Разработка алгоритма производства муфтовой заготовки для труб нефтяного сортамента

5).Согласно этой таблице, в зависимости от конкретных значенийперечисляемых признаков детали выбирается один или нескольковозможных методов получения заготовки.Далее определяются доплаты за серийность, черновуюмеханическую обработку, находятся оптовые цены за тоннузаготовки и стоимость отходов металла, определяется точностьзаготовок и коэффициент использования металла. После определениястоимости всех выбранных ранее видов заготовок, стоимости отходов:металла и стоимости черновой обработки проводится оптимизациивыбора метода изготовления заготовки (рис. 19).Рисунок 19-схема алгоритма выбора оптимального метода получения заготовкиТаблица 9Таблица выбора решении для определения возможных видов и методов изготовления заготовкиРАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬДеталь муфта имеет массу 0,13 кг и габаритные размеры 187,7х181 мм. Программа выпуска 5000 штук.Данная деталь имеет конические резьбовые соединения Ø165,205Н9. Остальные поверхности вала выполняют по 14 квалитету точности.Для повышения твердости рабочей поверхности зубьев фосфатируют на глубину 1,0…1,4 мм до 56…64 HRC.Для обеспечения необходимых рабочих параметров в качестве материала для муфты подвижной выбрана Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71.Таблица 6- Механические свойства стали 12ХН3АПредел текучести, МпаПредел выносливости, МпаОтносительное сужение, S,%Относительное удлинение, u,%6859301155Химический состав стали 12ХН3А приведем в таблице 2.Таблица 7- Химический состав стали 12ХН3АСSiМnCrNi0,09-0,160,17-0,370,3-0,60,6-0,92,75-3,15Анализ технологичности конструкции деталиФормы и размеры заготовки максимально приближены к форме и размерам детали, что повышает коэффициент использования материала. На токарных операциях деталь может быть обработана проходными упорными резцами. Жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке.Таким образом, можно сказать, что с качественной стороны деталь технологична.Выполним количественную оценку технологичности конструкции изделия.Средний квалитет точности обработки детали рассчитываем по формуле [3]где – номер квалитета точности i-ой поверхности;- количество размеров деталей, обрабатываемых по -му квалитету.Для расчета составляем исходную таблицу точности.Таблица 8– Точность поверхностей вала-шестерниКвалитет точности, JT149Количество размеров, n7128Коэффициент точности обработки рассчитываем по формуле [3],.Коэффициент точности обработки близок к нормативному (ГОСТ 14.201-83), следовательно по точности деталь технологична.Средняя шероховатость поверхностей рассчитываем по формуле [3],где - значение шероховатости i-ой поверхности;-количество поверхностей, имеющих шероховатость .Для расчета составляем исходную таблицу 8 шероховатости детали.Таблица 9– Шероховатость поверхностей деталиШероховатость Rа, мкм2,02,53,26,320Количество поверхностей n32418503Коэффициент шероховатости детали.Коэффициент шероховатости поверхностей меньше нормативного (ГОСТ 14.201-83) ,а значит деталь по шероховатости поверхностей нетехнологична.Определим коэффициент использования материала:(2.5)где – масса детали, кг; – масса заготовки, кг.Так как коэффициент использования материала меньше нормативного, то с количественной оценки конструкция вала нетехнологична.Проанализировав технологичность детали с качественной и количественной стороны можно сделать вывод о том, что, в общем деталь достаточно технологична, чтобы ее получение не требовало применения сложных и дорогостоящих методов обработки.2.2. Определение типа производстваВ серийном производстве детали изготавливаются партиями, размер партии рассчитывается по формуле [1]:где N – годовой выпуск изделия;а – количество дней запаса ();Ф – количество рабочих дней в году ();По размеру партии детали устанавливаем, что производство будет среднесерийным.2.3. Выбор заготовкиДля получения данной заготовки в условиях среднесерийного производства можно применить прокат полученный методом пресс-прошивки.Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле:,где M – затраты на материал заготовки, руб.;– технологическая себестоимость правки, калибровки, разрезки, р.Расчеты затрат на материалы и технологической себестоимости выполнят по формулам:,где Q – масса заготовки,Q = 12 кг;S – цена 1 кг материала заготовки, (S = 1085 руб.);q – масса детали, q = 8,8 кг;Sотх – цена 1 кг отходов, (Sотх = 940 руб.).,где Cп.з – приведенные затраты на рабочим месте, руб./ч;tшт.(шт-к) – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.руб.Штучное или штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле:,где Lрез – длина резания при разрезании проката на щтучные заготовки (может быть принята равной диаметру проката:Lрез = D), мм;y – величина врезания и пробега (при разрезании дисковой пилой y= 6-8 мм);Sм – минутная подача при разрезании (Sм = 50-80 мм/мин);φ – коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени в штучном (φ = 1,84 – для мелко- и среднесерийного производства).