Разработка операций проектируемого технологического процесса

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

32

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

    3. Конструкторская часть.

3.1 Описание и  расчет с проектируемого приспособления.

Паводковые патроны используют на токарных станках при обработке заготовок деталей типа вал в центрах. Паводковый патрон 1 через палец-поводок 2 и хвостовик 3 хомутика, который крепится на заготовке 5 винтом, передает вращение заготовке.

Универсальный паводковый патрон предназначен для базирования заготовок типа вала и передачи им крутящего момента при обработке в центрах на токарных станках в том числе и с ЧПУ.

В отверстии корпуса 4 хвостовика установлен плавающий центр 9 и пружина 2, расположенная между резьбовыми втулками 1 и 5. В задний торец центра установлена штанга 3. Корпус 11 патрона имеет выточку под диск 10, в котором закреплены через 1200 три неподвижных пальца 6. На диске установлены так же три пальца 7, на которых закрепляют сменные эксцентриковые кулачки 8 с зубчатыми поверхностями и поворотный кожух 12. Диск 10, поворачиваясь, увлекает за собой кулачки, которые пазами охватывают неподвижные пальцы 6 и, перемещаясь вместе с диском, поворачиваются относительно пальцев 7, в результате чего кулачки равномерно зажимают заготовку, передавая ей крутящий момент. При повороте кожуха против часовой стрелки кулачки раскрываются и фиксируются подпружиненным фиксатором 13.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

33

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Для токарной операции на ЧПУ выбираем приспособление трехкулочковый поводковый патрон.

1. Находим силу Рz

Pz = 212 ∙ 1 ∙ (0.6) ∙ 27 ∙ 0.98 ∙ 10 = 1545H

2. Находим суммарную силу  зажима.

Wсум. = К ∙ Рz ∙ Ro / f ∙ R

K = 1.6

Pz = 1545H

f = 0.5

Ro = 42.5

R = 50

Wсум. = 1.6 ∙ 1545 ∙ 42.5 / 0.5 ∙ 50 = 4202Н

3. Находим силу на шток.

Q = K1∙ (1+ 3∙ a∙ μ ∙1/ δ) (L1/L) ∙ Wсум.

К1 = 1.05

μ1= 0.15

а = 70мм.

δ = 120мм

L1 / L = ⅓

Q = 1.05 ∙ ( 1 + 3 ∙ 70 ∙ 0.15 ∙ 1 / 120) ∙ (⅓) ∙ 4202 = 1838Н

4. Находим диаметр цилиндра.

Дц = √ 4∙ Q / π ∙ р∙ κ + d

π = 3.14

р = 0.4 мПа

κ = 0.9 - коэффициент

d = 25

Дц = √ 4 ∙ 1838/ 3.14 ∙ 0.4 ∙ 0.9 + 25 = 84мм

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

34

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3.2 Расчет и описание инструмента.

Для токарной операции выбираем инструмент проходной упорный резец.

В качестве материала для корпуса резца выбираем сталь 40Х с s=690 Мпа и допустимым напряжением на изгиб sи.д=200 Мпа, режущая часть твердый сплав Т15К6.

Главная составляющая силы резания

Pz=10 ∙ Cp ∙ tx ∙ Sy ∙ Vn ∙ Kp

Kp=Kmp ∙ Kjp ∙ Kgp ∙ KIp ; где

Kmp=0.94

Kjp-коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане    Kjp=0.89

Kgp-коэффициент учитывающий влияние переднего угла   Kgp=1.25

KIp-коэффициент учитывающий влияние угла наклона главной режущей кромки

KIp=1

Kp=0.94 ∙ 0.89 ∙ 1.25 ∙ 1=1.04

Режимы резания t=1.5 ; S=0.35; V=165.6

Расчет составляющих силы резания для

Pz: Cp=300; x=1.0; y=0.75; n= -0.15.

