Дипломная работа: Разработка конструкции технологии производства специального сверлильного станка

4.4.6 Определение типа производства и формы организации технологического процесса

Определение типа производства проводим путём расчёта коэффициента серийности - величины, обратной коэффициенту загрузки оборудования.

где К_С - коэффициент серийности;

t_В - такт выпуска;

Т_ШТ - штучное время на обработку.

где F_Д - действительный годовой фонд работы оборудования, час;

F_Д = 4015 час для двухсменной работы;

N - годовая программа выпуска деталей, шт.

Т_ШТ определяем приближенным методом по методике:

где Т_О - основное время на операцию, мин;

ш_К - коэффициент вида обработки.

Для токарной операции:

Переход:

01: Т_О = 0,000037·(D² - d²) = 0,000037·15² = 0,0083, мин;

02:Т_О = 0,00017·D·? = 0,00017·15·56 = 0,1428, мин;

03: Т_О = 0,00017·D·? = 0,00017·6·12 = 0,0122, мин;

04: Т_О = 0,000037·(D² - d²) = 0,000037·(13² - 12²) = 0,002, мин;

05: Т_О = 0,00017·D·? = 0,00017·13,5·44 = 0,1010, мин;

06: Т_О = 0,00017·D·? = 0,00017·6·12 = 0,012, мин;

07: Т_О = 0,00052·d·? = 0,00052·4,4·14 = 0,0554, мин;

08: Т_О = 0,00043·d·? = 0,00043·4,5·14 = 0,047, мин;

09: Т_О = 0,00086·d·? = 0,00086·4,6·14 = 0,0964, мин;

10: Т_О = 0,00019·D² = 0,00019·13,2² = 0,0642, мин;

11: Т_О = 0,000037·(D² - d²) = 0,000037·13² = 0,0125, мин;

12: Т_О = 0,000037·(D² - d²) = 0,000037·(13² - 12²) = 0,002, мин;

13: Т_О = 0,00052·d·? = 0,00052·6·36,5 = 0,11, мин;

Т_О? = 0,6660, мин.

ш_K = 2,14 - для токарной операции;

ш_K = 1,84 - для фрезерной операции;

ш_K = 2,10 - для шлифовальной операции.

Т_ШТ1 = 0,6660·2,14 = 1,425, мин.

Для фрезерной операции:

Т_О = 0,002·D·? = 0,002·3·30 = 0,18, мин;

Т_ШТ2 = 0,18·1,84 = 0,38, мин.

Для шлифовальной операции:

Т_О = 0,0015·? = 0,002·38,5 = 0,077, мин;

Т_ШТ3 = 0,077·2,10 = 0,1617, мин.

Общее штучное время на обработку детали:

Т_ШТ = ?Т_ШТi = 1,425 + 0,38 + 0,162 = 1,967, мин.

Определим коэффициент серийности:

Таким образом, коэффициент серийности больше 20, а это значит что производство - мелкосерийное.

Форма организации технологического процесса - групповая. Количество деталей в партии для одновременного запуска (n) определяем по формуле:

где N - годовая программа, шт.;

a - число дней на которое должен быть запас деталей;

F - число рабочих дней в году;

а = 5, дней; F = 253, дней; N = 1000, шт.

Принимаем количество деталей в партии n = 20, шт.

4.4.7 Выбор оборудования

Для токарной операции выбираем токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3.

Техническая характеристика станка:

- наибольший диаметр обработки над станиной, мм 400;

- наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 50;

- расстояние между центрами, мм 1100;

- частота вращения шпинделя, мин^-1 12,5 - 2000;

- подача продольная, мм/об 3 - 1200;

- поперечная, мм/об 1,5 - 6000;

- мощность электродвигателя, кВт 10,0;

- система ЧПУ Электроника НЦ - 31.

Для фрезерной операции используется шпоночно-фрезерный полуавтомат модели 692П.

Техническая характеристика станка:

- ширина фрезеруемого паза, мм 4 - 24;

- длина фрезеруемого паза, мм 5 - 300;

- размеры стола, мм 100Ч200;

- вертикальная подача на каждый ход бабки, мм 0,05 - 0,5;

- число оборотов шпинделя, мин^-1 375 - 3750;

- продольная подача, мм/мин 450 - 1200;

- мощность электродвигателя, кВт 1,6.

Для шлифовальной операции используем круглошлифовальный станок модели 3А110.

- техническая характеристика станка:

- наибольший размер заготовки, мм;

- диаметр 140;

- длина 180;

- диаметр шлифовального круга, мм 250;

- Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки, мин^-1 2860;

- скорость перемещения стола, мм/мин 0,03 - 4;

- угол поворота стола, град 0,001 - 0,038;

- число оборотов поводкового патрона, мин^-1 78 - 780;

- мощность электродвигателя, кВт 1,5.

4.4.8 Выбор режущих инструментов

Для выполнения определённой операции требуется специально подобранный инструмент. Выбор режущих инструментов представлен в таблице 7.

