Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Достоинства АСТПП определяются тем, что за счет её проявления достигаются следующие результаты

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

Достоинства АСТПП определяются тем, что за счет её проявления достигаются следующие результаты: 6

1.2 Анализ технологичности конструкции детали 7

Качественный анализ технологичности: 8

Количественный анализ технологичности: 8

1.3 Определение типа производства 9

1.4 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки 11

1.5 Анализ базового процесса 14

1.6 Техническое нормирование 16

1.7 Выбор оборудования и расчет его количества 18

1.8 Технико-экономическое обоснование разработанного процесса 20

1.9 Уточнение типа производства и установление его организационной формы 24

1.10 Проектирование станочного приспособления 25

1.10.1 Назначение и принцип работы 25

1.10.2 Расчет на точность 25

1.10.3 Расчет на усилие зажима 26

1.10.4 Расчет на прочность 27

1.11 Проектирование и расчет конструкции контрольно-измерительного приспособления 28

1.11.1 Назначение и принцип работы 28

1.11.2 Расчет приспособления на точность 29

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин имеет цель - установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки. При этом обработка деталей на металлорежущих станках должна обеспечить выполнение требований, предъявляемых к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей, взаимному расположению осей и поверхностей, правильности контуров и форм и т. д. Таким образом, спроектированный технологический процесс механической обработки деталей должен при его осуществлении обеспечить выполнение требований, обусловливающих нормальную работу собранной машины.

Цель ТПП: достижение в процессе изготовления продукции оптимального соотношения между затратами и получаемыми результатами. Повышение доли мелкосерийного производства требует в создание АСТПП, т.к. именно при этом характере производства преимущества использования авт. систем проявляется в наибольшей степени.

Преимущества АСТПП:

Выполнение рутинных процессов и подготовка информации с помощью средств электронной обработки данных, эффективность АСТПП может быть измерена не только сравнением затрат на традиционные и авт. способы решения, учитывается все влияние технологической подготовки на весь процесс.

Важнейшими элементами АСТПП являются:

Средства производственного испытания и программирования станков с ЧПУ.
Изготовление и сборка с помощью программно-управляемых роботов.
Гибкие производственные системы (мелкосерийное производство).
Средства автоматизированного производства.
Средства автоматизированного тестирования.

Достоинства АСТПП определяются тем, что за счет её проявления достигаются следующие результаты:

увеличивается производительность при меньшем кол-ве рабочей силы;
уменьшается вероятность возникновения ошибок по вине человека;
становится разнообразнее ассортимент изделий;

Целью данного проекта является разработка технологического процесса механической обработки детали «Винт СУТ 12.010.008».

Ниже приведены анализ технологичности конструкции детали, определение типа производства, анализ базового техпроцесса, разработка управляющей программы, расчет напряженно-деформированного состояния конструкции, расчет режимов резания, определение потребного количества оборудования, технико-экономическое обоснование разработанного процесса для данной детали.

1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИПРОИЗВОДСТВА

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали

Винт СУТ 12.010.008 (рисунок А.1 ПРИЛОЖЕНИЕ А) – это деталь, которую применяют в самых различных машиностроительных конструкциях, таких, например, как подъемно-транспортные машины (домкраты, механизмы изменения вылета кранов, печные толкатели), станки (механизмы подачи рабочих инструментов и осуществления точных делительных перемещений), измерительные приборы (механизмы для точных перемещений, регулирования и настройки), прокатные станы (нажимные винты, регулировочно-установочные механизмы подшипников) винтовые прессы и др.

По конструкции винт представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на значительной части длины. Длина винта составляет 432 мм. Максимальный диаметр детали составляет 24 мм. Также имеется трапецеидальная резьба диаметром 24 мм, шагом 5 и метрическая резьба диаметром 12,шагом 8, паз длиной 335 мм и шириной 6 мм, отверстие диаметром 6 мм, канавка.

