Материал: Улучшение обдирочно-шлифовальной головки и карусельного станка модели 1580Л

В целом по конструкции деталь технологична:

1. Сталь 40X очень технологична и поддается всем видам обработки.

2.      Из-за большой длины, возникают трудности при установке.

.        Что бы обеспечить жесткость при обработке используется люнет, в наружных центрах.

.        Деталь имеет ступенчатые цилиндрические поверхности.

.        Требует высокой точности при обработке в местах шпоночных соединений.

6. Люнет, в качестве дополнительной опоры, для придания жесткости. Оборудование для обработки шпоночных пазов - фреза.

7. Минимальные объемы обработки.

3.2 Выбор заготовки

В практике машиностроения используют различные способы изготовления заготовок. Валы имеющие незначительную разницу в диаметрах шеек, производят из заготовок круглого проката. А для коленчатых валов - ковочными молотами и прессами.

Методы изготовления заготовки определяются исходя из количества выпуска, от применяемого материала, области применения детали и её конструктивной особенности.

В вопросе о целесообразности играет важную роль себестоимость. Поэтому заготовку следует выбирать ту, которая обеспечит наименьшие затраты.

Исходя из массы проката и массы отходов от производства (стружки), определяют затраты по формуле (3.1):

, руб.,(3.1)

где Q - масса самой заготовки, кг;- цена за 1 кг потраченного материала на заготовку, S = 40 руб./кг;- масса изготовленной детали, кг;

 - цена 1 кг отходов, руб./кг.

, руб.

Себестоимость поковок определяем по формуле (3.2):

, руб.,(3.2)

где- коэффициенты, зависящие от точности, сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

 руб.

При заданном объеме выпуска самым выгодным способом является сортовой прокат. Массу заготовки принимаем 5,7 кг, массу детали принимаем 3,5 кг.

Для определения коэффициента использования материала применяем формулу (3.3):

,(3.3)

где - масса изготовляемой детали, кг;

 - масса выбранной заготовки, кг.

В конечном итоге принимаем заготовку по ГОСТ 2590-88 сортовой прокат: 45х450 мм.

3.3 Выбор маршрута обработки

Маршрут обработки деталей включает в себя перечисление всех операций, необходимых для изготовления деталей, с последовательностью их выполнения. Маршрут должен включать в себя и те операции, которые не относятся к механической обработке, например: операция термической обработки, промежуточная сборка, разметочные и заготовительные операции.

Деталь имеет цилиндрические поверхности, поэтому в качестве первых операций обработки используем фрезерно-центровальную и токарную. Далее на сверлильной операции обрабатываем отверстия. Для придания высокой точности, конечной операцией выбираем - кругло-шлифовальную.

Последовательность обработки:

- фрезерно-центровальная операция;

- токарно-фрезерная операция (ЧПУ);

- токарно-фрезерная операция (ЧПУ);

- токарная операция (ЧПУ);

- фрезерная операция;

- вертикально-сверлильная операция;

- слесарная операция;

- термическая операция;

- кругло-шлифовальная операция;

- химическое оксидирование;

- контрольная операция.

3.4 Предварительное нормирование времени операций

При разработке технологического процесса определяется технологическое (основное) время, затрачиваемое непосредственно на изготовление детали. Изменение её формы, размеров. Технологическое время зависит от степени участия рабочего, в технологическом процессе.

С помощью формул определяем нормирование. В учет входят: виды обработки, производительность, величина снимаемого припуска.

Полученные результаты заносим в таблицу 3.3:

Таблица 3.3- Штучно-калькуляционное время

.5 Выбор типа и формы организации производства

Не обладая информацией о загруженности оборудования при производстве другой продукции, выберем тип производства используя коэффициент загрузки.

Определяем коэффициент загрузки по формуле (3.4):

,(3.4)

где  - среднее время обработки (средняя норма времени) равно 1,86 мин;

N - годовая норма выпуска 5000 шт.;

 - действительный годовой фонд времени 3904 ч.

Проанализировав полученные результаты (коэффициент загрузки), сравниваем их со стандартами. Исходя из этого, выбираем среднесерийный тип производства.

Необходимо обеспечить бесперебойное производство или с наименьшими перерывами, при прохождении по всем операциям обработки. Это и есть главный критерий к выбору форм производства. Поточная форма является лучшей ведущей формой в организации производства. Эта форма концентрирует рабочие места в нужной области, в зависимости от специализации. Анализируя технологический процесс, нужно разместить рабочие места, в строгой последовательности. После выбора типа производства, приходим к выводу, что подходяще формой производства является специализированный участок.

Основные производственные площади.

.

Участок общей площадью в 3 раза больше-570 м².

