Технологический процесс механической обработки__шпинделя ____ с годовой программой 720 штук

 

 

 

 

 

1.10. Расчет  режимов резания, нормирование.

Операция: токарная.

 

Режимы резания определяются глубиной резания, подачей и скоростью  резания. Значения этих параметров влияют на точность и качество получаемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.

Универсальный токарно-винторезный станок модели 16К20.

Заготовка – горячекатаный пруток.

1. Расчет длины рабочего  хода суппорта:

Lp.x. = Lpeз. + Lтреб. = 154+6 = 160 мм.

2. Расчет глубины резания:

t = (Дзаг. - Ддет.)/2 = (17-16)/2 = 0,5 мм.

3. Определение стойкости  инструмента:

Тр = Тм*λ, где

Тм - стойкость машинной работы станка, мин.( с одним инструментом в наладке  = 50 мин.);

λ - коэффициент времени резания λ = Lpeз/Lp.х.= 154/160 = 0,9625

Тр = 50*0,9625 = 48,125 мин.

4. Расчет скорости  резания:

V= Vтабл.*К1*К2*К3, где

K1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала (1,15);

К2- коэффициент, зависящий от стойкости  и марки твердого сплава (1,0);

К3 - коэффициент, зависящий от вида обработки (0,8);

V= 100*1,15*1*0,8 = 92 м/мин.

Расчет частоты оборотов шпинделя:

n=(1000*V)/(π *d)= (1000*92)/(3,14*17) = 1723,5 об/мин.

Уточнение частоты оборотов шпинделя по паспорту станка (n= 1724 об/мин.);

Vд =(π*d*n)/1000= (3,14*17*1724)/1000 = 92,03 м/мин.

5. Расчет основного  времени

to = [L_p.x/(So*n)]*i = (160/(0,2*1724))*1 = 0,46 мин.

6. Расчет мощности  резания

Nрез.= [(Nтаб *V)/100]*k7, где

k7- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал, его величина берется из таблицы (k7= 0,4, так как сталь данной детали имеет НВ = 70 );

Nтаб- условная расчетная мощность приведенная в таблице (при So= 0,2 мм/об и t= 0,5 мм,  
Nтаб= 10 кВт.).

Nрез = [(10*92)/100]*0,4 = 3,68 кВт.

7. Расчетно-необходимая мощность:

Nnp = Npeз/КПД = 3,68/0,8 = 4,6 кВт.

По паспорту станка мощность электродвигателя равна 10 кВт.

Nэл.двиг≥Nпр

η_м = Nпр/Nэл.двиг = 4,6/10 = 0,46

Вывод: Режимы резания расчитаны расчитаны верно и , следовательно, обработка возможна.

Теперь необходимо провести нормирование  (по всем операциям технологического процесса обработки детали)

Техническое нормирование труда – это установление для  конкретных организационно-технических условий научно обоснованных норм времени, норм выработки или норм численности. Мерой затрат труда является рабочее время, выраженное в минутах, часах, днях, поэтому Уровень производительности труда характеризуется количеством времени, затрачиваемым на выполнение данной работы. Чем оно меньше, тем выше производительность труда.

Изучение затрат времени  и их анализ в машиностроении осуществляют в соответствии с принятой классификацией затрат рабочего времени. Время работы формируется из следующих временных этапов: подготовительно-заключительный, основной (технологический), вспомогательный, обслуживание рабочего места.

Подготовительно-заключительное время Т_пз — ознакомление рабочего с порученной работой, подготовка к ней, выполнение действий, связанных с ее окончанием. Это время затрачивается один раз на всю партию или на рабочий день. К подготовительно-заключительной работе относятся: получение задания и ознакомление с работой, изучение технологической документации, сдача работы мастеру или контролеру-приемщику и т. д. При работе на станках к подготовительной работе относится установка специальных приспособлений, наладка и установление режима обработки, если эти работы выполняются один раз для всего заданного объема работы или для партии деталей.

Основное (технологическое) время Т₀ — это время, в течение которого непосредственно осуществляется цель технологического процесса — изменение формы, поверхности и размеров детали, изменение механических свойств и внутренней структуры материала и т. д.

