (поз. 9, 15) и поворачиваться вокруг своей оси. Движение и вращение ограничены винтом (поз. 13). Кроме того прихваты соединены между собой зубчатой передачей при помощи шестерен (поз. 5, 11). Поворачивая один прихват, рабочий автоматически поворачивает и остальные два. Общая шестерня (поз. 5) посажена свободно в корпусе (поз.1). На прихвате шестерня (поз. 11) запрессована и от проворачивания зафиксрована круглой шпонкой (поз. 10). На станок(на расточную головку) приспособление устанавливается по конусной поверхности (поверхность Д) и крепится при помощи деталей (поз. 28, 32, 33).

9.2 Силовой расчет

В силовом расчете нам необходимо определить зажимное усилие Q, обеспечивающее удержание детали от проворачивания в результате действия крутящего момента М, возникающего от силы резания P_z. А также необходимо рассчитать параметры пневмоцилиндра.

Составляем расчетную схему.

Упрощенно схему зажима детали можно представить в виде показанном на рис. 1.

В этом случае усилие зажима определяется по формуле [11]:

где (62)

k – коэффициент запаса;

М – крутящий момент;

D – диаметр обрабатываемой поверхности;

d – диаметр оправки;

f=0,15 – коэффициент трения между оправкой и деталью.

В свою очередь усилие, создаваемое г-образным прихватом на детали, может быть определено по формуле [11]:

, где (63)

Q – усилие, приложенное к прихвату;

q=50 Н – усилие возвратной пружины;

f₁=0,1 – коэффициент трения в направляющих прихвата;

l=25 мм – плечо приложения усилия прихвата;

Н=60 мм – длина опорной поверхности направляющей прихвата.

Чтобы оба эти равенства были верны друг другу умножим второе равенство (13) на 3 (3прихвата) и тогда получим:

(64)

Коэффициент запаса определяется по формуле[11]:

k=k₀×k₁×k₂×k₃×k₄×k₅×k₆, где (65)

k₀=1,5 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

k₁=1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок;

k₂=1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

k₃=1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, при точении;

k₄=1,3 – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления;

k₅=1,2 – коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;

k₆=1,5 – коэффициент, учитываемый только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.

Подставляя численные значения в формулу (15) получим:

k=k₀×k₁×k₂×k₃×k₄×k₅×k₆= 1,5×1×1,2×1,2×1,3×1,2×1,5=5,05

Момент силы резания определяется из расчетов сил резания М=1,26 Н. Тогда

Рассчитаем и выберем параметры пневмоцилиндра.

Для данного станка (данной операции) выбираем вращающийся пневмоцилиндр одностороннего действия [12]. Рассчитаем его параметры.

Внутренний диаметр шпилек (болтов) для крепления крышек рассчитывается по формуле:

, где (66)

d₁ – внутренний диаметр резьбы;

α=2,25 – коэффициент затяжки;

Q=665 Н – осевое усилие, действующее на шпильки (болты);

z – число болтов;

[σ_r]=30 Мпа – предел прочности на растяжение. Тогда получим:

Внутренний диаметр резьбы на штоке рассчитывается по формуле:

(67)

Рекомендуемые значения диаетра резьбы шпилек и на штоке берем из табл. 136 [11].

Толщина стенки цилиндра – 6 мм;

Диаметр шпилек d₁, - М10;

Количество шпилек z, - 4;

Диаметр штока – 25 мм;

Диаметр резьбы на штоке – М16;

Диаметр цилиндра D, - 100 мм.

Выбранный пневмоцилиндр гарантирует удержание детали от проворачивания.

9.3 Расчет приспособления на точность.

Расточное приспособление используется на заключительной стадии обработки и поэтому необходим расчет этого приспособления на точность.

Суммарная погрешность определяется по формуле:

, где (68)

e_б - погрешность базирования детали;

e_з – погрешность закрепления детали;

e_ус – погрешность установки приспособления на станке;

e_пр – погрешности изготовления приспособления;

e_с – погрешности станка;

e_и – погрешности износа установочных элементов приспособления;

Определяем необходимые коэффициенты по таблицам 1-16 [21].

При данном способе базирования детали e_б=0;

На погрешность закрепления e_з наибольшее влияние оказывают следующие факторы: непостоянство силы закрепления, неоднородность шероховатости и волнистости базы заготовок, износ опор.