Pz= 10 ∙ 300 ∙ 1.51 ∙ 0.350.75 ∙ 165.6-0.15 ∙ 1.04=947.7

d = √ 6 ∙ Pz ∙ L / δиз ; Где

L-вылет резца, принимаем 70мм

d = √6 ∙ 947.7 ∙ 70  / 20 ∙ 106 =0.01990м=19.9мм

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса d=20мм     , d=h=20

Максимальная нагрузка допускаемая прочностью резца

Pzдоп = d ∙ h2 ∙ sи.д / 6 ∙ L = 19.9 ∙ 202 ∙ 200 / 6 ∙ 70 = 270.6

Максимальная нагрузка допускаемая жесткостью резца

Pzж = 3f ∙ Е ∙ J / L = 3 ∙ 0.05 ∙ 2 ∙ 1011∙ 1 .33 / 703 = 3.99 ∙ 107 / 343000=330

f-допускаемая стрела прогиба резца при чистовом точении 0.05мм

Е-модуль упругости материала корпуса резца 2*1011

J-момент инерции прямоугольного сечения корпуса

J = d ∙ h / 12 = 20 ∙ 203  / 12 = 1333мм

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

35

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4. Экономическая  часть.

4.1. Определение  количества оборудования. Уточнение  вида производства. Составление графика загрузки оборудования

Для расчета необходимы следующие данные

4.1.1 укрупненный технологический процесс, который предоставлен в следующей

таблице

Таблица №7. Технологический процесс изготовления детали «вал ведущий»

4.1.2  Программа выпуска изделий 3555 шт.

4.1.3 Масса заготовки    35.6 кг.

4.1.4 Масса детали      19 кг.

4.1.5 Марка материала      сталь 40Х (ГОСТ 4543-71)

4.1.6 Вид заготовки      штамповка

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

36

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Для решения организационных вопросов, выбора характера технологического процесса, планировки рабочих мест и решения экономических вопросов необходимо уточнить тип производства, расчет которого представлен в главе 2 пункте 2.2 данного дипломного проекта. Для дипломного проекта тип производства

     крупносерийный, что подтверждается следующими расчетами

Кз.о.= Р / Q                                    /3 стр.9/      

где, Q – число всех технологических операций выполняемых в течении опреде-      ленного времени.

Р – число рабочих мест.

Кз.о-коэффициент закрепления операции     

Кз.о. = 15/5=3

4.1.7 Производим расчет потребного количества оборудования. Для этого необходимо расчитать эффективный годовой фонд времени работы одного станка по  следующей формул

Фэф. = Фреж  (1 – α / 100%) ;

где  Фэф – эффективный годовой фонд времени работы одного станка в часах

Fреж – режимный фонд времени работы одного станка в часах

α – потеря времени на ремонт оборудования в % принимается от 5 до 10%.

     Фреж определяется по следующей формуле:

                Фреж = Д ∙ Р ∙ К ;

где Д – количество рабочих дней в плановом периоде времени

 Р – продолжительности  смены в часах

 К – коэффициент  сменности работы

                Фреж = 248 ∙ 8 ∙ 2=4128 часов

             Фэф = 4128 (1 – 7 /100%) = 3839.04 часов

Расчет потребного количества оборудования производится по каждому типу оборудования по следующей формуле:

                Кст.р. =  tшт ∙ N/ Квн ∙ Fэф ;

где Кст.р. – расчетное количество станков

t шт – штучное время в часах

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н. М

20.06.12

37

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

N – программа выпуска изделий в штуках

Fэф – эффективный фонд времени в час

Квн –коэффициент выполнения норм, который принимается в пределах

от 1.05 –1.25

Кст.р фрез. центр= 0.018 ∙ 3555/ 3839.04 ∙ 1.15 = 0.01    (принимаем 1станок)

Кст.р. токар.ЧПУ= 0.07 ∙ 3555 / 3839.04 ∙ 1.05 = 0.06      (принимаем 1станок)

Кст.р фрез.= 0.08 ∙ 3555 / 3839.04 ∙ 1.25 = 0.05  (принимаем 1станок)

Кст.р токар.= 0.06 ∙ 3555 / 3839.04 ∙ 1.25 = 0.04  (принимаем 1станок)

Кст.р шлифов.= 0.14 ∙ 3555 / 3839.04 ∙ 1.25 = 0.11  (принимаем 1станок)

4.1.8 После расчета количества станков, рассчитываем коэффициент загрузки оборудования по каждому типу оборудования, по следующей формуле

Кзагр. = Кст.р / Кст.пр ;

