Мойка и сушка деталей производится на моечно-сушильном агрегате с подвесным грузонесущим конвейером.
Для совершенствования технологического процесса механической обработки детали 245.2303018 Коробка дифференциала предлагаю исключить операции 015, 020, 025 Круглошлифовальные - предварительная
шлифовка базовых диаметров Ø100,4±0,017мм, Ø35,4±0,015мм, Ø56,4±0,019мм и прилегающих к ним торцев, расширить допуски на указанные диаметры и выполнять их на токарных операциях 005, 010, так размеры Ø100,4-0,14мм, Ø56,4-0,12мм, Ø35,4-0,10мм - вместо размеров Ø100,4±0,017мм, Ø35,4±0,015мм, Ø56,4±0,019мм; 9,8±0,1мм- вместо 10,6±0,1мм; 69,5±0,15мм- вместо 70,5±0,15мм; 85,1±0,15мм- вместо 86,1±0,15мм.
Базирование детали в автоматических линиях производится на призмах с углом 90°.
Погрешность базирования определяем по формуле
ε=δД/2sinα/2
где δД- допуск на базовый диаметр,
α- угол призмы.
По действующему техпроцессу Ø100,4±0,017мм, Ø56,4±0,019мм.
ε1=0,034/2sin45°=0,024
ε2=0,038/2sin45°=0,0268
По предлагаемому техпроцессу Ø100,4-0,14мм, Ø56,4-0,12мм (без изменения схемы базирования)
ε3=0,14/2sin45°=0,099
ε4=0,12/2sin45°=0,085
Для исключения погрешности базирования по предлагаемой технологии в комплекс автоматических линий предлагаю приспособление с базированием детали на постоянных призмах заменить на приспособления с горизонтальным расположением самоцентрирующих призм.
Погрешность базирования не зависит от допуска базового диаметра.
ε =0
На операции получистовой и чистовой расточки сферической поверхности Ø73 в линии - Sap 202 базирование производить не на призмах, а по двум расточенным отверстиям Ø28+0,092+0,040мм на приспособлениях с цанговыми оправками. Погрешность базирования:
Токарные шести шпиндельные автоматы КСП6-200 операции 005, 010 и торцекруглошлифовальные станки ХШ4-12Н операции 055, 060 для окончательной шлифовки Ø100, Ø56 и двух Ø35 предлагаю оснастить портальными манипуляторами и установить их в общую автоматическую линию механической обработки детали на участке конвейера накопителя автоматической линий Sap 201- 1Л480- Sap 202. Моечно-сушильный агрегат установить в линию.
2.4.Выбор метода получения заготовки и его техническое обоснование
Согласно, требований чертежа детали 245.2303018 Коробка дифференциала, заготовка должна быть отливка из ковкого чугуна перлитного класса КЧ50-5П ГОСТ 1215-79.
Механические свойства:
Марка чугуна КЧ50-5П
Временное сопротивление разрыву, МПа 490
Относительное удлинение, % 5
Твердость по Бринеллю, НВ 170…230
Химический состав:
Углерод, % 2,5-2,8
Кремний, % 1,1-1,3
Массовая доля углерода и кремния, % 3,6-3,9
Марганец, % 0,3-1,0
Фосфор, % 0,1
Сера, % 0,2
Хром, % 0,08
Для ХРП «АвтоЗАЗ-Мотор» заготовку коробки дифференциала отливают в песчаные формы на ПО «АвтоЗАЗ» г. Запорожье. Точность отливки 9т-8-17-8 ГОСТ 26645-85, что соответствует литью в песчано-глинистые сырые формы из высоковлажных (более 4,5%) низкопрочных (до 60 кПа или 0,6 кг/см3) смесей с низким уровнем уплотнения до твердости ниже 70 единиц. Вес заготовки 3,0 кг. Припуски на обработку 3мм. Коэффициент использования металла по действующей технологии:
Кд=Qдет/Qзаг=1,98/3,0=0,66.
