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

– вспомогательное время, то есть время, затрачиваемое на выполнение вспомогательных переходов на выборочный контроль качества обрабатываемых деталей, мин;

– время технического обслуживания рабочего места, мин;

– время организационного обслуживания рабочего места, мин;

– время на отдых и естественные работы, мин.

Определим основное время  по формуле:

 

где – время выполнения одного перехода, мин.

 

где – длина пути инструмента или детали в направлении подачи в зависимости от кинематики движения на станке,мм;

– подача, мм/об;

–число оборотов шпинделя, об/мин;

– число проходов.

Длина пути инструмента в  направлении подачи в зависимости  от кинематики движения на станке определяется по формуле:

 

где – размер поверхности детали, по которой осуществляется перемещение инструмента, мм;

– величина врезания, зависящая от геометрических параметров заборной (режущей) части инструмента, отдельных элементов режима резания и размеров обрабатываемых поверхностей, мм;

 – перебег  инструмента или детали в направлении  подачи, мм.

Для операции сверления отверстия  Ø3,85 мы выбираем значение величин врезания и перебега (из таблиц): [7]

 

 

Определим длину пути инструмента:

 

По формуле (9.1.2) определяем основное время:

 

Сверлится 4 отверстия за 1 проход, следовательно, основное время будет равно:

 

 

Определим вспомогательное  время по формуле:

 

где – время на установку и снятие готовой детали;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом;

 – вспомогательное  время на измерение одной детали;

Время на установку и снятие готовой детали определим по таблице в справочнике [8]. Деталь устанавливается в специальном приспособлении, основные установочные элементы – цанговый патрон. Масса детали – 136,5 г. По таблице .

Вспомогательное время , т.к. переход не осуществляется

Вспомогательное время на измерение одной детали (учитываем, что 10% деталей подвергаются измерению):

 

Вспомогательное время будет  равно:

 

Найдем оперативное время  по формуле:

 

 

Определим значения времени  на отдых и личные надобности, техническое  и организационное обслуживание рабочего места.

Время на техническое обслуживание рабочего места для сверлильного станка составит 3,5 % от оперативного времени (так как наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 12 мм): [10]

 

Время на организационное  обслуживание рабочего места для сверлильного станка составит 3,5 % от оперативного времени: [10]

 

Время перерывов на отдых  и личные потребности составит 7 % от оперативного времени (так как  характер подачи – ручной, вес детали – до 1 кг, оперативное время операции – до 0,5 мин): [10]

 

Определим штучное время:

 

Определим штучно-калькуляционное  время по формуле:

 

где – подготовительно-заключительное время, мин;

 – партия деталей  запускаемых в производство, шт.

Определим подготовительно-заключительное время [11]:

 

 

Определяем штучно – калькуляционное  время:

 

8.2 Определение норм времени на операцию сверления отверстия Ø3,85 мм без использования приспособления

 

Норма штучного времени для  работ, выполняемых на металлорежущих станках, определяется по формуле (9.1).

Сверлится 1 отверстия за 1 проход, следовательно, основное время будет равно:

 

 

Определим вспомогательное  время по формуле:

 

где – время на установку и снятие готовой детали;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом,  не включенным в комплекс;

 – вспомогательное  время на измерение одной детали;

 – вспомогательное  время на разметку детали.

Время на установку и снятие готовой детали определим по таблице в справочнике [11]. Без использования специального приспособления деталь устанавливается в отверстие. Способ крепления – фасонной гайкой вручную. Масса детали – 136,5 г. По таблице .

Вспомогательное время , связанное с переходом, найдем по таблице: (так как производится сверление по разметке, вид подачи – ручная, наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 12 мм).

Вспомогательное время , связанное с переходом, не включенным в комплекс, включает:

– вспомогательное время  на включение или выключение вращения шпинделя, изменение частоты вращения:

 

–  вспомогательное время  на перемещение детали по столу:

 

 

Вспомогательное время на измерение одной детали (учитываем, что 10% деталей подвергаются измерению) включает:

– вспомогательное время  на контроль диаметра 1 отверстия калибром-пробкой:

 

– вспомогательное время  на измерение межцентрового расстояния (в двух направлениях):

 

 

Так как 10% деталей подвергаются измерению, то:

 

Вспомогательное время на разметку детали :

 

Вспомогательное время будет  равно:

 

Найдем оперативное время  по формуле (9.1.7):

 

Определим значения времени  на отдых и личные надобности, техническое  и организационное обслуживание рабочего места.

