Согласно точности и шероховатости поверхности обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски. За основу расчета принимаем наружный диаметр детали 73 Н11. На этой поверхности производится черновое и получистовое точение, то есть снимаемый припуск при этом равен – 5 мм.
Расчетный размер заготовки:
(4.1)
где: Дн = 73 мм – наружный диаметр, мм;
2·Z = 5 мм – припуск под обработку, мм
По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер круглого горячекатаного проката по ГОСТ 2590-88:
Находим длину заготовки из проката с учетом припуска на подрезку торца:
(4.2)
где: Lд = 388 мм – длина детали;
2·Zподр = 10 мм – припуск на подрезание торцов;
|
принимаем: Lз = 398 мм =39,8 см.
Объем заготовки определяем с учетом отклонения диаметра:
(4.3)
где: Дзп = 7,83 см - принятый диаметр заготовки (с учетом отклонения).
Масса заготовки:
(4.4) 
где: ρ - удельная плотность стали(кг/см3).
.
Коэффициент использования материала:
(4.5)
Стоимость заготовки из проката: 
.
II. Поковка
Допуски и кузнечные напуски назначаются в порядке установленном ГОСТ 7829-70 "Поковки из углеродистой стали, изготавливаемые свободной ковкой на молотах. Припуски и допуски".
Кузнечное оборудование – пневматическом молоте.
Нагрев заготовок – индукционный (газовый).
1. Исходные данные по детали:
1.1. Материал – сталь 35 ГОСТ 1050-90.
1.2. Масса детали – 5,5 кг.
2. Исходные данные для расчета:
2.1. Ориентировочная величина расчетной массы поковки:
Объем заготовки определяем по формуле, разбивая заготовку на элементарные объёмы:
(4.6)
где: Дn – диаметр элемента заготовки
Vз = V1+ 2∙V2+ V3+ V4+ V5 = 45,11+2∙13,6+1002,95+24,62+18,57=1118,45см3
Масса заготовки:
(4.6)
где: ρ - удельная плотность стали(кг/см3).
.
Принимая неизбежные технологические потери (угар, и т.д.) при свободной ковке равными 10% определим расход материала на одну деталь:
(4.7)
где: Пк – потери при горячей объемной штамповке Пк = 10%.
.
Коэффициент использования материала:
.
Стоимость заготовки полученной методом свободной ковки:
(4.8)
(4.9)
III. Штамповка по ГОСТ 7505-89
Допуски и кузнечные напуски назначаются в порядке установленном ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски".
Штамповочное оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс.
Нагрев заготовок – индукционный.
1. Исходные данные по детали:
1.1. Материал – сталь 35 ГОСТ 1050-90.
1.2. Масса детали – 5.5 кг.
2. Исходные данные для расчета:
2.1. Ориентировочная величина расчетной массы поковки:
(4.10)
где: 
= 5,5 кг - масса детали
= 1,6 - расчетный коэффициент (прил.3, табл.20)
2.2. Класс точности – Т 4 (прил.1,табл. 19)
2.3. Группа стали – М 1 (прил.1,табл. 1)
2.4. Степень сложности – С 2 (прил.1,стр.29)
2.5. Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская) (прил.1,табл.1)
2.6. Исходный индекс – 7 (прил.1,табл. 2)
3. Припуски и кузнечные напуски.
3.1 Основные припуски на размеры (табл. 3), мм:
1,1 – диаметр 73 и чистота поверхности Ra=10 мкм;
0,8 – диаметр 34 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
1,1 – диаметр 20 и чистота поверхности Ra=1,25 мкм;
1,1 – диаметр 16 и чистота поверхности Ra=10 мкм;
0,8 – диаметр 16 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
1,2 – длина 388 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
1,2 – длина 260 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,9 – длина 84,5 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,9 – длина 73 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,8 – длина 18 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
0,8 – длина 11,5 и чистота поверхности Ra=20 мкм;
3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:
- смещение по плоскости разъема – 0,4 мм (прил.1,табл.4);
- отклонение от плоскостности – 0,6 мм (прил.1,табл.5).
3.3.Штамповочный уклон на наружной поверхности – не более 5º,
принимаем – 3º (прил.1,табл.18).
4. Размеры поковки и их допускаемые отклонения.