В отдельных передачах применяют винты более сложных конструкций. Соответственно назначению передаточных винтов резьбы их должны обеспечивать наименьшее трение между винтом и гайкой. Этому условию отвечает прямоугольная резьба. Но из-за невозможности нарезания на резьбофрезерных станках и невысокой прочности прямоугольную резьбу применяют для передаточных винтов сравнительно редко и она не стандартизована. Для передаточных винтов применяют трапецеидальную резьбу, которую можно получать фрезерованием. Ее прочность выше прочности прямоугольной резьбы, а потери на трение лишь незначительно больше. Для винтов, находящихся под действием больших осевых односторонних нагрузок, например в прессах, нажимных устройствах прокатных станов, грузовых крюках и др. используют упорную стандартизованную резьбу.

Марка стали из которой изготовлен винт СУТ 12.010.008 - сталь А40Г ГОСТ1414-75. Химический состав и механические свойства стали представлены в таблицах А.1 и А.2 ПРИЛОЖЕНИЯ А.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Под технологичностью конструкции детали понимается совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление и техническое обслуживание изделия по наиболее эффективной технологии в сравнении с аналогичными конструкциями при одинаковых условиях их изготовления, эксплуатации, при одних и тех же показателях качества. Обеспечение технологичности конструкции изделия является одной из основных функций единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП). Анализ технологичности в машиностроении производится как для изделия в целом, так и для отдельных деталей [1,с.19-27].

Качественный анализ технологичности:

Данная деталь изготавливается путем отрезки из проката стали А40Г ГОСТ 1414-75.

Заготовка должна быть достаточно высокого качества.

Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей, затрудненных для доступа инструмента. Достаточно удобная форма позволяет прочно и надежно закрепить деталь, не нарушая законов единства и совмещения баз.

Деталь допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций.

Непосредственное и удобное измерение детали с помощью стандартных и быстродействующих измерительных инструментов. В конструкции детали не наблюдается чрезмерных требований к точности размеров, шероховатости поверхности, что могло бы привести к увеличению трудоемкости и перерасходу средств.

Количественный анализ технологичности:

В качестве количественных показателей технологичности могут рассматриваться: масса детали (Мд), коэффициент использования материала (Ким), коэффициент точности обработки (Кт), коэффициент шероховатости поверхности (Кш).

При оценке детали на технологичность обязательными являются следующие дополнительные показатели:

Коэффициент использования материала [1, c.26]

, (1.2.1)

где q и Q – соответственно масса детали и заготовки, кг.

q = 1,2 кг;

;

2)Коэффициент точности обработки [1, c.23]:

, (1.2.2)

где Nn – количество обрабатываемых поверхностей (n = 15, см. таблицу А.3 ПРИЛОЖЕНИЯ А);

Ti – квалитет точности обработки.

Так как Kт > 0,8, то деталь технологична по точности.

3)Коэффициент шероховатости поверхности [1, c.24]

(1.2.3)

где n – общее количество обрабатываемых поверхностей;

Rai – значение параметра шероховатости, указанное на чертеже;

ni – количетво поверхностей, имеющих шероховатость Rai.

Данные для определения коэффициента шероховатости поверхности занесем в таблицу А.4 ПРИЛОЖЕНИЯ А.

4) Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей – Ra 6,3.

Таким образом, проанализировав количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что показатель использования материала достаточно высок. Это значит, что в базовый вариант получения заготовки не стоит вносить изменения. К положительным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости поверхности.

В целом конструкцию детали-представителя можно назвать технологичной.

1.3 Определение типа производства

Все разнообразные производства условно делятся на три основных типа: единичное, серийное, массовое. Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции Кз.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест.

