Формообразование поверхностей деталей "Проходник" - Контрольная работа

Для серийного производства при нормировании используют укрупненные нормативы, для массового применяют расчетно-аналитический метод нормирования. На этапе разработки операционной технологии в массовом производстве установленные ранее нормы времени корректируют после внесения в содержание операций отдельных изменений (уменьшение и перекрытие элементов штучного времени, изменение структуры операций). 1.Окружная скорость заготовки: 2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения: Используем круглошлифовальный станок модели 3151: Технические данные: Наибольший диаметр шлифкруга Dk, мм…………………..600 Действительная скорость вращения заготовки: 3.Окружная скорость абразивного круга: 4.Расчет минутной радиальной подачи на каждом этапе, в мм/мин: Подача на участке 0-1: Подача на участке 1-2: 5.Расчет основного времени обработки: Где припуск обработки на сторону, припуск обработки на этапе 0-1, припуск обработки на этапе 1-2, коэффициент выхаживания. 3.Окружная скорость абразивного круга (при этом выбираем частоту вращения круга ) : 4.Расяитуем величину подач при обработке.: Продольная подача: Минутная подача: 5.Расчет величины рабочего хода стола: .

Задача нормирования времени возникает на различных этапах проектирования технологического процесса сборки. В начале ее приходится решать для установления типа производства. На основе разработанных технологических схем общей и узловой сборки выявляют несколько характерных операций и для них определяют нормы времени по укрупненным нормативам или другими приближенными методами нормирования. Сопоставляя среднеарифметическое из этих норм с темпом работы, устанавливают тип производства.

На этапе разработки маршрутной технологии нормы времени устанавливают на все операции технологического процесса после выявления их структуры и содержания. Для серийного производства при нормировании используют укрупненные нормативы, для массового применяют расчетно-аналитический метод нормирования.

На этапе разработки операционной технологии в массовом производстве установленные ранее нормы времени корректируют после внесения в содержание операций отдельных изменений (уменьшение и перекрытие элементов штучного времени, изменение структуры операций). Откорректированные нормы времени увязывают с темпом работы. Содержание операций и нормы времени подробно прорабатывают при автоматизации сборочных процессов, при многомашинном обслуживании, а также при использовании роботов на основных и вспомогательных операциях.

1. Отделочный этап

1.1 Круглошлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 38,3 предварительно (по варианту- врезной схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга:Dk=600 мм; Н=250 мм; В=60 мм.

Параметры материала:15А50С1К

15А-электрокорунд нормальный для предварительной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

50-зернистость для предварительного шлифования [1,стр.247,табл.166]

П-индекс зернистости (содержание осн. фракции-55%) [1,стр.245]

С1-степень твердости для круглого врезного шлифования [1,стр.249]

К1-керамическая связка для всех видов шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

А-класс точности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 600х250х40 15А50С1К 35 м/с.

Рис.1-Шлифкруг прямого профиля ПП. ГОСТ 2424-83

Выбор цикла шлифования

Обработка проводится с циклом без окончательного шлифования.

Рис.2-Схема цикла без окончательного шлифования

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем круглошлифовальный станок модели 3151: Технические данные: Наибольший диаметр шлифкруга Dk, мм…………………..600

Наибольшая высота шлифкруга В, мм………………………...100

Внутренний диаметр круга, мм………………………………......305

Максимальный диаметр шлифования, мм……………………….150

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, об/мин…….1100

Мощность двигателя шлифовальной бабки, КВТ…………..7

Частота вращения планшайбы бабки, об/мин……………...75,150,300

Принимаем ;

Действительная скорость вращения заготовки:

3.Окружная скорость абразивного круга:.Расчет минутной радиальной подачи (средней) в мм/мин: Максимальное значение подачи: Минимальное значение подачи :

Среднее значение: 5.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону, коэффициент выхаживания.

6.Расчет эффективной мощности шлифования:

полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости: Удельная мощность: Допустимая удельная мощность: где коэффициент для твердости материала круга С1, условие выполняется.

