Разработка технологического процесса изготовления детали планка

Тогда:

 

                                                     

Следовательно:

 

 

Таблица 3.3

6,3	4	25,2
3,2	3	9,6
1,6	1	1,6
å	8	36,4

Тогда:

 

Следовательно:

 

Из расчетов видно, что  коэффициенты точности и шероховатости  детали достаточно высоки, но вывод  о технологичности детали сделать  нельзя, так как неизвестны показатели базовой детали.

 

4 Выбор исходной заготовки

 

При разработке технологического процесса важным шагом является выбор  заготовки. Для рационального выбора заготовки необходимо провести расчеты  себестоимости получения заготовки, себестоимости ее механической обработки.

В качестве заготовки для детали типа «планка» рассмотрим горячий прокат квадрата 30 ГОСТ 2591-88 и горячий прокат полосы 20х30 ГОСТ 103-76.

4.1 Определим стоимость заготовки из проката квадрата:

 

Стоимость заготовки из проката  рассчитывается по формуле:

 

где – затраты на материал заготовки, руб.;

      – технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, руб..

 

где – приведенные затраты на рабочем месте (резка на отрезных станках, работающих дисковыми пилами), руб./час.;

      – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.

 

 

где ;

      – общее время, мин.

 

 

 

 

Затраты на материал определяются по формуле:

 

где – масса заготовки, кг.;

      – цена 1 кг материала заготовки, руб.;

      – масса готовой детали, кг.;

      – цена 1 кг отходов, руб..

Масса заготовки:

 

где ρ=7810кг/м³ – плотность материала;

     V_з – объем заготовки.

 

 

Масса детали:

 

где ρ=7810кг/м³ – плотность материала;

     V_д – объем детали.

 

 

 

 

Рассчитываем стоимость  заготовки:

 

4.2 Определим стоимость заготовки  из проката полоса:

 

Стоимость заготовки из проката  рассчитывается по формуле:

 

где – затраты на материал заготовки, руб.;

      – технологическая себестоимость правки, калибрования, разрезки, руб..

 

где – приведенные затраты на рабочем месте (резка на отрезных станках, работающих дисковыми пилами), руб./час.;

      – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.

 

 

где ;

      – общее время, мин.

 

 

 

 

Затраты на материал определяются по формуле:

 

где – масса заготовки, кг.;

      – цена 1 кг материала заготовки, руб.;

      – масса готовой детали, кг.;

      – цена 1 кг отходов, руб..

Масса заготовки:

 

где ρ=7810кг/м³ – плотность материала;

     V_з – объем заготовки.

 

 

Масса детали:

 

где ρ=7810кг/м³ – плотность материала;

     V_д – объем детали.

 

 

 

 

Рассчитываем стоимость  заготовки:

 

 

 

Сравнивая два варианта по себестоимости заготовки, можно  видеть, что выгоднее и целесообразнее использовать заготовки из горячекатаного проката полосы 20х30 ГОСТ 103-76.

 

 

5 Разработка технологического  маршрута изготовления детали

5.1 Выбор методов обработки отдельных  поверхностей

 

В данном разделе произведем сравнительный анализ стоимости  механической обработки поверхности  детали двумя различными способами: фрезерование + шлифование и строгание + шлифование. В качестве поверхности  возьмем  поверхность 5 (см. таб.2.1).

Определим приведенные затраты  на отличающихся операциях.

Первый  вариант:

Обработка на фрезерном станке 6Р10:

Часовые приведенные затраты:

где – основная и дополнительная зарплата с начислениями;

      – часовые затраты на эксплуатацию рабочего места;

    – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении );

    – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:

где  - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату ( );

       – часовая тарифная ставка для 2-го разряда;

       – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика ( ).

y – коэффициент, учитывающий  оплату  рабочего  при        многостаночном обслуживании (y=1 при обслуживании 1-го станка 1-м рабочим).

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

где – практические часовые затраты на базовом рабочем месте;

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

Следовательно:

Капитальные вложения в станок и здание:

 где   – балансовая стоимость станка;

       – производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов;

      – действительный годовой фонд времени работы станка;

      – коэффициент загрузки станка (принимается ).

