3 Конструкторская часть

3.1 Расчёт и конструирование приспособления

Приспособление спроектировано для операции 040 горизонтально-фрезерной при фрезеровании лысок.

Приспособление является универсальным, переналаживаемым, что важно для серийного производства. Применение данного приспособления обеспечит быструю и точную установку всех обрабатываемых деталей в данном приспособлении.

Деталь наружной цилиндрической поверхностью устанавливается на установочной призме, торцом вал упирается в упор.

Зажим осуществляется рычагом. Для зажима детали, сжатый воздух подаётся в верхнюю полость цилиндра, поршень перемещается вниз и прихват осуществляет зажим детали. Для того, чтобы снять деталь после окончания обработки сжатый воздух подаётся в бесштоковую (нижнюю) полость цилиндра, поршень начинает перемещаться вверх и прихваты освобождают деталь.

Для точной установки приспособления на столе станка без выверки и большей его устойчивости применяются две направляющие шпонки, вставляющийся в паз, выполненный в основании приспособления. Затем шпонки приспособления вводятся в верхнюю часть точного центрального паза стола станка. Крепления приспособления на столе станка осуществляются двумя болтами, которые вставляются в проушины-пазы в основании приспособления.

1. Определяется погрешность базирования:

мм.

2. Расчёт потребной силы зажима детали.

Сдвигающая сила:

, кГс.

, кГс.

С_р = 68,2 y_р = 0,72 g_р = 0,86 [10, с. 291]

х_р = 0,86 u_р = 1

Р_z – главная составляющая силы резания.

кГс.

Условие надёжного зажима:

где Т – удерживающая сила детали, ;

– усилие зажима детали;

– коэффициент трения;

К – коэффициент надёжности закрепления.

Откуда:

3. Определяется диаметр пневматического привода поршневого типа двустороннего действия:

где Р_в – давление воздуха в магистрали;

Р_в = 4 кГс/см²

Q – потребная сила зажима детали;

– коэффициент полезного действия цилиндра,

Принимаем ближайший больший стандартный диаметр цилиндра:

D_ц = 200 мм. ГОСТ 21307-75

Диаметр штока:

мм.

4. Расчёт приспособления на точность производится по формуле:

, мм.

где – допуск на размер обрабатываемой поверхности;

– погрешность базирования заготовки в приспособлении, мм;

– погрешность, возникающая при закреплении заготовки;

– погрешность установки приспособления на станке, мм.

где L_д – длина обрабатываемой детали;

S – наибольший зазор между направляющей шпонкой приспособления и пазом;

l – расстояние между шпонками.

мм.

Е_п – погрешность установки и смещения режущего и мерительного инструмента на станке, мм.;

– экономическая точность обработки;

мм.

Точность обеспечивается.

4 Организационная часть

4.1 Организационно-технические расчёты

4.1.1 Производственная программа участка и её трудоёмкость.

Годовой приведённый выпуск деталей, т.е. условное количество типовых деталей, трудоёмкость обработки которых равна трудоёмкости всех деталей, закреплённых за участком, определяется исходя из производственной мощности участка и наиболее рационального использования оборудования по формуле:

шт., (4.1)

где F_до – действительный (эффективный) фонд времени работы одного станка, час;

К_и = 0,8…0,85 – коэффициент использования станка;

Тшт^в = 2.16 – норма штучного времени на ведущей операции для детали-представителя, мин. (В качестве ведущей операции принимается операция 015 Токарная с ЧПУ, имеющую наименьшую норму времени);

 = 0,05…0,08 – коэффициент допускаемых потерь на переналадку оборудования.

Расчётное значение N_пр округляется до целой величины, удобной для последующих расчетов.

Эффективный фонд времени определяется по формуле:

где В_д – количество выходных дней в году;

П_д – количество праздничных дней в году;

П_пд – количество предпраздничных дней в году;

S – количество смен;

К_р – коэффициент, учитывающий время пребывания станка в ремонте.

час.

Найденное значение F_до подставляем в формулу (4.1).

шт.

Принимаем N_пр = 276200 шт.

4.1.2 Расчёт потребного количества оборудования и его загрузки.

Расчётное количество станков С_р на каждой операции определяется исходя из трудоёмкости обработки годового приведённого выпуска детали.

Для определения трудоёмкости детали составляется таблица 4.1

Таблица 4.1 – Норма времени по операциям на деталь

№ операции	Наименование операции	Модель станка	Тшт	Тшк-к	n	Разряд работ
010	Фрезерно-центровальная	C2982	2.88	2.99	232	3
015	Токарная с ЧПУ	16К20Ф3	2.09	2.16		4
025	Токарная с ЧПУ	16К20Ф3	2.26	2.33		4
030	Токарная с ЧПУ	16К20Ф3	2.92	2.99		4
035	Вертикально-сверлильная	2Н135	6.33	6.44		5
040	Горизонтально-фрезерная	6Т82Г	8.92	9		3
045	Круглошлифовальная	3М131	4.57	4.62		4

Потребное количество оборудования на участке определяется по формуле:

шт.,

где Q – трудоёмкость обработки годового приведённого выпуска деталей на соответствующую операцию н/час.,

К_вн – коэффициент выполнения норм.