1.2 Круглошлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 38,02 окончательно (по варианту- врезной схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга (аналогичные) :Dk=600 мм; Н=250 мм; В=60 мм.

Параметры материала:24А20С2К-

24А-электрокорунд нормальный для окончательной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

20-зернистость для окончательного шлифования [1,стр.247,табл.166]

С2-степень твердости для круглого врезного шлифования [1,стр.249]

К-керамическая связка для всех видов шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

2-класс неуравновешенности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 600х250х40 24А20С2К 35 м/с.

Выбор цикла шлифования

Поскольку проводиться окончательное шлифование на 5 квалитет после термообработки легированной стали, обработка производиться полным циклом шлифования.

Рис.3-Схема полного цикла шлифования

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки для закаленной стали:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем аналогичный круглошлифовальный станок модели 3151.

Принимаем ;

Действительная скорость вращения заготовки:

3.Окружная скорость абразивного круга:

4.Расчет минутной радиальной подачи на каждом этапе, в мм/мин: Подача на участке 0-1: Подача на участке 1-2: 5.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону, припуск обработки на этапе 0-1, припуск обработки на этапе 1-2, коэффициент выхаживания.

6.Расчет эффективной мощности шлифования на каждом этапе:

полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости: Удельная мощность: Допустимая удельная мощность: где коэффициент для твердости материала круга С2, условие выполняется.

1.3 Внутришлифовальная операция

1.Шлифовать поверхность Ш 32,95 окончательно (по варианту- продольное схемой).

Выбор режущего инструмента

Выбираем шлифовальный круг прямого профиля ПП по ГОСТ 2424-83.

Геометрические параметры круга:Dk=10мм; Н=5 мм; В=11 мм.

Параметры материала:24А50ПС18К0А2-

24А-электрокорунд нормальный для окончательной обр-ки легированных сталей [1,стр.242]

50-зернистость для окончательного внутреннего шлифования [1,стр.247,табл.166]

П-индекс зернистости (содержание осн. фракции-55%) [1,стр.245]

С1-степень твердости для внутреннего окончательного шлифования [1,стр.249]

8-номер структуры абразива для внутреннего шлифования [1,стр.249]

К0-керамическая связка для малогабаритных кругов для внутреннего шлифования, для инструмента из электрокорунда [1,стр.247]

А-класс точности [1,стр.250]

2-класс неуравновешенности [1,стр.250]

Максимальная скорость вращения круга-35 м/с.

Полное обозначение инструмента: ПП 10х5х11 24А50ПС18К0А2 35 м/с.

Выбор цикла шлифования

Поскольку проводиться окончательное шлифование на 7 квалитет после термообработки, обработка производиться полным циклом шлифования.

Расчет технологических режимов резания

1.Окружная скорость заготовки для закаленной стали:

2.Частота вращения заготовки и действительная скорость вращения:

Используем внутришлифовальный станок модели 3К228В: Технические данные: Наибольший диаметр шлифкруга Dk, мм……………………………25

Наибольшая высота шлифкруга В, мм…………………………….....25

Максимальный диаметр шлифования, мм………………………….200

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, об/мин…20000-100000

Мощность двигателя шлифовальной бабки, КВТ……………………...5,5

Частота вращения бабки заготовки, об/мин…………….........280-2000

;

3.Окружная скорость абразивного круга (при этом выбираем частоту вращения круга ) :

4.Расяитуем величину подач при обработке.: Продольная подача: Минутная подача: 5.Расчет величины рабочего хода стола: .

6. Определить число одинарных и двойных ходов: .

..Расчитать поперечную подачу на один ход

.

8.Расчет основного времени обработки:

Где припуск обработки на сторону, припуск обработки на этапе 0-1, припуск обработки на этапе 1-2, 6.Расчет эффективной мощности шлифования на каждом этапе: . полезная мощность станка;

шлифование возможно

7.Проверка на условие бесприжоговости: Удельная мощность: Допустимая удельная мощность: где коэффициент для твердости материала круга С1, условие выполняется.