4.1. Размеры поковки:
диаметр 73 +(1,1+0,4)·2=76 мм;
диаметр 34+(0,8+0,4)·2=36,4 принимаем 36,5 мм;
диаметр 20+(1,1+0,4)·2=23 мм;
диаметр 16+(1,1+0,4)·2=19 мм;
диаметр 16+(0,8+0,4)·2=18,4 принимаем 18,5 мм;
длина 388+(1,2+0,6)·2=391,6 принимаем 391,5 мм;
длина 260+(1,2+0,6+0,8)·2=265,5 мм;
длина 73-(0,9+0,6)=71,5 мм;
длина 18-(0,8+0,6)=16,6 принимаем 16,5 мм;
длина 10+(0,8+0,6)=11,4 принимаем 11,5 мм;
4.2. Радиус закруглений наружных углов – 3 мм (прил.1,табл. 7).
4.3. Допускаемые отклонения размеров (прил.1,табл.8),мм:
диаметр 
;
диаметр 
;
диаметр 
;
диаметр 
;
диаметр 
;
длина 
;
длина 
;
длина 
;
длина 
;
длина 
;
4.4. Неуказанные допуски радиусов закруглений – 0,5 мм. (прил.1, п.5.23.)
4.5. Допускаемая величина остаточного облоя – 0,5 мм. (прил.1, п. 5.8.)
4.6. Неуказанные предельные отклонения размеров – 14 квалитет.
Для определения объема штампованной заготовки условно разобьем ее фигуру на простые цилиндрические элементы с проставлением на них размеров с учетом плюсовых допусков (рис.2.3.1.).
Масса штамповочной заготовки составляет:
Q = 8,18 кг.
Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равные 10%, определим расход материала на одну деталь.
(4.11)
где: Пш =10% – потери при горячей объемной штамповке.
.
Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:
(4.12)
где: 
= 5,5 кг - масса детали
Стоимость штампованной заготовки:
(4.13)
где: См = 600 у.е. – стоимость 1 тонны заготовок.
Сотх = 40 у.е. – стоимость 1 тонны отходов.
.
Сравниваем два наиболее экономичных способа получения заготовки, годовую экономию материала и экономический эффект.
Годовая экономия материала:
(4.14)
где: Gз1 = 9,0 кг – расход материала при III методе получения заготовки
Gз2 = 9,6 кг – расход материала при II методе получения заготовки
N = 500 шт. – годовой объем выпуска деталей
стоимость экономических потерь в материале: Эк = 300∙373 = 139,13 у.е.
Экономический эффект:
(4.15)
где: С1 = 2,45 у.е. – стоимость получения заготовки при III – методе
С2 = 1,57 у.е. – стоимость получения заготовки при II – методе
Таким образом, по результатам расчета принимаем в качестве метода изготовления заготовки на кузнечном прессе методом свободной ковки, так как этом метод более экономичен с точки зрения себестоимости, хотя уступает в экономичности по расходу материала.
5. Расчет режимов резания и норм времени
Проведем расчет режимов резания для фрезерования паза 33.
Обработка производится прорезной фрезой диаметром 200 х 5 с режущей частью из быстрорежущей стали Р6М5. Глубина фрезерования t = 19 мм, ширина фрезерования В = 5 мм, подача S = 0,20 мм/об (с.283, табл.34,[2])
1. Скорость резания:
(5.1)
где: Cv = 420 – коэффициент (с.287, табл.39,[2])
m =0,2
x=0,15
y=0,2
Т=100 мин – период стойкости инструмента (с.290,табл.40[2])
Kv – общий поправочный коэффициент на скорость резания,
учитывающий фактические условия резания.
(5.2)
где:
Kmv = 1 – коэффициент, учитывающий влияние физико–механических свойств (табл.3,[2]);
Knv = 1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности (с.263, табл.5,[2]);
Kuv = 1,4 – коэффициент, учитывающий материал инструмента (табл.5,[2]).
2. Число оборотов шпинделя:
(5.3)
где: Д = 200 мм– диаметр фрезы
По паспортным данным 42 об/мин.
Сила резания.
Под силой резания обычно подразумевают ее главную составляющую Pz, определяющую расходуемую на резание мощность и крутящий момент на шпинделе станка.
(5.4)
где: Cp = 30 – коэффициент (с.291, табл.41, [2])
x = 0,83 – степенные показатели
y = 0,65
q = 0,83
w = 0
n = 1
Kmp – коэффициент, учитывающий влияние качества поверхности обрабатываемого материала;
(5.5)
где: n = 0,35 – степенной показатель (табл.9,[2]);
– предел прочности обрабатываемого материала.
4. Крутящий момент:
(5.6)
5.Мощность резания:
(5.7)
6. Время обработки:
(5.8)
Lрх = l + l1 + l доп (5.9)
где: l = 200 мм – длина обрабатываемой поверхности;
= 100 мм – величина врезания;
=100 мм – величина перебега инструмента в направлении подачи;
i = 1 – количество проходов.
