АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

 

       Анализ проводится двумя методами: качественным, который основывается на личном опыте производящего анализ и количественным, который основывается на сравнении расчетных показателей с допустимыми.

 

Качественный анализ

 

 Деталь «Полумуфта» представляет собой тело вращения классической формы. Наибольший диаметр – 100 мм, наименьший – 18 мм, т.к. соотношение L/D_ср<<10 (0,18), то деталь жесткая.

Деталь МП8-1500.110.405.00 изготавливается из стали 45 ГОСТ 4543-71. Данная сталь применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износоустойчивости: зубчатые колеса, валы, оси и др. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

          

Таблица 1.1 – Химический состав стали 45                                                     в процентах

Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Сера	Фосфор	Медь	Никель	Азот
			не более
0,42-0,5	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,3	0,3	0,008

 

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 40Х (закалка 850⁰(масло) + отпуск 500⁰(вода))

Предел прочности при растяжении, sВ МПа	Твердость, НВ	Относительное удлинение после разрыва, d %	Относительное сужение после разрыва, y %
800 (610 - после нормализации)	220 (229-после нормализации )	13	48

Код группы материала – 01.02.02

Свариваемость – плохая.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Температура ковки – 1250 …780⁰С.

Хорошая обрабатываемость стали 45 давлением, простые геометрические формы детали позволяют получать заготовку детали штамповкой на КГШП в подкладном штампе с точностью Т4. Это в свою очередь позволяет получить заготовку с формами максимально приближенными к формам готовой детали и с минимальными припусками на механическую обработку (см. раздел 5), что позволит снизить ее себестоимость. По этому показателю конструкция детали технологична.

Деталь подвергается т.о.: отжиг – на стадии получения заготовки для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла до твердости НВ 179…229; закалка зубчатого венца нагревом ТВЧ с глубиной закаленного слоя 1,8…2,2 мм 47…52 HRC для повышения их прочности и износостойкости. Закалка производится после нарезания зубьев перед обкаточной операцией и разрывает технологический процесс, повышая тем самым его длительность, и как следствие увеличение себестоимости механической обработки. По этому показателю конструкция детали нетехнологична.

В качестве конструкторских баз используются цилиндрическое отверстие диаметром 280 мм и прилегающий к нему левый торец, поэтому к ним предъявляются повышенные технические требования, а это в свою очередь предопределяет необходимость их обработки за один установ. Данное условие можно выполнить, так как конструкция детали позволяет соблюсти принципы постоянства, совпадения и сменности баз: на первой операции в качестве чернового комплекта баз можно использовать эти же базы для подготовки чистового комплекта баз. В качестве технологических чистовых баз можно использовать наружный диаметр 816 мм и прилегающий к нему торец. Они устойчивы, обеспечивают простоту конструкции используемых приспособлений (трехкулачковый самоцентрирующийся патрон), точность их взаимного расположения , что в свою очередь обеспечивает выполнение технических требований к детали. По этому показателю конструкция детали технологична.

Так как конструкция детали образована телами вращения, то для их обработки могут быть использованы обычные методы обработки: точение, шлифование, сверление, фрезерование.

Самая точная поверхность имеет точность по 7 квалитету, шероховатость по Rа 2,5 мкм. Эта точность и шероховатость являются экономически достижимыми шлифованием, тонким растачиванием.

Хорошая обрабатываемость материала резанием, наличие канавок для выхода режущего инструмента позволяет вести обработку на проход с повышенными режимами резания.

Не технологичным являются:

- Зубчатый венец, т.к. для его обработки требуется специальный инструмент и специализированное оборудование, при этом необходимо нарезать зубья за две операции, повысить их технологичность можно путем применения методов пластической деформации при их обработке, что позволит увеличить производительность до 10 раз по сравнению с фрезерованием;

- Центральное отверстие диаметром 280Н7, так как невозможна обработка на проход и необходимо снижение режимов резания;

- Кольцевой паз на правом торце имеет прямоугольное сечение без скруглений и большой глубины, что предполагает применение инструмента с небольшим радиусом при вершине режущей пластины и большим вылетом, что снижает его жесткость с вытекающими отсюда последствиями;

- Ступица диаметром 720 мм не имеет плавного перехода к диаметру 816 мм недостатки те же, что и у кольцевого паза.

- Несоответствие допуска на расположение (торцевое биение) левого торца относительно оси отверстия диаметром 280 мм равным 0,1 мм квалитету точности на размер 148 мм –  мм. Данный допуск на расположение соответствует десятому квалитету точности. Поэтому назначаем допуск на размер 148 мм по десятому квалитету.

Количественная оценка

К основным показателям относятся:

1) трудоемкость изготовления детали Т_шт-к= 111,2 мин.

2) технологическая себестоимость детали Ст = -  руб.

Дополнительные показатели:

1) Коэффициент унификации конструктивных элементов.

где Q_{y э} и Q _э - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и об­щее, шт.

2) Коэффициент применимости стандартизованных обрабатываемых
поверхностей

где Д_ст и Д_об - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инст­рументом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.

3) Коэффициент использования материала

 

где q, Q - масса детали и заготовки соответственно, кг.

4) Коэффициент обработки поверхностей

где Д_Э – общее число поверхностей детали, шт.

5) Максимальное значение квалитета обработки IT – 7;

6)Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 2,5 мкм;

Деталь по показателям технологичности приведенным выше является технологичной.

 

Размерный анализ детали

 

Чертежи деталей являются исходными документами для проектирова­ния технологических процессов. Этим обстоятельством определяются два условия, которым с технологической точки зрения должен удовлетворять ра­бочий чертеж и которые в своем дальнейшем развитии приводят к принципи­альным установкам, касающихся составления размерных цепей деталей. Эти условия можно сформулировать следующим образом:

Чертеж детали должен давать ясную, однозначную и исчерпываю­щую характеристику детали, т.е., точно и четко отображать те требования, которые предъявляются к детали со стороны конструкции узла и взаимоза­меняемости.

Чертеж не должен ограничивать технологических возможностей, т.е., он должен позволять применение к детали разных вариантов техпроцесса.

Из этих условий вытекает основное правило простановки размеров на чертежах: на чертежах деталей должны проставляться конструкторские, а не про­изводственные (технологические) размеры и допуски.

Производственные размеры и допуски должны разрабатываться техно­логом, проектирующим технологический процесс, и фиксироваться в техно­логической документации.

При выполнении анализа конструкторской документации технологом должен быть решен целый комплекс вопросов. Основные из них следующие:

Преобразование конструкторской документации в форму, удобную для принятия технологических решений.

Проверка правильности простановки размеров и технических требо­ваний на чертежах.

