Модернізація коробки швидкостей верстата

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

Сучасний етап соціального і економічного розвитку суспільства характеризується поступовим підвищенням розвитку багатьох галузей виробництва, що вимагають створення нових машин, механізмів та обладнання для комплексної механізації та автоматизації технологічних процесів. Однак у сучасній промисловості залишається не затребуваною велику кількість морально застарілих верстатів, замінити які на сучасне, економічне і високотехнологічне обладнання в короткий час і з найменшими витратами не представляється можливим.

Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є модернізація верстатів, яка передбачає підвищення їх економічності, універсальності та продуктивності, а так само комплексну механізацію та автоматизацію трудомістких процесів, скорочення втрат робочого часу на допоміжні і другорядні операції.

Модернізація верстатного парку забезпечує підвищення продуктивності, збільшення коефіцієнта використання устаткування, автоматизацію роботи верстатів і т.д.

Металорізальні верстати призначені для виробництва сучасних машин, приладів, інструментів та інших виробів. Отже, їх кількість і якість, технічна оснащеність, характеризує виробничу і економічну міць країни.

В даний час особливе значення набуває створення гнучких виробничих систем, здатних швидко і з малими витратами перебудовуватися на випуск нових виробів і працювати без безпосередньої участі людини в процесі виготовлення продукції.

1. Загальна частина

1.1 Призначення верстата

Свердлильні верстати призначені для свердління отворів, нарізування в них різьблення мітчиком, розточування, розгортання і притирання отворів, вирізування дисків з листового металу і т.д. Ці операції виконують свердлами, зенкерами, розгортками та іншими інструментами.

Існують декілька типів універсальних свердлильних верстатів. Найбільш поширеними є вертикально-свердлильні верстати. Їх застосовують переважно для обробки отворів у деталях порівняно невеликого розміру. Для суміщення осей оброблюваного отвору і інструменту на цих верстатах передбачено переміщення заготовки щодо інструмента.

Верстат 2Н150 є універсальним вертикально-свердлувальним і відноситься до конструктивної гамі вертикально-свердлильних верстатів середніх розмірів, з умовними діаметрами свердління 18 ... 50 мм.

Верстати цієї групи широко уніфіковані між собою.

Агрегатна компонування і можливість автоматизації більшості типів операцій забезпечують створення на їх базі більш економічних, вузькоспеціалізованих верстатів, оптимізованих для виготовлення конкретних деталей з конкретних, заздалегідь обумовлених матеріалів.

1.2 Технічна характеристика верстата

Найбільший діаметр свердління d = 50 мм

Конус шпинделя Морзе № 4

Частота обертання шпинделя n = 22,4 ... 1000 хв -1

Кількість включень Z n = 12

Межі передачS = 0,1 ... 1,2 мм / об

Число подачZ S = 12

Потужність ел.двігателяN = 7 кВт

Частота обертання ел.двігателяn ел.дв. = 1440 хв -1

2. Розрахунково-конструкторська частина

2.1 Кінематичний аналіз коробки швидкостей верстата мод. 2Н150

2.1.1 Уточнення вихідних даних

Визначаємо діапазон регулювання

Визначаємо знаменник ряду частот обертання шпинделя.

2.1.2 Побудова стандартного ряду

За нормалі Н11-1 будуємо стандартний ряд частот обертання шпинделя.

n 1 = 22,4 хв -1 n 7 = 180 хв -1

n 2 = 31,5 хв -1 n 8 = 250 хв -1

n 3 = 45 хв -1 n 9 = 355 хв -1

n 4 = 63 хв -1 n 10 = 500 хв -1

n 5 = 90 хв -1 n 11 = 710 хв -1

n 6 = 125 хв -1 n 12 = 1000 хв -1

2.1.3 Визначення функцій групових передач.

Складаємо рівняння ланцюга головного руху

Група "1"

Група "2"

Група "3"

Показники ступеня при визначенні R i позначають характеристики цієї групової передачі.

Отже - гр "1" основна - "а" з характеристикою Х "а" = 2

- Гр "2" 1-а переборних - "б" з характеристикою Х "б" = 3

- Гр "3" 2-я переборних - "в" з характеристикою Х "у" = 6

2.1.4 Складання структурної формули

У коробці швидкостей є приводна передача, два блоки двойчатки і тройчатка.

Структурна формула має вигляд:

P "a" P "б" P "в"

Перевіряємо структурну формулу на придатність:

Отже, коробка швидкостей буде простої конструкції, тобто без переборного механізму.

2.1.5 Побудова структурної сітки


P "a" = 3

Х "a" = 2

P "б" = 2

Х "б" = 3

P "в" = 2

Х "в" = 6

























































Ел. Прив.

I гр "a"

II гр "б"

III гр "в"

IV

V

Рис 2.1 - Структурна сітка

2.1.6 Визначення передавальних відносин

Приводна

Група «а»

Група «б»

Група «в»

Постійна

2.1.7 Побудова структурного графіка




2800




2000

n ел

1440






1400






1000





710




500






355






250






180





125






90






63






45






31,5





22,4

Ел. Прив.

I гр "a"

II гр "б"

III гр "в"

IV

V

Рис 2.2 - Структурний графік

2.1.8 Визначення дійсних частот обертання шпинделя

2.1.9 Визначення дійсних відхилень і порівняння з допустимими значеннями

Всі відхилення увійшли в межі допустимих значень.

2.2 Кінематичний розрахунок коробки швидкостей відповідно до завдання на модернізацію

2.2.1 Уточнення вихідних даних

Визначаємо знаменник ряду частот обертання шпинделя.

2.2.2 Побудова стандартного ряду

За нормалі Н11-1 будуємо стандартний ряд частот обертання шпинделя.

n 1 = 56 хв -1 n 5 = 355 хв -1

n 2 = 90 хв -1 n 6 = 560 хв -1

n 3 = 140 хв -1 n 7 = 900 хв -1

n 4 = 224 хв -1 n 8 = 1400 хв -1

2.2.3 Складання структурної формули

Розташування групових передач залишаємо, як на базовій моделі.

Для отримання (Вісім включень) поміняємо блок трійчатку на блок двойчатку в групі "а".

Структурна формула прийме вигляд:

Визначаємо характеристики групових передач

Х "a" = P "a" - 1 = 2 - 1 = 1

Х "б" = P "a"   (Р "б" - 1) = 2   (2-1) = 2

Х "у" = P "a"   P "б"   (Р "у" -1) = 2   2   (2-1) = 4

Перевіряємо структурну формулу на придатність:

Отже, коробка швидкостей буде простої конструкції, тобто без переборного механізму.

2.2.4 Побудова структурної сітки


P "a" = 2

Х "a" = 1

P "б" = 2

Х "б" = 2

P "в" = 2

Х "у" = 4













































Ел. Прив.

I гр "a"

II гр "б"

III гр "в"

IV

V

Рис 2.3 - Структурна сітка

2.2.5 Побудова структурного графіка








n хв -1






1400

1270





900





560





355






224





140






90






56


I гр "a"

II гр "б"

III гр "в"

IV пост.

V

Рис 2.4 - Структурний графік

2.2.6 Визначення числа зубів групових передач

Група «а»

S Z = 60 (див. базову модель)

Група «б»

S Z = 57 (див. базову модель)

Група «в»

S Z = 84 (див. базову модель)

Постійна

S Z = 84 (див. базову модель)

2.2.7 Визначення дійсних частот обертання шпинделя

2.2.8 Визначення дійсних відхилень і порівняння з допустимими значеннями

Всі відхилення увійшли в межі допустимих значень.

    1. Визначення потужності і вибір електродвигуна

2.3.1 Вибір розрахункової обробки

Вибираємо розрахунковий діаметр

;

D max = 50 мм. (За паспортом)

Розрахункове значення діаметра свердла коригуємо по ГОСТ 885-64, у відповідності з градацією діаметра спіральних свердел.

Приймаються D = 33 мм.

Матеріал ріжучої частини свердла Р6М5.

Визначаємо подачу: S = C s × D 0,6 мм / об.

Оброблюваний матеріал - мідні сплави.

S = (0,065 ... 0,130) × D 0,6 - для мідних сплавів.

S = (0,065 ... 0,130) × 33 0,6 = 0,52 ... 1,05 - мм / об.

Коригуємо подачу за паспортом верстата, приймаємо 1 мм / об.

Визначаємо швидкість різання

- М / хв

Т = (3 ... 4) × D - стійкість інструменту

Т = 99 ... 132 хв, Приймаємо Т = 120 хв.