Вспомогательное время Т_всп затрачивается на действия, обеспечивающие выполнение элементов основной работы, например, на установку и съем детали, подвод и отвод инструмента, пуск и остановка механизма, измерение детали. Действия, входящие в категорию вспомогательного времени, могут быть ручными, машинно-ручными и машинными. В норму включается только та часть вспомогательного времени, которая не перекрывается другими приемами или действиями.

Время обслуживания рабочего места Г_об затрачивается рабочим на уход за рабочим местом на протяжении смены (работы). Оно подразделяется на время технического и организационного обслуживания.

Время перерывов, не зависящих  от рабочего, Т_о.Т включает технологические перерывы, например, в работе токаря время машинно-автоматического действия станка, и перерывы, вызванные организационно-техническими неполадками, например, ожиданием работы, нарядов, материала, инструмента и т. п.

Время перерывов на отдых и личные надобности Т_Д - это перерывы, предусмотренные на производственную гимнастику, отдых и личные надобности, составляют 2-2,5 % времени рабочей смены, этот норматив дифференцируется в зависимости от тяжести работы, с учетом возможности использования для отдыха времени технологических перерывов. [5, стр. 296].

Таким образом, нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Т_шт для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Т_шт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_пз.

 

Величины и Т_шк  определяют по формулам:

 Т_шт=Т_о+Т_всп.+Т_об+Т_п+T_о.т ;            T_всп=0,4 x T_шт. ;                  Т_шк = Т_ш + Т_пз/n, где

Т_о - основное технологическое время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин

Т_об - время обслуживания рабочего места, мин;

Т_д - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

T_о.т – время простоев по организационно техническим причинам.

Т_пз – подготовительно-заключительное время, мин;

n – количество деталей в партии. 
Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время Т_оп.        Т_об, Т_п, T_о.т - берется в процентах от оперативного времени (t_оп..) в пределах от 4-х до 6 %;

Рассчитаем нормирование технологического процесса обработки  одной детали

В базовом  процессе:

 Т_{оп (б)}.= Т_о+Т_всп =  10,2+4,4 = 14,6  мин.

T_{шт (б)}  =  14,6+0,715 = 15,3  мин.

T_{шт.к (б)} = Т_шт.+(Tn.3,/n)=  15,3 + (5 + 16 + 3)/17 = 16,7  мин.

В проектируемом  процессе:

Т_{оп (н)}.= Т_о+Т_всп = 9,1+3,3 = 12,4  мин.

T_{шт (н)}  =  12,4+0,659 = 13,1 мин.

T_{шт.к (н)} = Т_шт.+(Tn.3,/n)= 13,1 + (5 + 16)/17 = 14,3  мин.

Таким образом мы выявили экономию затрат труда, которая при высоком качестве продукции является показателем совершенствования технологии и организации производства. Рассчитанные нормы времени на изготовление детали «шпиндель» способствуют более полному выявлению и использованию резервов повышения производительности труда и улучшению использования производственных мощностей, а, следовательно, и достижению определенного экономического эффекта.

 

2. Конструкторская часть.

2.1. Описание установочно-зажимных приспособления.

 

Наиболее широко в  качестве установочно-зажимного приспособления применяются 3-х кулачковые зажимные самоцентрирующиеся патроны. Обрабатываемая заготовка зажимается кулачками, которые скрепляются с рейкой, входящей в зацепление со спиралью, нарезанной на переднем конце конической шестерки. Вращением ключа одного из трех зубчатых колес перемещают кулачки в Т-образных пазах корпуса. Зубчатые колеса расположены равномерно по окружности патрона в отверстиях корпуса и закреплены в нем шпильками. Крышка ограничивает перемещение шестерки в осевом направлении.

Шестерка установлена  в корпусе так, что зазор между  ее торцом и крышкой составляет 0,02-0,05 мм. Продольные боковые выступы на рейке служат направляющими для кулачков.

Расположение зажимных поверхностей кулачков уступом по трем различным радиусам увеличивает диапазон размеров зажимных заготовок и облегчает переналадку патрона с одного размера на другой. Преимуществом универсальных 3-х кулачковых патронов является простота конструкции, универсальность и достаточное усилие зажима, Но есть также и недостатки, которые заключаются в сильном износе спирали и преждевременной потере точности патрона.