В процессе выполнения первой задачи необходимо произвести форма­лизацию деталей и их поверхностей. Для чего:

Отнести данную деталь к соответствующему классу, подклассу и группе.

Выделить на деталях комплексы поверхностей, образующих основ­ные и вспомогательные базы, исполнительные поверхности и наметить раз­мерные связи между ними.

Разделить все поверхности на две группы: обрабатываемые резанием и поверхности, формообразование которых завершилось на стадии заготови­тельных операций (литье, обработка давлением и т.д.).

Произвести классификацию всех поверхностей по определенной форме .

Оценить необходимую точность и шероховатость поверхностей каж­дой квалификационной группы.

Выделить поверхности, для которых заданы дополнительные требо­вания к точности относительного расположения.

Такое преобразование конструкторской документации позволяет при­нимать решения не по каждой отдельной поверхности, а по группам одно­родных поверхностей.

На рабочих чертежах деталей из литых и получаемых обработкой дав­лением заготовок, часть поверхностей которых подвергается обработке реза­нием, проставляют две группы размеров:

1 .Связывающие между собой поверхности, полученные в окончатель­ном виде на заготовительных операциях. Такие размеры и поверхности назы­вают исходными.

2. Связывающие поверхности, окончательное формообразование кото­рых завершается на стадии обработки резанием.

Эти две группы поверхностей должны быть связаны между собой толь­ко одним размером в каждой из координатных осей. При простановке разме­ров для группы обрабатываемых поверхностей необходимо стремиться со­блюдать два правила:

а) предусмотреть возможность обработки на настроенных станках;

б)       по возможности обеспечить совпадение установочной и измерительной
баз. В этом случае погрешность схемы базирования будет равна нулю.

Лучше и проще всего проверку правильности простановки размеров на чертежах производить с помощью графов размерных связей. Граф на плоско­сти изображается множеством соответствующих поверхностям вершин, со­единенных ребрами, каждое из которых обозначает размер, связывающий две поверхности.

Граф размерных связей строится для каждой из координатных осей. Ниже на рисунке 1.1 приведена проверка правильности простановки размеров по оси z с помощью графа размерных связей. Исход­ные поверхности на графе размерных связей отмечены двойной окруж-

	Рисунок 1.1 – Эскиз детали

 

 

ностью. Номер внутри окружности соответствует номеру поверхности. Есть определенные особенности в обозначении на графах симметричных поверх­ностей, например тел вращения. Такие поверхности на графах обозначаются двумя вершинами, одна из которых представляет собой ось симметрии. По­следняя представляет собой условную поверхность, номер которой состоит из символов О и N, где N - номер поверхности.

При правильной простановке размеров граф отвечает следующим требовани­ям:

1 На графе нет оторванных групп вершин (если они есть, то это значит, что не хватает размеров или технических требований).

2 На графе нет замкнутых контуров (циклов). Если таковые присутст­вуют, то это значит, что проставлены лишние размеры.

3 Группы исходных и обработанных поверхностей имеют только одно общее ребро.

Граф размерных связей, рисунок 1.2, построенный в соответствии с про­ставленными на рисунке 1.1 размерами, наглядно свидетельствует, что в простановке размеров нет ошибок.

	Рисунок 1.2 – Граф размерных связей

 

 

Представление размерных связей в виде графа удобно и наглядно для человека. Но для машинного хранения информации и обработки ее с помо­щью ЭВМ непригодно. Для этого графическая информация преобразуется в матрицу смежности. Квадратная таблица вида  называется матрицей смежности размерных связей детали, если ее элементы образуются по правилу:

Причем, А(Т), если вершина п _i соединена с п _j  ребром, и 0 - в противном случае. А(Т) - соответствующий размер и численное значение допуска на не­го; может в свою очередь иметь метку 1 или 2.

Строки и столбцы матрицы соответствуют вершинам графа (см. рисунок 1.3 ). На пере­сечении i-той строки и j-того столбца ставится элемент r_ij, соответствующий

численному значению допуска на размер, соединяющий вершины n_i, п и п _j. Метка 1 присваивается тому элементу матрицы, который соединяет между собой обрабатываемые вершины. Метка 2 присваивается элементу матрицы, когда соединяются между собой необрабатываемые вершины или обрабаты­ваемую с необрабатываемой.

Для оценки правильности простановки размеров с помощью матриц смежности необходимо проверить следующее:

 

1 Число вершин на графе должно быть на единицу больше числа ре­бер, т.е. должно выполняться условие KI/2=m-l, где KI - сумма строк и столбцов, не равных 0. Если KI/2<m-l, то на чертеже детали недостаточное количество размеров. Если KI/2>m-l, то это значит, что на чертеже имеются лишние размеры.

2 На графе не должно быть, как отмечалось ранее, оторванных вер­шин, т.е. в матрице не должно быть нулевой строки или столбца.

3 На графе должна быть единственная связь между комплексами обра­батываемых и необрабатываемых поверхностей. Это значит, что строки или столбцы матрицы, соответствующие номерам обрабатываемых поверхностей, должны иметь единственный элемент с меткой 2, а необрабатываемые - с меткой 1.

4 На графе не должно быть замкнутых контуров. Для проверки этого условия в строке (столбце) матрицы отыскивают единственные ненулевые элементы, рисунок 1.3. Далее эти строки (столбцы) обнуляются (в графе от­секаются вершины). В результате появляется новая матрица, в которой соответствующие элементы строк (столбцов) нулевые. В новой мат­рице вновь производится обнуление конечных ветвей и т.д. до тех пор, пока на двух последних шагах появятся две одинаковые матрицы, рисунок 1.4.

 

                                     Рисунок 1.4 – Матрица смежности

 

2 ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

 

Тип производства по ГОСТ 3.1119-83 характеризуется коэф­фициентом закрепления операций: К_з.о.=1 – массовое ; 1<К_з.о.< 10 – крупносерийное ; 10< К_з.о.<20 – среднесерийное; 20<К_з.о.<40 – мелкосерийное производство. В единичном произ­водстве К_з.о. не регламентируется.

В соответствии с методическими указаниями РД 50-174—80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства

                                                          (2.1)

где  – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;

   – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Рекомендуется определять условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену:

                                                            (2.2)

где – планируемый нормативный коэффициент загрузки стан­ка всеми закрепленными за ним однотипными операциями, при­нимаемый для крупно-, средне- и мелкосерийного производства соответственно равным 0,75; 0,85; 0,9;

  – коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операцией:

                                                           (2.3)

 где Т_ш.-к – штучно-калькуляционное время, необходимое для выпол­нения проектируемой операции, мин (см. таблицу 2.1);

   N_м – месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.:

шт

 где N_г – годовой объем выпуска заданной детали, шт.;

  F_м – месячный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч:

ч

   k_в – коэффициент вы­полнения норм, принимается равным 1,3.