Для расчета коэффициента закрепления операции нам необходимы следующие данные:

годовая программа: N=7000 штук;
действительный годовой фонд времени: Fд=6090 ч.[2,с.131];
режим работы предприятия: трехсменный;
штучное время, затраченное на каждую операцию;

Порядок расчета следующий:

Определяем количество станков для каждой операции по формуле

[1, с.28]

mp= , (1.3.1)

где ηз.н – нормативный коэффициент загрузки оборудования; так как на данном этапе тип производства еще не известен, примем усредненное значение коэффициента: ηз.н.=0,8; [1,с.28]

Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение mp.
По каждой операции вычисляем значения фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле [1, с.28]:

ηз.ф.= (1.3.2)

Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле [1, с.29]:

O=, (1.3.3)

Для примера произведем расчет для операции 010.

Tшт = 4,05 мин. Рассчитаем фактический коэффициент загрузки рабочего места по формуле 1.3.1:

mp=

Округлим до ближайшего большего целого числа значение mp, получим P=1. Далее вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места:

ηз.ф.=

Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте:

Полученные значения заносим в таблицу А.5 ПРИЛОЖЕНИЯ А.

После заполнения всех граф таблицы подсчитываем суммарные значения для Q и Р, определяем К и тип производства.

Тип производства по ГОСТ 14.004–83 характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест [1, с.29]:

(1.3.4)

Определяем тип производства:

В соответствии с ГОСТ 14.004-83 различные типы производства характеризуются следующими коэффициентами закрепления операций:

- массовое производство 1

- крупносерийное производство 2-10

- среднесерийное производство 10-20

- мелкосерийное производство 20-40

- единичное производство более 40

Так как значение = 38,7 то тип производства - мелкосерийное.

Определяем такт выпуска деталей [1, с.30]:

tв=Fд∙60/N, (1.3.5)

где Fд – действительный годовой фонд времени рабочего оборудования;

N – объем выпуска деталей в год;

tв=6090∙60/7000=52,2 (мин.).

1.4 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, размеры и конфигурация.

Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из неё детали при минимальной себестоимости, считается оптимальным. Основное требование предъявляемые к методу получения заготовки – наибольшее приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали. Чем меньше разница в размерах детали и заготовки, тем меньше трудоемкость последующей механообработки.

Рассмотрим и сравним два метода получения заготовки: прокат стальной и штамповку на горизонтально-ковочных машинах, после чего сделаем вывод о наиболее рациональном способе получения заготовки.

а) Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле [1, с.32]:

, (1.4.1)

где M – затраты на материал заготовки;

-технологическая себестоимость операций правки, калибрования, разрезки их на штучные заготовки;

, (1.4.2)

где Q, q – масса заготовки и детали;

S - цена 1 кг. материала заготовки, S=2125 руб;

- цена 1 т стружки, =215475 руб;

(руб.).

, (1.4.3)

где - приведенные затраты на рабочем месте, руб/час;

- штучное время на выполнение заготовительной операции. Стоимость отрезки штучной заготовки при = 1,02 мин, =6297 руб./час.

(руб.).

б) Определяем стоимость заготовки полученной методом штамповки [1, с.33]:

, (1.4.4)

где Si – базовая стоимость 1 т. заготовок, Si = 8100000 руб.;

- цена 1 т стружки, =245375 руб;

kт – коэффициент, зависящий от класса точности;

kс –коэффициент, зависящий от класса сложности;

kв –коэффициент, зависящий от марки материала;

kм –коэффициент, зависящий от массы заготовки;

kп –коэффициент, зависящий от объёмов производства;

Q, q – масса заготовки и детали.

Так как класс точности паковки нормальный, то коэффициент kт= 1, что соответствует нормальной точности. Материал заготовки - сталь А40Г, поэтому коэффициент kв выбираем равным 1,07. Так как группа сложности заготовки первая, то коэффициент kс= 0,7. Коэффициент kп принимаем равным 0,5 [2, с.34-40]. Коэффициент kм принимаем равным 0,8. Масса заготовки равна 1,8 кг, масса детали - 1,2 кг.