Для уменьшения припусков на механическую обработку и повышения коэффициента использования металла, повышении точности заготовки, уменьшении степени коробления и дефектного слоя предлагаю литье в песчано-глинистые формы из смесей с влажностью от 2,8 до 3,5% и прочностью от 120 до 160 кПа со средним уровнем утолщения до твердости не ниже 80 единиц. При литье в указанные формы класс размерной точности заготовки соответствует 7т-11 по ГОСТ 26645-85. Принимаем 7 класс. Степень корабления отливки -6 (табл. 10).
Степень точности поверхности отливки -16 (табл. 11)
Класс точности массы-8 (табл. 13)
Данные заносим в чертеж заготовки 7-6-16-8 ГОСТ 26645-85.
Согласно выбранных степеней точности поверхности отливки определяем по ГОСТ 26645-85 ряд припусков на механическую обработку- 10. По выбранному классу размерной точности определяем допуски размеров отливки (табл.1). По выбранному ряду припусков (10) выбираем припуски на механическую обработку (табл. 5). Минимальный припуск 1,6мм. С учетом симметричных допусков на размеры заготовки принимаем принимаем 2мм. Данные припусков и допусков на размеры заносим в чертеж заготовки. По массе детали, массе припусков и напусков на механическую обработку определяем массу заготовки.
Данные заносим в чертеж
1,98-0,5-0,12-2,6 ГОСТ 26645-85
Коэффициент использования металла по предлагаемой технологии литья
Кд=Qдет/Qзаг=1,98/2,6=0,76.
2.5. Последовательность обработки поверхностей и разработка маршрутного технологического процесса.
Предлагаемый технологический процесс механической обработки детали, согласно выбранной заготовки:
Комплексная автоматическая линия полной механической обработки, состоящая из 12 станков.
Операция 005
Автоматно-токарная
Предварительная обработка поверхностей со стороны фланца
Ø140-0,63мм, Ø 101-0,14мм, Ø36-0,25мм, 26,5±0,15мм, проточка торцев с выполнением линейных размеров 32±0,1мм, 9,4±0,1мм, 12±0,5мм, 14±0,1мм и фасок 1,6x45°, 1x45°производится на шести шпиндельном автомате
КСП6-200 НО384-0232 (на базе станка 1Б290).
Установочные базы – Ø90 и торец фланца.
Операция 010
Обработка поверхностей с противоположной стороны фланца
Ø36-0,25мм, Ø57-0,19мм, 26,5±0,15мм, Ø90-0,5мм, проточка торцев с выполнением размеров 10,6±0,1мм, 94,3±0,1мм, 70,5±0,15мм, 86,1±0,15мм и
фасок 1x45°, 2x45°,1,2x45° производится на шести шпиндельном автомате
Установочные базы – Ø140 и обработанный торец фланца на 005 операции.
Операция 015
Вертикально-расточная
Предварительная расточка внутренней сферической поверхности до Ø71мм и окна до Ø60мм на специальных встроенных в комплекс вертикально-расточных автоматах.
Установочные базы Ø100,4±0,017мм; Ø56,4±0,019мм и торец фланца.
Операция 020
Автоматно-линейная
На автоматической линии, состоящей из 6 станков выполняется:
сверление 8отв. Ø10,5+0,18мм, цековка 8 отв.Ø18+0,43мм, обработка двух шпоночных пазов, выдержав размеры 11+0,43мм и 25-0.52мм; двух торцевых пазов с размерами 5+0,3мм, 4±0,5мм; обработка отверстия Ø5+0,25+0,07мм; предварительная и окончательная расточка двух Ø28+0,092+0,040мм с проточкой внутренней и наружной фасок и подрезкой торцев в размеры 41,55±0,1мм и 93,95±0,1мм.
Сверление, предварительное и окончательное растачивание двух Ø16+0,027мм с выполнением размера 26,2±0,05мм.
Операция 025
Получистовая и чистовая расточка и контроль сферической поверхности Ø73+0,074мм.
Операция 030
Торцекруглошлифовальная
Окончательное шлифование Ø100+0,025+0,003мм, Ø35+0,018+0,002мм и прилегающих к ним торцев ступенчатым кругом, профилируемым по копиру.