Sм = Sz · n · z = 0.2 · 42 · 64 = 537,6 (мм/мин) (5.10)
Аналогично рассчитываем режимы резания для остальных поверхностей и заносим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1. – Режимы резания
| Номер операции | Номер поверхности, переход | Материал режущей части | t, мм | i | Sо, мм/об | L1+l2+l3, мм | V, м/мин | n, мин -1 | То, мин |
| ∑ | Фрезерование пов.2,19 Сверление пов.1,20 | Т5К10 Р6М5 | 6,0 2,5 | 0,15 0,04 | 0,15 0,66 0,81 | ||||
| ∑ | Точение черновое пов.3,4,5,6,7,8,9,25,26, 27,28 пов.10 пов. 11,12,13,14,15,16, 17,18,21,22,23,24 | Т5К10 | 2,0 | 0,3 | 0,66 1,11 0,57 2,34 | ||||
| ∑ | Точение чистовое пов.3,4,5,6,7,8,9,25,26, 27,28 пов.10. пов.11,12,13,14,15,16, 17,18,21,22,23,24 пов.4 | Т5К10 | 1,0 1,0 1,0 0,25 | 0,2 0,2 0,2 1,25 | 1,23 1,66 0,65 0,29 3,83 | ||||
| Фрезерованиепов.31,32 | Т5К10 | 0,034 | 6,94 | ||||||
| Фрезерованиепов.33,35 | Р6М5 | 0,2 | 29,2 | 2,22 | |||||
| ∑ | Фрезерование пов.34 Сверление пов.37 Резьбонарезание пов.37 | Р6М5 Р6М5 Р6М5 | 2,5 0,5 | 0,01 0,15 1,0 | 8,0 5,0 | 11,0 3,0 1,92 15,92 | |||
| Фрезерование пов.30 | Р6М5 | 3,5 | 0,02 | 1,18 | |||||
| ∑ | Шлифование пов.13 Шлифование пов.16 Шлифование пов.6 Шлифование пов.7 | 24А 24А 24А 24А | 0,25 | 0,003 | 38,5 | 0,35 0,31 0,35 0,28 1,30 | |||
| Шлифование пов.18 | 24А | 0,25 | 0,003 | 0,35 |
Технические нормы времени в условиях серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом, в ходе которого определяется норма штучно-калькуляционного времени.
(5.11)
где: n = 50 шт – количество деталей в партии
Тпз – подготовительно-заключительное время, мин
Тшт – штучное время, мин.
Определим норму штучно-калькуляционного времени на операцию
20 – токарную. Тогда
(5.12)
где: То = 3,83 мин – основное время
Тв – вспомогательное время, мин;
К = 1,85 – коэффициент;
Тоб – время обслуживания, мин;
Тотд – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.
(5.13)
где: Туст – время установки, мин
Тзак – время на закрепление детали, мин
Тупр – время связанное с управлением станка, мин
Тизм – время на измерения детали, мин (прил.5,[3]).
В серийном производстве время обслуживания Тоб и время перерывов на отдых и личные надобности Тотд по отдельности не определяются.
(5.14)
где: Топ – оперативное время, мин
Поб.отд = 6 – процент от оперативного времени на обслуживание и отдых. (прил.5,[3]).
(5.15)
Аналогично рассчитываем норму штучно-калькуляционного времени для остальных операций и заносим в таблицу 5.2.
Таблица 5.2. - Нормы времени, мин
| Номер и наименование операции | То | Тв | Топ | Тобсл | Тшт | Тпз | n | Тшт.к | ||
| Туст.зак | Тупр | Тиз | ||||||||
| 010 Фрезерно-центровальная | 0,81 | 0,2 | 0,14 | 0,16 | 1,31 | 0,08 | 2,5 | 2,8 | ||
| Токарная ЧПУ | 2,34 | 0,37 | 0,1 | 0,11 | 2,92 | 1,18 | 6,58 | 7,78 | ||
| Токарная ЧПУ | 3,83 | 0,31 | 0,1 | 0,14 | 4,38 | 0,26 | 8,36 | 9,56 | ||
| Горизонтально-фрезерная | 6,94 | 0,24 | 0,14 | 0,14 | 7,46 | 0,45 | 14,3 | 14,6 | ||
| Горизонтально-фрезерная | 2,22 | 0,24 | 0,14 | 0,14 | 2,74 | 0,16 | 5,23 | 5,53 | ||
| 035 Вертикально-фрезерная | 15,92 | 0,24 | 0,14 | 0,14 | 16,5 | 0,99 | 31,5 | 31,8 | ||
| 040 Шпоночно - фрезерная | 1,18 | 0,35 | 0,38 | 0,08 | 1,99 | 0,12 | 3,8 | 4,1 | ||
| 045 Кругло-шлифовальная | 1,3 | 0,31 | 0,17 | 0,19 | 1,97 | 5,62 | 5,48 | 5,6 | ||
| 050 Кругло-шлифовальная | 0,35 | 0,31 | 0,17 | 0,19 | 1,02 | 3,75 | 3,67 | 3,8 |
6. Техническое задание на проектирование оснастки
При прохождении преддипломной практики в Технологическом Отделе СКТБ НП АО «Электромаш» разработаны технологические процессы на ряд деталей. При разработке технологического процесса для внедрения его в производство, необходима технологическая оснастка, позволяющая расширить технологические возможности оборудования.