Подставляем данные в формулу:

(руб.)

Экономический эффект от сопоставления способов получения заготовок определяется по формуле [1, с.41]:

Эз=(Sзаг1 – Sзаг2)·N (1.4.5)

Эз=(4144,824–4220,943)·7000=532833 (руб.).

Как видно из результатов, первый вариант (прокат) получения заготовки экономичнее. Разница в стоимости заготовки составляет 76 руб./шт. Это значит, что при изготовлении партии заготовок, экономический эффект будет составлять 532833 руб.

1.5 Анализ базового процесса

Для оценки базового варианта технологического процесса необходимо подвергнуть его подробному разбору, результаты которого будут предпосылкой для разработки нового варианта технологии. Анализ производится с точки зрения обеспечения заданного качества изделия и производительности обработки. Он базируется на оценке количественных и качественных показателей, как отдельных технологических операций, так и процесса в целом. Оценка качественных показателей производится путём логических рассуждений. Количественные показатели определяются технико-экономическими расчётами или по данным технологической документации.

Степень анализа зависит от различных факторов:

- конструкции детали;

- применяемых методов обработки;

- реальных производственных условий.

Предметом анализа является технологический процесс изготовления детали «Винт СУТ 12.010.008». Производство мелкосерийное. Годовой объем выпуска –7000 шт.

Технологический процесс состоит из следующих операций механической обработки:

010 Токарный с ЧПУ УТ200

015 Токарный с ЧПУ УТ200

020 Токарный с ЧПУ УТ200

025 Токарный с ЧПУ УТ200

030 Токарный с ЧПУ УТ200

035 Токарный с ЧПУ УТ200

040 Токарный с ЧПУ УТ200

045 Токарный с ЧПУ УТ200

050 Токарный с ЧПУ УТ200

055 Круглошлифовальный 3А151

060 Фрезерный 6Р13

065 Верстак

070 Токарный с ЧПУ УТ200

075 Круглошлифовальный 3М152

080 Резьбошлифовальный 5822

085 Резьбошлифовальный 5822

090 Токарный с ЧПУ УТ200

095 Токарный с ЧПУ УТ200

Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность обработки следует считать логически целесообразной, так как при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств обрабатываемой детали.

Недостатком базового технологического процесса изготовления детали «Винт СУТ 12.010.008» является наличие токарных операции, выполняемой на токарном станке 16К20. Вместо выше представленного нами станка будем использовать станок токарный с ЧПУ УТ200, что позволит увеличить производительность и значительно сократить время и трудоемкость обработки детали.

Для анализа применяемого для обработки данной детали оборудования составляем таблицу А.6 (в приложении А), в которой указываются характеристика срока службы, стоимости, сложности, производительности и степени использования применяемого оборудования.

Анализ приведенных в таблицах сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали. Почти все станки, находящиеся на указанных операциях, являются относительно недорогими.

В условиях современного производства большую роль приобретает режущий инструмент, применяемый при обработке больших партий деталей с необходимой точностью. При этом на первое место выходят такие показатели как стойкость и метод настройки на размер.

Как видно из таблицы А.7 (в приложении А), в технологическом процессе применяется в основном стандартный покупной инструмент, что ускоряет технологическую подготовку производства и уменьшает затраты на него, а также твердосплавные режущие материалы и абразивные круги. Обработка ведется без применения СОЖ.

В рассматриваемом технологическом процессе применена специализированная вспомогательная оснастка – таблица А.8 (в приложении А). Время, необходимое на смену одного режущего инструмента во вспомогательном, сравнительно невелико. Затраты времени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить более стойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Крепление инструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательная оснастка соответствует данному типу производства.

В технологическом процессе применены быстродействующие измерительные инструменты (универсальные и специальные) таблица А.9 (в приложении А). Точность измерения достаточно высокая (погрешность измерения не превышает 30% допуска на размер). Оснащенность измерительными средствами операций обработки хорошая.