Подставляя в формулу (2.3) значения F_м и k_в, получим

                                                         (2.4)

После подстановки выражения (2.4) в формулу (2.2) получим
зависимость для определения числи однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение месяца:                                                                       

                                                     (2.5)

Количество операций, выполняемых в течение месяца на участке (из расчета на одну смену), определяется суммиро­ванием числа операций П_{о i} , выполняемых на каждом станке:

                                     (2.6)

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту,

                                        (2.7)

где N_i – приведенный месячный объем выпуска деталей (шт.) при загрузке станка до принятого значения : N_i = П _oi N_м;

     t_i – штучно-калькуляционное время на выполнение проектируемой операции, мин:

t_i = T_ш-к;

      Ф – месячный фонд времени рабочего, занятого в течение 22 рабочих дней в месяц, ч: Ф = 22·8=176 ч.

       После подстановки в формулу (2.7) значений k_в, Ф и П _oi [формула (2.5)] получим зависимость для определения необходи­мого числа рабочих для обслуживания одного станка:

                                    (2.8)

Явочное число рабочих участка (при работе в одну смену) определяем суммированием значений Р _i , рассчитанных для каж­дого станка:

                                                   (2.9)

– крупносерийное производство

  Решение о целесообразности организации поточной формы производства обычно принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и ее загрузке на 65...75 %.

Заданный суточный выпуск изделий

,

где N_г — годовой объем выпуска изделий, шт.;

  253 — количество рабочих дней в году.

Суточная производительность поточной линии (шт.)

 

где F_c —суточный фонд времени работы оборудования (при двух­сменном режиме работы — 960 мин);

Т_ср — средняя станкоемкость основных операций, мин;

Средняя станкоемкость операций (станко-мин)

где Т_шт; — штучное время основной i-ой операции, нормо-мин;

  k_B — средний коэффициент выполнения норм времени;

   п,— коли­чество основных операций (без учета операций типа снятия фасок,. зачистки заусенцев и др.).

Так как заданный суточный выпуск изделий меньше суточной производительности поточной линии при условии ее загрузки на 65...75 %, то применение однономенклатурной поточной линии неце­лесообразно. Выбираем групповую форму организации технологических процессов.

Для групповой формы организации технологических процессов определяют:

 

1. Количество деталей в партии для одновременного запуска в производство. При укрупненном расчете n определяется по формуле:

 

 

 

где α – периодичность запуска в днях. Рекомендуются следующие значения α: 1; 2,5; 5; 11; 22; 66.

2. Расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

 

 

где 476 – действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.;

  0,8 – нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

Значение С округляется до принятого целого числа С_пр=11.

3. Количество деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

 

 

4. Такт производства, мин:

 

Таблица 2.1 – Приблизительный расчет штучного времени

 

Маршрут обработки	Расчетная формула То	То ,мин	Тшт, мин
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	6,66	29,57*1,36=40,2
Черновая обточка	0,17dl	4,29
Сверление	0,52dl	4,42
Чистовая обточка	0,17dl	4,27
Чистовая подрезка торца	0,052(D2-d2)	8,47
Растачивание	0,18dl	1,46
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	6,6	26,64*1,36=36,2
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	4,29
Черновая обточка	0,17dl	4,42
Чистовая обточка	0,17dl	4,27
Чистовая подрезка торца	0,052(D2-d2)	8,47
Сверление	0,52dl	1,46
Протягивание	0,4l	3,33	3,33*1,36=4,5
Сверление	0,52dl	14,9	18,89*1,3=24,6     3,67*1,55=5,7
Развертывание	0,52dl	2,17
Сверление	0,52dl	1,82
Шлифование	0,1dl	3,67

 

 

где φ_к – поправочный коэффициент.

 

φ_к=1,36 – для токарных операций;

φ_к=1,3 – для сверлильных операций;

φ_к=1,55 – для шлифовальных операций.

 

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

 

      Использование современного оборудования наиболее эффективно при его совместной работе с таким же инструментом, при этом достигаются высокая производительность, снижение себестоимости обработки и повышение точности обработки. Наиболее известные производители такого инструмента – фирмы Sandvik Coromant и Mitsubishi. Расчет режимов резания по их рекомендациям начинается с выбора инструмента, назначения глубины резания и определения подачи, после этого производится уточнение скорости резания и расчет мощности резания. 

  В качестве примера рассмотрим выбор токарного инструмента и вращающегося инструмента.

Выбор токарного инструмента для обработки отв. D=100h7(_-0,052)

Последовательность обработки: заготовка – штамповка на КГШП по классу точности Т4; черновое точение  12…13 квалитет, t =3,2 мм , Rа = 12,5…6,3 мкм; чистовое точение 8…9 квалитет, Rа = 6,3…0,4 мкм, t =0,6 мм; чистовое шлифование 7 квалитет Rа = 3,2…0,2мкм, t =0,3 мм.

Предложенная последовательность выбора инструмента позволяет наикратчайшим путем прийти к наиболее эффективному решению задачи инструментального оснащения технологического процесса токарной обработки. Она носит рекомендательный характер. В зависимости от конкретных особенностей техпроцесса, имеющегося оборудования и оснастки возможны отступления от рекомендаций.

Выбор режимов резания

Выбор подачи

Черновая обработка

При черновой обработке следует стремиться выбрать максимально возможную подачу. Ограничениями при этом являются :

- мощность станка,

- жесткость системы “станок-приспособление-инструмент-заготовка”,

 

 

 

 

 

 

 

- несущая способность выбранной режущей пластины с учетом геометрии передней поверхности.

Экономически целесообразны при черновой обработке такие режимы, при которых большой удельный съем металла достигается за счет комбинации большой подачи и умеренной скорости резания.

Чистовая обработка

Величина чистовой подачи в зависимости от требуемого качества обработанной поверхности (параметр R_max) при заданном радиусе при вершине инструмента может быть определена по графику или вычислена по формуле приведенной в разделе “Общая техническая информация”.

Следует помнить, что полученное теоретическим путем значение чистовой подачи, обеспечит на практике требуемое качество обработанной поверхности только при соблюдении следующих условий:

- используемая геометрия передней поверхности пластины обеспечивает устойчивое стружкодробление,

- скорость резания выбрана достаточно высокой, чтобы избежать наростообразования,

- отсутствуют вибрации.