Деформацией жесткой заготовки и корпуса приспособления под действием сил закрепления пренебрегаем [21]. Тогда e_з=0;

Погрешность установки приспособления определим по таблице 1. [21].

e_ус=20 мкм;

Погрешность приспособления определяется допуском на его изготовление, его базирующего элемента, и поэтому принимаем:

e_пр=25 мкм;

Используемый станок 2706П является станком повышенной точности, и по его паспорту определяем допустимую погрешность:

e_с=5 мкм.

Погрешность износа установочных элементов не учитывается, так как погрешность устраняется подналадкой станка или заменой установочных элементов. Тогда:

Наименьший допуск изготовления детали на данной операции составляет Т=35 мкм. Так как выполняется неравенство Т>e_D Þ 35>32,4, то, следовательно, приспособление подходит для обработки данной детали.

10. Заключение.

В данном проекте был рассмотрен вопрос об улучшении технологии изготовления детали, которая относится к группе полых цилиндров. В проекте было приведено оборудование на котором возможно изготовление группы подобных деталей. Оборудование достаточно легко перенастраивается на другой тип деталей. В проекте рассматривался также вопрос о снижении массы заготовки. Для чего был произведен анализ детали на технологичность, расчет межоперационных припусков и допусков расчетно-аналитическим методом, а также проанализирован базовый технологический процесс. В результате анализа выявлен ряд недостатков процесса. Для наглядности результата улучшения процесса, в приложении представлен лист сравнительной технологии. В проекте были рассчитаны режимы резания на все операции и произведено поэлементное техническое нормирование, что существенно снизило время обработки детали. Для одной из ответственных операций сконструировано и рассчитано станочное приспособление. Приведено экономическое обоснование проектных вариантов технологического процесса.

В результате проведенных расчетов, при разработке проектного тех. процесса, было сокращено количество оборудования и рабочих, занятых на обработке детали, что существенно влияет на уменьшение себестоимости продукции и влечет к улучшению конкурентоспособности предприятия.

Список литературы

1. Горбацкевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.: Учебное пособие для машиностроительных спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Высш. школа, 1983.-256с.

2. Орлов В. Н. Технология изготовления транспортных машин. Учебное пособие. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун – та, 2000г

3. Мосталыгин Г. П.; Орлов В. Н. Проектирование технологических процессов обработки заготовок: Учебное пособие. – Свердловск: УПИ, 1991. –112с.

4. Мосталыгин Г. П., Орлов В. Н. Проектирование технологических процессов обработки заготовок на станках с ЧПУ. Учебное пособие. – Курган: КМИ, 1994г.

5. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т1/ Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перер. и доп. –М.: Машиностроение, 1985г. 656с.

6. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т2/ Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перер. и доп. –М.: Машиностроение, 1985г. 496с.

7. Технология автоматизированного производства. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 120100. Курган 1996г.

8. Основы технологии производства машин. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов направления 552900 – «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств». Курган 1995г.

9. Выбор способа изготовления заготовок. Методические указания к выполнению практических занятий, курсовому и дипломному проектированию для студентов направлений 552900. Курган 1997г.

10. Методические указания по оформлению технологической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 11.01, 07.01, 21.03, 12.02, 15.02, 15.06. Курган 1992г.

11. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. М. – Л., изд. «Машиностроение» 1964г. 652с.

12. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. / Под ред. А. А. Панова – М.: Машиностроение. 1988г. 736с

13. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. В 2Ч.- Ч1. Нормативы времени. – М.: Экономика. 1990г.

14. Каштальян И. А., Клевзович В. И. Обработка на станках с числовым программным управлением: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1989 г. – 271с.

15. Определение экономической эффективности технологических процессов. Методические указания для студентов специальностей 12.01, 12.02, 12.03, 07.01, 15.02, 15.06. – КМИ. Курган 1994г.

16. Проектирование технологии: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/ Под общей редакцией Ю. М. Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1990. – 416с.: - (Технология автоматизированного машиностроения).

17. Мягков В. Д. Краткий справочник конструктора. Изд. 2-е, доп. и переработ. Л., «Машиностроение», 1975г. – 816с.

18. Режимы резания металлов. Справочник. Под редакцией Ю. В. Барановского. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972г.

19. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/В. И. Баранчиков, А. В. Жаринов, Н. Д. Юдина и др.; Под общей редакцией В. И. Баранчикова. – М.: Машиностроение, 1990. – 400с.

20. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на шлифовальных станках.Изд-во. «Машгиз» - М.: 1959г.

21. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение, 1984. – Т. 1 /Под ред. Б. Н. Вардашкина, А. А. Шатилова, 1984. 592с.

22. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение, 1985. – Т. 2 /Под ред. Б. Н. Вардашкина, В. В. Данилевского, 1985. 566с.

Дата добавления: 2015-06-28