Операция 035
Окончательная шлифовка Ø56-0,100-0,146мм, Ø35+0,018+0,002мм и прилегающих к ним торцев в размеры 68,75±0,15мм и 84,25±0,175мм ступенчатым кругом, профилируемым по копиру.
Операция 040
Промывка
Операция 045
Контроль
2.7. Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров заготовки.
2.8. Проектирование заготовки
Для уменьшения припусков на механическую обработку и повышения коэффициента использования металла, повышении точности заготовки, уменьшении степени коробления и дефектного слоя предлагаю литье в песчано-глинистые формы из смесей с влажностью от 2,8 до 3,5% и прочностью от 120 до 160 кПа со средним уровнем утолщения до твердости не ниже 80 единиц. При литье в указанные формы класс размерной точности заготовки соответствует 7т-11 по ГОСТ 26645-85. Принимаем 7 класс. Степень коробления отливки -6 (табл. 10).
Согласно выбранных степеней точности поверхности отливки определяем по ГОСТ 26645-85 ряд припусков на механическую обработку- 10. По выбранному классу размерной точности определяем допуски размеров отливки (табл.1). По выбранному ряду припусков (10) выбираем припуски на механическую обработку (табл. 5). Минимальный припуск 1,6мм. С учетом симметричных допусков на размеры заготовки принимаем 2мм. Данные припусков и допусков на размеры заносим в чертеж заготовки. По массе детали, массе припусков и напусков на механическую обработку определяем массу заготовки.
2.9. Проектирование технологических операций.
Наименование и модель станка:
Специальный шести шпиндельный автомат КСП6-200.
Станочное приспособление:
Специальный патрон.
Режущий инструмент:
Специальный резец, специальный зенкер.
Контрольно-измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ 11-200-0,05 ГОСТ166-89, специальные пробки, специальные скобы.
Основная техническая характеристика токарного автомата КСП6-200 (на базе станка 1Б290-6):
Параметры Величины
Класс точности по ГОСТ 6819-84 П
Количество шпинделей, штук 6
Наибольший Ø проходящий над продольным
суппортом, мм 200
Диаметр патрона, мм 200/250
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм 200
Количество продольных суппортов, шт 1
Количество поперечных суппортов, шт 5
Пределы частоты вращения шпинделя 1/мин 43…617
Число ступеней частот вращения шпинделя, шт 40
Длительность холостого хода, в сек. 3,5
Мощность электродвигателей, кВт
главного привода 30
насоса охлаждения 0,6
гидравлики 3,0
транспортера 1,1
наладочного привода 3,0
смазки 0,75
Габаритные размеры станка, мм
длина 4265
ширина со щитами 2015
высота 2377
Масса станка, кг 18250
Специальный вертикально-расточной автомат Sap201 с шаговым конвейером
Специальное приспособление.
Специальный резец.
Нутромер 50-100 ГОСТ 868-82, индикатор ИЧ 10 кл.1 ГОСТ 577-68.
Автоматическая линия из шести станков:
1.Специальный двух сторонний, двух позиционный агрегатно-сверлильный автомат
2.Специальный двух сторонний, двух позиционный агрегатно-сверлильный автомат
3. Специальный односторонний четырех шпиндельный фрезерно-сверлильный автомат.
4. Специальный двух сторонний, семи шпиндельный сверлильно-расточной автомат.
5. Специальный двух сторонний четырех шпиндельный сверлильно-расточной автомат.
6. Специальный двух сторонний четырех шпиндельный горизонтально-расточной автомат.
Основная техническая характеристика автоматической линии 1Л480
Габаритные размеры линии, мм
длина 27440
ширина 7500
высота 3000
Масса станка, кг 64800
Количество электродвигателей, тш 28
Общая мощность двигателей, кВт 71,5
Количество станков, шт 6
Количество шпинделей, шт 42
Количество рабочих позиций, шт 11
Всего позиций, шт 32
Производительность, дет/час 63
Время цикла, сек 57
Расход СОЖ, м3/час 72
Расход сжатого воздуха, м3/час 80
Система загрузки-выгрузки на входе-выходе –
транспортером перекладчиком.