Выбор скорости резания

Исходными данными для определения скорости резания V_c являются:

• Марка обрабатываемого материала и его твердость

• Марка твердого сплава

• Величина подачи f_n, мм/об

Необходимо также задаться требуемым перидом стойкости иструмента.

Выбор скорости резания начинается с определения начальной скорости резания V_C0. Затем определяется действительная скорость резания V_c c учетом требуемой стойкости инструмента и отколнений твердости обрабатываемого материала.

 

Определение начальной скорости резания V_C0

В каждом из разделов (“Общее точение”, “Отрезка и обработка канавок” и “Резьбонарезание”) приведены таблицы для определения начальной скорости резания для различных обрабатываемых материалов в зависимости от подачи и марки твердого сплава. Значения скоростей резания, приведенные в таблицах рассчитаны на базовый период стойкости режущей кромки в 15 мин.

Определение действительной скорости резания V_C  Действительная скорость резания определяется по формуле:

V_C = V_C0 · k_HB · k_t · k_сож · k_{вид пов}· k_{усл обр}

где k_HB – поправочный коэффициент, зависящий от разности реальной твердости обрабатываемого материала и табличного значения, рис. 6.5;

k _t – поправочный коэффициент для периодов стойкости, отличных от 15 мин. Значения поправочного коэффициента k_HB рис. 6.5;

k_сож  – коэффициент, характеризующий условия обработки с СОЖ (1,1 ) или без (1,0) ,

k_{вид пов} – коэффициент вида обрабатываемой поверхности(наружная – 1,0, внутренняя – 0,75…0,85); 

k_{усл обр} – отражает условия обработки: неравномерный припуск, прерывистое резание, удары. При наличии этих условий необходимо снизить скорость на 20-30%.

 

м\мин

мин^-1

Принимаем n=840 мин^-1

м\мин

мин^-1

Принимаем n=1360 мин^-1

В зависимости от материала обрабатываемой поверхности и характеристики процесса шлифования (с поперечной подачей) принимаем V_круга=35 м/с, V_заг=30 м/мин, S=0,3B=0,3*25=7,5

м/мин

Принимаем n=100 мин^-

 

Мощность резания

 кВт

где К_С0,4  - удельная сила резания зависит от вида и свойств обрабатываемого материала;

  К_рφ – поправочный коэффициент на главный угол в плане;

   К_{р f} – поправочный коэффициент на подачу.

 

кВт

 кВт

 

Время обработки

 

 

 мин

 мин

 мин

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ

 

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

В массовом и крупносерийном производстве норма штучного времени определяется по формуле:

 

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_об + Т_от;

 

где Т_о –основное время, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин.

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин. Складывается из времени на организационное и времени на техническое обслуживание рабочего места;

Т_от – время перерывов на отдых и личные надобности.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

 

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из;

где Т_ус – время на установку и снятие детали, мин;

Т_зо – время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_уп – время на приемы управления, мин;

Т_из – время на измерение детали, мин;

 

 

Для станков с ЧПУ норма штучно-калькуляционного времени определяется по формуле:

 

Т_шт-к = мин,

 

где q – число одновременно обрабатываемых заготовок на станке, шт.

Т_о –основное время, мин;

   Т_в – вспомогательное время, мин.

К – время на обслуживание рабочего места, % от операционного времени. Складывается из времени на организационное и времени на техническое обслуживание рабочего места;

Т_п.з. – подготовительно заключительное время, мин.

n – размер партии деталей, шт.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

 

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из мин,

где Т_ус – время на установку и снятие детали, мин;

Т_зо – время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_уп – время на приемы управления, мин;

Т_из – время на измерение детали, мин;

Рассчитаем норму штучного времени для операции 005 Токарная с ЧПУ. Для станков с ЧПУ Т_о=Т_а, где Т_а время автоматической основной работы по программе, составленной технологом программистом на основе нормативов режимов резания и времени вспомогательной работы станка по программе: на подвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод, установку инструмента на размер, изменение величины и направления подачи, время технологических пауз.

 Время вспомогательной работы сильно зависит от возможностей станка и в данном случае составляет:

- подвод, отвод инструмента и смена – 0,08∙6=0,48 мин.

- время на контроль инструмента автоматической системой – 0,1 мин.

- технологические паузы – 0,1 мин.

Установить и снять деталь в центрах автооператором– 0,12мин.

Время, затраченное на приемы управления:

- включить и выключить станок кнопкой – 0,04 мин;

- открыть заградительный щиток и закрыть (автоматически) – 0,06 мин.

Тогда Т_уп = 0,04+0,06= 0,1 мин.

Время, затраченное на измерение детали автоматической системой станка Т_из=1,25 мин +0,15 на одну деталь (контроль 10%).

Оперативное время Т_оп = 1,518+0,12+0,1+0,14=1,878 мин.

Время на обслуживание рабочего места и отдых составляет 7% оперативного времени:

Подготовительно-заключительное время Т_п.з. при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени (приемов) Т_п.з.1, из затрат Т_п.з.2 , учитывающих дополнительные работы, и времени Т_п.з.3 на пробную обработку детали:

 

Т_п.з.= Т_п.з.1+ Т_п.з.2 + Т_п.з.3 мин,

 

В затраты Т_п.з.1  включено время на получение наряда, чертежа, технологической документации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены. На ознакомление с документами и осмотр заготовки затрачивается 4 мин; на инструктаж мастера – 2 мин; на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение – 4 мин; на вызов управляющей программы из памяти УЧПУ в рабочее состояние – 1 мин.

Время Т_п.з.2 на дополнительные приемы:

- получить инструмент, необходимый для наладки, на партию деталей – 7 мин;

- разложить и убрать инструмент, необходимый для наладки, на партию деталей – 2 мин;

- установить инструмент в гнездо револьверной головки и откорректировать его положение – 1,5 мин;

- переустановить кулачки инерционного патрона – 2,5 мин;

- сменить задний центр – 0,2 мин.

Время Т_п.з.3 пробной обработки детали – 12,8 мин.

 

Т_п.з.=4+2+4∙2+1+7+2+1,5∙6+2,5+0,2+12,8=48,5 мин.

 

Т_шт-к = мин;

Результаты расчетов технической нормы времени сведены в табл. 7.1.