2. Хонингование

1.Параметры обрабатываемой поверхности для предшествующей и текущей ступеней обработки: Поверхность- отверстие Ш 32 Н6; Ra 0,32, L=46.

Предшествующая операция- шлифование: Ш31,95 Н6, Ra 0,63.

2. Определение припуска на хонингование: 2z=0,04 (мм)- припуск на диаметр [2,стр.114,табл.П.5.3];

z=0,02 (мм)- припуск на сторону [3,стр. 431, табл.71];

припуск на черновой обработке [3,стр.431,табл.70], припуск на чистовой обработке [3,стр.431,табл.70].

3. Выбор оборудования для операции хонингования: Выбираем вертикальный хонинговальный станок ОФ-50 [4,стр.255,табл.1,36]: Технические данные: Наибольший диаметр хонингования, мм……………………………50

Наибольшая длина хода, мм………………………………………..200

Скорость хонинговальной головки, об/мин…………………..200-800

Мощность приводного электродвигателя, КВТ………………………1

Вес станка, КН…………………………….…………………………10

4. Назначение инструмента: Поскольку припуск z=0,025<0,05 мм, применяем абразивный инструмент.

Применяем абразивные бруски на основе бруска прямоугольного БП по ГОСТ 2456-82.

Рис.4- Брусок прямоугольный БП. ГОСТ 2456-82 обработка поверхность деталь хонингование

Состав, размеры и число брусков в хонинговальной головке: Состав материала абразива для закаленной стали- 63С М40 СМ1 7 Б А [3,стр.433,табл.73], где- 63С- зеленый карбид кремния для абразивной обработки [1,стр.243], М40- зернистость для хонингования [1,стр.247], СМ1- степень твердости для хонингования [1,стр.249], 7- номер структуры зерна [1,стр.249], Б- бакелитовая связка для абразивного инструмента [1,стр.243];

А- класс точности [1,стр.250]

Рис. 5- Геометрические параметры обработки

Геометрические размеры брусков [3,стр.433,436]: l=(0,5…0,75)*L=0,5*33=16,5 (мм)- длина брусков. Примем l=17 (мм). lвых=1/3*l=1/3*17=5,66 (мм)- длина выходов брусков. Примем lвых=6 (мм).

Lpx=L 2*lвых-l=46 2*6-17=41 (мм)- длина рабочего хода.

Режущий периметр [3,стр.434]: режущая поверхность брусков, где периметр обр. поверхности.

Примем количество брусков в головке-3 [3,стр.431,433];

Ширина брусков: .

Высота с=4,5 (мм).

Полное обозначение инструмента: БП 8х4,5х22 63С М40 СМ1 7 Б А ГОСТ 2456-82.

5. Назначение продольной подачи: Поскольку Lpx=35,5<50, то примем Vпр=5 (м/мин) [3,стр.435].

6. Назначение окружной скорости вращения головки: Примем Vвр.черн=Кчерн*Vпр=3*5=15 (м/мин)- на черновом этапе, Vвр.чист=Кчист*Vпр=7*5=35 (м/мин)- на чистовом этапе, Где К=Vвр/Vпр- соотношение между скоростью вращения и скоростью возвратно-поступательного движения хонинговальной головки.

Кчерн=3; Кчист=7 [3,стр.436,табл.74].

7. Назначение поперечной подачи: Sпоп.черн=0,003 (мм/дв.х)- на черновом этапе, Sпоп.чист=0,0004 (мм/дв.х)- на чистовом этапе.

8. Число двойных ходов: .. Расчет времени обработки:

3. Суперфиниширование

1.Параметры обрабатываемой поверхности для предшествующей и текущей ступеней обработки: Поверхность- хвостовик Ш 46 h7; Ra 0,32, L=46

Предшествующая операция- шлифование: h7, Ra 0,63.

2. Определение припуска на суперфиниширование: 2z=0,05 (мм)- припуск на диаметр [2,стр.114,табл.П.5.3];

z=0,0025 (мм)- припуск на сторону [3,стр. 438, табл.75];

Припуск на операции должен превышать высоту неровностей поверхности полученной на предыдущей обработке - чистовом шлифовании (Rz 1,25).