1.Специальный двух сторонний, двух позиционный
агрегатно-сверлильный автомат
Масса станка, кг 6540
Мощность двигателя, кВт 6,2
Масса станка, кг 6700
Мощность двигателя, кВт 7,75
Масса станка, кг 4700
Мощность двигателя, кВт 4,5
Масса станка, кг 6400
Масса станка, кг 6000
Мощность двигателя, кВт 9,0
Мощность двигателя, кВт 6,0
Специальный торцекруглошлифовальный автомат ХШ4-128 с портальным манипулятором.
Круг шлифовальный 1-750x25x305 91А С1 6к5 50м/с А кл1
ГОСТ 2424-83.
Специальные скобы индикаторные, индикатор 1ИГМ ГОСТ 9696-82.
Специальный торцекруглошлифовальный автомат ХШ4-129 с портальным манипулятором.
Основная техническая характеристика торцекруглошлифовальнного автомата ХШ4-129
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия, мм 280
Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм 700
Наибольший диаметр шлифования, мм 280
Наибольшая длина врезного шлифования, мм 125*
Высота центров над столом, мм 160
Наибольшая длина перемещения стола, мм 700
Наибольший угол поворота стола, град ±1°
Наибольшая высота шлифовального круга, мм 125
Скорость резания, м/сек 50
Частота вращения шпиндельной бабки, об/мин 1250
Частота вращения изделия, об/мин 55…620
длина 3605
ширина 4690
высота 2128
Масса станка, кг 7800
Количество электродвигателей на станке 7
Общая мощность двигателей, кВт 24,32
Мощность привода шлифовальной бабки, кВт 18,5
Мощность электродвигателя привида передней
бабки, кВт 2,4
Пределы скоростей врезных подач, мм/мин
черновых 0,1…99,9
чистовых 0,01…9,99
доводочных 0,01…9,99
форсированных 1…99,0
Пределы припусков на диаметры, мм
чернового 0,01…9,99
чистового 0,01…0,99
доводочного 0,001…0,099
Конус в пинолях передней и задней бабок по
СТ СЭВ 147-75 Морзе 5
Мойка и сушка деталей производится на специальном моечно-сушильном агрегате с подвесным грузонесущим конвейером.
2.10. Расчет режимов резания
2.10.1.Расчет режимов резания на 020 операцию 6 станок- расточной.
1. Расчет длины рабочего хода
Lр.х.= Lрез+y+ Lдоп,
где Lрез- длина резания,
y- подвод, врезание и перебег инструмента,
Lдоп- дополнительная длина хода.
Lрез1=10мм
Lрез2=73/2-67,75=31,25мм
y = yврез+ yподв+ yперебег
y=2+4=6мм (1, с.300)
Lр.х.1=10+6=16мм
Lр.х.2=31,25+6=37,25мм
2. Глубина резания
t1 = (Ø16-Ø15,5)/2=0,25мм
t2 =(Ø28-Ø27,5)/2=0,25мм
3. Назначение подачи
so=0,08мм/об
4. Определение стойкости инструмента
Тр=Тм·λ
λ1= Lрез/ Lр.х.1=10/16=0,625мм
λ2= Lрез/ Lр.х.1=31,25/37,25=0,84мм
Тм1=100мин (1, с.26)
Тм2=140мин (1, с.26)
5. Расчет скорости резания
v=vтабл·К1·К2·К3,
где К1- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала,
К2- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава,
К3- коэффициент, зависящий от вида обработки
vтабл= 120м/мин (1 с.29)
К1=0,65 (1 с.32) К1=1 (1 с.32)
К2=1,2 (1 с.33) К2=0,9(1 с.33)
К3=0,85 (1 с.34) К3=0,85 (1 с.34)
v 1=120·0,65·1,2·0,85=79,56м/мин
v 2=120·1·0,9·0,85=91,8м/мин
6. Расчет частоты вращения
n=1000v/πd
n1=1000·79,56/3,14·16=1583об/мин
n2=1000·91,8/3,14·28=1044об/мин
Уточнение частоты вращения по паспорту станка
n1=1500об/мин
n2=1000об/мин
Следовательно скорость будет
v 1=3,14·16·1500/1000=75м/мин
v 2=3,14·28·1000/1000=88м/мин
7. Расчет основного машинного времени
То= Lр.х/ so n
То1=16/0,08·1500=0,13мин
То2=37,25/0,08·1000=0,46мин
8. Расчет норм времени:
Тшт=1/q(То+Тв+Ттех+Торг+Тотл)
То=0,46 мин
q =1
9. Расчет вспомогательного времени
Тв=Туст+Тпер+Тизм,
где Туст- время на установку детали,
Тпер- время связанное с переходом,
Тизм- время на измерение детали, которое в массовом производстве перекрывается.