 

     Таблица 7.1 – Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин

№ оп	Наименование операции	Тац	Тв			Топ	Тоб.от	Тп.з.	Тшт-к
			Ту.с	Туп	Тиз
005	Токарная с ЧПУ	1,518	0,12	0,1	0,14	1,878	0,131	48,5	2,25
010	Токарная с ЧПУ	1,267	0,11	0,1	0,267	1,744	0,122	46,5	2,1
015	Вертикально-протяжная	0,018	0,1	0,17	0,11	0,398	0,003	11	0,48
020	Сверлильная с ЧПУ	1,93	0,11	0,1	0,11	2,25	0,135	26,4	2,5
025	Шлифовальная	0,06	0,1	0,145	0,24	0,545	0,04	40,5	0,78

 

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

 

Точность обработки в значительной степени зависит от выбора баз. Поэтому им необходимо уделять особое внимание:

В качестве черновых баз предполагается использовать центральное отверстие диаметром 280 мм, длинной 63 мм и прилегающий к нему торец. Отверстие имеет меньший припуск по сравнению с остальными диаметрами заготовки и при этом имеет достаточно большую протяженность, что обеспечивает достаточную площадь контакта с элементами приспособления. Прилегающий к отверстию торец имеет наибольшую протяженность, что обеспечивает линейный контакт с элементами приспособления при установке. При этом данный комплект черновых баз получается в одной полуматрице, что обеспечивает их более точное взаимное расположение, нет смещения по плоскости разъема матриц, отсутствует остаточный облой.

Данный комплект баз позволяет обработать деталь с одной стороны окончательно с одной установки, что повышает точность обработки и позволяет использовать обработанные поверхности в качестве комплекта чистовых баз для обработки остальных наиболее точных и взаимосвязанных техническими условиями поверхностей с одной установки.

Для количественной оценки выбранных баз рассчитаем погрешность установки в приспособлении (трехкулачковый самоцентрирующий патрон).

 

 

где ε_б – погрешность базирования, мм;

  ε_з – погрешность закрепления, мм.

 

Черновой комплект баз:

погрешность базирования в радиальном направлении – 0 мм;

                                            в осевом направлении – 0 мм.

погрешность закрепления в радиальном направлении – 0,58 мм;

                                              в осевом направлении – 0,12 мм.

в радиальном направлении мм

в осевом направлении  мм

суммарная погрешность установки мм

 

Чистовой комплект баз:

погрешность базирования в радиальном направлении – 0 мм;

                                            в осевом направлении – 0 мм.

погрешность закрепления в радиальном направлении – 0,060 мм;

                                              в осевом направлении – 0,080 мм.

в радиальном направлении мм

в осевом направлении  мм

суммарная погрешность установки мм

 

 

Расчет границ регулирования

 

Контрольная карта (КК) - это простой графический метод оценки степени статистической неуправляемости процесса путем сравнения значений отдельных статистических данных из выборок или подгрупп с контрольными границами. Данные карты могут быть построены для количественных или альтернативных данных.

Альтернативные данные – результат наблюдений наличия (или отсутствия) определенного признака для каждой рассматриваемой единицы выборки и подсчета числа единиц, имеющих (или не имеющих) данный признак или число таких признаков в единице, группе, выборке и т.д.

С помощью КК Шухарта оценивают, находится ли процесс в статически управляемом состоянии. Иногда их используют для приемки процессов, хотя специально они для этого не созданы. Для данных карт предполагается нормальное распределение характеристик качества размеров внутри выборок. С учетом этого введены и коэффициенты для расчета контрольных границ.

Карты средних  и размахов R или выборочных стандартных отклонений S отражают состояние процесса через разброс характеристик качества R  и расположение центра группирования характеристик .

На токарно-карусельном станке с ЧПУ обработана партия деталей n = 500 шт. Средний размер деталей Хо =279,974 мм. Предельные значения es = 0 мм и ei= -0,052 мм, IT = 0,052 мм.

Величину допустимого S( ) определяем по формуле:

Следовательно процесс обеспечивает требуемую точность.

Для контроля взято 20 выборок объемом 7 штук каждая.

Расчет контрольных границ:

      -карта

UCL = Х₀ + Аσ₀ = 279,974+1,134·0,0069 = 279,982 мм

LCL = Х₀ - Аσ₀ = 279,974-1,134·0,0069 = 279,966 мм

 

R - карта

UCL=D₂·σ₀ = 5,204·0,0069 = 0,0359 мм

LCL=D₁·σ₀ = 0,204·0,0069 = 0,0014 мм

Центральная линия

R₀=d₂·σ₀= 2,704·0,0069 = 0,0187 мм

S - карта

UCL=B₅·σ₀ = 0,113·0,0069 = 0,0008 мм

LCL=B₆·σ₀ = 1,806·0,0069 = 0,0125 мм

Центральная линия

S₀=C₄·σ₀= 0,9594·0,0069 = 0,0066 мм

 

 

R0=0,0187 мм

UCL=0,0359 мм

Рисунок 9.1 – Карта средних

LCL=0,0125 мм

S0=0,0066 мм

Номер группы

LCL=0,0014 мм

Рисунок 9.2 – Карта размахов R

Номер группы

UCL=0,0008 мм

Рисунок 9.3 – Карта выборочных стандартных отклонений S

 

 

Расчет настроечного размера

 

При настройке инструмента перед обработкой партии деталей методом автоматического получения размеров центр рассеяния размеров должен быть расположен в той части установленного допуска, чтобы иметь возможность использования всего поля допуска для компенсации размерного износа инструмента и для сокращения количества подналадок за период стойкости инструмента. В соответствии с рекомендациями уровень настройки Х_о при смещении уровня настройки в процессе обработки к нижнему предельному отклонению EIA поля допуска на обработку определяется по формуле:

где EIA - нижнее отклонение размера А обрабатываемой поверхности, мм;

 – смещение уровня настройки за период стойкости инструмента (между настройками инструмента), мм;

;

где u₀ –относительный износ инструмента, мкм/км;

l –путь резания за период стойкости инструмента, м.

–среднее квадратичное отклонение размеров при обработке в малой выборке, мм;

где -мгновенная погрешность обработки, мкм.

 – поле допуска на настройку, мкм.

 

где ITA - поле допуска на обработку, мм;

– мгновенное поле рассеяния контролируемого параметра;

 – абсолютное значение погрешности контроля точности настройки, мм;

 – погрешность измерения, мм.

 

Принимаем δ_ИЗМ=15 мкм

Принимаем Δm=18 мкм

Рассчитываем                                 

Определяем

 

 

Число обработанных деталей за период стойкости резца:

где Т – период стойкости инструмента, мин;

  Т₀ – основное время обработки одной детали, мин.

 шт

Рассчитываем длину резания

 По табл. 3.3 [15] принимаем u ₀ =4 мкм/км

Определяем

Рассчитываем IТ_Н

мкм

С учетом рекомендаций [1, 2] (табл. 3.18 [2]) принимаем IТ_Н.= 20 мкм. Как показывают опыт и расчеты, это значение IТ_Н при точении вполне допустимо.