мин.руб.2.4. Принятый маршрутный технологический процессВ принятом технологическом процессе на всех операциях, требующих большой точности изготовления, базовыми поверхностями являются центровые отверстия. При этом технологические и конструкторские базы совпадают. Базы изменены лишь на тех операциях, где нет возможности использовать центровые отверстия, и вводятся дополнительные базовые поверхности там, где это необходимо (радиально-сверлильная).Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности Ф165,205.Допуск заготовки согласно ГОСТ 7505-89 составляет 2,5 мм, т.е.= 2500 мкм.Допуск детали= 0,019 мм = 19 мкм.Необходимую величину уточнения определим по формуле [15]С другой стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса:,где - величина уточнения, полученного на i-ой операции (переходе);n – количество принятых в техпроцессе операций (переходов).Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:1.Черновое точение2.Чистовое точение3.ШлифованиеПромежуточные значения рассчитываются по формулам[15]где - допуски размеров, полученные при обработке детали на первой, второй и т.д. операциях.Черновое точение460мкм;2) Чистовое точение120мкм;Предварительное шлифование19мкм.Тогда; ; .Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:Полученное значение показывает, что при принятом маршруте точность обработки поверхности обеспечивается, т.к., т. Е.На остальные поверхности заготовки припуски назначаем по ГОСТ 7505-89 и результаты сводим в таблицу 7.Таблица 7 – Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности вала-шестерниРазмерПрипускДопусктабличныйрасчетный187,822,5-170,7-2159,822,5-165,20522,5-622,25-18121,5-12,721-2.5. Расчёт режимов резанияРасчёт режимов резания аналитическим методомРасчет режимов резания для операции 005 (фрезерно-центровальная). На данной операции фрезеруются торцы и сверлятся центровые отверстия. Обработка ведется на фрезерно-центровальном полуавтомате модели МР-75. Фрезерование производится торцовыми фрезами с механическим креплением круглых пластин из твердого сплава 63 мм (ГОСТ22085 – 76), материал режущей части Т15К6. Отверстия сверлятся сверлом 6,3 мм из быстрорежущей стали Р6М5.Назначаем подачу при фрезеровании Sz=0,15 мм/зуб.Скорость резания при фрезеровании определяем по формулегде СV – коэффициент, зависящий от материала заготовки [3 таб. 39, стр. 286];D – диаметр фрезы [3 таб. 96, стр. 187], мм;T – период стойкости инструмента [3 таб. 40, стр. 290];t – глубина фрезерования, мм;Sz – подача на зуб, мм/зуб [3 таб. 34, стр. 283];В – ширина фрезерования, мм;Z – число зубьев фрезы [3 таб. 96, стр. 187];Кv – общий поправочный коэффициент.X, у, u, q, p, m – показатели степени [3 таб. 39, стр. 286].Согласно формуле , скорость резания при фрезеровании будет равнам/мин.Производим расчет числа оборотов шпинделя, соответствующегоданной скорости резания, по формуле,где V – скорость резания при фрезеровании;D – диаметр фрезы.Согласно формуле частота вращения шпинделя будет равна мин-1.Корректируем полученное значение по паспорту станка, принимаем n=750 мин-1.Уточняем скорость резания по принятым оборотам шпинделя.м/мин.Рассчитываем минутную подачу по принятым оборотам шпинделя по формуле,мм/мин.Корректируем минутную подачу по паспортным данным станка, принимаем SM=400 мм/мин.Назначаем подачу при центрованииS=0,04 мм/об.Определяем скорость резания при центровании по формуле,где СV – коэффициент, зависящий от материала заготовки [3 таб. 29, стр. 279];D – диаметр сверла, мм;T – период стойкости инструмента [3 таб. 30, стр. 279]S – подача на зуб, мм/зуб;у, q, m – показатели степени [3 таб. 29, стр. 279]Согласно формуле скорость резания при центровании будет равнам/мин.Согласно формуле частота вращения шпинделя будет равна мин-1.Корректируем полученное значение по паспорту станка, принимаем n=1125 мин-1.По формуле уточняем скорость резания по принятым оборотам шпинделям/мин.Определяем мощность резания, затрачиваемую на данной операции по формуле [3 стр.290],где Рz – главная составляющая силы резания;V – скорость резания.Главную составляющую силу резания – окружную силу – определяем по формуле [3 стр.282],где Ср– коэффициент, зависящий от материала заготовки [3 таб. 41, стр. 291];t – глубина резания;Sz – подача на зуб, мм/зуб;В – ширина фрезерования, мм;Z – число зубьев фрезы;Кмр – общий поправочный коэффициент;x, у, u, q, w – показатели степени [3 таб. 41, стр. 291].Согласно формуле окружная сила будет равна Н.По формуле определяем мощность резания кВт.Сравниваем мощность резания с мощностью главного электродвигателя, для чего должно выполняться условиеN<1,25NдвТак как 14,5<14,95, то условие выполняется.Определяем составляющую, по которой рассчитывают оправку на изгиб, по формуле [3 стр. 290];где Рy – радиальная сила резания [3 таб. 42, стр. 293].Согласно формуле определяем составляющую, по которой рассчитывают оправку на изгиб Н.