З V = 28,1 (мідь) m = 0,125

q V = 0,25 y V = 0,55

(Заміна на Р6М5)

м / хв.

Визначаємо частоту обертання шпинделя

хв -1

Коректуємо за графіком верстата:

n ст = 355 хв -1

Визначаємо дійсну швидкість

м / хв.

2.3.2 Визначення крутного моменту і потрібної потужності

Визначаємо крутний момент

З М = 0,012; q m = 2; K P = 1 (мідні сплави)

М КР = 9,81 × 0,012 × 33 2 × 1 0,8 × 1 = 128 н × м

Визначаємо потрібну потужність

До 1 = 1,04 ... 1,05 коеф. враховує додаткові витрати потужності на подачу супорта.

До 2 = 1 ... 1,3 коеф. враховує можливість короткочасних перевантажень.

h гол - ККД ланцюга головного руху

h гол = h прів.пер. × h х муфти × h у зуб.пер × h z подшіп.

h гол = 0,98 × 0,99 × 0,985 5 × 0,995 12 = 0,83

Приймаються електродвигун асинхронний 4А100 L 4

ГОСТ 19523-81

N = 5,5 кВт; n ел.дв. = 1430 хв -1

2.4 Розрахунок приводний передачі

Приводна передача пов'язує вал електродвигуна з першим валом коробки швидкостей.

2.4.1 Кінематичний розрахунок приводний передачі

Приводна передача зубчаста.

Визначаємо передаточне відношення приводний передачі.

S Z = 50 (див. базову модель)

Для погашення похибки змінимо

, Тоді

На таке ж число кол-во відсотків зміняться всі відхилення на шпинделі, але вони не вийдуть за межі допустимих значень.

2.4.2 Силовий перевірочний розрахунок приводний передачі

Передачі коробки швидкостей закриті, розрахунок ведемо за методикою розрахунку циліндричних зубчастих передач за ГОСТ 21354-78.

Зубчасті передачі перевіряють на контактну витривалість зуба і на витривалість при згині за формулами:

Z H = 1,76 (при a = 20 °; b = 0 °) - коефіцієнт враховує форму сполучених поверхонь зуба.

Z M = 274 (для сталевих коліс) - коефіцієнт враховує механічні властивості матеріалу пов'язаних коліс.

Z e = 0,9 (при a = 20 °; b = 0 °) - коефіцієнт враховує сумарну довжину контактних ліній.

- Розрахункова окружна сила

d = m × Z - діаметр ділильного кола

m - модуль зубчастого колеса

М КР - крутний момент на що розраховується валу

До Н - коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv

До Н a = 1 (прямозубі колеса) - ​​коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами.

До Н b - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по ширині вінця, вибирається з таблиці (конспект).

До Нv - динамічний коефіцієнт, що залежить від окружної швидкості, ступеня точності, твердості поверхні.

b - ширина вінця зубчастого колеса

- Передавальне число

Формула для перевірки передач на витривалість при згині:

Y F - коефіцієнт форми зуба, вибирається з таблиці (конспект).

K F - коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v

До F b - Коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба.

До F v - динамічний коефіцієнт.

До F v = 2К H v - 1 при НВ <350

Розраховуємо передачу

Розраховується колесо Z = 24 b = 15мм, m = 2,5 мм

розташування консольне.

Ступінь точності 7С, НВ <350

Діаметр ділильного кола d = m × Z = 2,5 × 24 = 60 мм

Крутний момент:

Окружна сила:

Передаточне число

Коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv = 1 × 1,1 × 1,21 = 1,33

До Н a = 1 (a = 20 °; b = 0 °)

До Н b = 1,1 ( )

До Нv = 1,21 ( )

Перевіряємо передачу на контактну витривалість

Коефіцієнт форми зуба

У F = 3,96 (при Z = 24)

Коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v = 1,37 × 1,42 = 1,94

До F b = 1,37 ( )

До F v = 2К H v - 1 = 2 × 1,21 -1 = 1,42

Перевіряємо передачу на витривалість при згині.

Призначаємо матеріал зубчастого колеса -

сталь 40НХ гарт ТВЧ наскрізна 48 ... 56 HRC

2.5 Силові перевірочні розрахунки зубчастих передач

Коробка передач тихохідна, так як n шп min <80 хв -1

Розрахунковими будуть нижні точки структурного графіка, а на предшпіндельном валу визначаємо додаткову точку виходячи з умови:

2.5.1 Визначення розрахункових частот обертання валів

2.5.2 Визначення крутних моментів на валах

Будуємо структурний графік з розрахунковими точками








n хв -1

n ел

1430 хв -1





1400






900





500




355






224





140






90






56

Ел. Прив.

I гр "a"

II гр "б"

III гр "в"

IV пост.

V

Рис 2.5 - Структурний графік

2.5.3 Силовий перевірочний розрахунок зубчастих передач

У кожної групової передачі будемо перевіряти менше зубчасте колесо.

Група «а»

Розраховується колесо Z = 25 b = 13 мм, m = 2,5 мм, розташування не симетричне.

Ступінь точності 7С, НВ <350

Діаметр ділильного кола d = m × Z = 2,5 × 25 = 62,5 мм

Крутний момент:

Окружна сила:

Передаточне число

Коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv = 1 × 1,1 × 1,14 = 1,25

До Н a = 1 (колеса прямозубі)

До Н b = 1,1 ( )

До Нv = 1,14 ( )

Перевіряємо передачу на контактну витривалість

Коефіцієнт форми зуба

У F = 3,96 (при Z = 25)

Коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v = 1,04 × 1,28 = 1,33

До F b = 1,04 ( )

До F v = 2К H v - 1 = 2 × 1,14 - 1 = 1,28

Перевіряємо передачу на витривалість при згині.

Призначаємо матеріал зубчастого колеса - сталь 45 XH гарт ТВЧ, поверхнева Н R З 48 ... 52

Група «б»

Розраховуємо передачу

Розраховується колесо Z = 16 b = 18 мм, m = 3 мм, розташування не симетричне.

Ступінь точності 7С, НВ <350

Діаметр ділильного кола d = m × Z = 3 × 16 = 48 мм

Крутний момент:

Окружна сила:

Передаточне число

Коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv = 1 × 1,25 × 1,07 = 1,33

До Н a = 1 (колеса прямозубі)

До Н b = 1,25 ( )

До Нv = 1,07 ( )

Перевіряємо передачу на контактну витривалість

Коефіцієнт форми зуба

У F = 4,3 (при Z = 16)

Коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v = 1,12 × 1,14 = 1,27

До F b = 1,12 ( )

До F v = 2К H v - 1 = 2 × 1,07 - 1 = 1,14

Перевіряємо передачу на витривалість при згині.

Призначаємо матеріал зубчастого колеса - сталь 12 X ГТ цементація робочих поверхонь із загартуванням (Н R З 56 ... 62 / Н R З 30 ... 40)

Група «в»

Розраховуємо передачу

Розраховується колесо Z = 20 b = 25 мм, m = 2,5 мм, розташування не симетричне.

Ступінь точності 7С, НВ <350

Діаметр ділильного кола d = m × Z = 2,5 × 20 = 50 мм

Крутний момент:

Окружна сила:

Передаточне число

Коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv = 1 × 1,1 × 1,04 = 1,14

До Н a = 1 (колеса прямозубі)

До Н b = 1,1 ( )

До Нv = 1,04 ( )

Перевіряємо передачу на контактну витривалість

Коефіцієнт форми зуба

У F = 4,12 (при Z = 20)

Коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v = 1,07 × 1,08 = 1,15

До F b = 1,07 ( )

До F v = 2К H v - 1 = 2 × 1,04 - 1 = 1,08

Перевіряємо передачу на витривалість при згині.

Призначаємо матеріал зубчастого колеса - сталь 12XH3 A цементація робочих поверхонь із загартуванням 56 ... 62 НRС / 30 ... 40 НRС

Постійна

Розраховуємо передачу

Розраховується колесо Z = 28 b = 22 мм, m = 3,5 мм, розташування не симетричне.

Ступінь точності 7С, НВ <350

Діаметр ділильного кола d = m × Z = 3,5 × 28 = 98 мм

Крутний момент:

Окружна сила:

Передаточне число

Коефіцієнт навантаження

До Н = К Н a × К Н b × К Нv = 1 × 1,1 × 1,04 = 1,14

До Н a = 1 (колеса прямозубі)

До Н b = 1,1 ( )

До Нv = 1,04 ( )

Перевіряємо передачу на контактну витривалість

Коефіцієнт форми зуба

У F = 3,85 (при Z = 28)

Коефіцієнт навантаження

До F = К F b × К F v = 1,07 × 1,08 = 1,15

До F b = 1,07 ( )

До F v = 2К H v - 1 = 2 × 1,04 - 1 = 1,08

Перевіряємо передачу на витривалість при згині.

