Ташгту им. Ислама Каримова гр. 8к-19ТМ

ТашГТУ им. Ислама Каримова гр. 8к-19ТМ



Var.

Изм.



№ докум.

Подпись



Дата

Содержание


1. Анализ конструкции детали
деталь припуск резание
Рассматриваемая в данном курсовом проекте деталь крышка (см.ПСКП.919101.001) предназначена для изоляции подшипникового узла от внешних факторов окружающей среды. В частности, попадания пыли, мусора и влаги, способствующей нарушению нормального функционирования элемента механизма.
Рисунок 1.1 Эскиз детали крышка
В конструкции крышки предусмотрено 5 отверстий по внешнему диаметру крышки для крепления к корпусу. Отверстия 12 выполнены без резьбы, для винтов, фиксируемых в самом корпусе по поверхности 5 и 6, для которых необходимы дополнительные требования точности к поверхности сопрягаемых деталей.
Отверстие с поверхностями 8 и 9 выполнено для выхода вала, на котором сидит подшипник. От этого отверстия имеется выход во внешнюю среду через отверстие 10, выполненное с метрической резьбой для предотвращения вытекания масла из узла и дополнительной герметизации.
Для уплотнения в крышку ставится уплотнительное резиновое кольцо в канавку-паз 14.
Поверхность 4 фрезеруется, т.к. при своих искомых габаритах не позволяет установить крышку на её позиции из-за нехватки места на корпусе механизма.
К поверхностям 7, 11, 3, 2, 1, 15 не предъявляется высоких требований точности, т.к. они не выполняют ответственных функций в данной конструкции детали крышка.
Для изготовления детали используется Сталь 45 ГОСТ 1050-88. В табл.1.1 и табл.1.2 приведены соответственно химический состав и механические свойства стали 45.
Таблица 1.1

С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			не более
0,40-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,045	0,045	0,3	0,3

Таблица 1.2

т, МПа	вр, МПа	, %	, %	н, Дж/см2	HB (не более)
не менее		горячекатаной	Отожженной
360	610	16	40	50	241	197

В табл.1.3 приведены основные требования, предъявляемые к рассматриваемым поверхностям.
Таблица 1.3 Данные о поверхностях детали

№ поверхности	Название поверхности	Требование к точности, квалитет	Требование к шероховатости Ra, мкм	Требование к относительному расположению	Способы получения [2]
1	торец	14	6,3	-	Подрезка торца
2	конус	14	6,3	-	Черновое точение
3	торец	14	6,3	-	Черновое точение
4	лыска	14	6,3	-	Фрезерование
5	торец	8	1,25	Торцевое биение 0,04	Черновое точение, предварительное шлифование, окончательное шлифование
6	цилиндр	7	0,63	Радиальное биение 0,04	Черновое точение, предварительное шлифование, окончательное шлифование
7	торец	14	6,3	-	Подрезка торца
8	цилиндр	10	6,3	-	Сверление, рассверливание, растачивание
9	торец	10	6,3	-	Сверление, рассверливание, растачивание
10	цилиндр	6	3,2	-	Сверление, сверление, нарезание метрической резьбы
11	цилиндр	14	6,3	-	Черновое точение
12	цилиндр	14	6,3	-	Сверление
13	фаска	14	6,3	-	Точение
14	канавка	14	6,3	-	Точение
15	цилиндр	12	6,3	-	Сверление

2. Анализ технологичности конструкции детали
В данном курсовом проекте рассматривается детали типа крышка (см. ПСКП.919101.001). Программа выпуска деталей для основной программы - 320 деталей в год, а для перспективной - 700000 деталей в год, что соответствует единичному и массовому производству для основной и перспективной программ соответственно.
Деталь обладает достаточной жесткостью, т.к. отношение ее длины к диаметру меньше 12:
,
где l = 40 мм - длина крышки;
d = 30 мм - наименьший диаметр крышки.
В конструкции крышки нет диаметров, намного меньших остальных диаметров, что определяет отсутствие заведомо ослабленных мест. Все переходы выполнены с округлениями, что устраняет концентраторы напряжений.
Перед торцом, для которого предусмотрен параметр шероховатости Ra 1,25, предусмотрена канавка для выхода шлифовального круга, что позволяет обработать этот торец до необходимой величины микронеровностей.
На крышке есть несколько поверхностей с одинаковыми шероховатостями и квалитетами, что позволяет облегчить работу технолога.
При обработке заготовка закрепляется в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне. Для этого предусматривается технологическая база - наружная цилиндрическая поверхность крышки. Это также делает возможным совместить технологическую и измерительную базы.
Требуемая точность обработки цилиндрических поверхностей крышки обеспечивается черновым точением (Ra 6,3), сверлением (Ra 6,3) и резьбонарезанием (Ra 3,2). Требуемая шероховатость наиболее точных поверхностей крышки (Ra 0,63; Ra 1,25) обеспечивается предварительным и окончательным шлифованием (8, 7 квалитет). Токарная операция проводится в несколько переходов и два установа.
При фрезеровании по 14 квалитету обеспечивается шероховатость Ra 6,3мкм.
Из вышесказанного следует, что выбранные способы обработки поверхностей заготовки соответствуют проставленным на чертеже требованиям точности и шероховатости.
Поверхности данной крышки можно обрабатывать проходными резцами, что позволяет сократить время технического обслуживания рабочего места.
Все указанные на чертеже размеры можно измерить непосредственно с помощью штангенциркуля, нутромера и угломера.
Данная деталь является технологичной, т.к. отвечает всем эксплуатационным требованиям, может быть изготовлено в данных конкретных условиях с наименьшими затратами времени, труда и материалов при использовании наиболее прогрессивных, экономически оправданных методов производства. Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.
Заготовку для изготовления данной детали можно получить: штамповкой, отливкой или отрезать от прокатного прутка. Наиболее рациональным и экономичным для единичного производства является последний из указанных выше способов, т. к. деталь является телом вращения и отрезная операция гораздо ниже по стоимости, чем отливка или штамповка. Отливка в данном случае вообще нежелательна, так как для стали 45 это будет дорого. А штамповку применять в единичном производстве нецелесообразно.
Определим коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости в соответствии с ГОСТ 18831-73. Для этого определим среднюю точность обработки и среднюю шероховатость обработки поверхностей.
Данные о точности и шероховатости детали занесем в таблицу 2.1. и таблицу 2.2.
Таблица 2.1 Определение коэффициента точности

Тi, квалитет	ni	Ti*ni
14	9	126
12	1	12
10	2	20
8	1	8
7	1	7

Средняя точность обработки
Коэффициент точности
Таблица 2.2 Определение коэффициента шероховатости

с, мкм	ni	Rai* ni
6,3	12	75,6
3,2	1	3,2
1,25	1	1,25
0,63	1	0,63

Средняя шероховатость
Коэффициент шероховатости
Коэффициенты точности и шероховатости удовлетворяют требованиям:
0,8 < k_ТЧ < 0,92 k_Ш < 0,32,
значит рассматриваемая деталь технологична.
3. Определение типа производства
3.1 Определение типа производства по основной программе
Основной характеристикой типа производства является коэффициент закрепления операций К_з.о., равный отношению всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течении месяца в каком-либо подразделении механического цеха, к числу рабочих мест.
Определение типа производства произведем методом укрупненного нормирования операций.
Определим приблизительные нормы времени [4]. Расчет произведен в табл. 3.1.1.:
Таблица 3.1.1 Определение приблизительных норм времени

Номер поверхности	Вид поверхности	Требования к поверхности	Вид обработки	Формула для вычисления	ТО, мин
		Т, квалитет	Ra, мкм
1	торец	14	6,3	Подрезка торца	0,037(D^2-d^2)^.10^-3	0,36
2	конус	14	6,3	Черновое точение	0,17dl^.10^-3	0,75
3	торец	14	6,3	Черновое точение	0,17dl^.10^-3	3,5
4	лыска	14	6,3	фрезерование	6l^.10^-3	0,3
5	торец	8	1,25	Черновое точение, предварительное шлифование, окончательное шлифование	0,17dl^.10^-3	0,52
					0,01dl^.10^-3	0,46
6	цилиндр	7	0,63	Черновое точение, предварительное шлифование, окончательное шлифование	0,17dl^.10^-3	0,52
					0,01dl^.10^-3	0,4
7	торец	14	6,3	Подрезка торца	0,037(D^2-d^2)^.10^-3	0,36
8	цилиндр	10	6,3	Сверление, рассверливание, растачивание	0,52dl^.10^-3	0,22
					0,31dl^.10^-3	0,38
					0,18dl^.10^-3	0,07
9	торец	10	6,3	Сверление, рассверливание, растачивание	0,52dl^.10^-3	0,22
					0,31dl^.10^-3	0,38
					0,18dl^.10^-3	0,07
10	цилиндр	6	3,2	Сверление, сверление, нарезание метрической резьбы	0,52dl^.10^-3	0,075
					0,52dl^.10^-3	0,25
					0,4dl^.10^-3	0,04
11	цилиндр	14	6,3	Черновое точение	0,17dl^.10^-3	0,23
12	цилиндр	14	6,3	Сверление	0,52dl^.10^-3	1,0
13	фаска	14	6,3	Точение	0,17dl^.10^-3	0,04
14	канавка	14	6,3	Точение	0,17dl^.10^-3	0,35
15	цилиндр	12	6,3	Сверление	0,52dl^.10^-3	0,25

где d - диаметр вала, мм;
D - диаметр обрабатываемого торца, мм;
D - d - разность наибольшего и наименьшего диаметров обрабатываемого торца;
l - длина обрабатываемой поверхности.
Определим штучное время для операций основной программы. Для этого объединим все переходы, выполняемые на одном оборудовании в соответствующие операции: токарную, шлифовальную и фрезерную. Тогда штучное время токарной операции:
Штучное время шлифовальной операции:
мин.
Штучное время фрезерной операции:
мин.
Штучное время сверлильной операции:
мин.
Исходные данные для выбора типа производства:
1) Годовая программа выпуска деталей N₁ = 320 шт;
2) Количество деталей на изделии m = 1;
3) Процент запасных частей в = 5 %;
4) Режим работы 2 смены;
5) Годовая программа
шт;
6) Действительный годовой фонд времени работы оборудования [2]
F_Д = 4029 ч.
Определим количество используемых станков для токарной операции:
,
где з_з.н. = 0,75 - нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Это соответствует 1 рабочему месту:
Р = 1.
Определим количество используемых станков для фрезерной операции:
,
что соответствует 1 рабочему месту:
Р = 1.
Определим количество используемых станков для шлифовальной операции:
,
что соответствует 1 рабочему месту
Р = 1.
Определим количество используемых станков для сверлильной операции:
,
что соответствует 1 рабочему месту:
Р = 1.
Фактический коэффициент загрузки для токарной операции:
.
Фактический коэффициент загрузки для шлифовальной операции:
.
Фактический коэффициент загрузки для фрезерной операции:
.
Фактический коэффициент загрузки для сверлильной операции:
.
Определим количество операций, закрепленных за рабочими местами на данных операциях:
- для токарной операции:
- для шлифовальной операции:
- для фрезерной операции:
- для сверлильной операции:
Тогда коэффициент закрепления операций:
Так как К_З.О. = 304 > 40, то производство - единичное.
Результаты расчета основных показателей типа производства приведены в таблице 3.12.:
Таблица 3.1.2 Определение типа производства по основной программе

Операция	Тшт, мин	mp	P, шт.	зз.н.	О, шт.
010 Токарная	15,20	0,028	1	0,028	29
015 Фрезерная	0,55	0,001	1	0,001	750
020 Сверлильная	2,28	0,004	1	0,004	188
030 Шлифовальная	1,81	0,003	1	0,003	250

3.2 Определение типа производства по перспективной программе
Определение типа производства произведем методом укрупненного нормирования операций.
Определим штучное время для операций перспективной программы. Для этого объединим все переходы, выполняемые на одном оборудовании в соответствующие операции: токарную, шлифовальную и фрезерную. Тогда штучное время токарной операции:
Исходные данные для выбора типа производства:
1) Годовая программа выпуска деталей N₁ = 700000 шт;
2) Количество деталей на изделии m = 1;
3) Процент запасных частей в = 5 %;
4) Режим работы 2 смены;
5)Годовая программашт;
6) Действительный годовой фонд времени работы оборудования [2]
F_Д = 4029 ч.
Определим количество используемых станков для токарной операции:
,где з_з.н. = 0,75 - нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Это соответствует 7 рабочим местам:
Р = 7.
Определим количество используемых станков для токарной операции:
,что соответствует 8 рабочим местам:
Р = 6.
Определим количество используемых станков для шлифовальной операции:
что соответствует 8 рабочим местам:
Р = 8.
Фактический коэффициент загрузки для токарной операции:
.Фактический коэффициент загрузки для токарной операции:
.Фактический коэффициент загрузки для шлифовальной операции:
.Определим количество операций, закрепленных за рабочими местами на данных операциях:
- для токарной операции:
- для токарной операции:
- для шлифовальной операции:
Тогда коэффициент закрепления операций:
Так как 0,1 < К_З.О. < 1,0; то производство - массовое.
Результаты расчета основных показателей типа производства приведены в таблице 3.2.1:
Таблица 3.2.1 Определение типа производства по основной программе

Операция	Тшт, мин	mp	P, шт.	зз.ф.	О, шт.
005 Токарная	1,62	6,57	7	0,94	1
010 Токарная	1,29	5,23	6	0,87	1
020 Шлифовальная	1,81	7,33	8	0, 92	1

При массовом типе производства применяют групповую форму организации производства.
Рассчитаем количество деталей в партии для одновременного запуска.
Исходные данные:
Годовая программа N = 700000 шт.;
Среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям:где N - количество операций;
Периодичность запуска-выпуска изделий а = 3 дн.;
Число рабочих дней в году F = 260 дн.
Расчетное количество деталей в партии:
шт.
Расчетное число смен на обработку партии деталей на участке:
смен,
где 476 мин - действительный фонд времени работы оборудования в смену;
0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.
Принятое число смен: с_пр = 35.
Принятое число деталей в партии:шт.
4. Выбор и обоснование метода получения заготовок для основной и перспективной программы
Для изготовления ступенчатых валов с небольшим перепадом диаметров ступеней в качестве заготовок выбирают круглый прокат ГОСТ 2590-71 [2], [4].
Круглый прокат может применяться для изготовления крышек, как в единичном, так и крупносерийном производстве.
Рассматриваемая деталь изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88, которая хорошо обрабатывается резанием.
Рассчитаем себестоимость заготовки из проката.
Затраты на материал заготовки
руб.;
где Q = 4,139 кг - масса заготовки;
q = 1,511 кг - масса готовой детали;
S = 0,169 руб - цена 1 кг материала заготовки;
S_отх = 22,6 руб- цена 1 т отходов.
Технологическая себестоимость операций:
где С_П.З. - приведенные затраты на рабочем месте;
Т_ШТi - штучное время заготовительной операции;
В качестве заготовки выбираем круглый горячекатаный прокат нормальной точности как наиболее дешевый.
В массовом производстве заготовка крышки может быть получена методом литья по выплавляемым моделям. Рассчитаем себестоимость такой заготовки.
Объем заготовки:где r_i - радиусы окружностей крышки,
h_i - высоты цилиндров,
a, b - основания конуса крышки.
Плотность стали г/см³.
Масса заготовки:кг.Себестоимость литья:где C_i = 1985 руб. - базовая стоимость 1 т. заготовок;
k_Т = 1 - коэффициент точности (нормальная точность);
k_С = 1,0 - коэффициент группы сложности (3 группа сложности);k_В = 1,0 коэффициент массы (Q = 1,547 кг);
k_М = 1,22 - коэффициент марки материала (сталь 45);
k_П = 1,0 - коэффициент объема производства заготовок.
Для изготовления валов по перспективной программе выгоднее использовать в качестве заготовок отливки (литьё по выплавляемым моделям).
5. Выбор и обоснование технологических маршрутов обработки детали
5.1 Выбор и обоснование схемы маршрута технологического процесса основной программы изготовления детали крышка
При разработке технологического процесса производства вала для единичного производства принимались во внимание особенности этого типа производства. Вся операция по возможности выполняется на одном станке в несколько установов и переходов. Применяется универсальное оборудование, инструмент, приспособление и измерительный инструмент. Перечень операций выбирается в соответствии с таблицами экономической точности обработки на металлорежущих станках [2]. Маршрут изготовления детали приведен в таблице 5.1.1:
Таблиц 5.1.1 Маршрут изготовления детали типа крышка в единичном производстве:

Операция	Переход	Содержание перехода	Применяемая оснастка	Применяемое оборудование	Применя-емый режущий инструмент	Применя-емый измерительный инструмент
010 Токарная Установ 1	1	Подрезать торец	Трехкулач-ковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80	Токарно-винторезный станок 1А616	Резец проходной упорный ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-80
	2	Точить	То же	То же	То же	То же
	3	Точить	То же	То же	То же	То же
	4	Точить фаску	То же	То же	Резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73	То же
	5	Точить канавку	То же	То же	Резец отрезной ГОСТ 18874-73	То же
	6	Сверлить	То же	То же	Сверло спиральное ГОСТ 886-77	Нутромер НИ-18 ГОСТ 868-82
	7	Рассверлить	То же	То же	Сверло спиральное ГОСТ 4010-77	То же
	8	Расточить	То же	То же	Резец расточной ГОСТ 26612-85	Штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-80
010 Токарная Установ 2	1	Подрезать торец	То же	То же	Резец проходной упорный ГОСТ 18879-73	То же
	2	Точить	То же	То же	Резец проходной прямой ГОСТ 18869-73	То же
	3	Точить	То же	То же	То же	То же
	4	Сверлить центровое отверстие	То же	То же	Сверло центровочное ГОСТ 14952-75	Нутромер НИ-18 ГОСТ 868-82
	5	Сверлить	То же	То же	Сверло спиральное ГОСТ 886-77	Нутромер НИ-18 ГОСТ 868-82
	6	Нарезать метрическую резьбу	То же	То же	Метчик машинный ГОСТ 3266-81	Калибр резьбовой ГОСТ 17756-72
015 Фрезерная		Фрезеровать лыску	Тиски станочные ГОСТ 16518-96, призмы опорные ГОСТ 12195-08	Вертикально-фрезерный станок 6Р10	Фреза торцовая ГОСТ 9304-69	Штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-80
020 Сверлильная		Сверлить	Тиски с призматическими губками	Вертикально-сверлильный 2М112	Сверло спиральное ГОСТ 886-77	Штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-80, Нутромер НИ-18 ГОСТ 868-82, Угломер типа 1-2 ГОСТ 5378-88.
025 Термическая		Закалить до твёрдости 28-32 HRCэ		Печь термическая A-HPQ 4-4-6		Твёрдомер ГОСТ 23677-79
030 Круглошифовальная		Шлифовать	Трехкулач-ковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80	Круглошлифовальный 3В110	Круг шлифовальный 1-М-150х10х32 ГОСТ 2424-83	Микрометр рычажный ГОСТ 6507-90

5.2 Выбор и обоснование схемы маршрута технологического процесса перспективной программы изготовления детали крышка
При разработке технологического процесса изготовления детали крышка для массового производства принимались во внимание особенности этого типа производства. Применяется специальное оборудование, инструмент, приспособление и измерительный инструмент. Последовательность операций при обработке определяется таблицами экономической точности обработки на металлорежущих станках [2] Маршрут изготовления детали приведен в таблице5.2.1:
Таблица 5.2.1 Маршрут изготовления детали типа вал в крупносерийном производстве.

Операция	Переход	Содержание перехода	Применяемая оснастка	Применяемое оборудование	Применя-емый режущий инструмент	Применя-емый измерительный инструмент
005Токарная	1	Подрезать торец	Трехкулач-ковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80	Токарно-револьверный станок 1Г325	Резец проходной упорный ГОСТ 18879-73	Калибр-скоба ГОСТ 2216-84
	2	Расточить	То же	То же	Резец расточной ГОСТ 26612-85	То же
	3	Точить фаску	То же	То же	Резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73	То же
	4	Точить канавку	То же	То же	Резец отрезной ГОСТ 18874-73	То же
010 Токарная		Подрезать торец	Трехкулачковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80	Токарно-револьверный станок 1Г325	Резец проходной упорный ГОСТ 18879-73	Калибр-скоба ГОСТ 2216-84
		Сверлить	То же	То же	Сверло спиральное ГОСТ 886-77	Шаблон
		Нарезать метрическую резьбу	То же	То же	Метчик машинный ГОСТ 3266-81	Калибр резьбовой ГОСТ 17756-72
015 Термическая		Закалить до твёрдости 28-32 HRCэ		Печь термическая A-HPQ 4-4-6		Твёрдомер ГОСТ 23677-79
020 Круглошифовальная		Шлифовать	Трехкулач-ковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80	Круглошлифовальный 3В110	Круг шлифовальный 1-М-150х10х32 ГОСТ 2424-83	Калибр-скоба ГОСТ 2216-84, Профилограф-профилометр ГОСТ 19300-86

6. Выбор и обоснование технологического оборудования и оснастки
6.1 Выбор и обоснование металлорежущих станков и технологической оснастки для основной программы выпуска
В единичном производстве применяется универсальное оборудование.
Для токарной операции выберем универсальный токарно-винторезный станок 1А616, который имеет следующие характеристики [2]:
Цена, руб. 1750
Наибольший диаметр обработки над станиной, мм 320
Расстояние между центрами, мм 750
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 34
Количество ступеней частоты вращения шпинделя 21
Частота вращения шпинделя, мин^-1 9..1800
Конец шпинделя 1-6К
по ГОСТ 12595-72
Конус Морзе шпинделя №5
Конус Морзе пиноли задней бабки №4
Наибольшее сечение резца резцедержателя суппорта, мм 2525
Подача на один оборот шпинделя, мм/об:
продольных 0,065…0,91
поперечных 0,065…0,91
Мощность электродвигателя, кВт 4
Габариты станка, мм 2335852
Категория ремонтной сложности 15
Данный станок позволяет закрепить пруток необходимого диаметра и позволяет получить необходимые режимы резания.
Для фрезерной операции выберем вертикально-фрезерный станок 6Р10, обладающий следующими характеристиками [2]:
Цена, руб. 2850
Расстояние от торца шпинделя до стола, мм 50…350
Размер рабочего стола, мм 800200
Конус шпинделя 40
по ГОСТ 836-72
Количество скоростей шпинделя 12
Частота вращения шпинделя, мин^-1 50…2240
Поперечная и продольная подача стола, мм/мин 25…1120
Вертикальная подача стола, мм/мин 12,5…560
Мощность электродвигателя, кВт:
главного привода 3
привода подач 0,8
Габариты станка, мм 14451875
Категория ремонтной сложности 16
Выбранный станок также является универсальным, предназначен для фрезерования различных деталей из стали и других металлов, позволяет закрепить заготовку и обеспечивает необходимые режимы резания. Позволяет фрезеровать различные поверхности, в том числе и пазы.
Для шлифовальной операции выберем круглошлифовальный станок 3В110, обладающий следующими характеристиками [2]:
Цена, руб. 10220
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм:
диаметр 140
длина 180
Конус Морзе передней бабки №3
Наибольший размер шлифовального круга, мм 2502076
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, мин^-1 2450, 2840
Частота вращения шпинделя изделия, мин^-1 150…750
Скорость перемещения стола, м/мин 0,1…4
Поперечная подача шлифовальной бабки
на один ход стола, мм 0,001…0,038
Мощность электродвигателя, кВт 1,5
Габариты станка, мм 16001670
Категория ремонтной сложности 16
Данный станок является универсальным, предназначен для шлифования различных поверхностей, в том числе цилиндрических наружных и торцевых.
Для сверлильной операции выберем вертикально-сверлильный станок 2М112, обладающий следующими характеристиками [2]:
Цена, руб. 290
Наибольший диаметр сверления по стали, мм 12
Размер рабочего стола, мм 800200
Количество ступеней частоты 12
вращения шпинделя
Частота вращения шпинделя, мин^-1 450…5000
Подача шпинделя, мм/об Ручная
Размеры стола, мм 250х250
Мощность электродвигателя, кВт: 0,6
Габариты станка, мм 730355
Категория ремонтной сложности 7
Выбранный станок также является универсальным, предназначен для сверления различных деталей из стали и других металлов, позволяет закрепить заготовку и обеспечивает необходимые режимы резания.
Для начального крепления заготовки используем трехкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 24351-80, так как чистовые базы еще не обработаны.
При установки заготовки на фрезерный станок для ее закрепления используются тиски станочные 7200-0212 ГОСТ 16518-96.
При токарной обработке применяем следующие резцы:
1. Проходной отогнутый правый ГОСТ 18868-73;
2. Проходной отрезной правый ГОСТ 18874-73;
3. Проходной упорный правый ГОСТ 18879-73;
4. Расточной ГОСТ 26612-85;
5. Проходной прямой ГОСТ 18869-73.
При токарной обработке также применяются свёрла:
1. Сверло спиральное ГОСТ 886-77.
2. Сверло спиральное ГОСТ 4010-77.
3. Сверло центровочное ГОСТ 14952-75.
Для фрезерования лыски будем использовать торцевую фрезу диаметром 40 мм ГОСТ 9304-769. Это позволит сразу получить необходимый размер лыски.
Для нарезания резьбы используем метчик машинный ГОСТ 3266-81.
Для шлифования выбираем Круг 1-М-150х10х32 ГОСТ2424-83.
Для контроля линейных размеров, выбрали штангенциркуль ШЦ II ГОСТ 166-80 с точностью 0,05 мм, так как этот инструмент универсальный и дешевый.
Для контроля нарезаемой резьбы применяем калибр резьбовой ГОСТ 17756-72.
Для контроля твёрдости после закалки применяем твёрдомер ГОСТ23677-79.
Для контроля глубины пазов применим нутромер НИ-18 ГОСТ 868-82.
Для контроля наружных поверхностей - микрометр рычажный ГОСТ 6507-90 с точностью 0,001 мм, так как он обеспечивает необходимую точность измерения и недорогой.
6.2 Выбор и обоснование металлорежущих станков и технологической оснастки для перспективной программы выпуска
На токарной операции используем токарно-револьверный станок 1Г325, обладающий характеристиками [2]:
Цена, руб.: 3200
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм: 25
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки,
устанавливаемой над станиной: 320
устанавливаемой над суппортом: -
длина: 140
Частота вращения шпинделя, об/мин 80; 125; 160; 200; 250;
315; 400; 630; 800; 1000;
1250; 1600; 2000; 3150.
Количество ступеней частоты вращения шпинделя
Подача револьверного суппорта, мм/об: 0,05; 0,12; 0,3.
Поперечная подача, мм/об:
Рабочая подача суппорта, мм/мин: 0,05; 0,12; 0,3.
Количество резцов:
переднего резцедержателя 4
заднего резцедержателя 1
Мощность электродвигателя главного привода, кВт 3
Габариты станка 3915925
Категория ремонтной сложности: 28
Этот станок позволяет производить обработку наружных цилиндрических и торцевых поверхностей, фасок и канавок с помощью инструментальных наладок, что существенно снижает основное время обработки и повышает производительность.
Для шлифовальной операции выберем круглошлифовальный станок 3В110, обладающий следующими характеристиками [2]:
Цена, руб. 10220
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм:
диаметр 140
длина 180
Конус Морзе передней бабки №3
Наибольший размер шлифовального круга, мм 2502076
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, мин^-1 2450, 2840
Частота вращения шпинделя изделия, мин^-1 150…750
Скорость перемещения стола, м/мин 0,1…4
Поперечная подача шлифовальной бабки
на один ход стола, мм 0,001…0,038
Мощность электродвигателя, кВт 1,5
Габариты станка, мм 16001670
Категория ремонтной сложности 16
На этом станке можно вести продольное и врезное шлифование вручную.
При токарных операциях для передачи заготовки вращения используем трехкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 24351-80.
Для обработки чистовых технологических баз используются подрезные резцы (отогнутые левый и правый с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18871-73) [7, 121] для подрезания торцов и сверла центровочные комбинированные ГОСТ 14952-75 [7, 138] для их центрирования.
На токарных операциях используется следующие резцы:
1. Проходной упорный правый ГОСТ 18879-73;
2. Проходной отогнутый правый ГОСТ 18868-73;
3. Проходной отрезной правый ГОСТ 18874-73;
4. Расточной ГОСТ 26612-85;
Резцы, применяемые на одной операции, собираются в наладку для увеличения производительности. Это позволяет обрабатывать несколько поверхностей одновременно за одно рабочее движение.
Для нарезания резьбы используем метчик машинный ГОСТ 3266-81.
При токарной обработке также применяется сверло спиральное ГОСТ 886-77.
Для контроля линейных размеров и наружных цилиндрических, выбрали калибр-скобу ГОСТ 2216-84 с точностью до 0,05мм.
Для контроля нарезаемой резьбы применяем калибр резьбовой ГОСТ 17756-72.
Для контроля твёрдости после закалки применяем твёрдомер ГОСТ23677-79.
Для проверки параметров шероховатости используем профилограф-профилометр ГОСТ 19300-86.
7. Расчет и назначение припусков и межоперационных размеров
Произведем расчет припусков и межоперационных размеров на наружные цилиндрические поверхности 80g7, так как она является наиболее точной на данной детали. На остальные поверхности припуски и допуски назначим.
Заготовка - горячекатаный прокат. Масса заготовки 4,139 кг.
Технологический маршрут обработки поверхности 80g7 состоит из обтачивания чернового, предварительного и окончательного шлифования. Обтачивание и шлифование производится патроне, схема установки показана на рисунке 7.1.
Расчет припусков на обработку проката приведен в табл. 7.1.
Таблица 7.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности 80g7 крышки (рис. 7.1).

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск, ,мкм	Расчётный размер , мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T
1. Заготовка (прокат)	150	200	27	-	-	81,15	+800 -2000		83,95	-	-
2. Черновое точение	50	50	1,62	101		80,24	400	80,24	80,64	1760	3310
3. Предварительное шлифование	10	20	0,0486	5,05		80,03	87	80,03	80,117	210	523
4. Окончательное шлифование	5	15	-	0,2525		79,97	30	79,97	80	60	117

Значения составляющих припуска Rz и T приведены в [2]. Пространственное отклонение заготовки при ее закреплении в трёхкулачковом патроне:
где _к - удельная кривизна заготовки на 1 мм длины, мкм;
l = 45 мм - расстояние от торца заготовки до середины обрабатываемой поверхности.
Погрешность закрепления:
где
(при установке горячекатаного проката в трёхкулачковый патрон [2]).
Рисунок 7.1 Крышка (чертеж и схема установки при обработке поверхности 80g7).
Промежуточные остаточные пространственные отклонения вычисляются по эмпирической формуле:
,
где к_у - коэффициент уточнения формы для применяемого метода обработки ;
_заг - пространственное отклонение заготовки.
Минимальный припуск при обтачивании цилиндрической поверхности заготовки:
Расчетный размер определяется последовательным прибавлением расчетного минимального допуска каждого технологического перехода.
Наименьший предельный размер определяем округляя расчетные размеры увеличением их значений до порядка, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Наибольший предельный размер вычисляем прибавлением допуска _i к округленному наименьшему предельному размеру d_min i:
.
Предельные значения припусков z^пр_max определяем как разность наибольших предельных размеров на выполняемой и предшествующей операциях, а z^пр_min - как разность наименьших предельных размеров:
;
.
Схема расположения припусков и допусков на обработку 80g7 представлена на рисунке 7.3.
Для остальных поверхностей вала назначаем межоперационные припуски на обработку по [3]. Назначенные припуски приведены в табл.7.2:
Таблица 7.2 Припуски и на обработку наружной цилиндрической поверхности крышки 80g7.

Поверхности	Припуск, мм
	Назначенный	Рассчитанный
1, 7	2,5	-
2,3	5	-
4	5	-
5	5,5
6	-	3,31
8,9	20	-
10	5	-
11	2,5	-
12	4,5	-
13	1,35	-
14	2,5	-
15	4,25	-

Эскиз заготовки детали крышка показан на рис.7.2:
Рисунок 7.2 Заготовка крышки
Рисунок 7.3 - Схема расположения припусков и допусков на обработку наружной цилиндрической поверхности крышки 80g7
8. Расчёт и назначение режимов резания
Расчет режимов резания производим по источнику [1].
Рассчитаем режимы резания для токарной операции. Она состоит из нескольких установок и переходов.
Для подрезки торца на первом установе при первом переходе используется проходной упорный резец с пластиной из твёрдого сплава с углом в плане = 90⁰.
На данной операции подрезаем торец .
Выбираем значение подачи:
Стойкость инструментов:
где - стойкость в минутах машинной работы станка; - коэффициент времени резания
Тогда
Считаем значение скорости резания:
где -коэффициент зависящий от обрабатываемого материала; коэффициент зависящий от стойкости и марки твердого сплава; коэффициент зависящий от вида обработки;
Тогда значение скорости резания будет равно:
Рассчитаем значение частоты вращения шпинделя:
Уточняем значение частоты вращения шпинделя по паспорту станка:
Пересчитаем значение скорости резания:
Рассчитаем значение основного машинного времени обработки:
Рассчитаем значение мощности резания:
Проверка станка по мощности:
Станок 1А616 подходит для данной операции. Аналогично рассчитываем режимы резания для остальных переходов токарной операции. Результаты расчетов вносим в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 Режимы резания токарной операции

Номер установа и перехода	Содержание перехода	S, мм/об	n, мин^-1	v, м/мин	t, мм	Nрез, кВт	ТО, мин
У1П1	Подрезать торец	0,4	114	23	2,5	0,15	0,36
У1П2	Точить	0,6	227	85	2,5	0,41	0,23
У1П3	Точить	0,4	544	115	2,5	0,76	0,52
У1П4	Точить	0,6	90	23	1,35	0,06	0,04
У1П5	Точить	0,6	57	13	2,6	0,06	0,35
У1П6	Сверлить	0,45	288	22	12,5	4,05	0,22
У1П7	Рассверлить	0,5	180	21	6,5	3,34	0,38
У1П8	Расточить	0,6	725	91	1,0	0,002	0,07
У2П1	Подрезать торец	0,4	114	23	2,5	0,15	0,36
У2П2	Точить	0,4	144	27	5	0,18	3,5
У2П3	Точить	0,4	288	28	5	0,18	0,75
У2П4	Сверлить	0,16	915	24	4,25	0,52	0,075
У2П5	Сверлить	0,11	914	28	4,25	0,55	0,25
У2П6	Нарезать резьбу	1,25	287	9	1,25	0,21	0,04

Т_О = 7,15
Рассчитаем режимы резания для фрезерной операции. Расчет производится по источнику [1].
Выбираем значение подачи на оборот:
Стойкость инструментов:
где - стойкость в минутах машинной работы станка;
л - коэффициент времени резания, Кф- коэффициент, учитывающий количество инструментов в наладке
Тогда
Считаем значение скорости резания:
где -коэффициент зависящий от обрабатываемого материала; коэффициент зависящий от стойкости и марки твердого сплава; коэффициент, зависящий от вида обработки;
Тогда значение скорости резания будет равно:
Рассчитаем значение частоты вращения шпинделя:
Уточняем значение частоты вращения шпинделя по паспорту станка:
Пересчитаем значение скорости резания:
Уточним расчётную минутную подачу по паспорту станка:
Рассчитаем значение основного машинного времени обработки:
Рассчитаем подачу на зуб фрезы по принятым режимам резания:
Рассчитаем значение мощности резания:
Проверка станка по мощности:
Станок 6Р10 подходит для данной операции.
Рассчитаем режимы резания для шлифовальной операции. Расчет производится по источнику [1]. Шлифование - наружное круглое с радиальной подачей.
Выбираем значение минутной подачи:
где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга,- коэффициент, зависящий от припусков и точности,- коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности
а) шлифование шейки:
б) шлифование торца:
Рассчитаем значение скорости вращения круга:
Скорость вращения детали:
Рассчитаем значение частоты вращения шпинделя:
Выбираем значение частоты вращения шпинделя из паспорта станка:
Пересчитаем значение скорости резания:
Рассчитываем значение времени выхаживания:
а)шейка:
а)торец:
Рассчитаем значение основного машинного времени обработки:
а)шейка:
б)торец:
Общее значение основного машинного времени обработки:
Рассчитаем режимы резания для сверлильной операции. Расчет производится по источнику [1].
Выбираем значение подачи:
Стойкость инструментов:
где - стойкость в минутах машинной работы станка; - коэффициент времени резания
Тогда
Считаем значение скорости резания:
где -коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;
-коэффициент зависящий от стойкости и марки твердого сплава;
-коэффициент зависящий от вида обработки;
Тогда значение скорости резания будет равно:
Рассчитаем значение частоты вращения шпинделя:
Пересчитаем значение скорости резания:
Рассчитаем значение основного машинного времени обработки:
Рассчитаем значение осевой силы, возникающей при сверлении:
Рассчитаем значение мощности резания:
Проверка станка по мощности:
Станок 2М112 подходит для данной операции.
9. Определение технически обоснованных норм времени по всем технологическим операциям
В единичном производстве определяется штучное время.
Рассчитаем штучное время для первого установа первого перехода токарной операции:
Т_ШТп1 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,36+ 1,78 + 0,0428 + 0,0856 = 2,27 мин,
где Т_О - основное время;
Т_В - вспомогательное время;
Т_ОБ - время на обслуживание рабочего места;
Т_ОТ - время перерывов на отдых и личные надобности.
Основное время было определено при расчете режимов резания:
Т_О = 0,36 мин.
Вспомогательное время:
Т_В = Т_У.С. + Т_З.О. + Т_УП + Т_ИЗ = 0,19 + 0,6 + 0,66 + 0,33 = 1,78 мин,
где Т_У.С. = 0,19 мин - время на установку детали (патрон самоцентрирующий с креплением ключом) [5];
Т_З.О. = 0,6 мин - время на закрепление/открепление детали [5];
Т_УП = 0,03 + 0,03 + 0,6 = 0,66 мин - время на приемы управления (включение станка рычагом, подвести или отвести резец и сверло к заготовке) [5];
Т_ИЗ = 0,33 мин - время на измерение детали [5].
Время на обслуживание рабочего места
Т_ОБ = 0,0428 мин;
Т_ОТ = 0,04^.Т_ОП = 0,856 мин - время перерывов на отдых и личные надобности [5].
Штучное время для остальных переходов первого установа токарной операции:
Т_ШТп2 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,23+ 1,00 + 0,0246 + 0,0492 = 1,31 мин;
Т_ШТп3 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,52+ 0,39 + 0,0182 + 0,0364 = 0,97 мин;
Т_ШТп4 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,04+ 1,00 + 0,0208 + 0,0416 = 1,11 мин;
Т_ШТп5 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,35+ 1,29 + 0,0328 + 0,0656 = 1,74 мин;
Т_ШТп6 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,22+ 0,35 + 0,0114 + 0,0228 = 0,61 мин;
Т_ШТп7 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,38+ 0,35 + 0,0146 + 0,0292 = 0,78 мин;
Т_ШТп8 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,07+ 1,77 + 0,0368 + 0,0736 = 1,96 мин;
Штучное время для переходов второго установа токарной операции:
Т_ШТп1 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,36+ 1,78 + 0,0428 + 0,0856 = 2,27 мин;
Т_ШТп2 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 3,5+ 0,98 + 0,0896 + 0,1792 = 4,75 мин;
Т_ШТп3 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,75+ 0,38 + 0,0226 + 0,0452 = 1,20 мин;
Т_ШТп4 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,075+ 0,35 + 0,0085 + 0,017 = 0,46 мин;
Т_ШТп5 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,25+0,35 + 0,012 + 0,024 = 0,64 мин;
Т_ШТп6 = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,04+ 1,49 + 0,0306 + 0,0612 = 1,63 мин;
Штучное время для токарной операции:
Т_ШТ = (Т_ШТп1+ Т_ШТп2+Т_ШТп3+ Т_ШТп4+ Т_ШТп5+ Т_ШТп6+ Т_ШТп7+ Т_ШТп8) )+Ти.п. + (Т_ШТп1+ Т_ШТп2+Т_ШТп3+ Т_ШТп4+ Т_ШТп5+ Т_ШТп6)+Ти.п. = 35,7,
где Т_и.п. - время на получение и сдачу инструмента.
Рассчитаем штучное время для фрезерной операции.
Т_ШТ = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,3 + 10,74 + 0,3312 + 0,4416 +7= 18,82 мин,
где Т_О - основное время;
Т_В - вспомогательное время;
Т_ОБ - время на обслуживание рабочего места;
Т_ОТ - время перерывов на отдых и личные надобности.
Основное время было определено при расчете режимов резания:
Т_О = 0,3 мин.
Вспомогательное время
Т_В = Т_У.С. + Т_З.О. + Т_УП + Т_ИЗ = 0,29 + 10 + 0,12 + 0,33 = 10,74 мин,
где Т_У.С. = 0,29мин - время на установку детали (крепление заготовки в тисках) [5];
Т_З.О. = 0,29 мин - время на открепление детали [5];
Т_УП = 0,06+0,06 = 0,12 мин - время на приемы управления (включение станка кнопкой, подвести или отвести фрезу к заготовке) [4, с. 202 - 203];
Т_ИЗ = 0,33 мин - время на измерение детали (измерение штангенциркулем длины до 50 мм) [5].
Время на обслуживание рабочего места
Т_ОБ = 0,3312 мин;
Т_ОТ = 0,04^.Т_ОП = 0,4416 мин - время перерывов на отдых и личные надобности [5].
где Т_ОП = Т_О + Т_В = 0,3 + 10,74 = 11,04 мин.
Рассчитаем штучное время для сверлильной операции.
Т_ШТ = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 1,0 + 3,0 + 0,12+ 0,16+7 = 11,28 мин,
где Т_О - основное время;
Т_В - вспомогательное время;
Т_ОБ - время на обслуживание рабочего места;
Т_ОТ - время перерывов на отдых и личные надобности.
Основное время было определено при расчете режимов резания:
Т_О = 1,0 мин.
Вспомогательное время
Т_В = Т_У.С. + Т_З.О. + Т_УП + Т_ИЗ = 0,12 + 1,9+ 0,13 + 0,73 = 3,00 мин,
где Т_У.С. = 0,12мин - время на установку детали [5];
Т_З.О. = 1,9 мин - время на открепление детали [5];
Т_УП = 0,02+0,03+0,08 = 0,13 мин - время на приемы управления (включение станка кнопкой, вывод сверла и т.д.) [5];
Т_ИЗ = 0,33+0,17+0,23 = 0,73 мин - время на измерение детали (измерение штангенциркулем, нутромером, угломером) [5].
Время на обслуживание рабочего места
Т_ОБ = 0,12мин;
Т_ОТ = 0,04^.Т_ОП = 0,16 мин - время перерывов на отдых и личные надобности [5].
где Т_ОП = Т_О + Т_В = 1,0 + 3,0= 4,0 мин.
Рассчитаем штучное время для шлифовальной операции.
Т_ШТ = Т_О + Т_В + Т_ОБ + Т_ОТ = 0,86 + 8,3 + 0,81 + 0,65+7 = 17,62 мин,
где Т_О - основное время;
Т_В - вспомогательное время;
Т_ОБ - время на обслуживание рабочего места;
Т_ОТ - время перерывов на отдых и личные надобности.
Основное время было определено при расчете режимов резания:
Т_О = 0,86 мин.
Вспомогательное время
Т_В = Т_У.С. + Т_З.О. + Т_УП + Т_ИЗ = 0,35 + 0,60 + 6,0 + 1,35 = 8,3 мин,
где Т_У.С. = 0,35 мин - время на установку детали [7];
Т_З.О. = 0,6 мин - время на закрепление/открепление детали [7];
Т_УП = 2 ^. 0,02 + 6,0 = 6,04 - время на приемы управления (включение станка кнопкой, подвести или отвести шлифовальный круг к заготовке) [7];
Т_ИЗ = 1,35 - время на измерение детали (измерение микрометром) [7].
Время на обслуживание рабочего места
Т_ОБ = 0,81мин;
Т_ОТ = 0,04^.Т_ОП = 0,65 мин - время перерывов на отдых и личные надобности [5].
где Т_ОП = Т_О + Т_В = 0,86 + 8,3= 9,16 мин.
Результаты расчетов вносим в таблицу 9.1:
Таблица 9.1 Технические нормы времени

Номер и наименованиеопераций
005 Заготовительная	0,23	0,6	0,04	0,33	1,2	0,024	0,048	7	8,272
010Токарная	7,145	2,97	6,34	3,93	20,385	0,41	0,82	14	35,7
015Фрезерная	0,3	0,58	0,12	0,33	11,04	0,3312	0,4416	7	18,82
020Сверлильная	1,0	2,02	0,13	0,73	4,0	0,12	0,16	7	11,28
030Круглошлифовальная	0,86	0,95	6,04	1,35	9,16	0,81	0,65	7	17,62

Т_ШТ = 91,692