Таблица 10 – Сводная таблица режимов резания№ операцииНаименование операции, переходаГлубина резания t, ммДлина резания, lрез, ммПодача So, мм/обСкорость V,м/минЧастота вращения, мин-1Минутная подача Sм, мм/минОсновное время tо, минрасчетнаяпринятаярасчетнаяпринятаярасчетнаяпринятая05Фрезерно-центровальная3600,150,15267,5235,5851,97504000,6210Токарная с ЧПУ1.Черновое точение 2. Чистовое точение 3.Точение канавки 440,43315330,50,50,20,50,50,294,891,915494,287,9150,7503,24158175004008002502001600,150,10,2315Токарная с ЧПУ1.Черновое точение поверхностей 2. Чистовое точение поверхности 3.Точение канавки 4.Точение канавки 40,40,40,50,57575330,50,20,20,20,20,50,20,20,20,298,3159,7112,5114,278,5157138,2108109636,61017907657523,150010008006305002501002001261000,310,390,210,020,0220Вертикально-фрезерная1. Фрезеровать шпоночный паз1,5600,0250,0252424545545304,8430Резьбонарезная1.Нарезать резьбу9403,123,1288,580,41761605002,235Резьбошлифовальная1.Шлифовать резьбу0,2400,60,6179,21733032901052,62.6. Расчет норм времениРасчёт нормы времени на операцию 10 – токарная с ЧПУТип производства изготовления соответствует среднесерийному производству, в котором в качестве нормы времени рассчитывается штучно-калькуляционное время [15],где – основное время; вспомогательное время; время на обслуживание рабочего места;- время на отдых; - подготовительно-заключительное время;- размер партии.Основное время рассчитываем по формуле [15],где длина резания,величина врезания и перебега, 4мм [11] количество рабочих ходов, ; подача на оборот, число оборотов.Основное время на черновое точение 187,7 минОсновное время на черновое точение 170,7 минОсновное время на чистовое точение 187,7 минОсновное время на чистовое точение 170,7 минОсновное время всей операции рассчитаем как сумму основных времен переходов.минВспомогательное время рассчитываем по формуле [15],где время на установку и снятие детали, 0,15мин;время на закрепление и открепление детали; 0,19мин время на приемы управления станком; время на измерение детали.Время на приемы управления детали состоит из:времени включения станка кнопкой – 0,01мин;времени подвода или отвода инструмента к детали при обработке – 0,016мин =0,026минВремя на измерение детали состоит из времени измерения скобой односторонней диаметров: 187,7, 170,7, контроль параметров 168 резьбы.минВспомогательное времяминДля среднесерийного производства вспомогательное время рассчитываем по формуле,где коэффициент, зависящий от типа производства, 1,85.минОперативное время рассчитывается по формуле[15]минВремя на обслуживание и отдых в серийном производстве по отдельности не определяются. Оно задается в процентах от оперативного времени= минПодготовительно заключительное время=7 мин;Размер партии 142 шт.Штучно-калькуляционное время составляет мин.Расчеты норм времени на остальные операции выполняется аналогично и сводятся в таблицу 11.Таблица 11-Сводная таблица норм времени.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения дипломной работы были рассмотрены способы получения муфтовой заготовки для нефтяных труб. Рассмотрен алгоритм выбора способа получения муфтовой заготовки для нефтяных труб.Разработан технологический процесс механической обработки в условиях среднесерийного производства.Выбраны элементы режима резания для всех операций и нормы времени на изготовление одной детали.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ1 Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ.пособие.- Мн.: Беларусь, 1991.2 Афонькин М.Г. Производство заготовок в машиностроении / М.Г. Афонькин, М.В. Магницкая.- Л: Машиностроение, 1987.3 Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред.– Мн.: Выш. шк., 1983.4 Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. - М: Машиностроение, 1979.5 Дипломное проектирование по технологии машиностроения / Под общ.ред. В.В. Бабука. – Мн.: Выш. шк., 1979.6 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Зуборезные, горизонтально-расточные станки. – М.: Машиностроение, 1974.7 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках. – М.: Машиностроение, 1974.8 Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. – М.: Машиностроение, 1974.9 Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справ. / В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д. Юдина и др.; Под общ.ред. В.И. Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1990.-400с.: ил.10 Режимы резания металлов: Справ. / Под ред. Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение, 1972.11 Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение, 1985.12 Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение, 1985.13 Станочные приспособления: Справ. Т.1 / Под ред. Б.Н. Вардашкина и А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение, 1984.14 Технология автоматизированного производства. Т.2 / Под ред. А.А. Жолобова. – Мн.: Дизайн ПРО, 1997.15 Курсовое проектирование по технологии станкостроения. Методические указания для студентов специальности Т.03.01.00 – Могилев: МГТУ, 2003. – 34с.