1.6 Техническое нормирование

Расчет технологической нормы времени будем проводить в условиях мелкосерийного производства.

Рассчитаем норму штучного времени для круглошлифовальной операции 055, выполняемой на станке 3А151. Производство мелкосерийное, размер партии деталей равен 7000 штук. Масса детали равна 1,2 кг. Основное время равно 2,5 мин.

Технические нормы времени в условиях мелкосерийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим путем. [1, с.57-68].

Норма штучного времени:

Т_шт= Т_о + Т_в+ Т_об +Т_отд, (1.6.1)

где Т_о – основное время, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин.

Т_в= Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из, (1.6.2)

где Т_ус – время на установку и снятие детали, мин.;

Т_зо – время на открепление и закрепление детали, мин.;

Т_уп – время на приемы управления, мин.;

Т_из – время на измерение детали;

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин.

Т_об = Т_тех + Т_орг+ Т_отд, (1.6.3)

где Т_тех – время на техническое обслуживание рабочего места, мин.;

Т_орг – время на организационное обслуживание рабочего места, мин.;

Т_отд – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места Т_орг и Т_тех в мелкосерийном производстве для всех операций определяется в процентах от оперативного времени.

Т_орг. = П·Т_оп. = П ·(Т_о+ Т_в) (1.6.4)

Т_тех. = П·Т_оп. = П ·(Т_о+ Т_в) (1.6.5)

Время перерывов на отдых и личные надобности так же определяется в процентах от оперативного времени:

Т_отд. = П·Т_оп. = П ·( Т_о+ Т_в) , (1.6.6)

где П– затраты времени в процентном отношении к оперативному.

В случае мелкосерийного производства нормы вспомогательного времени для массового производства умножаются на 1,85 [1. с 68].

Вспомогательное время [2. с 304-329]:

Тус =0,21·1,85=0,4 (мин);

Тзо =0,18·1,85=0,35 (мин);

Туп =(0,01+0,04+0,05+0,04)·1,85=0,27 (мин);

включить и выключить станок кнопкой – 0,01 мин;

провернуть деталь в приспособлении – 0,04 (мин);

подвести деталь к шлифовальному кругу в продольном направлении – 0,05 (мин);

отвод стола при смене детали – 0,04 (мин).

Тиз =0,102·1,85=0,19 (мин).

Тв = 0,4+0,35+0,27+0,19= 1,21 (мин).

Время на техническое обслуживание рабочего места [2, с.94]:

Ттех=0,22·(2,5+1,21)=0,847 (мин).

Время на организационное обслуживание рабочего места [2, с.94]:

Торг=0,22·(2,5+1,21)=0,847 (мин).

Время перерывов на отдых и личные надобности [2, с.95]:

Тотд=0,04·(2,5+1,21)=0,148 (мин).

Время на обслуживание рабочего места:

Тоб=0,847+0,847+0,148=1,842 (мин).

Норма штучного времени:

Тшт=2,5+1,21+1,842+0,148 = 5,7 (мин).

Определяем подготовительно-заключительное время: 11 мин – наладка станка, инструмента и приспособления; время на дополнительные приемы (5 мин) - получение инструмента до начала работы и сдача после завершения работы [Горбацевич]:

п-з = 11+5 = 16 (мин).

Для остальных операций техпроцесса нормы технического времени рассчитываем аналогичным образом. Результаты заносим в таблицу А.10 ПРИЛОЖЕНИЯ А.

1.7 Выбор оборудования и расчет его количества

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование во времени. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитывается таким образом, чтобы исключить их простои. Для каждого станка в технологическом процессе должны быть подсчитаны коэффициент загрузки, коэффициент использования станков по основному времени и коэффициент использования станков по мощности.

Достоинства АСТПП определяются тем, что за счет её проявления достигаются следующие результаты 📙 Курсовая → 🆔 76050