Годовой приведённый выпуск деталей определяется по формуле:

н/час.,

Расчётное количество станков округляется в большую сторону и получают принятое количество станков С_пр:

Определяется коэффициент использования станков:

Средний коэффициент станков определяется по формуле:

Данные расчётов сводятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Расчёт потребного количества станков

№	Тип и модель станка	Q, н/ч	Fдо, час	Ср, шт.	Спр, шт.	Ки
1	Фрезерно-центровальный мод. C2982	13257	3853	3.27	4	0.82	0.69
2	Токарный с ЧПУ мод. 16К20Ф3	9621		2.64	3	0.78
3	Токарный с ЧПУ мод. 16К20Ф3	10404		2.57	3	0.85
4	Токарный с ЧПУ мод. 16К20Ф3	13442		3.32	4	0.83
5	Вертикально-сверлильный мод. 2Н135	29139		7.2	8	0.9
6	Горизонтально- фрезерный мод. 6Т82Г	41062		10.15	11	0.92
7	Круглошлифовальный мод. 3М131	21037		5.2	6	0.86
ИТОГО		39

Удобным транспортным средством для перевоза заготовок и готовых деталей в цехе являются электрические тележки грузоподъёмностью 0,75 – 2 т.

Для расчёта потребного количества электротележек используется формула:

шт.

где Q – масса изделий, транспортируемых за год, тонн.;

i – среднее количество транспортных операций на одно изделие;

Ф_т – номинальный годовой фонд времени работы электротележки, Ф_т = 2070 часов;

g = 1 т – заполнение электротележки за один рейс;

К_пр = 0,97 – коэффициент, учитывающий простой электротележки;

L_cp = 100 м. – средний пробег электротележки за один рейс;

V_cp = 100 м/мин – средняя скорость электротележки;

t_з = t_p = 5 мин. – время на загрузку и выгрузку электротележки.

т.

шт.

Принимается 5 электротележек.

На участке 39 станков, принимается 1 кран-балка грузоподъёмностью 5 тонн.

4.1.3 Расчёт численности работающих.

Расчёт численности производственных рабочих производится по каждой профессии и операции, исходя из трудоемкости работ по формуле:

, чел.

где F_др – действительный годовой фонд времени рабочего, за год

F_др = 1760 часов;

S_м – коэффициент использования рабочего места.

где Т_ма – машинно-автоматическое время работы станка без участия рабочего.

мин.

Т_руч – время выполнения ручных приёмов, а также время на активное наблюдение за работой станка и на переходы от станка к станку.

мин.

где Т_ву – вспомогательное время на установку и снятие детали;

Т_вп = 0,1 – 0,5 мин. – время на переход оператора от одного станка к другому.

Принимаем S_м = 2

чел.

чел.

чел.

чел.

чел.

чел.

чел.

чел.

Данные расчётов сводятся в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Расчёт численности производственных рабочих.

№ опер	Наименование операции	Разряд	Профессия	Q	Fдр	Sм	Рр	Рпр	Спр
010	Фрезерно-центровальная	3	фрезеровщик	5846	1760	1	3,16	4	2
015	Токарно-винторезная	3	токарь	3544		1	1,9	2	1
020	Токарная с ЧПУ	4	оператор	9667		2	2,6	3	3
025	Токарно-револьверная	3	токарь	6813		1	3,69	4	2
030	Горизонтально-фрезерная	4	фрезеровщик	6076		1	3,29	4	2
035	Вертикально-сверлильная	3	сверловщик	7964		1	4,3	5	3
045	Круглошлифовальная	4	шлифовчик	22878		1	12,4	13	7
050	Резьбонакатная	3		3360		1	1,82	2	1
	ИТОГО							37	21

Количество наладчиков для станков с ЧПУ определяется по формуле:

чел.

где S – количество смен:

Н_о = 4 – норма обслуживания на одного наладчика в смену, шт.

Принимается чел.

Списочное количество наладчиков определяется по формуле:

чел.

где К_п = 0,88…0,99 – коэффициент, учитывающий пропуски рабочего по уважительной причине:

Принимается чел.

Расчёт численности вспомогательных рабочих.

В серийном производстве общее количество вспомогательных рабочих составляет 15 – 20% от количества производственных рабочих.

чел.

чел.

Данные расчётов сводятся в таблицу 4.4

Таблица 4.4 – Численность вспомогательных рабочих.

Наименование профессии	Кол-во человек	В т.ч. по сменам
		I	II
1. Наладчик	1	1
2. Контролёр ОТК	2	1	1
3. Грузчик	1	1
4. Водитель эл. кара	2	1	1
5. Слесарь ремонтник	1	1
6. Электрик	1	1
Итого	8	6	2

Расчёт численности специалистов и служащих.

В серийном производстве количество ИТР составляет 10 – 12% от числа основных и вспомогательных рабочих.

Принимаем Р_итр = 4 чел.

Количество МОП составляет 2 – 3% от числа основных и вспомогательных рабочих.

Принимаем Р_МОП = 1 чел. – уборщица.

Таблица 4.5 – Сводная ведомость, работающих на участке.

№ п/п.	Наименование категории работающих	Кол-во человек	В т.ч. по сменам
			I	II
1	Производственные рабочие	37	19	18
2	Вспомогательные рабочие	8	6	2
3	Специалисты и служащие	4	3	1
4	МОП	1	1	––
Итого		50	29	21

Расчёт площадей и планировка оборудования на участке

Размер производственной площади определяется по удельной площади, приходящейся на единицу основного оборудования (вместе с проходами и проездами).

Для серийного производства удельная площадь S_уд. составляет 15…18 м² – для универсальных станков, 30 м². – для станков с ЧПУ, тогда:

Тогда:

, м²

Для универсальных станков:

м²

Для станков с ЧПУ:

м²

Тогда:

м²

Вспомогательная площадь определяется в размере 15 – 20% от производственной площади:

м²

Размер прочей площади принимается до 10% от производственной площади:

м²

Общая площадь участка равна:

м²

Объём участка:

м²

Заключение

Темой курсового проекта является разработка ТП механической обработки детали Валик 8ТС. 200.195.

По заданной годовой производственной программе выпуска деталей и массе был определен тип производства- серийный.

Для заданной детали были предложены два способа получения заготовки: из калиброванного проката и горячей объемной штамповкой. В результате проведенного сравнения выбран более экономичный способ – горячая объемная штамповка.

Проведя анализ заводского ТП даны предложения по его улучшению, был разработан более усовершенствованный ТП механической обработки детали типа вал с применением высокопроизводительного оборудования, в том числе станков с ЧПУ, более производительным мерительным и режущим инструментом, с применением приспособления с пневматическим и гидравлическим приводами.

ТП оформлен комплектом документов и представлен в приложении А.

На три операции ТП определены оптимальные режимы резания для сокращения времени обработки и установлены технические обоснования нормы времени.

В результате сравнения обработки деталей на операции: по заводскому ТП обработка торцов и сверление центральных отверстий производится на токарном станке с переустановкой деталей, о по проектируемому обработка торцов и центральных отверстий производится на фрезерно-центровальном станке одновременно с 2-х сторон.

Экономический эффект от предложенного варианта обработки составляет Э_г= 52800 руб.

В результате, принятые в курсовом проекте решения по технологии производства обеспечиваются снижением трудоемкости, себестоимости изделия и повышением производительности обработки.

Литература

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. 1975г.

2. Васильев И.А. Экономика, организация и планирование строительного и дорожного машиностроения – М.: Машиностроение 1990г.

3. Великанов К.М. Экономика, организация производства в дипломных проектах-М, Машиностроение, 1986г.

4. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии Машиностроения –Минск, ВШ, 1970г.

5. Дипломное проектирование методическое пособие к выполнению дипломных проектов по специальности «Обработка металлов резанием»

6. Горошкин А.А. Приспособления для металлорежущих станков- М Машиностроение, 1971г.

7. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»- М. Машиностроение, 1989г.

8. Егоров Е.М. Основы проектирования машиностроительных заводов-М. ВШ. 1989г.

9. Инструкция по расчету припусков на механическую обработку аналитическим методом- НМК, 1994г.

10. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя, том 1,2- М, Машиностроение, 1986г.

11. Коростылева Е.М. Экономика, организация и планирование Машиностроительного производства- М, ВШ, 1986г.

12. Локтева станки с программным управлением и ПР- М, Машиностроение, 1986г.

13. Методическое пособие по расчету технико-экономического сравнения вариантов обработки на ЭВМ, НМК, 1992г.

14. Методическое пособие по расчету гладких калибров. НМК, 1990г.

15. Методическое пособие по расчету калибров расположения поверхностей, НМК, 1990г.

16. Методическое пособие по расчету калибров шпоночного и шлицевого соединения, НМК, 1990г.

17. Методические рекомендации по выполнению организационно-экономической части дипломного проекта, НМК, 1989г.

18. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах- М, ВШ, 1986г.

19. Нефедов Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту- М, Машиностроение 1990г.

20. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках-М, Машиностроение, 1974г.

21. Общемашиностроительные нормативы норм времени- М, Машиностроение, 1974г.

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Н. контр.

Утв.