Время на техническое обслуживание рабочего для сверлильного станка составит 3,5 % от оперативного времени (так как наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 12 мм) [11]:

 

Время на организационное  обслуживание рабочего места для сверлильного станка составит 3,5 % от оперативного времени [11]:

 

Время перерывов на отдых  и личные потребности составит 7 % от оперативного времени (так как  характер подачи – ручной, вес детали – до 1 кг, оперативное время операции – до 1 мин) [10]:

 

Определим штучное время:

 

Определим штучно-калькуляционное  время. Для этого сначала определим  подготовительно-заключительное время [10]:

 

 

Определяем штучно-калькуляционное  время по формуле (9.1.8):

 

 

 

9 Проектирование специальной оснастки

9.1 Описание назначения, конструкции и принципа работы оснастки

 

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 – кондуктора - для  сверления 4 отверстий Ø3,85 мм.

Кондуктор состоит из следующих  деталей: кондукторная плита, основание, 4 скалки, подвесная плита, палец, а также стандартных деталей и крепежных элементов.

Сборочный чертеж кондуктора для сверления 4 отверстий Ø3,85 мм представлен на листе графической части курсовой работы.

9.2 Расчет требуемого усилия зажима и выбор конструкции зажимного элемента. Расчет элементов зажимного устройства.

 

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

Рассчитаем усилие зажима.

Рисунок 2 – Схема действия сил при сверлении в кондукторе

 

Крутящий момент возникает  при неодновременном касании  сверл заготовки. При одновременном  касании моменты компенсируют друг друга.

Для расчета усилия зажима составим уравнение моментов сил  действующих относительно оси [9]:

 

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 сил, действующих  относительно оси О, примет вид:

 

где –момент трения между заготовкой и кондукторной плитой, Н·м;

–момент трения между заготовкой и кондукторной плитой, Н·м;

 – усилие  зажима, Н;

–приведенный радиус между  заготовкой и кондукторной плитой, м;

 – коэффициент  трения между заготовкой и  кондукторной плитой;

 – приведенный  коэффициент трения.

Выразим из уравнения :

 

Приведенный коэффициент  трения рассчитывается по формуле:

 

где – коэффициент трения между заготовкой и кондукторной плитой;

 

Найдем коэффициенты трения и по справочным таблицам: [9]

 

Так как угол призмы равен 90° (по ГОСТ 12194-66), то определим приведенный  коэффициент трения:

 

Приведенный радиус между  заготовкой и кондукторной плитой равен радиусу цилиндрической части заготовки, то есть

.

Определим усилие зажима по формуле (10.2.5):

 

Определим требуемый крутящий момент:

 

 

9.3 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 и – соответственно экономия от использования приспособления и затраты на его изготовления за год.

Экономия от использования  приспособления:

 

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 (тарифный разряд 2) и  коэффициент часовых затрат (по данным на 2002 год) [12]:

 

Из таблиц выбираем часовую  тарифную ставку (тарифный разряд 3) и коэффициент часовых затрат (по данным на 2002 год) [12]:

 

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 один год) 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 20 деталей, удельная себестоимость  (так как приспособление относится к 3 группе сложности)[9].

Определим себестоимость  приспособления:

 

Определим годовой расход от использования приспособления:

 

Определим экономический  эффект за год:

Так как данные 2002 года устарели, то умножим полученное значение на коэффициент пересчета :

.

 

Из расчетов можно сделать  вывод о том, что использование  специального приспособления оправдано, так как имеется годовая экономия.

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был  разработан технологический процесс  изготовления детали «Основание». Заготовка детали была получена литьем методом по выплавляемым моделям. В результате проведения анализа конструкции детали, заданных квалитетов точности и параметров шероховатости сделан вывод о необходимости механической обработки детали. Для этих целей использовались вертикально-фрезерный станок 6Т10, вертикально-сверлильный станок 2Т140 и токарно-револьверный станок 1Г340П. Также составлена маршрутно-операционная карта изготовления детали.