Туст1= 0,074 мин (2 с.37 к-12 поз.3д)
Туст2= 0,064 мин (2 с. 38 к-12 поз.4д)
Тпер1= 0,015 мин (2 с.65 к-20 поз.1а)
Тпер2= 0,05 мин (2 с.65 к-20 поз.3а)
Тпер3= 0,01 мин (2 с.65 к-20 поз.14а)
Тпер4= 0,025 мин (2 с.65 к-20 поз.22а)
Тпер5= 0,05 мин (2 с.66 к-20 поз. 8а)
Тпер6= 0,07 мин (2 с.67 к-20 поз. 41в)
Тпер=0015+0,05+0,01+0,025+0,025+0,05+0,07=0,23 мин
Тв=0,074+0,064+0,23=0,368 мин
10. Расчет времени на техническое обслуживание рабочего места
Ттех=То·Тсм/Т,
где Тсм- время на смену инструмента и подналадку станка,
Тсм= 2,0 (2 с. 97 к-36 поз. 4а)
Ттех= 0,46·2,0/140=0,0066 мин
11. Расчет времени на организационное обслуживания рабочего места.
Торг=1,7% от Топ (2 с.107 к-45 поз. 16а)
Топ= То+Тв
Топ=0,46+0,368=0,828 мин
Торг=0,014 мин
12. Расчет времени на отдых и личные надобности.
Тотл=6% (2 с.107 к-45 поз. 16а)
Тотл= 0,0497 мин
13. Расчет штучного времени
Тшт=1(0,46+0,368+0,0066+0,014+0,0497)=0,8983 мин
2.10.2 Расчет режимов резания на 030 операцию круглошлифовальная
1. Расчет скорости шлифовального круга
vкр= πDnкр/1000·60
где D- диаметр круга,
nкр- число оборотов круга по станку
vкр= 3,14·750·50/1000·60=1,9625 м/сек
2. Расчет скорости вращения детали.
Vтабл = 50 м/мин (1 с. 173)
3. Расчет числа оборотов детали.
где v- скорость детали,
d- диаметр детали.
n = 1000·50/3,14·100=159 об/мин
nпасп = 156 об/мин
v = 3,14·100·156/1000=48,9 м/мин
4. Выбор минутной поперечной подачи
sм = sм табл предК1К2К3
sм ок = sм табл окК1К2К3,
где sм табл пред, sм табл ок – минутные подачи по таблице,
К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга,
К2 - коэффициент, зависящий от припуска и точности,
К3 - коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности.
sм табл пред=1,5 мм/мин (1 с.173)
sм табл оконч=0,4 мм/мин (1 с.173)
К1= 1,3 (1 с.174)
К2 = 0,8 (1 с.175)
К3 =1,0 (1 с.175)
sм = 1,5·1,3·0,8·1,0=1,56 мм/мин
sм ок = 0,4·1,3·0,8·1,0=0,416 мм/мин
5.Определение времени на выхаживание
tвых шейки = 0,11 мин (1 с.175)
tвых торец = 0,1 мин (1 с.175)
5.Определение слоя снимаемого при выхаживании
авых= 0,02 мм (1 с.176)
6. Расчет основного машинного времени
То шейки=(1,3 апр/ sм)+(аок/ sм ок)+ tвых
То шейки=(1,3·0,18/1,56)+(0,02/0,416)+0,11=0,308 мин
То торца=(1,3· (а-авых)/ sм)+ tвых
То торца=(1,3(0,25-0,02)/1,56)+0,1=0,292 мин
То= То шейки+ То торца
То=0,308+0,292=0,6 мин
7. Расчет норм времени:
8. Расчет вспомогательного времени
Туст1= 0,106 мин (2 с.24 к-3 поз. 1д)
Туст2= 0,044 мин (2 с.56 к-15 поз. 1а)
Туст=0,106+0,044=0,15 мин
Тпер1= 0,015 мин (2 с.65 к-20 поз. 1а)
Тпер2= 0,05 мин (2 с.65 к-20 поз. 3а)
Тпер3= 0,022 мин (2 с.66 к-20 поз. 30а)
Тпер4=0,025 мин (2 с.66 к-20 поз. 38а)
Тпер= 0,015+0,05+0,022+0,025=0,112 мин
Тв= 0,15+0,112=0,262 мин
9. Расчет времени на техническое обслуживание рабочего места
Ттех=То·tn/Т,
где tn – время правки круга,
Т- стойкость круга между правками.