3. Выбор оборудования для операции суперфиниширования: Выбираем суперфинишный круглошлифовальный станок 3870Б : Технические данные: Наибольший диаметр обрабатываемой модели, мм……………….140

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм…………………...360

Мощность приводного электродвигателя, КВТ………..…………….3

Масса станка, т……………………………………………………3,61

4. Назначение инструмента: Применяем абразивные бруски на основе бруска прямоугольного БП по ГОСТ 2456-82.

Рис.5- Брусок прямоугольный БП. ГОСТ 2456-82

Применяем число брусков-2;

Состав материала брусков: Состав материала абразива для закаленной стали- 23А М14 СМ1 7 Б А [3,стр.433,табл.73], где- 23А- белый электрокорунд для абразивной обработки [1,стр.243], М14- зернистость для суперфиниширования [1,стр.247], СМ1- степень твердости для суперфиниширования [1,стр.249], 7- номер структуры зерна [1,стр.249], Б- бакелитовая связка для абразивного инструмента [1,стр.243];

А- класс точности [1,стр.250].

Геометрические размеры брусков: Поскольку имеем на данной поверхности лыски шириной b=20 мм, ширина бруска должна быть равна В=1,6*b=1,6*20=32 (мм) [3,стр.438].

Рис.6 Схема расположения абразивных брусков.

Длина бруска для врезного суперфиниширования без продольной подачи равна l=L=30(мм);

Высота бруска с=8 (мм).

Полное обозначение инструмента: БП 22х8х30 23А М14 СМ1 7 Б А ГОСТ 2456-82;

Стандартные бруски подвергаються пропитке твердым смазочным материалом в виде раствора или расплава [3,стр.438].

Угол установки между брусками-60 градусов [3,стр.439].

Рис.7- Схема закрепления абразивных брусков.

5. Расчет режимов резания

Амплитуда колебаний осциллирующего движения брусков А=(2…6)=4 (мм) [3,стр.439].

Скорость колебаний Vкол=(5…7)=5 (м/мин) [3,стр.439].

Вращательная скорость детали [3,стр.439]: на черновом этапе Vвр.черн=Кчерн*Vкол=3*Vкол=3*5=15 (м/мин), на чистовом этапе Vвр.чист=Кчист*Vкол=10*Vкол=10*5=50 (м/мин), где К=Vвр/Vкол.

Давление брусков для деталей из стали, 0,1-0,3 МПА [3,стр.439]. Примем 0,2 МПА.

6. Расчет основного машинного времени: где Ст=0,067, k1=0,62- коэффициенты.

4. Технологическое нормирование операций ТП

1.Определение программы запуска: , где Nвып- заданная годовая программа выпуска (4200шт.), a=2,5 %- общая доля вероятного брака, b=3,5 %- общая доля деталей идущих на запчасти, с=3 %- общая доля деталей незавершенного производства.

2.Определение размера партии деталей:

где a=6- периодичность запуска (3,6,12,24), 254- число рабочих дней в году.

Нормирование операций ТП: Табл. 1. Нормирование операций

Наименование Операций Основное время, To Вспомогательное время, Тв Опер. время, Топ Время обслуживания, Тоб Время нормированных перерывов, Тнп Штучное время, Тшт Подготовит-заключит. время, Тп-з Тп-з./n Штучно калькуляционное время, Тшт-к

Установка и снятие детали Управление станком Измерение деталей Серийное

1. Токарная 1.12 0.15 0.205 0.29 1.2 2.32 0.33 0.0394 0.37 0,1392 2.8236 11 0.28 3,1036

2 Сверлильная 2.11 0.07 0.15 0.04 0.48 2,59 0.05 0.044 0.1 0.038 2,678 14 0.35 3,028

3 Зубофрезерная 3.6 0.06 0.11 0.15 0.59 4.19 0.2 0.071 0.27 0.336 4.726 18 0.45 5.176

4. Круглошлифовальная предварительная 0.15 0.07 0.03 0.09 0.35 0.49 0.14 0.0083 0.15 0.0136 0.6436 8 0.2 0.844