где f=1,445·1,875=2,71 – площадь станка в плане, м²;

     – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов, проездов и др. (при площади станка менее 4 м² ).

Следовательно:

Технологическая себестоимость  операции механической обработки:

где  k_В =1,3 – коэффициент выполнения норм.

Следовательно:

где

 

Второй  вариант:

Обработка  на  продольно-строгальном  станке  7110:

 

где

Из расчетов видно, что  применение первого варианта обработки  кронштейна более выгодно, что обеспечивает годовой экономический эффект:

5.2 Выбор технологических баз

 

При единичном производстве призматические детали при фрезеровании, сверлении и шлифовании предпочтительнее зажимать в тиски. Данный способ схематически показан на рисунке 5.1. Деталь базируется по 2-м самым точным поверхностям (закрепляется в губках тисков и опирается на нижнюю поверхность тисков). При этом деталь лишается 5-ти точек опоры, что соответствует лишению 5-ти степеней свободы. 6-й степени свободы деталь лишается за счет  силы трения.

 

Рисунок 5.1

5.3 Синтез маршрута обработки  заготовки

 

Для правильной разработки технологического маршрута необходимо учесть требования по точности и шероховатости  поверхностей. Необходимо также выбирать операции так, чтобы затраты были наименьшими, а производительность наибольшая. При разработке плана  следует придерживаться следующих  общих правил:

1. В первую очередь обрабатываются поверхности, которые служат базами при последующей обработке.
2. Рекомендуется обрабатывать вначале поверхности, с которых снимается наибольший слой металла. Это позволит вскрыть дефекты заготовки в начале технологического процесса.
3. Чем точнее должна быть поверхность, тем позднее следует ее обрабатывать. Таким образом, уменьшается влияние деформации, вызванной перераспределением напряжения в металле.

Необходимо произвести подготовительную обработку поверхностей детали для  удаления дефектных слоев заготовки  и подготовки черновых баз. Внешние  плоские поверхности обрабатываются фрезерованием. Этот метод производителен, и не требует сложного оборудования, инструментов и высокой квалификации обслуживающего персонала - достаточно экономичен. Обработка отверстий  производится на сверлильном станке.

Для укрепления поверхностной  твердости изделия его необходимо подвергнуть термообработке. Для  этого выполняем термическую  операцию.

Для достижения требуемой  точности и шероховатости после  термообработки необходимо обработать одной из абразивных операций. Это  может быть шлифование, хонингование и другие методы отделочной обработки. Шлифование является производительным методом и обеспечивает требуемую  точность. Таким образом, следующая  операция – шлифование.

 

Таблица 5.1

Номер операции	Наименование операции, модель станка, содержание операции (переходов)	Эскиз обработки	Технологическая оснастка (приспособление, вспомогательный и режущий инструмент, марка инструментального материала, средства измерения)	Технологические базы
1	2	3	4	5
005	Отрезная, станок круглопильный 8А240. Отрезать заготовку выдерживая размер 1		Тиски; пила дисковая d=400, H=3, сталь У12А, линейка-250; тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75	Наружная  поверхность 1, 4, 6
1	2	3	4	5
010	Фрезерная, вертикально-фрезерный  станок 6Р10 1.Фрезеровать поверхности 1, 2, 3, 4, 5, 6		Торцевая  фреза 2210-0075; Штангенциркуль ШЦ-1 250-005; тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75	Наружные  поверхности 1, 4, 5, 6
020	Сверлильная, вертикально-сверлильный  станок 2Н118 1 Сверлить отверстия 7, 8; 2 Развертка отверстий 7; 3 Нарезание резьбы в отверстие 8		Сверло  спиральное Ø5,8, Ø5 ГОСТ 10903-77; развертка Ø6; метчик 2640-0039 Н2 М6 ГОСТ 1604-71; тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75	Наружная  поверхность 1, 4, 5, 6
025	Термическая
035	Шлифовальная, плоско-шлифовальный станок 3701,		ЧК 80х32х20 25А СМ-5-К ГОСТ 2424-83; Микрометр рычажный МР ГОСТ 4381-68	Наружная  поверхность 1, 2, 3, 4

 

 

5.4 Выбор технологического оборудования  и оснастки

 

В качестве металлорежущего  оборудования выбираем следующее:

 

• вертикально-фрезерный станок 6Р10 со следующими техническими данными: размеры рабочего стола 800х200 мм; наибольшее перемещение стола: продольное 500 мм, поперечное 160 мм, вертикальное 300 мм; перемещение гильзы со шпинделем 60 мм.; количество скоростей шпинделя 12; частота вращения шпинделя 50-2240 об/мин.; число ступеней подач стола 12; подача стола 25-1120 мм/мин.; мощность электродвигателя 3 кВт.; габариты станка 1445х1875 мм.

 

- вертикально-сверлильный  станок  2Н118  со  следующими техническими данными: наибольший диаметр сверления 18 мм; наибольшее усилие подачи 5600 Н; Конус Морзе шпинделя №2; количество ступеней частоты вращения шпинделя 9; частота вращения шпинделя 180-2800 об/мин.; подача  шпинделя  0,1-0,56 мм/об.; размеры стола 320х360 мм.; мощность электродвигателя 1,5 кВт.; габариты станка 910х550 мм.

 

- плоско-шлифовальный станок 3701 со  следующими техническими данными: наибольший высота шлифуемых деталей 310 мм; скорость продольного перемещения стола 3-25 м/мин.; вертикальная подача шлифовального круга 0,002-0,05 мм.; размеры шлифовального круга 200х25х76 мм.; частота вращения шлифовального круга 3340 об/мин.; мощность электродвигателя 2,2 кВт.

 

В качестве станочного приспособления выбираем Тиски 7200-0213 ГОСТ 14904-80.

В качестве измерительного инструмента применяем для измерения  линейных и внутренних размеров - Штангенциркуль  ШЦ-I  ГОСТ166-80, Микрометр рычажный МР ГОСТ 4381-68.

В качестве режущего инструмента  применяем следующее:

Фреза отрезная 1 160х4 АА ГОСТ 2679-61

Фреза торцевая 2210-0075 ГОСТ 9473-80

Сверло спиральное Ø 5 ГОСТ 10903-77

Сверло спиральное Ø5,8 ГОСТ 10903-77

Развертка машинная Ø6, ГОСТ 1672-71

Метчик 2640-0147 Н2 ГОСТ 1604-71

ПП 200х25х76 25А СМ-5-К ГОСТ 2424-67

 

6 Разработка технологических операций

6.1 Установка структуры операции и последовательности переходов

Составим технологический  маршрут.

Таблица 6.1

Номер операции	Операция	Переход	Запись перехода	Применяемое оборудование	Обрабатываемые поверхности
005	Отрезная	-	Отрезать  заготовку	Станок круглопильный 8А240
010	Фрезерная Установ 1	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 5,
	Фрезерная Установ 2	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 6
	Фрезерная Установ 3	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 3
	Фрезерная Установ 4	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 4
	Фрезерная Установ 5	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 1
	Фрезерная Установ 6	1	Фрезеровать поверхность начерно	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 2
	Фрезерная Установ 7	1	Фрезеровать поверхность начисто	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 5
	Фрезерная Установ 8	1	Фрезеровать поверхность начисто	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Наружные  поверхности 6
020	Сверлильная, Установ 1	3	Сверлить  отверстия	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	Поверхность 7
	Сверлильная, Установ 1	3	Развернуть  отверстия	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	Поверхность 7
	Сверлильная, Установ 1	3	Развернуть  отверстия плавающей разверткой	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	Поверхность 7
	Сверлильная, Установ 1	4	Сверлить  отверстия	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	Поверхность 8
	Сверлильная, Установ 1	4	Нарезать  резьбу	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	Поверхность 8
025	Термическая
035	Шлифовальная, Установ 1	1	Шлифовать поверхность	Плоско-шлифовальный станок 3701,	Наружная  поверхность 5
	Шлифовальная, Установ 2	1	Шлифовать поверхность	Плоско-шлифовальный станок 3701,	Наружная  поверхность 6