Т=15 мин
tn = 1,5 мин (2 с.101 к-39 поз. 4а)
Ттех=0,68·1,5/15=0,068 мин
10. Расчет времени на организационное обслуживания рабочего места.
Торг=1,7% от Топ (2 с.108 к-45 поз. 23а)
Топ=0,68+0,262=0,942 мин
Торг=0,016 мин
Тотл=6% (2 с.110 к-45 поз. 19д)
Тотл= 0,057 мин
Тшт= 0,68+0,262+0,068+0,016+0,057=1,083 мин.
2.10.3.Расчет режимов резания на 020 операцию вертикально-расточная.
Lрез=65мм
yпод+уперебег=6мм (1, с.300)
уврез=1мм (1, с.300)
Lр.х.=65+7=73мм
so=0,12мм/об (1 с.24)
soпасп=0,12мм/об
λ= Lрез/ Lр.х
λ= Lрез/ Lр.х.=65/73=0,89мм
Тм=100мин (1, с.26)
Тр=100·0,89=89 мин
vтабл= 105м/мин (1 с.29)
К1=0,85 (1 с.32)
К2=1,0 (1 с.33)
К3=1,0 (1 с.34)
v 1=105·0,85·1,0·1,0=89,25м/мин
n1=1000·89,25/3,14·73=389об/мин
n= 392 об/мин
v =3,14·73·392/1000=89,75м/мин
То=73/0,12·392=1,55 мин
Туст1= 0,063 мин (2 с.27 к-5 поз.3б)
Тпер2= 0,1 мин (2 с.69 к-21 поз.14а)
Тпер3= 0,03 мин (2 с.69 к-21 поз.17а)
Тпер=0,015+0,1+0,03=0,145 мин
Тв=0,145+0,063=0,208 мин
Ттех=То·Тп/Т,
где Тп- время на подвод,
Тп=1,8 (2 с.101 к-44 поз.1а)
Ттех= 0,1,8·1,55/89=0,03 мин
Топ=0,208+1,55=1,758 мин
Торг=0,03 мин
Тотл=6% (2 с.110 к-45 поз. 16г)
Тотл= 0,11 мин
Тшт=1(1,55+0,208+0,03+0,03+0,11)=2,02 мин
3. Заключение
Усовершенствование получения заготовки и технологического процесса механической обработки приведет к экономическому эффекту.
Годовая экономия металла на программу 10 000 штук составит:
(3-2,6) · 10 000= 4 000кг
При установке станков в общую автоматическую линию происходит экономия численности основных рабочих и времени занятости рабочих, за счет установки портальных манипуляторов. Достигается снижение трудоемкости и повышение производительности труда, что ведет к снижению себестоимости продукции.
Библиографический список
1. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. М., Машиностроение, 1972.
2. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Крупносерийное - массовое производство. - М.: Машиностроение, 1974.
3. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя в двух томах, М., Машиностроение, 1973.
4. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. М., Высшая школа, 1976.
5. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник, изд. 6-е/А.К. М., Машиностроение, 1965.
6. Добровольский Н.Н. Детали машин. М., Машиностроение, 1964.
7.Фомин К.Г. Справочник мастера токарного участка. М., Машиностроение, 1971.
Страницы: 1, 2