Разработка технологического процесса изготовления детали «Втулка». Проектирование специальной оснастки

Время на техническое обслуживание рабочего места определяется по карте 42. Для  сверлильного станка оно составит 3,5 % от оперативного времени (так как наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 8 мм) [17]:

 

Время на организационное обслуживание рабочего места определяется по карте 43. Для  сверлильного станка оно составит 3,5 % от оперативного времени [17]:

 

Время перерывов  на отдых и личные потребности  определяется по карте 53. Оно составит 7 % от оперативного времени (так как характер подачи – ручной, вес детали – до 1 кг, оперативное время операции – до 1 мин) [8]:

 

Определим штучное время:

 

Определим штучно-калькуляционное время. Для  этого сначала по карте 42 определим подготовительно-заключительное время [8]:

 

 

Определяем  штучно-калькуляционное время по формуле (1.31):

 

В зависимости от сложности обрабатываемой детали, в нашем случае это –  втулка, определяем, что для операции вертикального сверления подходит сверлильщик второго разряда – с использованием приспособления, и третьего -  без использования приспособления.[9]

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦОСНАСТКИ

2.1 Назначение, описание конструкции и принципа действия

приспособления

 

При проектировании специального станочного приспособления необходимо учитывать следующие требования:

–приспособление должно обеспечивать заданную точность обработки;

–использование  приспособления должно сокращать затраты  времени на выполнение операции;

–приспособление должно быть удобно и безопасно в  эксплуатации, отвечать требованиям эргономики;

–конструкция  приспособления должна состоять преимущественно  из стандартных деталей и сборочных  единиц.

В данной курсовой работе была разработана конструкция  специального приспособления - для  сверления отверстий (кондуктор с откидной крышкой и защелкой)

Кондуктор предназначен для сверления 4отв. Ø 4мм, расположенныхна Ø 26+0,1мм.Базовыми поверхностями обрабатываемой детали являются торец и отверстие Ø 14,2.

  Основание  приспособления выполнено в виде  прямоугольной плиты 1 с уступом,  установленной на опорах 3,4.

  Обрабатываемую  деталь устанавливают в отверстие  Ø 14,2мм нижней плиты 1.Закрепление обрабатываемой детали осуществляется резьбовым конусом 8. Сверло направляется с помощью кондукторных втулок 5, запрессованных в крышке 2.

   Крышка 2 поднимается и опускается  до упора 6 с помощью ручки  7 и далее прижимается  с  помощью пружины 9 и зажима.

Простота  конструкции, быстрота установки и  закрепления детали являются достоинствами данного проектируемого кондуктора.

   Кондуктор устанавливается на  столе вертикально-сверлильногостанка.

2.2 Расчёт усилия зажима  и зажимного механизма

 

Рисунок 2.1– Схема действующих сил на заготовку при сверлении отверстия с использованием кондуктора

 

Зажимной  элемент приспособления предназначен для надежного закрепления заготовки после ее базирования.

Рассчитаем  усилие зажима.

В процессе сверления отверстиямомент резания и окружное усилиена сверле стремятся сместить заготовку, чему препятствует усилие зажима.

Для расчета  усилия зажима составим уравнение моментов сил [12]:

 

где – коэффициент запаса ();

– крутящий момент силы резания, действующей при сверлении, Н·м;

–момент трения, Н·м.

Крутящий  момент силы резания при сверлении  заготовки определяется по формуле:

 

где – сила, создающая крутящий момент при сверлении, Н;

 – радиус  сверла, м;

 – межцентровое расстояние (расстояние между центром заготовки  и центром сверла), м.

Сила, создающая  крутящий момент при сверлении, определяется по формуле:

 

где – крутящий момент, создаваемый сверлом при сверлении отверстия.

Определим силу :

 

Определим крутящий момент :

 

Уравнение моментов силпримет вид:

 

где –момент трения по буртику, Н·м;

–момент трения по отверстию, Н·м;

 – усилие  зажима, Н;

–приведенный радиус, м;

–радиус отверстия, м;

 – коэффициенты  трения;

Выразим из уравнения :

 

Найдем  коэффициенты трения и по справочным таблицам: [12]

 

Приведенный радиус находим по формуле:

(2.6)

 

Определим приведенный радиус:

 

Определим усилие зажима по формуле (2.5):

 

Винт  изготавливается из стали 45 с применением  отжига. Следовательно . На винте используется стандартная резьба.

Зная  усилие зажима определим диаметр  резьбы () по формуле:

 

Подставив значения в формулу 2.7 получим:

 

Конструктивно примем диаметр резьбы равным 8 мм.

Определим момент кручения приложенный к винту, для обеспечения усилия зажима . Так как резьба является стандартной, то момент кручения, приложенный к винту будет определяться по формуле:

 

Подставив значения в формулу 2.8, получим:

 

Примем  длину рукоятки L=100мм =0,1 м. Определим нужную силу прикладываемую рукой оператора, для обеспечения требуемого усилия зажима , по формуле:

 

Подставив значения в формулу 2.9, получим:

 

Таким образом, данное усилие руки является приемлемым.

2.3 Расчет экономического эффекта от использования

приспособления

 

Годовой экономический эффект от использования  специального приспособления формируется за счет повышения производительности труда на операции, оснащенной специальным приспособлением. Определенную долю  в экономию от использования специальной оснастки вносит снижение заработной платы основных рабочих.

Экономический эффект за год определяется по формуле:

 

где экономия от использования приспособления

 – затраты на его изготовления за год

Экономия  от использования приспособления определяется по формуле (2.10):

 

где и – соответственно штучное время на операцию без приспособления и с приспособлением, мин;

– часовой тарифный расход, руб/ч;

– годовой выпуск изделия, шт.