5. Круглошлифовальная окончательная 0.28 0.07 0.03 0.09 0.35 0.633 0.14 0.0083 0.15 0.0136 0.786 8 0.2 0.986

6 Внутришлифовальная 0.71 0.07 0.06 0.04 0.31 1.02 0.14 0.017 0.16 0.043 1.203 16 0.4 1.63

7 Хонинговальная 0.38 0.06 0.05 0.085 0.36 0.74 0.03 0.013 0.04 0.079 0.849 5 0.13 0.979

8 Суперфинишная 0.6 0.08 0.07 0.08 0.43 0.78 0.03 0.014 0.04 0.083 0.893 10 0.25 1.143

Пример нормирования для заданной круглошлифовальной предварительной операции: Топ.=То Тв"=0,15 (0,07 0,03 0,09)х1,85=0,49 (мин.);

Тшт.=Топ. Тоб. Тн.п.=0,49 0,14 0,0136=0,6436 (мин.);

Тшт-к.=Тшт Тп-з./n=0,6436 8/40=0,844 (мин.).

Коэффициент загрузки:

- расчетное число станков, принятое число станков, - такт выпуска продукции, (ч.)- действительный годовой фонд времени, где

(ч.)- календарный годовой фонд времени, при двухсменной работе, - коэффициент, учитывающий ремонт оборудования (0,95…0,97).

Расчет и оптимизация загрузки оборудования

Табл. 2. Загрузка оборудования до оптимизации

№ Наименов. операции Модель оборудования Т шт-к Расчетное число станков ,мр Коэфф. загрузки , hз Средний коэфф. загрузки, hз ср

1 Токарная 16Б16А 3.104 0.0227 0.0227 0.015

2 Сверлильная 5К310 3.028 0.0221 0.0221

3 Зубофрезерная 5В832 5.176 0.0378 0.0378

4 Круглошлифовальная предварительная 3151 0.844 0.0062 0.0062

5 Круглошлифовальная окончательная 3151 0.986 0.0072 0.0072

6 Внутришлифовальная 3К228В 1.63 0.012 0.012

7 Хонинговальная ОФ-50 0.979 0.0072 0.0072

8 Суперфинишная 3870Б 1.143 0.00835 0.00835

Табл. 3. Загрузка оборудования после оптимизации

№ Наименов. операции Модель оборудования Т шт-к Расчетное число станков, мр Принятое число станков, мпр Коэфф. загрузки , hз Средний коэфф. загрузки, hз ср

1 Токарная 16Б16А 3.104 0.0227 2 0.011 0.0082

2 Сверлильная 5К310 3.028 0.0221 2 0.011

3 Зубофрезерная 5В832 5.176 0.0378 4 0.0095

4 Круглошлифовальная предварительная 3151 0.844 0.0062 1 0.006

5 Круглошлифовальная окончательная 3151 0.986 0.0072 1 0.007

6 Внутришлифовальная 3К228В 1.63 0.012 2 0.006

7 Хонинговальная ОФ-50 0.979 0.0072 1 0.007

8 Суперфинишная 3870Б 1.143 0.00835 1 0.008

График загрузки до оптимизации

График загрузки после оптимизации

1. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. т.2., М., 1985, 656 с.

2. Определение припусков на механическую обработку и технологические размерные расчеты. Гранин В.Ю., Долматов А.И., Лимберг Э.А., Харьков, ХАИ, 1993, 119 стр.

3. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. т.1., М., 1985, 656 с.

4. Металлорежущие станки. Под ред. Ачеркана Н.С., т.1, М., Машиностроение, 1965, 765 с.

5. Выбор оборудования и метода механической обработки детали по минимуму приведенных затрат. Мунгиев А.М., Горбачев А.Ф., Жданов А.А., Харьков, ХАИ, 2006, 60 стр.

6. Оформление технологической документации в курсовых и дипломных проектах. Барсуков А.П., Горбачев А.Ф., Гранин В.Ю., Харьков, ХАИ, 1990, 45 стр.

Размещено на .ru