Технологическим отделом разрабатывается технологический процесс, при необходимости использования технологической оснастки (а именно: средства механизации и автоматизации, приспособления, нестандартное оборудование) выписывается техническое задание на проектирование.
Техническое задание заполняется по форме 81, с указанием: заказчика, основания для проектирования, содержания мероприятия, экономического обоснования, сути технического задания, дополнительными сведениями необходимыми для проектирования, направляется для проработки и выполнения проектных работ в Конструкторский Отдел Оснастки (КОО). Техническое задание согласовывается представителями сторон составителя и заказчика, утверждается техническим директором.
Заявка на проектирование (изменение) оснастки заполняется по форме 80, где указывается: номер изделия, номер чертежа, детали, номер и содержание операции или перехода, оборудование, эскиз и технологические указания, основание заказа с визой заказчика, проверяющего и утверждающего, отметки о выполнении заявки.
Пример бланка технического задания (формы 81) для проектирования и изготовления технологической оснастки и заявки на проектирование (изменение) оснастки форма 80 приведены в приложении.
7. Охрана труда и окружающей среды
Вопросы охраны труда и техники безопасности являются составной частью управления производством.
Основу системы законодательных мер, повышения уровня безопасности труда составляют технические мероприятия, которые обеспечивают безопасность производственного оборудования и производственного процесса.
К ним относятся:
– Модернизация технологического, подъемно – транспортного и другого производственного оборудования.
– Внедрение автоматного и дистанционного управления производственным оборудованием, тельферами, подъемными и транспортными устройствами с целью обеспечения безопасности рабочих.
– Внедрение систем автоматического контроля и сигнализации о наличии и возникновении опасных и вредных производственных факторов, а также блокирующих устройств, обеспечивающих аварийное отключение технологического и электрооборудования в случае его неисправности.
– Внедрение технологических устройств, обеспечивающих предотвращения поражения электрическим током.
– Установка предохранительных и защитных приспособлений в целях обеспечения безопасности эксплуатации паровых, газовых, кислотных и других производственных коммуникаций и сооружений.
– Перепланировка размещения производственного оборудования с целью обеспечения безопасности работающих в соответствии с требованиями
СНиП 3-31-74 и другими нормативными документами.
– Обеспечение рабочих средствами индивидуальной защиты.
В технологическом процессе обработки детали Барабан, задействовано следующие оборудование. (Таблица 7.1.)
Таблица 7.1. Оборудование участка
| № операции | Наименование операции | Модель станка |
| Фрезерно-центровальная | МР-71М | |
| Токарная ЧПУ | 16К20Ф3 | |
| Токарная ЧПУ | 16К20Ф3 | |
| Горизонтально-фрезерная | 6Р83 | |
| Горизонтально-фрезерная | 6Р80 | |
| Вертикально-фрезерная | 6Р11МФ3 | |
| Шпоночно-фрезерная | 692М | |
| Круглошлифовальная | 3М153 | |
| Круглошлифовальная | 3М153 |
К опасным и вредным производственным факторам на участке относятся: движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия (заготовки), повышенная запыленность рабочей зоны, т.к. обрабатываемый материал – чугун, повышенные уровни шума, вибрации, повышенное напряжение в эл. цепи, острые кромки, заусенцы.
Данное оборудование является источником опасных и вредных производственных факторов, анализ которых выполнен в таблице 7.2.
Таблица 7.2. Характеристика санитарно – гигиенических условий труда.
| Наименование рабочего места (участка) | Санитарно – гигиенические условия труда | ||
| Микроклимат | |||
| Температура 0С | Относительная влажность % | Скорость движения воздуха, м/c | |
| Мех. участок | 18-23 | 40-60 | 0,2-0,3 |