Рассчитываем настроечный размер

мм

Строим графическую схему предельных и настроечного размера на рассматриваемой операции.

 

 

 

Рисунок 9.4 – Схема предельных и настроечного размеров на операции точения

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе курсового проекта были закреплены теоретические знания в области технологии машиностроения, был получен опыт практического применения этих знаний при технологическом проектировании. Данный курсовой проект –  это отличный этап освоения методов проектирования технологических процессов изготовления деталей машин.

На этапе курсового проектирования в соответствии с заданием были решены задачи выбора типа производства, метода получения заготовки, маршрута обработки поверхности детали, промежуточных размеров, допусков и припусков для этих поверхностей, технологических баз, нормирования режимов резания и норм времени, расчета границ регулирования, настроечных размеров. Так же был сделан анализ конструкции детали как качественный так и количественный.

В курсовом проекте разработан маршрут механической обработки детали применительно к современным условиям производства с возможностью практически полной автоматизации технологического процесса.

 литератур а

1. Технология машиностроения: учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта и курсовой работы для студентов дневной и заочном форм обучения/Г.Я. Беляев, МА1 Кане, А.И- Медведев; под ред. М.М. Кане,-Мн.: БНТУ, 2006,-88 с.

 

2. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Под ред. В.В.Бабука. – Мн.: “Вышэйшая школа”, 1987. –256с.

 

3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Выш. школа, 1983. –256с.

4. ГОСТ 7505-89 Штамповки. Припуски и допуски.

 

5.Справочник технолога машиностроителя. В двух томах.Т1. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. –656с

 

6. Справочник технолога машиностроителя. В двух томах.Т2. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. –496с.

 

7.Краткий справочник металлиста/Под общ.ред. П.Н.Орлова, Е.А.Скороходова. -3-е изд., перераб. и доп. –М.:Машиностроение, 1986. -960с.: ил.

 

8. Дипломное проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие для вузов/ В.В. Бабук [и др.]/Под общ. ред. В.В. Бабука. -Мн.:Выш. шк., 1979.-464 с.

 

9. http://www.coromant.sandvik.com/ru

 

10. http://www.mitsubishicarbide.com

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

 

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

 

       Анализ проводится двумя методами: качественным, который основывается на личном опыте производящего анализ и количественным, который основывается на сравнении расчетных показателей с допустимыми.

 

Качественный анализ

 

 Деталь «Полумуфта» представляет собой тело вращения классической формы. Наибольший диаметр – 100 мм, наименьший – 18 мм, т.к. соотношение L/D_ср<<10 (0,18), то деталь жесткая.

Деталь МП8-1500.110.405.00 изготавливается из стали 45 ГОСТ 4543-71. Данная сталь применяется для изготовления деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износоустойчивости: зубчатые колеса, валы, оси и др. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

          

Таблица 1.1 – Химический состав стали 45                                                     в процентах

Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Сера	Фосфор	Медь	Никель	Азот
			не более
0,42-0,5	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,3	0,3	0,008

 

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 40Х (закалка 850⁰(масло) + отпуск 500⁰(вода))

Предел прочности при растяжении, sВ МПа	Твердость, НВ	Относительное удлинение после разрыва, d %	Относительное сужение после разрыва, y %
800 (610 - после нормализации)	220 (229-после нормализации )	13	48

Код группы материала – 01.02.02

Свариваемость – плохая.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Температура ковки – 1250 …780⁰С.

Хорошая обрабатываемость стали 45 давлением, простые геометрические формы детали позволяют получать заготовку детали штамповкой на КГШП в подкладном штампе с точностью Т4. Это в свою очередь позволяет получить заготовку с формами максимально приближенными к формам готовой детали и с минимальными припусками на механическую обработку (см. раздел 5), что позволит снизить ее себестоимость. По этому показателю конструкция детали технологична.

Деталь подвергается т.о.: отжиг – на стадии получения заготовки для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла до твердости НВ 179…229; закалка зубчатого венца нагревом ТВЧ с глубиной закаленного слоя 1,8…2,2 мм 47…52 HRC для повышения их прочности и износостойкости. Закалка производится после нарезания зубьев перед обкаточной операцией и разрывает технологический процесс, повышая тем самым его длительность, и как следствие увеличение себестоимости механической обработки. По этому показателю конструкция детали нетехнологична.

В качестве конструкторских баз используются цилиндрическое отверстие диаметром 280 мм и прилегающий к нему левый торец, поэтому к ним предъявляются повышенные технические требования, а это в свою очередь предопределяет необходимость их обработки за один установ. Данное условие можно выполнить, так как конструкция детали позволяет соблюсти принципы постоянства, совпадения и сменности баз: на первой операции в качестве чернового комплекта баз можно использовать эти же базы для подготовки чистового комплекта баз. В качестве технологических чистовых баз можно использовать наружный диаметр 816 мм и прилегающий к нему торец. Они устойчивы, обеспечивают простоту конструкции используемых приспособлений (трехкулачковый самоцентрирующийся патрон), точность их взаимного расположения , что в свою очередь обеспечивает выполнение технических требований к детали. По этому показателю конструкция детали технологична.

Так как конструкция детали образована телами вращения, то для их обработки могут быть использованы обычные методы обработки: точение, шлифование, сверление, фрезерование.

Самая точная поверхность имеет точность по 7 квалитету, шероховатость по Rа 2,5 мкм. Эта точность и шероховатость являются экономически достижимыми шлифованием, тонким растачиванием.

Хорошая обрабатываемость материала резанием, наличие канавок для выхода режущего инструмента позволяет вести обработку на проход с повышенными режимами резания.

Не технологичным являются:

- Зубчатый венец, т.к. для его обработки требуется специальный инструмент и специализированное оборудование, при этом необходимо нарезать зубья за две операции, повысить их технологичность можно путем применения методов пластической деформации при их обработке, что позволит увеличить производительность до 10 раз по сравнению с фрезерованием;

- Центральное отверстие диаметром 280Н7, так как невозможна обработка на проход и необходимо снижение режимов резания;

- Кольцевой паз на правом торце имеет прямоугольное сечение без скруглений и большой глубины, что предполагает применение инструмента с небольшим радиусом при вершине режущей пластины и большим вылетом, что снижает его жесткость с вытекающими отсюда последствиями;

- Ступица диаметром 720 мм не имеет плавного перехода к диаметру 816 мм недостатки те же, что и у кольцевого паза.

- Несоответствие допуска на расположение (торцевое биение) левого торца относительно оси отверстия диаметром 280 мм равным 0,1 мм квалитету точности на размер 148 мм –  мм. Данный допуск на расположение соответствует десятому квалитету точности. Поэтому назначаем допуск на размер 148 мм по десятому квалитету.