Призначаємо матеріал зубчастого колеса - сталь 12XH3 A цементація з загартуванням робочих поверхонь 56 ... 62 НRС / 30 ... 40 НRС

2.6 Геометричний розрахунок зубчастих передач

Розрахунок зводиться до визначення міжосьової відстані та діаметра ділильних кіл колеса за формулою:

Приводна передача

Група «а»

Група «б»

Група «в»

Постійна передача

Всі результати зводимо в таблицю 1.

Таблиця 1

Групова

передача

Модуль

(Мм)

Позначення

Кількість зубів

Ділильний діаметр (мм)

Міжосьова відстань (мм)

Ширина вінця

Матеріал, термообробка

Привід.

2,5

Z 1

24

60

63,7

15

Сталь 40ХН

Загартування ТВЧ наскрізна



Z 2

27

67,5




Група «а»

2,5

Z 3

25

62,5

75

13

Сталь 40ХН

Загартування ТВЧ

поверхнева



Z 4

35

87,5






Z 5

31

77,5






Z 6

28

70




Група «б»

3

Z 7

16

48

85,5

18

Сталь 12ХГТ

цементація з загартуванням



Z 8

41

123





2,5

Z 9

35

87,5






Z 10

35

87,5




Група «в»

2,5

Z 11

20

50

105

25

Сталь 12ХН3А, цементація з загартуванням



Z 12

64

160





3,5

Z 13

40

140






Z 14

20

70




Постійна

3,5

Z 15

28

98

147

22

Сталь 12ХН3А,

цементація з загартуванням



Z 16

56

196




2.7 Попередній розрахунок валів коробки швидкостей

Вали, їх конструкцію, матеріал залишаємо без змін. як на базовій моделі.

Вали перевіряємо на дотичні напруження кручення за формулою:

М кр - крутний момент на що розраховується валу.

d min - найменший діаметр валу під підшипник.

[T кр] - допустиме дотичне напруження

для сталі 45 [t кр] = 30 МПа

для сталі 40Х [t кр] = 47 МПа

Вал I

М кр = 38,8 Н × м

d min = 20 мм

Призначаємо матеріал вала Сталь 45

Вал II

М кр = 52,6 Н × м

d min = 20 мм

Призначаємо матеріал вала Сталь 40Х

Вал III

М кр = 130,5 Н × м

d min = 25 мм

Вал V

Вал порожнистий.

М кр = 488 Н × м

d min = 70 мм

d нар. середовищ. = 50 мм

d вн. середовищ. = 69 мм

2.8 Остаточний розрахунок валу

Розраховуємо предшпіндельний вал, як найбільш навантажений. Необхідно визначити реакції виникають в опорах і в місцях найменшого діаметра валу (під підшипники).

M кр IV = 261 Н × м

Z 1 = 28 мм, m = 3,5

Z 2 = 64 мм, m = 2,5

Визначаємо окружні і радіальні зусилля виникають у зачепленні.

Визначаємо реакції виникають в опорах у двох площинах. Для розрахунку складаємо схему дії всіх сил (навантаження вала).

Визначаємо реакції опор в горизонтальній площині

Перевірка: -5817 +5326 +3262-2770 = 0

Визначаємо реакції опор у вертикальній площині

Перевірка: -1314 +2482-1520 +352 = 0

Визначаємо сумарні реакції в опорах

Визначаємо згинальний момент в розрахункових перерізах

Визначаємо приведений момент.

Використовуємо максимальне значення згинального моменту

Визначаємо мінімальний діаметр валу

n = 1,3 - коефіцієнт запасу міцності

s -1 = 260 МПа - напруга, що допускається - сталь 45

Приймаємо діаметр валу d = 30 мм, без змін.


2.9 Перевірочний розрахунок підшипників

Підшипники перевіряємо на довговічність у їх вантажопідйомності та еквівалентної навантаженні.

n - частота обертання вала

C - динамічна вантажопідйомність (Н)

Р екв - еквівалентна навантаження

V = 1,0 - коефіцієнт враховує яке кільце обертається (обертається внутрішнє кільце).

До d = 1 ... 1,2 - коефіцієнт безпеки (спокійна навантаження)

До t = 1,0 - температурний коефіцієнт (t ° = 80 ° C)

Перевіряємо підшипник роликовий - 306 ГОСТ 8328-75

С = 28100 Н [1] стр 117

Залишаємо підшипник як на базовій моделі.

2.10 Перевірочний розрахунок шліцьових з'єднань

Шліцьові з'єднання перевіряються на зминання за формулою:

М кр - крутний момент на валу

Z - кількість шліців

D і d - зовнішній і внутрішній діаметр шліцьового з'єднання

l min - Мінімальна довжина шліцьового з'єднання

[S см] - допустиме напруження

[S см] = 60 МПа - сталь сира, з'єднання рухливе.

[S см] = 120 МПа - з'єднання нерухоме.

Вал I

З'єднання рухливе

Вал II

З'єднання нерухоме

Вал III

З'єднання рухливе

Вал IV

З'єднання нерухоме

Всі розрахунки задовольняють вимогам.

2.11 Перевірочний розрахунок шпонкових з'єднань

Так як шпонкові з'єднання в модернізованої коробці залишилися без змін, то їх потрібно перевірити - маточину на зминання, а шпонку на зріз за формулою:

М кр - крутний момент на валу

b - ширина шпонки

h - висота шпонки

d - діаметр під шпонку

l min - Мінімальна довжина шпонки або маточини

[T ср] = 120 МПа - напруга, що допускається на зріз.

[S см] = 150 МПа - напруга, що допускається на зминання.

Вал I

Шпонка сегментна 14 х 9 х 45 ГОСТ 23360-78

Вал III

Шпонка 10 х 8 х 45 ГОСТ 23360-78

Всі розрахунки задовольняють вимогам.

2.12 Розрахунок норм точності зубчастого колеса

Розраховуємо норми точності для:

Z = 28 m = 3,5 мм b = 20 мм d = m × Z = 98 мм

Визначаємо довжину загальної нормалі

W = W I × m - мм

W 1 - довжина загальної нормалі при m = 1

W I = 10,7246 мм

W = 10,7246 × 3,5 = 37,5 мм

Визначаємо допуск на радіальне биття

F r = 0,04 мм [1] табл.24

Визначаємо допуск на коливання довжини загальної нормалі

V w = 0,024 мм

Визначаємо допуск на коливання вимірювального міжосьової відстані

F i II = 0,058 мм / об. F i II = 0,022 мм / зуб [1] табл.24, 26

Визначаємо допуск на напрям зуба

F b = ± 0,012 мм [1] табл.29

Визначаємо верхнє відхилення

A Wm = 0,065 мм (I доданок) [1] табл.31

A Wm = 0,009 мм (II доданок) [1] табл.32

Верхнє відхилення = 0,065 + 0,009 = 0,074 мм

Визначаємо допуск на середню довжину загальної нормалі

T Wm = 0,048 мм [1] табл.33

Нижня відхилення = 0,074 + 0,048 = 0,122 мм

Довжина загальної нормалі

3. Технологічна частина

3.1 Опис деталі. Аналіз технологічності

Колесо зубчате призначене для передачі крутного моменту та обертального руху з одного вала на інший. Застосовується в коробках швидкостей, подач і редукторах.

Колесо зубчате являє собою тіло обертання, на поверхні більшого діаметра нарізані 28 зубів модулем 3,5 мм, ступенем точності 7-З, лівий торець без маточини. Центральне отвір простої форми і має 8 шліців d 6 x 32 H 7 x 38 H 12 x 6 F 10. Поверхні зубів закруглені .. Робочі поверхні зубів проходять термічну обробку, загартування ТВЧ до твердості 40 ... 52 HRC, і цементацію 52 ... 56 HRC.

Матеріал деталі і його властивості

Колесо зубчате виконується з матеріалу сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71. Це легована конструкційна сталь, застосовується для деталей середніх розмірів з твердою зносостійкої поверхнею при досить міцною в'язкої серцевині, що працює при великих швидкостях і середніх тисках. З цієї сталі рекомендується виготовляти зубчасті колеса, кулачкові муфти, втулки, плунжери, копіри, шліцьові вали і т.п.