На фрезерном станке используется цанговый зажим. Цанговые зажимы служат для зажима небольших и средних заготовок. Принцип работы цангового зажима аналогичен работе трехкулачкового патрона.

2.2. Описание средств контроля.

В качестве средств контроля используются следующие измерительные  инструменты: линейка (ГОСТ 427-75), штангенциркуль (ГОСТ 166-80), Радиусомер (ГОСТ 4126-82).

В качестве средства контроля резьбы используются кольца резьбовые М16х2-89 ГОСТ 17763-78ПР.

 

Наиболее часто применяется  штангенциркуль (ШЦ I-160-0,1 ГОСТ 166-80), который является универсальным измерительным инструментом, предназначенным для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин и других размеров. Точность измерения штангенциркулем определяется шкалой нониуса. Использование нониуса позволяет получать отсчет дробных частей миллиметра. Основной частью штангенциркуля является штанга с миллиметрическими делениями. Шкала нониуса имеет деления, отличающиеся от целого числа делений штанги на величину отсчета. Контроль с точностью до 0,1 мм или 0,05 производят штангенциркулем.

 

3. Технико-экономическая часть.

3.1. Исходные данные.

Наименование  продукции:	шпиндель
Производство:	серийное
Годовая программа  выпуска:	720
Масса готовой  детали, кг:	0,1729

 

3.2. Расчет технико-экономической эффективности процесса.

 

По приведенным  выше исходным данным  рассчитывается ряд технико-экономических показателей:

1. Трудоемкость процесса изготовления детали или сборки, мин. ;

Т=∑Т_шт

Т_шт-штучное время на выполнение i-й операции, мин.;

Т(б)=  15,3 мин

Т(н)= 13,1  мин,

2. Стоимость  изготовления детали, руб. :

Си=∑Тшт x Cт, где

Ст -  среднечасовая  тарифная ставка;

Си (б)=  15,3*48,82/60 = 12,45 руб.

Си (н)=  13,1*32,95/60 = 7,19 руб.

3. Количество требуемых производственных рабочих, чел.:

R=∑Тшт.х П/(Fдр.х hабс.х Fo)* 60, где

П -  годовая программа, шт.;

Fдр. - годовой действительный фонд  времени рабочего, час.

hабс. - кэффициент многостаночного обслуживания;

R(б)=  720*15,3/2008*1*60*1 = 1 чел.

R(н)= 720*13,1/2008*1*60*1 = 1 чел.

 

4. Коэффициент  использования  металла:

К.м.=(Мд/Мз)х100%

где   Мд и Мз - соответственно масса детали и заготовки, кг;

К.м.(б)= 0,1729/0,2831*100 = 61,08  %

К.м.(н)= 0,1729/0,2430*100 = 68,96 %

5. Коэффициент  использования оборудования:

hо=∑(То/Тшт.)х100%

где То -основное время обработки детали, мин.;

hо(б)=  14,6/15,3*100 = 95,4  %

hо(н)=  12,4/13,1*100 = 94,7  %

 

3.3.  Выходные данные технико-экономической  эффективности

технологического процесса.

 

Основные технико-экономические  показатели эффективности технологического процесса можно представить в виде следующей таблицы:

Таблица 14

Технико-экономические  показатели эффективности

 технологического  процесса 

№ п/п	Наименование  показателей	Раз-мерность	Числовые  значения		Процент уменьшения количества и увеличения коэффициента
				По базовому процессу		По проекти-руемому процессу
1	Трудоемкость процесса Т	Мин.	15,3	13,1	-14,4
2	Стоимость процесса изготовления детали Си'	Руб.	12,45	7,19	-42,3
3	Количество  операций Non	Шт.	19	14	-15,8
4	Количество используемых производственных рабочих Np	Чел.	1	1	-
5	Масса заготовки  Мз	Кг	0,2831	0,2430	-14,2
6	Коэффициент использования металла Км	%	61,08	68,96	+12,9
7	Коэффициент использования оборудования -h0	%	95,4	94,7	-0,7