Таблица 7

Выбор режущих инструментов

4.4.9 Выбор приспособлений

Выбор приспособлений и вспомогательного инструмента представлен в таблице 8.

Таблица 8

Выбор приспособлений и вспомогательного инструмента

4.4.10 Выбор средств измерения

Средства измерения и контроля размеров выбираем в зависимости от номинального значения размера, величины допуска, а также в зависимости от типа производства. Средства измерения и контроля указаны в таблице 9.

Таблица 9

Выбор средств измерения и контроля

4.4.11 Расчёт режимов резания

Для наружного чистового и чернового точения и сверления расчёт произведём аналитическим методом, для остальных - табличным.

Режимы резания зависят от свойств обрабатываемого материала, от материала режущей части инструмента, от шероховатости обрабатываемой поверхности, от величины припуска на обработку, от требуемой производительности операции и периода стойкости режущего инструмента.

Точение черновое поверхности В.

Определим скорость резания по формуле:

где С_н - постоянный коэффициент скорости резания;

Т - стойкость инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

S - величина подачи, мм/об;

m, x_н, y_н - показатели степеней.

(31)

где _mн - коэффициент, учитывающий смятие материала заготовки;

_nv - коэффициент состояния поверхности заготовки;

_nv = 0,9;

_uv - коэффициент материала инструмента;

_uv = 1,0;

_цv - коэффициент главного угла в плане;

_цv = 0,7;

_ц1v - коэффициент вспомогательного угла в плане;

_ц1v = 0,97;

_rv - коэффициент радиуса при вершине резца;

_rv = 0,94;

_gv - коэффициент державки резца;

_gv = 0,97;

_ov - коэффициент вида обработки;

_ov = 1,0.

С_н = 221; Т = 60, мин; t = 0,7, мм; S = 0,25, мм/об;

m = 0,2; x_н = 0,15; y_н = 0,35.

Определим число оборотов шпинделя:

Стандартное паспортное значение n = 2000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Чистовое точение поверхности В.

С_н = 221; Т = 60, мин; t = 0,16, мм; S = 0,15, мм/об;

m = 0,2; x_н = 0,45; y_н = 0,35.

Определяем число оборотов шпинделя:

Стандартное число оборотов шпинделя n = 2000, мин^-1.

Определим действительную скорость резания:

Сверление отверстия D, диаметром 6 мм.

где С_н - постоянная скорости резания, С_н = 7,0;

Т - стойкость сверла, Т=25, мин;

t - глубина резания, t=13, мм;

D = 6, мм; S = 0,12, мм/об; m = 0,2; x_н = 0; y_н = 0,7; g_v = 0,4.

, (34)

где _mv = 1,0; _uv = 0,9; _Lv = 0,7.

Определим число оборотов шпинделя:

Стандартное паспортное значение n = 800, мин^-1.

Действительная скорость резания:

На остальные переходы режимы резания определяем табличным методом.

Точение черновое поверхности Б:

t = 3,1, мм; S = 0,5, мм/об; V = 120, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 2000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Точение чистовое поверхности Б:

t = 0,9, мм; S = 0,12, мм/об; V = 180, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 2000, об/мин.

Действительная скорость резания:

Подрезка торцев А и Е:

t = 2,4, мм; S = 0,2, мм/об; V = 165, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 2000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Точение фасок Г и Ж:

t = 0,5, мм; S = 0,2, мм/об; V = 180, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 2000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Сверление отверстия Д:

S = 0,06, мм/об; V = 22, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 1400, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Развертывание черновое отверстия Д:

S = 0,25, мм/об; V = 15, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 1000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Развертывание чистовое отверстия Д:

S = 0,2, мм/об; V = 5, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 400, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Отрезка заготовки:

t = 6,5, мм; S = 0,2, мм/об; V = 120, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 2000, мин^-1.

Действительная скорость резания:

Шпоночно-фрезерная операция:

t = 0,5, мм; S_z = 0,04, мм/зуб; при z = 2 S = 0,08, мм/об; V = 50, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

Принимаем паспортное значение n = 3750 мин^-1.

Действительная скорость резания:

Шлифовальная операция:

Глубина шлифования t = 0,14, мм;

Продольная подача S = 0,3, мм/мин;

Скорость шлифовального круга V = 30, м/сек; D = 250, мм;

Скорость вращения детали V_ДЕТ = 12, м/мин.

Определим число оборотов шпинделя шлифовальной бабки:

Принимаем паспортное значение n = 2340, мин^-1.

Действительное значение скорости шлифовального круга:

Вращение детали имеет бесступенчатое регулирование, поэтому расчёт производим без корректировки скорости.

Число оборотов поводкового патрона:

4.4.12 Техническое нормирование операций

Штучное время на операцию определяется по формуле (35):

где - основное время, мин;

- вспомогательное время, мин;

- время на обслуживание рабочего места, мин;

- время на отдых, мин.

Определим основное время по переходам по формуле (36):

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l₁ - величина врезания резца, мм;

l₂ - величина перебега резца, мм

n - число оборотов в минуту, об/мин;