Количественная оценка

К основным показателям относятся:

1) трудоемкость изготовления детали Т_шт-к= 111,2 мин.

2) технологическая себестоимость детали Ст = -  руб.

Дополнительные показатели:

1) Коэффициент унификации конструктивных элементов.

где Q_{y э} и Q _э - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и об­щее, шт.

2) Коэффициент применимости стандартизованных обрабатываемых
поверхностей

где Д_ст и Д_об - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инст­рументом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.

3) Коэффициент использования материала

 

где q, Q - масса детали и заготовки соответственно, кг.

4) Коэффициент обработки поверхностей

где Д_Э – общее число поверхностей детали, шт.

5) Максимальное значение квалитета обработки IT – 7;

6)Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 2,5 мкм;

Деталь по показателям технологичности приведенным выше является технологичной.

 

Размерный анализ детали

 

Чертежи деталей являются исходными документами для проектирова­ния технологических процессов. Этим обстоятельством определяются два условия, которым с технологической точки зрения должен удовлетворять ра­бочий чертеж и которые в своем дальнейшем развитии приводят к принципи­альным установкам, касающихся составления размерных цепей деталей. Эти условия можно сформулировать следующим образом:

Чертеж детали должен давать ясную, однозначную и исчерпываю­щую характеристику детали, т.е., точно и четко отображать те требования, которые предъявляются к детали со стороны конструкции узла и взаимоза­меняемости.

Чертеж не должен ограничивать технологических возможностей, т.е., он должен позволять применение к детали разных вариантов техпроцесса.

Из этих условий вытекает основное правило простановки размеров на чертежах: на чертежах деталей должны проставляться конструкторские, а не про­изводственные (технологические) размеры и допуски.

Производственные размеры и допуски должны разрабатываться техно­логом, проектирующим технологический процесс, и фиксироваться в техно­логической документации.

При выполнении анализа конструкторской документации технологом должен быть решен целый комплекс вопросов. Основные из них следующие:

Преобразование конструкторской документации в форму, удобную для принятия технологических решений.

Проверка правильности простановки размеров и технических требо­ваний на чертежах.

В процессе выполнения первой задачи необходимо произвести форма­лизацию деталей и их поверхностей. Для чего:

Отнести данную деталь к соответствующему классу, подклассу и группе.

Выделить на деталях комплексы поверхностей, образующих основ­ные и вспомогательные базы, исполнительные поверхности и наметить раз­мерные связи между ними.

Разделить все поверхности на две группы: обрабатываемые резанием и поверхности, формообразование которых завершилось на стадии заготови­тельных операций (литье, обработка давлением и т.д.).

Произвести классификацию всех поверхностей по определенной форме .

Оценить необходимую точность и шероховатость поверхностей каж­дой квалификационной группы.

Выделить поверхности, для которых заданы дополнительные требо­вания к точности относительного расположения.

Такое преобразование конструкторской документации позволяет при­нимать решения не по каждой отдельной поверхности, а по группам одно­родных поверхностей.

На рабочих чертежах деталей из литых и получаемых обработкой дав­лением заготовок, часть поверхностей которых подвергается обработке реза­нием, проставляют две группы размеров:

1 .Связывающие между собой поверхности, полученные в окончатель­ном виде на заготовительных операциях. Такие размеры и поверхности назы­вают исходными.

2. Связывающие поверхности, окончательное формообразование кото­рых завершается на стадии обработки резанием.

Эти две группы поверхностей должны быть связаны между собой толь­ко одним размером в каждой из координатных осей. При простановке разме­ров для группы обрабатываемых поверхностей необходимо стремиться со­блюдать два правила:

а) предусмотреть возможность обработки на настроенных станках;

б)       по возможности обеспечить совпадение установочной и измерительной
баз. В этом случае погрешность схемы базирования будет равна нулю.

Лучше и проще всего проверку правильности простановки размеров на чертежах производить с помощью графов размерных связей. Граф на плоско­сти изображается множеством соответствующих поверхностям вершин, со­единенных ребрами, каждое из которых обозначает размер, связывающий две поверхности.

Граф размерных связей строится для каждой из координатных осей. Ниже на рисунке 1.1 приведена проверка правильности простановки размеров по оси z с помощью графа размерных связей. Исход­ные поверхности на графе размерных связей отмечены двойной окруж-

	Рисунок 1.1 – Эскиз детали

 

 

ностью. Номер внутри окружности соответствует номеру поверхности. Есть определенные особенности в обозначении на графах симметричных поверх­ностей, например тел вращения. Такие поверхности на графах обозначаются двумя вершинами, одна из которых представляет собой ось симметрии. По­следняя представляет собой условную поверхность, номер которой состоит из символов О и N, где N - номер поверхности.

При правильной простановке размеров граф отвечает следующим требовани­ям:

1 На графе нет оторванных групп вершин (если они есть, то это значит, что не хватает размеров или технических требований).

2 На графе нет замкнутых контуров (циклов). Если таковые присутст­вуют, то это значит, что проставлены лишние размеры.

3 Группы исходных и обработанных поверхностей имеют только одно общее ребро.

Граф размерных связей, рисунок 1.2, построенный в соответствии с про­ставленными на рисунке 1.1 размерами, наглядно свидетельствует, что в простановке размеров нет ошибок.

	Рисунок 1.2 – Граф размерных связей

 

 

Представление размерных связей в виде графа удобно и наглядно для человека. Но для машинного хранения информации и обработки ее с помо­щью ЭВМ непригодно. Для этого графическая информация преобразуется в матрицу смежности. Квадратная таблица вида  называется матрицей смежности размерных связей детали, если ее элементы образуются по правилу:

Причем, А(Т), если вершина п _i соединена с п _j  ребром, и 0 - в противном случае. А(Т) - соответствующий размер и численное значение допуска на не­го; может в свою очередь иметь метку 1 или 2.

Строки и столбцы матрицы соответствуют вершинам графа (см. рисунок 1.3 ). На пере­сечении i-той строки и j-того столбца ставится элемент r_ij, соответствующий

численному значению допуска на размер, соединяющий вершины n_i, п и п _j. Метка 1 присваивается тому элементу матрицы, который соединяет между собой обрабатываемые вершины. Метка 2 присваивается элементу матрицы, когда соединяются между собой необрабатываемые вершины или обрабаты­ваемую с необрабатываемой.