Таблиця 3.1 - Хімічний склад сталі 12ХН3А

Марка

Зміст елементів,%


Вуглець

Марганець

Кремній

Хром

Нікель

Інші елементи

12ХН3А

0,37 ... 0,43

0,5 ... 0,8

0,17 ... 0,37

0,7-1,0

1,0

-

Таблиця 3.2 - Механічні властивості сталі 12ХН3А

Відносне звуження ψ,%

Межа текучості σ т, МПа

Межа міцності σ в, Мпа

Відносне подовження δ,%

Ударна в'язкість кГс * м / см 2

Твердість НВ, не більше МПа

45

784

981

10

6

2820

Не менш



Визначення маси деталі здійснюється шляхом розподілу деталі на прості геометричні фігури і підсумовуванням мас складових фігур:

Аналіз технологічності деталі

Деталь «Колесо зубчате» відповідає таким вимогам технологічності згідно з ГОСТ 14.204-73:

  • конструкція деталі складається зі стандартних і уніфікованих конструктивних елементів;

  • деталь виготовляється із стандартної та уніфікованої заготовки;

  • розміри і поверхні деталі мають оптимальні ступінь точності і шорсткості;

  • фізико-хімічні та механічні властивості матеріалу, жорсткість деталі, її форма та розміри відповідають технології виготовлення;

  • показники базової поверхні (центральний отвір Ø32 Н7, R а = 0,8 мкм) забезпечують точність установки, обробки і контролю;

  • конструкція деталі забезпечує можливість застосування типових і стандартних технологічних процесів і виготовлення;

Таблиця 3.3 - Кількісна оцінка технологічності конструкції деталі

Номери поверхонь

Точність

(Квалітет)

Шорсткість Клас (R a)

Уніфікація елементів

1

14

6 (1,2)


2

14

4 (6,3)

Фаска

3

9

5 (3,2)


4

14

4 (6,3)

Фаска

5

14

4 (6,3)


6

14

4 (6,3)


7

14

4 (6,3)

Фаска

9,11

14

4 (6,3)

2 фаски

10

7

7 (0,8)


12-19

9

6 (1,6)

8 шліців

8

14

6 (1,6)

Фаски

48-76

14

4 (6,3)

29 заокруглень

20-47

7 - З

7 (0,8)

28 зубів

Всього: 76

З них уніфікованих - 70

Коефіцієнт уніфікації елементів:

де: Q у.е - кількість уніфікованих елементів;

Q е - загальна кількість елементів;

,

отже за коефіцієнтом уніфікації деталь технологічна.

Коефіцієнт точності: ,

де: А ср - середній квалітет точності деталі; ,

тоді ,

отже за коефіцієнтом уніфікації деталь технологічна.

Коефіцієнт шорсткості:

,

де: Б ср - середній клас шорсткості;

,

тоді

,

отже за коефіцієнтом уніфікації деталь технологічна.

3.2 Вибір типу виробництва

Для попереднього визначення типу виробництва можна використовувати річний обсяг випуску і масу деталі. По таблиці 3.1, тип виробництва визначений як середньосерійному.

Среднесерійное виробництво характеризується обмеженою номенклатурою виробів, виготовлених періодично повторюваними порціями, і порівняно великим обсягом випуску, ніж в одиничному типі виробництва. При серійному типі виробництва використовуються універсальні верстати, оснащені як спеціальними, так і універсальними, а також універсально-збірними пристосуваннями, що дозволяє знизити трудомісткість і собівартість виготовлення виробу. У серійному виробництві технологічний процес виготовлення виробу переважно диференційований, тобто розчленований на окремі, самостійні операції, що виконуються на певних верстатах.

При серійному виробництві зазвичай застосовують універсальні, спеціалізовані агрегатні верстати, а так само верстати з ЧПУ. При виборі технологічного устаткування спеціального або спеціалізованого, дорогого пристосування або допоміжного пристосування та інструменту необхідно проводити розрахунки витрат і термінів окупності, а так само очікуваний економічний ефект від використання устаткування і технологічного оснащення.

При середньосерійному виробництві запуск виробів проводиться порціями з певною періодичністю.

Кількість деталей в партії для одночасного запуску можна визначити спрощеним способом:

шт

де: N = 12000 - річна програма випуску;

а = 6 - періодичність запасу в днях.

Приймаються n = 300 шт, що кратно річною програмою.

3.3 Технічні умови на деталь і методи їх забезпечення

Технічне умова

Метод забезпечення

Метод контролю

0,04 А

Шліфуванням при установці на оправці

Індикатором на оправці ИЧ-10

0,025 А

Шліфуванням на плоскошліфувальному верстаті

Індикатором на плиті

Номер поверхні

Квалітет

Параметр шорсткості

Метод отримання

2,4,5,6,7

14

6,3

Гостріння

3

9

3,2

Протачіваніе чорнове і чистове

1,8

14

1,6

Точіння чорнове і чистове, шліфування

10

7

0,8

Розточування, протягування, шліфування

12-19

9

1,6

Протягування

9,11

14

6,3

Розточування

48-76

14

6,3

Зубозакругленіе

20-47

7 - З

0,8

Зубофрезерування, зубошліфування

3.4 Вибір та обгрунтування методу отримання заготовки

Враховуючи конфігурацію деталі і тип виробництва найбільш доцільними методами отримання заготовки є:

  1. прокат гарячекатані;

  2. поковка штампована

3.4.1 Заготівля з прокату

Вибираємо діаметр прокату по максимальному діаметру і довжині деталі:

D max = 105 мм; L d = 50 мм

Припуск на обробку зовнішніх циліндричних поверхонь вибираємо за табл.3.13. с.41 [*]

2 Z = 5 мм

Розрахунковий діаметр прокату:

D розр = D max + 2 Z = 105 + 5 = 110 мм

За ГОСТ 2590-88 приймаємо діаметр прокату

D пр = 110 мм

Припуск на чистове підрізання торців по табл.3.12, с.40 [*]

2 Z = 2 + 2 мм

Довжина заготовки

L заг = L d + 2 Z = 50 + 4 = 54 мм

Маса заготівлі із прокату

Коефіцієнт використання матеріалу

Вартість заготовки з прокату

,

де С м = 280 грн. - Вартість 1 т прокату;

З відхо = 90 грн. - Вартість 1 т металовідходів.

Норма витрат матеріалу на одну деталь

Н расх = М пр × (100 + 4) × 100% = 4 × 1,04 = 4,16 кг

3.4.2 Заготівля штампування

Розрахунок проводимо за ГОСТ 7505-89

Маса поковки розрахункова

М пок = М дет × К = 1,5 × 1,6 = 2,4 кг,

де К = 1,5 ... 1,8 с.31

Клас точності [табл.19, с.28] - Т2

Група стали [табл.1, с.8] - М2

Ступінь складності визначаємо, обчислюючи відношення маси поковки розрахункової до маси описує фігури (маси прокату):

що відповідає ступеню складності С1.

Вихідний індекс поковки на с.10 за номограми виходить - 8.

Визначаємо припуски на обробку в таблиці.

Таблиця 3.4 - Припуски на обробку

Розміри деталі, мм

Шорсткість, R a, мкм

Загальний припуск на обробку, мм

Розміри заготовки з відхиленнями, мм

Ø 105 h 9

3,2

2 (1,4 +0,3 +0,2) = 3,8

Ø 108,8 прин. Ø

Ø 50 h 14

6,3

2 (1,3 +0,3 +0,2) = 3,6

Ø 53,6 прин. Ø

Лінійні розміри

50 h 14

1,6

2 (1,4 +0,3 +0,2) = 3,8

53,8 прин.

20 h 14

1,6 / 6,3

(1,1 +0,3 +0,2) +

(0,9 +0,2-0,2) = 3,3

23,3 прин.

Розрахунок маси поковки

Розбиваємо поковки на прості геометричні фігури

Визначаємо масу поковки

кг

кг

Приймаються технологічні втрати при гарячого об'ємного штампування дорівнюють 10% від маси поковки, визначаємо норму витрати матеріалу на одну деталь.

Н расх = М пок × (100 +10) / 100 = 2,05 × (100 +10) / 100 = 2,25 кг

Коефіцієнт використання матеріалу

Вартість заготовки штампування:

Собівартість поковки штампованої вище, ніж заготовки з прокату. Однак при використанні прокату значно збільшується трудомісткість чорнових операцій. Встановлено, що при різниці коефіцієнтів використання матеріалів вище 0,15 доцільне застосування штампування.

Для даної деталі До пок - До пр = 0,73 - 0,375 = 0,355

Отже, як заготівка використовуємо поковки штамповану.

3.5 Розробка проектного технологічного процесу з застосуванням верстатів з ЧПК

005.Токарная з ЧПУ

  1. Точити поверхні 8, 6, 5 начорно

  2. Точити поверхні 8, 7, 6, 5, 4

  3. Розточити фаску 9

010.Токарная з ЧПУ

  1. Точити поверхню 1; 3; начорно

  2. Точити поверхні 1, 2, 3; начорно

  3. Розточити отвір 10 начисто, фаску 11

  1. Горизонтально-протяжна

1. Протягнути отв.10, шліци 12-19

020.Зубофрезерная

1. Фрезерувати зуби 20-47

025.Зубозакругловочная

1. Закруглити зуби 48-76

030.Терміческая

035.Внутрішліфовальная

1. Шліфувати отв.10, торець 8

040.Плоскошліфовальная

1. Шліфувати торець 1

045.Зубошліфовальная

1. Шліфувати зуби 20-47

050.Контрольная

Приймаємо для виготовлення деталі «Колесо зубчате» технологічний процес із застосуванням ЧПУ, як найбільш перспективний.

3.5.1 Обгрунтування вибору баз

Номер операції

Найменування операції

Базування

005

Токарна з ЧПУ

У патроні по циліндричній поверхні 3, торця 1

010

Токарна з ЧПУ

У патроні по циліндричній поверхні 6, торця 8

015

Горизонтально-протяжна

На опорі сферичної по торцю 8

020

Зубофрезерний

На оправці за отв.10 і торця 1

025

Зубозакругловочная

На оправці за отв.10 і торця 1

035

Внутрішньошліфувальні

У патроні по ділильному діаметру і торця 1

040

Плоскошліфувальна

На магнітній плиті по торця 8

045

Зубошліфувальних

На оправці за отв.10 і торця 1

3.5.2 Вибір технологічного оснащення

Номер операції

Найменування операції

Обладнання

Пристосування

Ріжучий

інструмент

Міряльний інструмент

005

3808

Токарна з ЧПУ

381021

16К20Ф3

396112

Патрон

7100-0007

ГОСТ 2675-80

392191 Різець

2302-0311 Т15К6 ГОСТ 21151-75

392192 Різець

2101-0647 Т30К4 ГОСТ 20872-80

392193 Різець

2145-0551 Т15К6 ГОСТ 20874-80

393120

Калібр-скоба 8113-0144

ГОСТ 18362-73

393610

Шаблон лінійний

І01.00.000

393111

Калібр-пробка І02.00.000

010

3808

Токарна з ЧПУ

381021

16К20Ф3

396112

Патрон

7100-0009

ГОСТ 2675-80

392191

Різець 2302-0311

Т15К6 ГОСТ 21151-75

392192

Різець 2101-0647

Т30К4 ГОСТ 20872-80

392193

Різець 2145-0551

Т15К6 ГОСТ 20874-80

393120

Калібр-скоба 8118-0015 h 14

ГОСТ 2216-84

393610

Шаблон лінійний

І03.00.000

393111

Калібр-пробка І04.00.000

015

4180

Горизонтально-протяжна

381756

7Б510

392870

Адаптер

АВ 2871

392330

Протяжка 2402-2187

Р6М5 ГОСТ 25971-83


393182

Калібр-пробка

8311-0437 Н7

ГОСТ 24960-81

020

4153

Зубофрезерний

381572

53А50

392800

Оправлення 7150 - 0368

ГОСТ 18437-73

391814 Фреза

2510-4074 Р6М5

ГОСТ 9324-80

394520

Зубомер

ГОСТ 5368-81

025

4156

Зубозакругловочная

381575

5Н580

392800

Оправлення 7150 - 0368

ГОСТ 18437-73

391820

Фреза 2223-0129

Р6М5

ГОСТ 17026-71

393612

Шаблон радіусний

І05.00.000

035

4132

Внутрішньошліфувальні

381312

3К228В

396112

Патрон

7100-0007В

ГОСТ

2675-80

397110

Коло 5 20х26х10

23А16СТ15К8

35 м / сек

АКЛ. 1 ГОСТ 2424-83

393112

Калібр-пробка

8311-0437 Н7

ГОСТ 24960-81

040

4133

Плоскошліфувальна

381313

3Л722

396100

Плита

7208-0019

ГОСТ 16528-81

397112

Круг 1 450х125х250

14А25ПСМ27К1

35 м / сек

АКЛ. 1 ГОСТ 2424-83

393610

Шаблон лінійний

І06.00.000


045

4151

Зубошліфувальних

381561

5В833

396100

Оправлення

7150-0450

ГОСТ 18438-73

397735

Коло черв'ячний 400х40х127

44А12СМ19К 35 м / сек

АКЛ. 2 ГОСТ 2424-83

394500

Прилад

ГОСТ 9776-82

3.6 Розробка операційного технологічного процесу

3.6.1 Визначення операційних процесів і міжопераційних розмірів

Послідовність обробки

Квалітет

Шорсткість, R а мкм

Припуск на обробку, мм

Розмір з відхиленнями, мм

поверхню 3 Ø105 h 9

Заготівля

Т3

50

4,0

Ø

Точіння чорнове

h 14

12,5

3,0

Ø106

Точіння чистове

h 9

3,2

1,0

Ø105 h 9

поверхню 6 Ø50 h 14

Заготівля

T 3

50

4,0

Ø

Точіння чорнове

h 14

12,5

3,0

Ø51 h 14

Точіння чистове

h 14

6,3

1,0

Ø51 h 14

отвір 32 H 7

Заготівля

T 3

v

4,5

Ø27, 5 H 14 (+0,52)

Розточування

H 11

3,2

3,5

Ø31 H 11 (+0,13)

Протягування

H7

1,6

0,6

Ø31, 6H7 (+0,021)

Шліфування

H 7

0,8

0,4

Ø32 H 7 (+0,021)

р-р 50 h 14

Заготівля

T3

50

4

Точіння чорнове

h 14

6,3

2,6

51,4

Точіння чистове

h 14

1,6

1,0

50,4

Шліфування

h 14

0,8

0,4

50 h 14

3.6.2 Визначення режимів різання, норм часу і розцінок

3.6.2.1 Визначення режимів різання, норм часу для операції 005 токарний з ЧПУ

Операція виконується на верстаті 16К20Ф3.

Паспортні дані верстата:

Частота обертання шпинделя, об / хв:

10; 18; 25; 35,5; 50; 71; 100; 140; 180, 200, 250

280; 355; 500; 560; 710; 800; 1000; 1400; 2000.

Діапазон подач, мм / хв: по осі Х - 0,05 ... 2800

по осі Z - 0,1 ... 5600

Найбільша сила, що допускається механізмом подач:

поздовжньої - 8000 Н;

поперечної - 3600 Н.

Потужність приводу головного руху - 11 кВт

Інструмент - різець завзятий з перетином державки 25х25 мм зі змінною пластиною товщиною 6,4 мм. Матеріал Т15К6. Кути в плані φ = 92 º; φ 1 = 5 º. Стійкість Т = 30 хв. Радіус вершини різця r в = 1 мм.

Глибина різання:

t 6,5 = 1,5 мм; t 8 = 1,3 мм;

Визначаємо подачу [до 3 стор.38]

S 8,6 = 0,45 мм / об S 5 = 0,73 мм / об

Поправочні коефіцієнти [до 53 стор.143]

До Sn = 1; До S д = 1; До Sh = 1; До S м = 0,7;

До S у = 1,2; До S п = 0,8; До S р = 1; До Sj = 1;

S = 0,73 × 0,7 × 1,2 × 0,8 = 0,49 мм / об

Перевіряємо по складових сили різання

Р х = 750 H Р у = 270 H [к.32 стор.98]

що значно менше допускаються

Р Х.доп = 8000 H Р Y. Доп = 3600 H

Визначаємо швидкість різання

V = 146 м / хв [к.21 стор.74]

Поправочні коефіцієнти [к.23 стр.82]

До Vn = 1,1; До V з = 1; До Vo = 1; До Vj = 1;

До V м = 0,6; До V р = 1; До V т = 1; До V ж = 1; V = 146 × 1,1 × 0,6 = 96,4 м / хв

Визначаємо частоту обертання шпинделя

для поверхні 5

приймаємо n c т = 250 об / хв,

для поверхні 6,8

приймаємо n c т = 500 об / хв,

Тоді фактична швидкість різання

Перевіряємо по необхідної потужності [к.21.с.74]

N т = 6,5 кВт

Отримуємо

,

що дорівнює потужності приводу.

Хвилинна подача

S М5 = 0,49 × 250 = 122,5 мм / хв

S М6, 8 = 0,49 × 500 = 245 мм / хв

Перехід 2. Точіння чистове

Інструмент - різець контурний з перетином державки 25х25 мм зі змінною пластиною товщиною 6,4 мм. Матеріал Т30К4. Кути в плані φ = 93 º φ 1 = 32 º. Стійкість Т = 30 хв. Радіус вершини різця r в = 1 мм.

Глибина різання:

t = 0,5 мм;

Визначаємо подачу [к.6 стор.46]

S = 0,25 мм / об

Поправочні коефіцієнти [до 53 стор.143]

До Sn = 1; До S д = 1; До Sh = 1; До S м = 0,7;

До S у = 1,2; До S п = 0,8; До S р = 1; До Sj = 1;

S = 0,25 × 0,7 × 1,2 × 1 = 0,21 мм / об

Визначаємо швидкість різання

V = 308 м / хв [к.22 стор.81]

Поправочні коефіцієнти

До Vn = 0,8; До V з = 1; До Vo = 1; До Vj = 1;

До V м = 0,6; До V р = 0,95; До V т = 1; До V ж = 1; V = 308 × 0,8 × 0,6 × 0,95 = 140,4 м / хв

Визначаємо частоту обертання шпинделя

приймаємо n c т = 500 об / хв,

приймаємо n c т = 1000 об / хв,

Тоді фактична швидкість різання

Хвилинна подача

S М5 = 0,21 × 500 = 105 мм / хв

S М6, 8 = 0,21 × 1000 = 210 мм / хв

Перехід 3. Розточування фаски

Глибина різання - t = 1,6 мм;

Визначаємо подачу [к.16 стор.62]

S = 0,66 мм / об

Поправочні коефіцієнти [до 11 стор.62]

До Sn = 1; До Sd = 0,62; До S м = 0,7;

До S у = 1,15; До S р = 1; До So = 1;

S = 0,66 × 0,7 × 1,15 × 0,62 = 0,33 мм / об

Визначаємо швидкість різання

V = 121 м / хв [к.21 стор.76]

Поправочні коефіцієнти [к.23 стр.82]

До V н = 1,1; До V з = 1; До Vo = 1; До Vj = 1;

До V м = 0,6; До V р = 1; До V т = 1; До V ж = 1; V = 121 × 1,1 × 0,6 = 79,8 м / хв

Визначаємо частоту обертання шпинделя

приймаємо n c т = 630 об / хв,

Тоді фактична швидкість різання

Хвилинна подача

S М6 = 0,33 × 630 = 208 мм / хв

Визначаємо основний час

хв.

L = l + l 1 + l 2

де l - довжина оброблюваної поверхні

l 1 + l 2 - врізання і перебігаючи інструменту

Перехід 1.

мм хв.

мм хв.

мм хв.

Перехід 2.

мм хв.

мм хв.

мм хв.

Перехід 3.

хв.

Сумарне основний час автоматичної роботи верстата:

Σ Т о = 0,006 + 0,118 + 0,24 + 0,065 + 0,28 + 0,3 + 0,03 = 1,093 хв

Визначаємо час автоматичного циклу (час автоматичної роботи верстата за програмою)

Т ц.а = Σ Т о + Т М.В,

Т ц.а - час автоматичної роботи верстата

Т М.В - машинно-допоміжний час [пріл.46]

Т М.В = 1,46 хв

Т ц.а = 1,093 + 1,46 = 2,55 хв

Допоміжний час на встановлення і зняття деталі

Т вуст = 0,17 хв [к.3, стор.52]

Час пов'язане з операцією

Т оп = 0,18 хв [к.14, стор.79]

Час на контрольні вимірювання

Т зм = 0,08 + 0,06 + 0,05 + 0,06 = 0,25 хв [к.15, стор.80]

Сумарне

Т у = 0,17 + 0,18 + 0,25 = 0,60 хв

Час на оргтехобслужіваніе і відпочинок [к.16, стор.90]

а тих + а орг + а отл = 8%

Штучний час

, Хв

хв

Підготовчо-заготівельне час [к.21, стр.96]

- На отримання документації та оснащення 9 хв

- На ознайомлення з кресленням 2 ​​хв

- Інструктаж майстри 2 хв

- Установка патрона 4 хв

- Установка кулачків 8 хв

- Установка інструмента 0,8 × 3 = 2,4 хв

- Введення програми з пульта 0,4 × 12 = 4,8 хв

- Налаштування подачі МОР 0,1 хв

- На пробну обробку деталі Т ца + 9,211,7 хв

Т пз = 9 + 2 + 2 + 4 + 8 + 2,4 + 4,8 + 0,1 + 11,7 = 44 хв

Штучно калькуляционное час

, Хв

Годинна тарифна ставка робітника-верстатника 3 розряду складає 97 коп.

Розцінка на операцію

грн

3.6.2.2 Визначення режимів різання, норм часу і розцінок для операції

020 Зубофрезерний

Операція виконується на верстаті 53А50.

Паспортні дані верстата:

Найбільший зовнішній діаметр колеса - 500 мм

Найбільший модуль нарізається колеса - 8 мм

Потужність двигуна - 8 кВт

ККД верстата - 0,65

Частота обертання шпинделя, об / хв:

40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 240; 315; 405

Вертикальні подачі супорта за один оборот заготовки, мм / об:

0,75; 0,92; 1,1; 1,4; 1,7; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,1; 3,4; 3,7; 4, 0; 5,1; 6,2; 7,5

Радіальні подачі, мм / об:

0,22; 0,27; 0,33; 0,4; 0,48; 0,55; 0,66; 0,75; 0,84; 1,0; 1,2; 1,53; 1, 8; 2,25

Ріжучий інструмент: черв'ячна модульна фреза, цільна, двухзаходовая.

Матеріал фрези Р6М5.

Модуль фрези m фр = 3,5 мм, зовнішній діаметр Д фр = 65 мм,

число зубів Z фр = 10.

Період стійкості Т = 240 хв.

Нарізаємо на колесі 28 зубів m = 3,5 мм, ширина вінця в = 20 мм. Для підвищення продуктивності праці одночасно обробляються два колеса.

Глибина різання

t = h = 2,2 m = 2,2 × 3,5 = 7,7 мм

Подача на один оборот колеса [к.3, стор.27]

S = 2,0 ... 2,4 мм / об

Поправочні коефіцієнти

До Sm = 0,7; До Sβ = 1

Тоді S = 2,4 × 0,7 = 1,68 мм / об

Коректуємо за паспортом верстата S ст = 1,7 мм / об

Визначаємо швидкість різання [к.5, стор.30]

v = 34 м / хв (знайдено інтерполяцією)

Поправочні коефіцієнти

До VM = 0,6; До Vβ = 1; До Vω = 1;

Тоді v = 34 × 0,6 = 20,4 м / хв

Частота обертання фрези

Коригуємо n ст = 100 об / хв

V ф = 20 м / хв

Потужність, що витрачається на різання [к.5 стор.30]

N рез = 1,6 кВт

Потужність приводу верстата

N шп = N d × η = 7,5 × 0,65 = 4,9 кВт

N рез <N шп, значить, обробка можлива.

Основний час

хв.

де L - довжина проходу фрези L = b + l 1

l 1 - врізання і перебігаючи, за прикладом 4, [c тр.168]

l 1 = 34 мм

L = 2в + l 1 = 2 × 20 + 34 = 74 мм

Час на дві деталі

хв

Основний час на одну деталь

хв

Допоміжний час [к.7, с.40; к.63, с.152] на встановлення та зняття двох деталей Т в.уст = 0,57 хв, час на операцію для двох деталей Т в.оп = 0,68 хв , час на контрольне вимірювання перекривається основним

Т в.2 = 0,57 + 0,68 = 1,25 хв, на одну деталь

Т у. = 1,25 / 2 = 0,63 хв,

Час на оргтехобслужіваніе [к.84, стор.154]

а тих + а обс = 4,5%

Час відпочинку та особистих потреб [к.88, стор.202]

а отл = 4%

Штучний час

, Хв

хв

Т пз = 30 + 3 + 7 = 40 хв

Штучно калькуляционное час

, Хв

Годинна тарифна ставка робітника-верстатника 4 розряду становить 1,09 грн.

Розцінка на операцію

грн

3.6.2.3 Визначення режимів різання, норм часу і розцінок на операцію

045 зубошліфувальних

Операція виконується на верстаті 5В833.