где Кзагр. – количество загрузки

Кст.р – количество станков расчетное

Кст.пр. – количество станков принятое

Кзагр.ф.ц = 0.01 / 1∙ 100%= 1%

 Кзагр.токар ЧПУ = 0.06 /1∙ 100%= 6%

Кзагр.фр. = 0.05 / 1∙ 100%= 5%

Кзагр.ток. = 0.04 / 1∙ 100%= 4%

Кзагр.шлифов. = 0.11 / 1∙ 100%= 11%

4.1.9 Считаем коэффициент загрузки  средней по участку

          Кзагр. ср. = Кст.р(Кз1)+ Кст.р(Кз2)+ Кст.р(Кз3)+ Кст.р(Кз4)+ Кст.р(Кз5)/ Σ Кст.пр

          Кзагр. ср. = 1(1%)+1(6%)+1(5%)+1(4%)+1(11%) /5 =5.4%

На основании расчетов строим график загрузки оборудования

Рисунок 1. График загрузки оборудования

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

38

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

                                 Рис №1. График загрузки оборудования.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

39

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Все расчеты данного раздела сводим в следующую таблицу

Таблица №8. Потребное количество оборудования.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

40

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.2. Расчет стоимости  основных производственных фондов  участка,

расчет амортизационного фонда.

4.2.1 стоимость технологического оборудования, оборудования вспомогательных служб на участке рассчитываются исходя из количества необходимого оборудования и рыночных цен при этом надо иметь ввиду что количество вспомогательного оборудования рассчитывается в долях  от технологического, а именно для заточного отделения от 4-6%,для ремонтного 3-5%,для инструментального от 2-4%.

Транспортно заготовительные расходы принимаются в размере от 5-14%, а затраты на монтаж от 5-10% от рыночных цен, расчеты производятся в таблице №9.

    Таблица №9. Расчет стоимости оборудования.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

41

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.2.2 Определение стоимости  площадей производственного участка.

4.2.3 для определения стоимости  здания участка производится расчет общей и производственной площади. Чтобы рассчитать производственную площадь участка используем следующие нормативы, а именно площадь с включением проходов:

а) на один небольшой станок от 10-12м2

б) на один средний станок от 15-25м2

в) на один крупный станок от 40-50м2

Габариты выбранных мною станков следующие:

а) фрезерно центровальный 3140*1630

б) токарный на ЧПУ 2785*1165

в) фрезерный 1720*1750

г) токарный    2785*1165

д) шлифовальный    3176*1250

Я в своей работе использую следующие нормативы:

а) фрезерно - центровальный     10м2

б) токарный на ЧПУ                 10м2

в) фрезерная                           10м2

г) токарный                           10м2

д) шлифовальный                     10м2

Рассчитываем:

а) фрезерно- центровальный   3.1 ∙1.6=4.96 (принимаем 10)

б) токарный на ЧПУ                 2.7 ∙ 1.1=2.97 (принимаем 10)

в) фрезерная                          1.7 ∙ 1.7=2.89 (принимаем 10)

г) токарный                               2.7 ∙ 1.1=2.97 (принимаем 10)

д) шлифовальный                     3.1 ∙ 1.2=3.72 (принимаем 10)

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

42

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.2.4 Площадь вспомогательных  помещений (кладовые, рем. базы, мастерские)     принимается в размере от 25-35% от производственной площади, а площадь конторских и бытовых помещений находят из расчета от 20-30% от производственной площади.

Площадь вспомогательных помещений

50∙30/100=15м2

Площадь конторных, бытовых помещений

50 ∙ 25/100=12.5м2

Общая площадь участка

10+10+10+10+10+15+12.5=77.5м2

Затем производим расчет объема помещений для определения объема зданий их высота принимается равной:

а) для производственных и вспомогательных помещений 6м

б) для бытовых помещений 3м

Производим расчет:

а) 15м2 ∙ 6м=90м3

б) 12.5м2 ∙ 3м=37.5м3

объем здания равен  90м3+37.5м3=127.5м3

4.2.5 Определяем стоимость  здания исходя из расчета от 20000-25000тыс. руб

127.5м3 ∙ 23000=2932500 тыс. руб

4.2.6 Производим расчет  стоимости остальных групп основных фондов для этого используем следующие нормативы:

1) Силовое оборудование  рассчитывается, исходя из каждого  кВт установленной мощности, норматив  равен 200-250 за кВт

2) Инструмент и приспособление  можно рассчитать согласно, прайс-листов  или в долях от стоимости технологического оборудования, норматив равен 10-12%

3) Контрольно измерительные  приборы рассчитываются на каждый  станок согласно прайс-листов или 1700-2500 руб/шт

4) Транспортные средства  рассчитываются исходя из прайс-листов.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

43

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

5) Производственный и  хоз. инвентарь рассчитывается в  долях от балансовой стоимости  здания и оборудования 1-2%.

     Расчет стоимости производится в следующей таблице

    Таблица №10. Стоимость основных производственных фондов и их амортизации.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

44

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.3. Определение  численности работающих на участке.

- рабочих (основных и вспомогательных)

- руководителей

- специалистов

- служащих

4.3.1  Для того что бы рассчитать численность работающих необходимо в первую очередь рассчитать, сколько в среднем часов в году работает один человек т.е определить фонд эффективного времени.  Для этого составляем баланс рабочего времени.

Таблица №11. Баланс рабочего времени.

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

45

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Продолжение таблицы №12.

     4.3.2 Расчет  численности основных производственных  рабочих.

К основным производственным рабочим, относятся работники предприятия, которые участвуют в технологическом процессе по изготовлению основной продукции. Численность рабочих сдельщиков определяется по следующей формуле

Чр.сд. = tшт ∙ N / Фэф. ∙ Квн

где Чр.сд – численность рабочих

tшт – норма штучного времени на операцию в часах

N – программа выпуска изделий в шт.

Квн – коэффициент выполнения норм в пределах  1.05-1.25

Фэф – эффективный фонд времени в часах согласно балансу рабочего времени

Чр.сд фр.ц = 0.018 ∙ 3555 / 1488 ∙ 1.25 = 0.03 принимаем 1

Ч р.сд ток ЧПУ = 0.07  3555 / 1488 ∙ 1.25 = 0.13 принимаем 1

Ч р.сд фр = 0.08 ∙ 3555 / 1488 ∙ 1.25 = 0.15 принимаем 1

Ч р.сд ток = 0.06 ∙ 3555 / 1488 ∙ 1.25 = 0.11 принимаем 1

Ч р.сд шлиф = 0.14 ∙ 3555 / 1488 ∙ 1.25 = 0.27 принимаем 1

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

46

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Затем рассчитываем коэффициент занятости основных рабочих по следующей формуле

Кзан = Чрасч / Чприн∙100%

где, Кзан- коэффициент занятости

Чрасч- численность расчетная

Чприн- численность принятая

Кз.фр.цен = 0.03 / 1∙ 100% = 3%

Кз.токар = 0.13 / 1∙ 100%  = 13%

Кз.фрез = 0.15 / 1∙ 100%  = 15%

Кз.ток = 0.11 / 1∙ 100%  = 11%

Кз.шлиф = 0.27 / 1∙ 100%  = 27%

Расчитываем коэффициент занятости средний, по следующей формуле

Кзан.ср= (Кз1∙ n)+(Кз2∙ n)+(Кз3∙ n)+ (Кз4∙ n)+ (Кз5∙ n)/ Σn

где, Кзан.ср- коэффициент занятости

n- численность рабочих сдельщиков

Кзан.ср=(3%∙1)+(13%∙1)+(15%∙1) +(11%∙1) +(27%∙1)/5=13.8%

Все данные расчеты сводятся в следующую таблицу

Таблица №13. Расчет численности основных рабочих

Разраб.

Костин И

20.06.12

КРМТ.151001.ДП.2275.009.00.ПЗ

Лист

Консул.

Зуйкова Н.М

20.06.12

47

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.3.3 Расчет численности вспомогательных рабочих. К вспомогательным рабочим относятся работники ,занятые обслуживанием основного производства и способствующие труду основных рабочих, их численность определяется по трудоемкости работ по местам и нормам обслуживания.

Численность вспомогательных рабочих рассчитывается по нормативам, представленными в таблице №14.

    Таблица №14. Нормативы расчета численности вспомогательных рабочих