Для оценки правильности простановки размеров с помощью матриц смежности необходимо проверить следующее:

 

1 Число вершин на графе должно быть на единицу больше числа ре­бер, т.е. должно выполняться условие KI/2=m-l, где KI - сумма строк и столбцов, не равных 0. Если KI/2<m-l, то на чертеже детали недостаточное количество размеров. Если KI/2>m-l, то это значит, что на чертеже имеются лишние размеры.

2 На графе не должно быть, как отмечалось ранее, оторванных вер­шин, т.е. в матрице не должно быть нулевой строки или столбца.

3 На графе должна быть единственная связь между комплексами обра­батываемых и необрабатываемых поверхностей. Это значит, что строки или столбцы матрицы, соответствующие номерам обрабатываемых поверхностей, должны иметь единственный элемент с меткой 2, а необрабатываемые - с меткой 1.

4 На графе не должно быть замкнутых контуров. Для проверки этого условия в строке (столбце) матрицы отыскивают единственные ненулевые элементы, рисунок 1.3. Далее эти строки (столбцы) обнуляются (в графе от­секаются вершины). В результате появляется новая матрица, в которой соответствующие элементы строк (столбцов) нулевые. В новой мат­рице вновь производится обнуление конечных ветвей и т.д. до тех пор, пока на двух последних шагах появятся две одинаковые матрицы, рисунок 1.4.

 

                                     Рисунок 1.4 – Матрица смежности

 

2 ВЫБОР ТИПА И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

 

Тип производства по ГОСТ 3.1119-83 характеризуется коэф­фициентом закрепления операций: К_з.о.=1 – массовое ; 1<К_з.о.< 10 – крупносерийное ; 10< К_з.о.<20 – среднесерийное; 20<К_з.о.<40 – мелкосерийное производство. В единичном произ­водстве К_з.о. не регламентируется.

В соответствии с методическими указаниями РД 50-174—80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства

                                                          (2.1)

где  – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;

   – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Рекомендуется определять условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену:

                                                            (2.2)

где – планируемый нормативный коэффициент загрузки стан­ка всеми закрепленными за ним однотипными операциями, при­нимаемый для крупно-, средне- и мелкосерийного производства соответственно равным 0,75; 0,85; 0,9;

  – коэффициент загрузки станка проектируемой (заданной) операцией:

                                                           (2.3)

 где Т_ш.-к – штучно-калькуляционное время, необходимое для выпол­нения проектируемой операции, мин (см. таблицу 2.1);

   N_м – месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.:

шт

 где N_г – годовой объем выпуска заданной детали, шт.;

  F_м – месячный фонд времени работы оборудования в одну смену, ч:

ч

   k_в – коэффициент вы­полнения норм, принимается равным 1,3.

Подставляя в формулу (2.3) значения F_м и k_в, получим

                                                         (2.4)

После подстановки выражения (2.4) в формулу (2.2) получим
зависимость для определения числи однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение месяца:                                                                       

                                                     (2.5)

Количество операций, выполняемых в течение месяца на участке (из расчета на одну смену), определяется суммиро­ванием числа операций П_{о i} , выполняемых на каждом станке:

                                     (2.6)

Необходимое число рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту,

                                        (2.7)

где N_i – приведенный месячный объем выпуска деталей (шт.) при загрузке станка до принятого значения : N_i = П _oi N_м;

     t_i – штучно-калькуляционное время на выполнение проектируемой операции, мин:

t_i = T_ш-к;

      Ф – месячный фонд времени рабочего, занятого в течение 22 рабочих дней в месяц, ч: Ф = 22·8=176 ч.

       После подстановки в формулу (2.7) значений k_в, Ф и П _oi [формула (2.5)] получим зависимость для определения необходи­мого числа рабочих для обслуживания одного станка:

                                    (2.8)

Явочное число рабочих участка (при работе в одну смену) определяем суммированием значений Р _i , рассчитанных для каж­дого станка:

                                                   (2.9)

– крупносерийное производство

  Решение о целесообразности организации поточной формы производства обычно принимается на основании сравнения заданного суточного выпуска изделий и расчетной суточной производительности поточной линии при двухсменном режиме работы и ее загрузке на 65...75 %.

Заданный суточный выпуск изделий

,

где N_г — годовой объем выпуска изделий, шт.;

  253 — количество рабочих дней в году.

Суточная производительность поточной линии (шт.)

 

где F_c —суточный фонд времени работы оборудования (при двух­сменном режиме работы — 960 мин);

Т_ср — средняя станкоемкость основных операций, мин;

Средняя станкоемкость операций (станко-мин)

где Т_шт; — штучное время основной i-ой операции, нормо-мин;

  k_B — средний коэффициент выполнения норм времени;

   п,— коли­чество основных операций (без учета операций типа снятия фасок,. зачистки заусенцев и др.).

Так как заданный суточный выпуск изделий меньше суточной производительности поточной линии при условии ее загрузки на 65...75 %, то применение однономенклатурной поточной линии неце­лесообразно. Выбираем групповую форму организации технологических процессов.

Для групповой формы организации технологических процессов определяют:

 

1. Количество деталей в партии для одновременного запуска в производство. При укрупненном расчете n определяется по формуле:

 

 

 

где α – периодичность запуска в днях. Рекомендуются следующие значения α: 1; 2,5; 5; 11; 22; 66.

2. Расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах:

 

 

где 476 – действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.;

  0,8 – нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

Значение С округляется до принятого целого числа С_пр=11.

3. Количество деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:

 

 

4. Такт производства, мин:

 

Таблица 2.1 – Приблизительный расчет штучного времени

 

Маршрут обработки	Расчетная формула То	То ,мин	Тшт, мин
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	6,66	29,57*1,36=40,2
Черновая обточка	0,17dl	4,29
Сверление	0,52dl	4,42
Чистовая обточка	0,17dl	4,27
Чистовая подрезка торца	0,052(D2-d2)	8,47
Растачивание	0,18dl	1,46
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	6,6	26,64*1,36=36,2
Черновая подрезка торца	0,037(D2-d2)	4,29
Черновая обточка	0,17dl	4,42
Чистовая обточка	0,17dl	4,27
Чистовая подрезка торца	0,052(D2-d2)	8,47
Сверление	0,52dl	1,46
Протягивание	0,4l	3,33	3,33*1,36=4,5
Сверление	0,52dl	14,9	18,89*1,3=24,6     3,67*1,55=5,7
Развертывание	0,52dl	2,17
Сверление	0,52dl	1,82
Шлифование	0,1dl	3,67

 

 

где φ_к – поправочный коэффициент.

 

φ_к=1,36 – для токарных операций;

φ_к=1,3 – для сверлильных операций;

φ_к=1,55 – для шлифовальных операций.

 

123456789Следующая ⇒

Поделиться: