Технологический процесс изготовления вала

     Определяем  темп производства Т: 
 

где N_г – заданная годовая программа выпуска деталей (указывается в задании на проектирование), шт.; N= 1200 шт.;

F_г – годовой фонд одного производственного рабочего; F_г=4029 ч. 
 
 

     Полученная  величина темпа производства сравнивается с величиной нормы выработки N: 
 
 
 
 

     Так как величина N=3,33 > Т=0,3, то приспособление проектируемым одноместным.

     12.3. Описание устройства и работы приспособления.

     Заготовка в приспособление устанавливается  на две призмы 10 и 13 и прижимается  двумя прихватами 11. Зажим детали осуществляется винтовым зажимом с  применением динамометрического ключа.

     Приспособление  базируется на станке при помощи цилиндрической поверхности диаметром 120f7 и крепится к столу станка двумя болтами.

     Деталь  на операции остаётся неподвижной, а  обработка с разных сторон происходит за счёт поворота стола станка с приспособлением.

     12.4. Расчет сил резания, усилия зажима детали в приспособлении.

     Сила  резания при фрезеровании можно  определить по формуле [13]: 
 

где С – коэффициент(при фрезеровании стали С = 68);

t –  глубина фрезерования, мм; t=0,85;

В –  ширина фрезерования, мм; B=66,9;

z – число зубьев фрезы; z=12;

S_z – подача на один зуб фрезы, мм/зуб; S_z = 0,067 мм/зуб;

D –  диаметр фрезы, мм; D=100 мм. 
 
 

     Строим  расчетную схему и рассчитываем усилие зажима в приспособлении (рисунок 12.1.).

      По [1] усилие зажима рассчитывается по формуле: 
 

где К– коэффициент запаса прочности;

f – коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов; f=0,25;

Р₁, Р₂, Р₃ – составляющие силы резания

α – угол призмы; α=90°. 

Рисунок 12.1.

     Рассчитываем  составляющие силы резания по [8]: 
 
 
 
 
 
 

     Определяем  коэффициент запаса прочности по формуле [1]: 
 

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

К₁ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок; К₁=1,2;

К₂ – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента; К₂=1,9;

К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании; К₃=1;

К₄ – коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления; К₄=1,6;

К₅ – коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь; К₅=1. 
 
 
 
 

     12.5. Расчет приспособления на точность.

     Полная  погрешность обработки зависит  от суммы базирования, закрепления, наладки станка, точности инструмента, случайных отклонений, точности обработки деталей приспособления и т.д. и определяется путем суммирования составляющих.

     Погрешность обработки может быть определена по формуле: 
 

где d – допуск на размер при выполнении операции; d=1,3 мм.

åD_с – сумма систематических погрешностей, состоящая из погрешностей наладки, приспособления, инструмента и др.

     Величину åD_с следует определять с учетом взаимной компенсации ее отдельных составляющих.

     Учитывая  возможность компенсации составляющих åD_с при проектировании, принимаем åD_с = 0;

К – коэффициент, зависящий от закона рассеяния погрешностей, К=1;

я – погрешность базирования;

D_з – погрешность закрепления;

D_р – погрешность, вызываемая рассеянием размеров в результате действия случайных факторов (изменение структуры и механических свойств обрабатываемого металла, припуска и др.). 
 

где s – среднее квадратичное отклонение, приближённо принимаем s=π/6. 
 
 

     По  [5] принимаем: D_З=135 мкм=0,135 мм.

     Погрешность базирования D_б рассчитывается по формуле [1]: 
 

где ΔD – допуск на диаметральный размер, мм; ΔD=2,5 мм.

γ – угол призмы; α=90°. 
 
 
 
 
 

 

13. Экономическое обоснование принятого варианта технологического процесса

 

     При оценке эффективности того или иного  варианта ТП наиболее выгодным признается тот, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной.

     Расчеты приведенных затрат и технологической  себестоимости выполняются для всех изменяющихся операций ТП.

     Приведенные затраты для двух сравниваемых вариантов  ТП рассчитываются по формуле:

     З = С + Е_н·(К_с + К_зд),           (13.1)

где С – технологическая  себестоимость, руб;

Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (Е_н = 0,1);

К_с, К_зд – удельные капитальные вложения в станок и здание соответственно.

     Расчет  основной и дополнительной зарплаты выполняется, по формуле: 

     С₃ = С_ч×К_д×З_н×К_о.м,         (13.2)

где С_ч – часовая тарифная ставка рабочего (принимается по установленным тарифным ставкам), руб/ч;

К_д – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и начисления (К_д = 1,7);

3_н – коэффициент, учитывающий оплату наладчика (З_н = 1,0);

К_о.м – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании (К_о.м = 1,0).

     Расчет  часовых затрат по эксплуатации рабочего места выполняется по формуле: 

     С_эксп = С_ч.з×К_м,                 (13.3)

где С_ч.з – часовые затраты на базовом рабочем месте (принимаются по материалам производственной практики), руб/ч;

К_м – коэффициент показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка.

     Удельные  капитальные вложения в станок рассчитываются по формуле: 
 

где Ц_с – отпускная цена станка, р;

К_м – коэффициент учитывающий затраты на транспортировку и монтаж; (К_м = 1,1);

С_п – принятое число станков на операцию (С_п = 1,0);

N – годовой объем выпуска деталей; N=1200.

     Удельные  капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле: 

где С_пл – стоимость 1м² производственной площади (принимается по материалам производственной практики), руб/м²;

   П_с – площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м²;

   С_п – принятое число станков на операцию (С_п = 1,0).

     Площадь, занимаемая станком П_с .определяется по формуле: 

      ,      (13.6)

где f – площадь станка в плане (длина к ширине), м²;

К_с – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь (К_с = 3,5 при f = 2...4м²; К_с = 3 при f = 4...6м²; К_c = 4 при f < 2м²).

     Технологическая себестоимость рассчитывается для  всех операций по формуле: 
 
 

     Экономический эффект от внедрения принятого варианта ТП рассчитывается по формуле: 

     Э = (З_баз – З_пр)∙N,           (13.8)

где З_баз – приведенные затраты по базовому варианту ТП;

   3_пр – приведенные затраты по проектируемому варианту.

     Результаты  расчетов приведенных затрат сводятся в таблицу 13.1. 
 
 
 

Таблица 13.1.

Операция	Модель станка	Тшт, мин	Сз, р	Сэксп, р	Кс, р	Кзд, р	С, р
1	2	3	4	5	6	7	8
Базовый вариант
010 Пило-отрезная	8Г662	2,718	2604	2604	4918	1811	236
015 Горизонтально-расточная	2206ВМФ4	5,472	4948	4948	133544	8681	903
020 Токарно-винторезная	1М63	10,008	3021	3021	14701	3528	1008
025 Токарно-винторезная	1М63	15,048	3021	3021	14701	3528	1515
045 Токарно-винторезная	16К20	3,444	3021	3021	14483	2336	347
050 Токарно-винторезная	16К20	15,264	3516	3516	14483	2336	1789
055 Токарно-винторезная	16К20	14,664	3516	3516	14483	2336	1719
060 Шлицефрезерная	5350А	130,89	4089	4089	14860	2837	17840
065 Шлицефрезерная	5350А	90,156	4089	4089	14860	2837	12288
080 Вертикально-сверлильная	2Н135	4,248	4089	4089	4280	815	579
095 Токарно-винторезная	16К20	3,444	3021	3021	14483	2336	347
100 Круглошлифовальная	3М152В	16,71	3516	3516	30837	2915	1958
105 Шлицешлифовальная	3451А	299,334	3021	3021	30877	3084	30144
110 Шлицешлифовальная	3451А	299,334	3021	3021	30877	3084	30144
Итого:			48494	48494	352387	42461	100815
Проектируемый вариант
005 Горизонтально-расточная	2206ВМФ4	2,64	4948	4948	133544	8681	435
025 Многоцелевая  с ЧПУ	INTEGREX 100-IV S	217,90	4089	4089	183333	3652	29699
040 Токарно-винторезная	16К20	2,47	3516	3516	14483	2336	289
045 Круглошлифовальная	3М152В	4,29	3516	3516	30837	2915	503
105 Шлицешлифовальная	3451А	320,27	3021	3021	30877	3084	32252
Продолжение таблица 13.1.
1	2	3	4	5	6	7	8
110 Шлицешлифовальная	3451А	320,23	3021	3021	30877	3084	32248
Итого:			22111	22111	423951	23751	95427

 
 

     Рассчитаем  приведенные затраты для базового и принятого техпроцесса:

З_баз =100815+0,1·(352387+42461)=140300 руб,

З_пр =95427+0,1·(423951+23751)=140197 руб. 

     Экономический эффект от внедрения принятого варианта ТП: 

Э = (140300 – 140197)·1200= 123600 руб.

 

Заключение

 

     В результате выполнения данного курсового  проекта был разработан технологический  процесс изготовления вала ведущего 7821-4202026.

     По  базовому варианту в качестве заготовки используется горячекатаный прокат круглого сечения нормальной точности и длиной 315 мм. По проектному варианту в качестве заготовки использована штамповка на ГКМ, что позволило уменьшить объём, массу и стоимость заготовки, приблизить по форме к готовой детали, а также избавить от заготовительных операций: 010 пило-отрезной и 020, 025 токарно-винторезных.

     В проектном варианте использован  станок INTEGREX 100-IV S фирмы MAZAK на операции 025 многоцелевая С ЧПУ, что позволило заменить следующие операции: 040, 045, 050 токарно-винторезные; 060, 065 шлицефрезерные; 080 вертикально-сверлильную.

     Результатом использования предлагаемых решений  является существенное сокращение расхода материалов, снижению трудоёмкости изготовления продукции, снижению численности производственного персонала и площади участка, что снижает величину затрат при изготовлении продукции и способствуют повышению конкурентоспособности выпускаемых изделий.

 

Список  использованных источников

 
    

1. Антонюк В.Е., Королёв В.А., Башеев С.М. Справочник конструктора по расчёту и проектированию станочных приспособлений. – Мн.: Беларусь, 1969.
2. Аршинов Н.А., Алексеев В.А. Резание металлов и режущий инструмент. - М.: Машиностроение, 1976.
3. Режимы резания металлов. Справочник. /Под редакцией Барановского Ю.В./ - М: Машиностроение, 1972.
4. Гапонкин В.А., Лукашев Л.К., Суворова Т.Г. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки. - М.: Машиностроение, 1990.
5. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Выш. школа, 1983.
6. Справочник шлифовщика /Кожуро Л.М. и др./ - Мн.: Вышэйшая школа, 1981.
7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 /Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова./- М.: Машиностроение, 1996.
8. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 /Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова./- М.: Машиностроение, 1996.
9. Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Машиностроение, 1990.
10. Справочник инструментальщика./Под редакцией Ординарцева А.А./-Л.: Машиностроение, 1990.
11. ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски».
12. Пашкевич М. Ф., Мрочек Ж. А., Кожуро Л. М., Пашкевич В. М. Технологическая оснастка. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002. – 320 с.
13. Проектирование технологических процессов в сельскохозяйственном машиностроении: методические указания по выполнению курсового проекта. – Минск, 2007.