Паспортні дані верстата:

Діаметр оброблюваного колеса - 40 ... 320 мм

Модуль оброблюваного колеса - 0,5 ... 4 мм

Найбільша довга шлифуемого зуба - 150 мм

Кількість зубів оброблюваного колеса - 12 ... 200

Частота обертання шліфувального круга - 1500 об / хв:

Вертикальна подача супорта - 3,78 ... 165 мм / хв

Радіальна подача шпиндельної бабки за один хід - 0,02 ... 0,08

Потужність двигуна головного руху - 4 кВт

Шліфуються 28 зубів зубчастого колеса, модулем m = 3,5 мм.

Ширина зубчастого вінця в = 20 мм.

Ступінь точності 7-З, шорсткість R a = 0,8 мкм.

Після гарту.

Інструмент - шліфувальний круг черв'ячний, двухзаходовий.

Визначаємо припуск на шліфування [табл.26, С.607]

a = 0,15 ... 0,25 мм, приймаємо

a = 0,2 мм,

Повна величина радіального врізання

Р = 1,462 × а = 1,462 × 0,2 = 0,29 мм

При чорновому шліфуванні видаляється 80% припуску, решта - при чистовому.

h черн = 0,29 × 0,8 = 0,23 мм

h чистий = 0,29 - 0,23 = 0,06 мм

Радіальна подача кола:

чорнове - S р.Чорний = 0,05 ... 0,08 мм / раб. хід

приймаємо S р.Чорний = 0,08 мм / раб. хід

чистове-S р.чіст = 0,01 ... 0,02 мм / раб. хід

приймаємо S р.чіст = 0,02 мм / раб. хід

Вертикальна подача кола:

чорнове - S в.черн = 1,5 ... 3,0 мм / об

приймаємо S в.черн = 3,0 мм / об

чистове-S в.чіст = 0,2 ... 0,3 мм / об

приймаємо S р.чіст = 0,3 мм / об

Кількість проходів:

при чорновому шліфуванні

проходу

при чистовому шліфуванні

проходу

Довжина робочого ходу супорта

L = в + (2 ... 3) мм

L = 20 + 3 = 23 мм

Основний час

хв,

де Z - число зубів колеса, Z = 28

Z 0 - число зубів кола, Z 0 = 2

хв.

Допоміжний час: на установку і зняття деталі Т в.уст = 0,42 хв, час на операцію Т в.оп = 0,8 хв, час на контрольне вимірювання перекривається основним

Т у = 0,42 + 0,8 = 1,22 хв,

Час на обслуговування робочого місця

а обс = 12%

Час відпочинку та особистих потреб

а отл = 4%

Штучний час

, Хв

хв

Підготовчо-заключний час

Т пз = 19 + 4 + 5 = 28 хв

Штучно калькуляционное час

, Хв

Годинна тарифна ставка робітника-верстатника 4 розряду

складає 1,21 грн.

Розцінка на операцію

грн

3.6.3 Техніка безпеки при роботі на свердлильних верстатах

Перед початком роботи на свердлильних верстатах

  1. Ознайомитися з майбутньою роботою, перевірити наявність та справність інструментів і пристосувань, розташувати креслення та технічну документацію зручно для користування положенні.

  2. Прибрати з верстата всі сторонні предмети.

  3. Оглянути заготівлі та перевірити наявність зовнішніх дефектів.

  4. Перевірити справність верстата і достатність освітлення, наявність та справність огорож, заземлень, лещат і кондукторів.

  5. Переконатися в надійності дії пристосувань для пуску і зупинки верстата і міцності фіксації рукояток для включення і перемикання.

  6. Перевірити справність пристроїв вертикально - свердлильних та радіально - свердлильних верстатів, що попереджають самовільне опускання траверси, хобота, кронштейна.

  7. Намітити місця для складування оброблених та необроблених деталей.

  8. При наявність несправностей у верстаті або інструменті до роботи не приступати і доповісти майстру.

При роботі на свердлильних верстатах.

  1. Кріплення заготовки проводити в місцях, що мають суцільні опори, щоб виключалася можливість деформації і зриву заготівлі в процесі обробки.

  2. В якості кріпильних елементів необхідно застосовувати високі гайки, опорна поверхня яких загартована. Гайки з зім'ятими поверхнями не застосовувати.

  3. Жорстко і міцно кріпити ріжучий і допоміжний інструмент. Стежити за тим, щоб хвостовики інструментів і оправок були ретельно пригнані до конуса шпинделя. Перед установкою інструменту оглянути і поміряти посадочні поверхні, забоїни на цих поверхнях не допускаються.

  4. При закріпленні осьового інструменту в свердлильному патроні кінець його хвостовика повинен впиратися в дно гнізда патрона.

  5. Після налаштування радіально - свердлильного верстата надійно зафіксувати його траверсу в необхідному положенні.

  6. Установку інструменту робити при повному останове верстата, остерігаючись порізів рук про ріжучі кромки. Уважно стежити за надійністю і міцністю кріплення, а також центрування. Зміну інструменту на ходу верстата дозволяється проводити тільки за наявності спеціального швидкозмінною патрона.

  7. По можливості не застосовувати при роботі патронів і пристосувань з виступаючими частинами. Якщо вони є, то необхідно захистити.

  8. Ріжучий інструмент треба плавно підводити до оброблюваної деталі.

  9. При заедании свердла, особливо при виході його з отвору, слід скорочувати подачу і не робити сильні натисків.

  10. Не допускати потрапляння охолоджувальної емульсії на обличчя і руки.

  11. При обробці крихких металів застосовувати захисні екрани або окуляри.

  12. Не нахилятися близько до обертається шпінделю для спостереження за ходом обробки.

  13. Під час роботи верстата перевіряти рукою гостроту ріжучих крайок інструменту, глибину отвору і вихід свердла з деталі, охолоджувати свердла мокрими кінцями або ганчіркою заборонено.

  14. При свердлінні порожнистих заготовок або заготовок, у яких поверхня на виході свердла розташована під кутом до осі його обертання, застосовувати автоматичну подачу і використовувати фігурні підкладки.

  15. При свердлінні отворів подачу врізання здійснювати в ручну, а механічну подачу включати після повного входу в матеріал ріжучих крайок свердла.

  1. Свердління глибоких отворів виконувати в два етапи: на початку отвір свердлити на глибину 5 - 6 діаметрів звичайним свердлом, потім на задану глибину - подовженим.

  2. При обробці глибоких отворів періодично виводити ріжучий інструмент з отвору й очищати його пензликом або щіткою від стружки.

  3. Свердлити отвори у в'язких металах слід спіральними свердлами зі стружкодолбільнимі каналами.

  4. У випадку заїдання інструменту в оброблюваної деталі або при провертання її на столі разом з інструментом слід негайно зупинити верстат.

  5. При обробці отворів у тонких пластинах і смугах їх в обов'язковому порядку необхідно закріплювати в спеціальних пристосуваннях.

  6. Забороняється під час роботи підводити трубопровід емульсійного охолодження до інструменту або виробляти його кріплення.

  7. При затуплении інструменту або його поломки, а також при викришування крайок у твердосплавних ріжучих пластин зупинити верстат і замінити інструмент.

  8. Перед зупинкою верстата обов'язково відвести інструмент від оброблюваної деталі.

  9. Забороняється зупиняти шпиндель верстата руками або предметами.

  10. Не допускається намотування стружки на свердло - зупинити верстат прибрати її.

  11. Видаляти стружку з оброблюваного отвору можна тільки після зупинки верстата і відведення інструмента. Для видалення дрібної стружки з глухих отворів і порожнистих деталей слід застосовувати спеціальні магнітні або пневматичні стружкоудаляющіе пристрою. Використання стисненого повітря для видування стружки заборонено.

  12. При переміщенні шпиндельної бабки по траверсі радіально - свердлильного верстата сильно не розганяти її.

  13. При знятті інструменту вибивати його тільки клином, спеціально призначеним для цієї мети і відповідним за розміром конуса. Для вибивання застосовувати латунні, мідні або незагартованих сталеві молотки, щоб запобігти освіти осколків, які можуть травмувати.

  14. Після зняття з верстата обробленої деталі або пристосування вийняти всі болти з пазів столу і прибрати їх у встановлене місце.

  15. Працювати на свердлильних верстатах у рукавицях забороняється. Встановлення та зняття великогабаритних деталей повинні проводитися в рукавицях тільки після зупинки верстата.

4. Розрахунок економічної частини дипломного проекту

4.1 Розрахунок партії деталей

Т п.з. - підготовчо-заключний час на партію (хв)

Т шт. - Штучний час (хв) де - Найбільше за основною операції

До с. - Коефіцієнт, що показує відношення підготовчо-заключного часу до часу роботи обладнання протягом якого на ньому буде оброблятися дана партія деталей К з = (0,03 - 0,10).

шт

Приймаю n = 300 шт.

4.2 Розрахунок штучно-калькуляційної норми часу на обробку однієї деталі

, Хв

де n - розмір партії деталей (шт).

S Т шт.к. = 3,54 +3,04 +6,25 +4,12 ​​+1,76 +1,82 +1,24 +4,24 = 26,01 хв

4.3 Розрахунок необхідної кількості обладнання

; Шт.

де N - річна програма деталей N = 12000 шт.

S Т шт.к - норма часу на обробку деталей (хв)

К з - коефіцієнт завантаження

К н - коефіцієнт враховує переробку норм 1,1 - 1,15

F д - дійсний річний фонд часу роботи обладнання (годину)

F д = (Д к - (Д в + Д пр)) · 2 · 8 · 0,95

де Д к - календарні дні в плановому періоді (рік)

Д в - кількість вихідних днів (рік)

Д пр - кількість святкових днів (рік)

  1. - К-ть змін

  1. - Тривалість зміни (годину)

0,95 - коеф., Враховує простої устаткування в ремонті

На 2003 рік дійсний фонд часу складає:

F д = (365 - (102 + 8 )) · 2 · 8 · 0,95 = 3876 (годину).

4.4 Розрахунок вартості основних матеріалів

Вартість матеріалів на одну деталь

М о = m · P - m 1 · P 1 грн.

де m - чорновий вага заготовки (кг) m заг = 2,05 кг

Р - вартість одного кілограма заготівлі в грн. Р = 1,68 грн.

m 1 - вага відходів (кг) m 1 = m заг-m дет = 2,05 - 1,5 = 0,55 кг.

Р 1 - вартість одного кілограма відходів в грн. Р 1 = 0,18 грн.

М о = 2,05 · 1,68 - 0,55 · 0,18 = 3,43 грн.

4.5 Визначення величини витрат по прямій заробітній платі

;

де С ч = 1,37 (грн) - середньогодинна тарифна ставка робітників, зайнятих обробкою деталі

грн.

4.6 Визначення непрямих витрат

Розрахунок додаткової заробітної плати та відрахувань на соціальне страхування робітників розраховується за формулою:

З д = З о • До д · К доп · До соц - З про

де К доп = 1,2 - коефіцієнт, що враховує додаткову заробітну плату у розмірі 20% від основної зарплати;

До д = 1,1 - коефіцієнт, що враховує суму доплат до прямої заробітної плати;

До соц = 1,367 - коефіцієнт, що враховує відрахування в соцстрах;

З д = 0,593 · 1,1 · 1,2 · 1,367 - 0,593 = 0,477 грн.

4.7 Визначення вартості допоміжних матеріалів

Допоміжні матеріали складають в середньому 5-8% від вартості основних матеріалів

грн.

грн.

4.8 Заробітна плата допоміжних робітників (наладчиків)

де С год = 1,41 грн. - Годинна тарифна ставка наладчика 4-го розряду;

К р - к-ть наладчиків (приймаємо з розрахунку обслуговування одним наладчиком п'яти верстатів);

До соц = 1,367 - коефіцієнт, що враховує відрахування в соцстрах;

F д - фонд часу одного робітника в рік;

N - річна програма;

F д = (365 - 104) · 8 · 0,88 = 1837,44 (годину)

4.9 Амортизаційні відрахування і витрати на ремонт і утримання обладнання

де N - річна програма деталей N = 12000 шт.

Н а - норма річних амортизаційних відрахувань 12%

До об = 0,1 - коефіцієнт, що враховує річні витрати на поточний ремонт та обслуговування обладнання

До монт = 1,15 - коефіцієнт, що враховує витрати на монтаж устаткування

К о - вартість обладнання

4.10 Витрати на силову електроенергію

де N вуст - встановлена ​​потужність ел.двигуном обладнання (кВт).

К з = 0,85 - коефіцієнт завантаження двигунів

К в = 0,7 - коефіцієнт одночасної роботи устаткування

η дв = 0,9 - К.П.Д. двигуна

η q = 0,95 - коефіцієнт втрат ел.енергії в мережі

Σ Т шт.к. - тривалої операції на годину

Ц е = 0,236 - вартість ел.енергії (кВт / год)

4.11 Витрати на інструмент і пристосування

Вартість інструменту (До інстр) приймається в розмірі 5% балансової вартості обладнання До інструмен = 0,05.

Вартість пристосування (До Приспи) складає в середньому 1% від балансової вартості обладнання До Приспи = 0,01.

Витрати на амортизацію, ремонт і відновлення інструменту і пристосувань, що припадають на 1 деталь на рік визначається за формулою

де 0,4 - коефіцієнт, що враховує витрати на амортизацію, ремонт і відновлення інструменту і пристосувань.

К о - балансова вартість обладнання

До інструмен = 0,05 До Приспи = 0,01

N = 12000 річна програма деталей (шт.)

грн.

4.12 Витрати на утримання та амортизацію виробничої площі

Площа на прийняте кількість обладнання визначається за формулою

Р у = Р пр + Р доп (м 2)

де Р пр - виробнича площа на один верстат: (для середніх верстатів - 8 м 2) (для важких верстатів - 14 м 2) Р доп - допоміжна площа на один верстат: (для середніх верстатів - 4 м 2) (для важких верстатів - 6 м 2) Р у = 8 + 4 = 12 м 2

Витрати на одну деталь складають:

грн.

4.13 Інші цехові витрати

До іншим цеховим витрат відносяться зарплата ІТП, СКП, витрати на нову техніку, витрати на утримання транспорту, з раціоналізації, охороні праці і т.д.

Ці витрати приймаються у розмірі 20-30% до прямої заробітної плати виробничих робітників. (До пр.р. = 0,2 ... 0,3)

З пр = 0,593 0,3 = 0,177

Разом непрямі витрати:

До з.ц. = З д + М у + З доп + З о + З з + З п + З П.У. + З пр

До з.ц. = 0,477 +0,24 +0,354 +1,518 +0,783 +0,144 +0,01 +0,177 = 3,7

Відсоток цехових непрямих витрат визначається за формулою:

Цехова собівартість однієї деталі визначається за формулою

З ц = М о + З о + До з.ц. (грн.)

З ц = 3,43 + 0,593 + 3,7 = 7,723 грн.

Загальнозаводські непрямі витрати на підприємство машинобудування і верстатобудування зазвичай складають до 110% від прямої заробітної плати виробничих робітників

Виробнича собівартість однієї деталі визначається за формулою:

З пр = С ц + К ОЗР (грн.)

З пр = 7,723 + 0,563 = 8,286 грн.

Позавиробничі витрати приймаються 20% від виробничої собівартості

грн.

Всього повна собівартість однієї деталі становить:

З п, з = З пр + Р в.р (грн.)

З п.с = 8,286 + 1,657 = 9,943 грн.

Список використаної літератури

  1. Кування сталеві штамповані: Допуски, припуски, ковальські напуски ГОСТ 7505-89-1990 р.

  2. Панов А.А. Довідник технолога машинобудівника. Машинобудування 2005.

  3. Нефедов І.І. Дипломне проектування в машинобудівних технікумах. Машинобудування 2007.

  4. Гельфчат А.Ф. Збірник завдань по технології машинобудування.

  5. Машинобудівні нормативи часу і режимів різання на роботах, що виконуються на металорізальних верстатах з програмним управлінням. Частина I. Економіки 2007 р. Частина II. Економіка 2008

  6. Загальномашинобудівні нормативи допоміжного часу на обслуговування робочого місця і підготовчо-заключного часу.

  7. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання. Частина 2. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання і норм часу для технічного нормування робіт на шліфувальних верстатах.

    Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Виробництво і технології | Курсова
    401.3кб. | скачати

    Схожі роботи:
    Проектування приводу коробки швидкостей металорізального верстата
    Технологічний процес виготовлення валу в складі коробки швидкостей токарно-револьверного верстата
    Модернізація коробки швидкостей станка 6А56 для обробки жароміцної сталі
    Модернізація приводу подач верстата моделі 6Н10 зі спрощенням конструкції коробки подач
    Розрахунок коробки швидкостей металорізальних верстатів
    Розрахунок коробки подач горизонтально-розточувального верстата
    Розрахунок коробки швидкостей металорізальних верстатів Кінематичний розрахунок
    Модернізація приводу головного руху верстата моделі 6С12
    Модернізація електрообладнання та схеми управління токарно-гвинторізного верстата
© Усі права захищені
написати до нас