1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали 3 страница

Где W– усилие зажима

Р-давление воздуха, Мпа; р=0,5 Мпа.

Принимаем стандартное значение D=150.

Основные параметры данного цилиндра:

Стенка цилиндра – 7мм

Диаметр шпильки – М16мм

Количество шпилек – 4

Диаметр штока – 30мм

Диаметр резьбы на штоке – М20мм

Рассчитаем дополнительные параметры для нашего зажимного устройства:

1. Усилие:

2. Площадь:

3.1.5 Расчет на прочность детали приспособления

Расчет на прочность детали приспособления, нагруженного осевой силой по допускаемым напряжениям растяжения (сжатия) осуществляется по формуле:

Где α– значение равное 2,26

Z–число шпилек

Тогда, подставляя эти параметры, мы получим число:

Внутренний диаметр резьбы на штоке рассчитывается следующим образом:

Где d₂–внутренний диаметр резьбы на штоке.

Т.к. диаметр опасного сечения винта равен 20 мм, что меньше, чем принят в конструкции (Æ30 мм), то условие на прочность соблюдено.

3.2 Описание и расчет контрольно-измерительного инструмента

Для контроля сверления отверстия Æ25 мм на 030 операции, применяется калибр пробка. Данный контрольно-измерительный инструмент предназначен для бесшкальной проверки размера и состоит из рукоятки и двух вставок: проходной и непроходной предназначенных для непосредственного контроля.

Проходная сторона соответствует наименьшему предельному размеру, а непроходная сторона – наибольшему предельному размеру.

По ГОСТ 25347-82 для поля допуска находим предельные верхнее и нижнее отклонения отверстия; они равны 0,52 и 0 соответственно. Следовательно, D_max = 25,52 мм, aD_min = 25 мм. По ГОСТ 24853-81 находим допуски и предельные отклонения калибров для IT9 в интервале 10…60 мм H = 21 мкм, z = 36 мкм, y = 0 мкм.

Наибольший размер новой проходной калибр пробки определяется по формуле:

ПР_max= D_min+ z + H/2,

ПР_max= 25+0,036+0,0105/2 =25,0465 мм.

Размер калибра ПР, проставляемый на чертеже, при допуске на изго­товление Н = 21 мкм равен 25,20465_-0,021

Наименьший размер новой проходной калибр пробки определяется по формуле:

ПР_min= D_min+ z - H/2,

ПР_min= 25+0,036-0,0105/2 = 25,0255 мм.

Наименьший размер изношенной проходной калибр-пробки при допуске на износ у = 0 мкм равен:

ПР_ИЗН = D_min–у,

ПР_ИЗН = 25– 0 = 60 мм

Наибольший размер новой непроходной калибр-пробки:

НЕ_max = D_max + H/2,

НЕ_max = 25,52 +0,0105/2= 25,5305 мм

Наименьший размер новой непроходной калибр-пробки:

НЕ_min= D_max–H/2

НЕ_min = 25,52-0,0105/2 = 25,5095 мм

Размер калибра НЕ, проставляемый на чертеже, равен

Наименьший размер новой проходной калибр пробки определяется по формуле:

ПР_min= D_mах+ z - H/2,

ПР_min= 25,52 + 0,036– 0,0105/2 = 25,5305_-0,021 мм.

На основании расчетов строим схему расположения полей допусков.

Рисунок 3.3 - Схема расположения полей допусков

3.3 Описание и расчет режущего инструмента

Сверло — режущий инструмент, с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания то есть получения несквозных углублений.

Спиральное сверло представляет собой цилиндрический стержень, рабочая часть которого снабжена двумя винтовыми спиральными канавками, предназначенными для отвода стружки и образования режущих элементов.

Производим расчет спирального сверла диаметром 25 мм из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозных отверстий диаметром 25 мм.

Для расчета основных параметров используем методику [15].

Выбираем режимы резания из раздела «Режимы резания»:

а) подачу берем S = 0,315 мм/об;

б) скорость резания V =17,6 м/мин.

Осевая сила P_x = 4123 (≈ 412 кгс).

Крутящий момент М_кр = 44,9 Нхм.

По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус Морзе № 3 с лапкой, со следующими основными конструк­тивными размерами: D₁=24,1 мм, d₂=19,1 мм, l₃=94 мм. Остальные размеры хвостовика указывают на чертеже.

Определяем длину сверла по ГОСТ 10903-77 общая длина сверла L=291 мм, длина рабочей части l_о=170 мм. Определяем геометрические и конструктивные параметры режущей части сверла. Угол наклона винтовой канавки . Углы между режущими кромка­ми = 118°, . Задний угол . Угол наклона поперечной кромки 55°. Размеры подточки:а = 3мм; . Шаг винтовой канавки

Толщину d_c сердцевины сверла в зависимости от диаметра
сверла (D=28 мм) выбираем в следующих пределах

Принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной:

Тогда

Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части должна находиться
для сверла диаметром 46 мм в пределах 0,05-0,12. Принимаем обратную конусность равную 0,08.

Определяем ширину ленточки f₀ и высоту затылка по спинке К выбираем по таблице 59. В соответствии с диаметром сверла f₀ = 1,6 мм; К = 0,7 мм.

Определяем ширину пера

В = 0,58хD = 0,58х25=14,5 мм

Определяем большой радиус профиля

,

где

При диаметре фрезы .

Следовательно

Определяем меньший радиус профиля

,

где

Следовательно:

Ширина профиля

По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.

Рисунок 3.6 – Профиль канавочной фрезы

Предельные отклонения диаметра сверла 25_-0,052 мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14 квалитету точности с симметричным расположением предельных отклонений. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаются по ГОСТ 2848-75.

Предельные отклонения углов . Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +5⁰. Твердость рабочей части сверла и лапки хвостовика указаны непосредственно на чертеже инструмента.

4 Организационный раздел

4.1 Проектирование плана участка механической обработки детали

Графическим документом, определяющим размещение подразделений предприятия и средств производства, служит технологическая планировка. Она представляет собой план расположения оборудования, рабочих мест, подъёмно-транспортных средств, мест складирования материалов и заготовок, вспомогательных помещений, проходов и проездов, магистральных подводов, стружкоуборочных конвейеров, мест сборки стружки, рабочих мест мастера, работников контроля.

Исходными данными для проектирования являются: годовая программа выпусков деталей, тип производства и технологический процесс изготовления деталей.

Сетку колонн цеха принимаем 18х12 м. Вначале определяем ширину машиностроительных проездов ограничивающих длину участка с одной стороны. Вдоль проезда предусматриваем проходы.

Длину участка принимаем кратной шагу колонн, ширину пролета из условия возможности рационального размещения кратного числа рядов технологического оборудования.

Относительно проездов участок располагаем так, чтобы заготовки поступали по одному проезду, а готовые детали вывозились с противоположного конца линии. Для этого технологические линии располагаем перпендикулярно проезду.

Размещение оборудования обеспечивает безопасность и удобство работы, экономно использует рабочую площадь, а так же соблюдается принцип прямоточности.

Металлорежущие станки установлены по ходу технологического процесса. Тара с заготовками перемещается от станка к станку при помощи кран-балки.

Для удаления стружки из рабочей зоны станки оснащены специальной тарой для отходов, расположенной вблизи каждого станка.

Дальнейшая транспортировка коробов со стружкой от станка к местам сборов производится подвесным транспортом на рельсах.

Также на участке предусмотрен отдел технического контроля.

Возле каждого станка устанавливается тара с заготовками и готовыми изделиями.

4.2 Расчет количества основного оборудования и коэффициента загрузки

Расчет количества рабочих мест на участке ведется по операциям на основе трудоемкости программы и эффективного годового фонда времени работы одного станка по формуле:

где N— годовая программа выпуска деталей;

T_шт— штучное время на i-ой операции, мин.;

F(q) — действительный годовой фонд времени работы оборудования,F =3800ч.;

К_{вн i}— коэффициент выполнения норм на i-ой операции (берется по данным предприятия или ориентировочно можно принять 0,7-0,8).

S_P015 = 2500x5,5/3800х60х0,7 = 0,09

На все остальные операции количество оборудования на участке приведено в таблице 4.1

Коэффициент загрузки рабочих мест по операциям (Кз) определяем по формуле:

,

где Sпр - принятое количество рабочих мест по i-ой операции.

К_З015 = 0,09/1 = 0,09

На все остальные операции коэффициент загрузки рабочих мест по операциям (Кз) приведен в таблице 4.1.

Средний коэффициент загрузки участка определяем отношением суммы расчетных станков к сумме принятых:

,

где m– количество операций.

Кз_ср = 0,24/4 = 0,06

Степень занятости оборудования обработкой данной детали характеризуется коэффициентом занятости, на величину которого следует корректировать все расчеты для обеспечения их сопоставимости в базовом и проектируемом вариантах.

Коэффициент занятости рассчитывается по формуле:

где К_н.з— коэффициент нормативной загрузки оборудования (принимается равным для мелкосерийного производства 0,75-0,8), К_н.з= 0,8.

К_зан = 0,06/0,8 = 0,075

Таблица 4.1 - Расчет количества рабочих мест и их загрузки

№ операции	Наименование операции	Марка станка	Тшт, мин	Кол-во Станков	Коэффициент загрузки
015	Токарная с ЧПУ	ВСТ 625-21CNC23	5,5	0,09	1	0,09
020	Вертикально-фрезерная	6Р13	1,3	0,02	1	0,09
025	Консольно фрезерная	6М82	1,14	0,02	1	0,02
030	Радиально сверлильная	2К522	6,95	0,11	1	0,11

На основании проведенных расчетов строим график загрузки оборудования

На графике линией, параллельной горизонтальной оси, показывается средний коэффициент загрузки оборудования.

Рисунок 4.1 - График загрузки оборудования

4.3 Расчет численности работающих на участке

Расчет численности производственных рабочих (Ч) производим для каждой операции, исходя из трудоемкости за год, по формуле:

,

где F_др— действительный годовой фонд времени одного рабочего, ч. (F_др= 1860 ч.);

К_в - планируемый коэффициент выполнения норм (К_в.н. = 1,0).

Ч_расч015 = 5,5х2500/1860х60х1 = 0,12

На все остальные операции показатели численности работающих на участке приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2 - Расчет численности производственных рабочих.

№ опер.	Кол-во станков, пр	Профессия рабочего	Разряд	,час	Fдр час	Численность
Ч расч	Ч пр
015	1	Токарь с ЧПУ	4	229	1860	0,12	1
020	1	Фрезеровщик	3	54	0,029	1
025	1	Фрезеровщик	3	47	0,025	1
030	1	Сверловщик	4	289	0,15	1
Итого:	-	-	-	619	-	0,324	4

4.4 Расчет площади участка

Для определения площади станков заполняем таблицу с исходными данными.

Таблица 1 - Исходные данные

№п/п	Наименование операции	Модель станка	Кол-во станка	L, мм	B, мм
015	Токарная с ЧПУ	ВСТ 625-21CNC23	1	2750	1825
020	Вертикально фрезерная	6Р13	1	2570	2250
025	Консольно фрезерная	6М82	1	2260	1740
030	Радиально сверлильная	2К522	1	2040	1060

На основании таблицы определяем площадь станков по габаритам.

Производственная площадь, занимаемая станками, определяется по формуле:

S_пр = S_стхК_fхK

где S_ст - площадь станка по габаритам;

К_f - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;

K- принятое количество станков.

Значение коэффициента, учитывающего дополнительную площадь, выбирают из таблицы 2.

Таблица 2 – Значение коэффициента дополнительной площади

,м^2	Более 20	10-20	6-10	4-6	2-4	Менее 2
	1,5	2	2,5	3	3,5	4

Для токарной с ЧПУ операции:

S_пр = 4,86х3,5х1 = 17,01 м²

Для вертикально-фрезерной операции:

S_пр = 5,5х3х1 = 16,5 м²

Для вертикально-фрезерной операции:

S_пр = 1,74х3,5х1 = 13,09 м²

Для радиально-сверлильной операции:

S_пр = 2х3,5х1 = 7 м²

Площадь вспомогательных помещений (склады, места контроля, бытовые помещения) принимается в размере 25% от производственной площади.

Общая площадь участка ,м² определяется по формуле:

где - площадь вспомогательных помещений, м²;

– производственная площадь участка, м².

S_всп = S_прх0,25 = 53,6х0,25 = 13,4 м²

S_общ = 53,6х13,4 = 718,24 м²

4.5 Организация рабочих мест на участке механического цеха

Рабочее место станочника — это участок производственной площади цеха, на котором расположен станок с комплектом при­способлений, вспомогательного и режущего инструмента, а так­же техническая документация и другие предметы и материалы, находящиеся непосредственно в распоряжении рабочего.

В проектируемом технологическом прочесе применяется оборудование фрезерной, сверлильной, расточной, шлифовальной и токарной с ЧПУ групп. Рассмотрим организацию некоторых из приведенных групп.

На рисунке 5.1 приведена планировка рабочего места фрезеровщика.

Около станка должна находиться деревянная подножная решетка. Большинство фрезерных станков имеют дублирующие органы управления, поэтому решетка должна быть удобной для перемещения рабочего вдоль фасада станка (справа и слева).

Эффективная эксплуатация фрезерного станка обеспечивается постоянным уходом за рабочим местом: смазкой узлов станка в соответствии с требованиями, изложенными в руководстве по его эксплуатации; периодической проверкой точности перемещения узлов станка (стола и др.) и при необходимости соответствующей регулировкой. В обязанности фрезеровщика входят уборка стружки и СОЖ, а также контроль исправности электрооборудования и электропроводки.

Правильная организация рабочего места принесет положительные результаты. Фрезеровщик должен быть предельно внимательным, так как станок является зоной повышенной опасности.

Рисунок 5. — Рабочее место фрезеровщика:

1 —планшет для инструмента; 2 — инструментальная тумбочка; 3 — урна для мусора; 4 — кронштейн для чертежей; 5— приемный стол; 6— тара; 7— решетка; 8 — стеллаж; 9 —ограждение; 10 —станок.

Такие приспособления, как делительные головки, поворотные столы, пневмотиски, следует хранить на стеллажах и подставках.

Для предотвращения поломки фрез и порчи поверхности стола станка тяжелые фрезы предварительно ставят на специальную деревянную подставку на стол станка. Набор инструментов и оснастки на рабочем месте фрезеров­щика определяется типом станка, номенклатурой обрабатывае­мых деталей, технологическим процессом и соблюдением требо­вания о наличии на рабочем месте только самых необходимых, постоянно используемых приспособлений и инструментов.

Обработанные детали по мере их накопления следует увозить с рабочего места. Пол должен быть ровным, без выбоин и неровностей, на нем не должно быть потеков и капель масла или СОЖ.

На рисунке 5.2 показано рабочее место сверловщика, работающего на радиально-сверлильном станке:

Рисунок 5.2 — Рабочее место сверловщика, работающего на радиально-сверлильном станке:

1 — радиально-сверлильный станок; 2 — инст­рументальный шкаф; 3— стеллажи; 4 — передвижной приемный столик; 5 — подставки для корпусных деталей; 6 — деревянная решетка; 7 — планшет.

Рабочим местом называется часть производственной площадки цеха, где расположены станок, приспособления, инструменты, заготовки и т. д. От правильной организации рабочего места и труда сверловщика зависит его производительность и качество обрабатываемых изделий.

При правильной организации рабочего места и труда рабочему не приходится непроизводительно затрачивать время на поиски инструмента, приспособлений, заготовок, ходить за нарядами, технической документацией и т. д.

Рациональная организация рабочего места сверловщика предусматривает обеспечение полной безопасности работы, установление и поддержание чистоты, порядка и нормальных условий труда на рабочем месте.

На рабочем месте должны находиться только те инструменты, приспособления и заготовки, которые необходимы для выполнения данной работы. Все остальные предметы необходимо хранить на стеллажах или в инструментальном шкафчике с полочками и отдельными ячейками.

Инструмент, хранящийся в инструментальной тумбочке, должен быть разложен по типоразмерам. Мелкий режущий инструмент следует хранить в верхних ячейках, более крупный и редко применяемый — в нижних.

Измерительный инструмент нужно хранить отдельно от режущего, выделив для него специальное место в инструментальной тумбочке. Обтирочный материал, щетки, скребки рекомендуется хранить в отдельном ящике.

Инструменты и приспособления, которыми рабочий пользуется чаще, следует класть ближе, которыми пользуется реже, — дальше.

Чертежи, операционные карты, рабочие наряды должны лежать так, чтобы ими было удобно пользоваться.

На деревянной решетке устанавливается вращающийся стул для сверловщика.

На рабочем месте сверловщика должны быть обеспечены рациональное освещение, нормальная температура, влажность, чистота воздуха и пр.

На рисунке 5.3 показано рабочее место токаря:

Рисунок 5.2 — Рабочее место токаря

1 – станок; 2 – урна для мусора; 3 – планшет для чертежей; 4 – инструментальная тумбочка; 5 – лоток для инструмента; 6 - деревянная решетка; 7 – тара; 8 – приемный столик.

Комплект технологической оснастки и комплект предметов ухода за станком и рабочим местом постоянного пользования устанавливаются в зависимости от характера выполняемых работ, типа станка и типа производства. Наибольшим количеством такой оснастки располагают токари, работающие в условиях единичного и мелкосерийного производства, и значительно меньшим — токари, работающие в условиях серийного и крупносерийного производств.

В обязанности токаря входят смазка станка и уборка стружки. Токарь периодически должен производить проверку точности работы станка и его регулировку в соответствии с рекомендациями, изложенными в руководстве по эксплуатации.

Плохая организация рабочего места, загроможденность его и проходов, неисправность станка и приспособлений, недостаточное знание рабочим устройства станка и правил его эксплуатации, неисправность электрооборудования и электропроводки, отсутствие ограждений и предохранительных устройств, работа неисправным инструментом, загрязненность станка и подножной решетки могут привести к несчастным случаям.

Оптимальная организация рабочего места принесет положительные результаты, если в процессе работы токарь будет предельно внимателен, так как станок является объектом повышенной опасности. Для безопасной работы необходимо правильно назначать режимы резания, надежно закреплять заготовку, применять исправный инструмент со стружколомами, защитные устройства и т.д.

4.6 Определение структуры и периодичности работ по ремонту оборудования

Исходными нормативами для планирования ре­монтов станков являются структура (С_цр) и продолжительность (Т_цр) их ремонтных циклов. При составлении годового плана ре­монта для станка каждой модели, включаемого в план, необходи­мо определить: структуру ремонтного цикла С_цр; продолжитель­ность ремонтного цикла Т_цр; межремонтный (Т_мр) и межосмотровой (Т_о) периоды, по методике [ ].

Дата добавления: 2015-11-05