1) проезд транспорта -2,5∙36=90 м².

2)      погрузочные площади-20 м².

)        помещение для заготовительной продукции-20 м².

)        помещение для готовой продукции-10 м².

)        подсобные помещения-20 м².

)        Бытовки-15 м².

)        офисные помещения-10 м².

)        сантехнические помещения-5 м²×2 места.

3.6 Расчет припуска на обработку

Заготовка, подразумевает дальнейшую обработку. Что бы добиться высокой точности, при получении конечных размеров, используют припуск. Припуском называют слой металла, который удаляется в процессе обработки. Правильно подобранный припуск, гарантирует высокое качество и экономию материала.

Выбор и расчёт припусков на обработку производится расчётно-аналитическим методом профессора Кована по формуле (3.6) [7]:

 ,мм,(3.6)

где Z_min - номинальный припуск на обработку детали, мм;

Rz - шероховатость, мм;

Т - глубина дефектного поверхностного слоя, мм;

ρ - пространственные отклонения заготовки, мм;

ε - погрешность на закрепление заготовок в станке, мм.

Отталкиваясь от диаметра вала, строим схему расположения припусков и допусков. Для токарной и шлифовальной операции, которая приведена на рисунке 3.1.

.

.

При шлифовальной обработке рекомендуемый припуск

При токарной обработке рекомендуемый припуск

При фрезерной обработке наибольший припуск

При шлифовальной обработке наибольший припуск прим

Оптимальный принятый размер .

Рисунок 3.1 - Схема для расчёта припуска

3.7 Выбор технологического оборудования

При подборе оборудования, учитывают все предложенные данные и требования к выпускаемой продукции. Подбор происходит по следующим критериям:

способы технической обработки деталей;

габариты используемой детали;

площадь поверхности, которую предстоит обработать;

местоположение поверхности, которая обрабатывается;

критерии точности обрабатываемой поверхности;

количество инструментов, используемых в одной наладке станка;

границы скоростей и рабочих подач;

методы производства.

Модели металлорежущих станков и их описание приведено в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Наименование используемых металлорежущих станков

Технические характеристики металлорежущего оборудования

1. Фрезерно-центровальный станок мод. МР-71:

габаритные размеры фрезерного станка составляют, мм:

длина2640

ширина1450

высота1720

диапазон длин обрабатываемых заготовок, мм :200-500

диаметр обрабатываемой заготовки детали, мм: 25-125

число скоростей шпинделя режущего инструмента6

мощность электродвигателя главного движения, кВт17

. Токарно-фрезерный станок Metalmaster MML 250x550 M:

максимальный диаметр обработки над станиной, мм250

расстояние между центрами, мм500

частота вращения шпинделя, об/мин125-2000

диапазон метрической резьбы, мм0.4-3.5

ход пиноли, мм70

конус задней бабки МК 2

конус шпинделя МК 4

диаметр сквозного отверстия шпинделя, мм21

3. Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3С5:

- наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм400

наибольшая длина обрабатываемой детали, мм2000

частота вращения шпинделя, мин^-112,5-1600

- диапазон скоростей шпинделя, об/мин12,5-2000

- число скоростей22

- подача, мм/об:

 продольная 0,05-2,8

 поперечная0,025-1,4

- дискретность перемещения, мм/мин:

 продольная подача0,01

поперечная подача0,005

- наибольший шаг нарезаемой резьбы, мм20

- мощность электродвигателя главного движения, кВт11

4. Фрезерный станок 2фп-231:

- класс точности Н

нормы точности:

точность обработки детали, мм 0,1

точность позиционирования, мм0,05

шероховатость обработки, мкм3,2

рабочая поверхность стола, мм

длина х ширина40320х1750

наибольшее перемещение, мм

продольное 30500

поперечное 2350

вертикальное 400

пределы рабочих подач, мм/мин.2-3000

мощность главного привода, кВт55

габариты, мм

длина 42300

ширина6050

высота3860

5. Вертикально-сверлильный мод. 2 Р170 Ф2 “Координата С70-3”:

- наибольший диаметр cверления, мм70

наибольший диаметр резьбы, мм24

размеры рабочей поверхности, мм1600×860

- конус шпинделяМорзе №4

наибольшие ход стола, мм:

продольный (по оси Х)560

поперечный (по оси У)360

количество скоростей шпинделя12

пределы скоростей шпинделя, об/мин32-140

количество рабочих подач18

пределы рабочих подач, мм/мин10-500

мощность электродвигателя главного движения, кВт4

дискретность программирования перемещений, мм0,01

6. Кругло-шлифовальный станок мод. 3А164:

- наибольший диаметр шлифования, мм360