Расходная тарифная ставка находится, как:

 

где и – часовая тарифная ставка и коэффициент часовых затрат.

Из таблиц выбираем часовую тарифную ставку и  коэффициент часовых затрат [13]:

При использовании  оснастки ( тарифный разряд 2):

 

Без оснастки ( тарифный разряд 3) :

 

Рассчитаем расходную тарифную ставку:

 

 

Найдем  экономию от использования приспособления за операцию:

 

Рассчитаем  годовой расход от использования  приспособления:

 

где – себестоимость приспособления, руб;

 – коэффициент  амортизационных отчислений;

 – коэффициент  учитывающий затраты на эксплуатацию  и хранение.

Из таблиц выбираем коэффициент амортизационных  отчислений (при окупаемости в 2 года) и коэффициент учитывающий затраты на эксплуатацию и хранение [3]:

Себестоимость приспособления рассчитывается по формуле:

 

где – количество деталей в приспособлении, шт.;

 – удельная  себестоимость приспособления, руб.

Разработанное специальное приспособление состоит из 17деталей, удельная себестоимость (так как приспособление относится к 3 группе сложности) [13].

Определим себестоимость приспособления:

 

Определим годовой расход от использования приспособления:

 

С учётом устаревания данных (1980 – 2013) данное значение необходимо умножить на коэффициент пересчета :

 

Определим экономический эффект за год:

 

Экономический эффект от использования приспособления существенный, из этого следует целесообразность применения данной оснастки при технологической операции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был разработан технологический  процесс изготовления детали «Втулка». Заготовка детали была получена литьем по выплавляемым моделям  из Стали 35л и далее была обработана резанием. В результате проведения анализа конструкции детали, заданных квалитетов точности и параметров шероховатости сделан вывод о необходимости механической обработки детали. Для этих целей использовались токарно-винторезный станок 1П611, токарно – револьверный станок 1Д316П, настольный сверлильный станок 2Н106П. Также составлена маршрутно–операционная карта изготовления детали.

Для обработкиповерхности6 (отверстия Ø7,6 мм)был произведен расчет межоперационных припусков на механическую обработку.

Для сверления 4 отверстий Ø4 мм на вертикально-сверлильном станке было сконструировано специальное приспособление –кондуктор. Для данного приспособления был произведен расчет усилия зажима, а также была доказана эффективность применения приспособления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Козлова, Л.Д. Лабораторный практикум по технологии приборостроения : учебное пособие [Текст] /Л.Д. Козлова. – Орел: ОрелГТУ, 2006. - 108 с.

2Краткий справочник металлиста/ Под общ.ред. П.П. Орлова, Е.А. Скороходова. - 3 изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 960 с.

3  Справочник технолога – приборостроителя: В 2 т. – 2-е изд., перераб. и доп./Под ред. П. в. Сыроватченко. – М.: Машиностроение, 1980. – 607 с.

4  Орлов, П.Н. Краткий справочник металлиста: Справочник [Текст]/П.Н.Орлов, Е.А. Скороходов.; Под общ.ред. П.Н. Орлова. – М.: Машиностроение, 1989.-960с. 

5Косилова, Г.И. Справочник технолога-машиностроителя [Текст]: В 2-х т., Т.1, изд. 4-е, перераб. и доп/ под. общ. ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова- М.: М. 1986. - 656 с.

6Драгун, А. П. Режущий инструмент. – Л.: Лениздат, 1986. – 271 с

7 Локтев, А.Д. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1: Справочник [Текст]/]/ Локтев А.Д. – М.: Машиностроение, 1974. – 416 с.

8Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на малогабаритных металлорежущих станках. Мелкосерийное, серийное и крупносерийное производство. Изд. 3-е. М.: НИИ труда, 1970. – 280 с.

9  Единый тарифно – квалификационный справочник работ и профессий рабочих : справочник [текст]/ - М.: Омега – Л, 2006. – 187 с.

10 Горбацевич, А.Ф., Шкред,В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – М.: Высшая школа,1983.– 288с.

11 Аверьянов, И.Н. Проектирование и расчет станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах: Учебное пособие / И.Н. Аверьянов, А.Н. Болотеин, М.А. Прокофьев. – Рыбинск: РГАТА,2010.– 220с., ил.

12 Горохов, В.А. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб.пособие для вузов машиностроительных спец. – Мн.: Выш.шк., 1 986. – 238 с., ил.

13Бабук, В.В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении [Текст]: Учебное пособие/под.общ. ред. В.В. Бабука - М.: Высш. школа 1984. - 373 с.

14Иващенко, И.А. Технологические размерные расчеты и способы их автоматизации. – М.: Машиностроение, 1975. – 222 с., ил.

15 Жигалко, Н.И. Обработка материалов, станки и инструменты. [Текст]: Учебное пособие для вузов / Н.И. Жигалко, Е.С. Яцура. - Мн.: Высш. школа, 1984. - 373 с.

16 Барановский, Ю.В. Режимы резания металлов: Справочник [Текст]/  Барановский Ю.В. – М.: Машиностроение, 1972. – 408 с.

17Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть I. Токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. Изд. 2-е, М.: «Машиностроение», 1974. – 406 с.

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Чертёж детали

ПРИЛОЖЕНИЕ  Б

Эскиз детали (обрабатываемые поверхности)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  В

Характеристики  технологического оборудования

1 Токарно – винторезный - станок Модель 1П611

Станок  предназначен для выполнения разнообразных  токарных и резьбовых работ в центрах или в патроне.

Основные  технические характеристики:

Наибольший  наружный диаметр обрабатываемого  изделия, ограничиваемого станиной, в мм 250

Наибольший  наружный диаметр изделия обрабатываемого  над суппортом, в мм 145

Наибольший  диаметр прутка, обрабатываемого  в патроне, в мм 25