Задание
Курсовой проект должен содержать:
· графическую часть,
· пояснительную записку.
Содержание графической части:
1. Чертеж детали, операционные эскизы.
2. Схема расчета припусков.
В настоящем курсовом проекте требуется разработать роботизированный технологический процесс механической обработки детали (Вариант №7) (тело вращения, см. чертеж 1).
Показатели назначения производства:
| Номенклатура (Н),наименований деталей | |
| Размер партии запуска (Q), шт. | |
| Годовая программа выпуска (N), тыс. шт. | |
| Материал | Сталь 65Г 55-58HRC |
Особенность предприятия (*):
– отсутствие собственного машиностроительного производства.
Рисунок 1 – Шестерня
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Определяем возможные типы производства последовательно по H, Q, N ([1], табл. 1).
| Показатели назначения производства: | Пределы | Возможные типы производства | Возможная организационная структура |
| Номенклатура (Н) наименований деталей | 4-100 | М, с, к | ГПС |
| Размер партии запуска (Q), шт. | 20-500 | Мелкосерийное | ЧПУ |
| Годовая программа выпуска (N), тыс. шт. | 100 000 | крупносерийное | ПАЛ |
1.2. Выбираем преобладающий тип производства с учетом предпочтения H>Q>N – мелкосерийное производство.
1.3. Определяем такт выпуска и коэффициент повторяемости запусков:
(1.1)
где Ф - действительный годовой фонд рабочего времени, (Ф=2000ч на 1 смену), который определяется:
(1.2)
где Ксм – коэффициент сменности
Учитывая, что оборудование работает в две смены, коэффициент сменности (Ксм=2), получаем:
.
Тогда такт выпуска равен:
.
Коэффициент повторяемости:
(1.3)
Принимаем 1 раз в неделю.
ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ НА ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
Рассмотрим следующие критерии отработки конструкции детали на технологичность:
1. Сокращение объема механообработки–нет;
2. Устранение излишней точности–нет;
3. С торца детали,где она вставляется в корпус, сделать возможной сборку и завальцовку (рисунок 2.1)
Рисунок 2.1 – Критерий отработки на технологичность №3
4. Обработка с одного установа–невозможна.
5. Предусмотрение полости для выхода инструмента – невозможна, т.к. толщина стенки детали будет меньше, чем глубина канавки.
6. На все размеры внутренних поверхностей назначаем одинаковый квалитет (9).
ВЫБОР ЗАГОТОВКИ
3.1 Произведем укрупненный расчет стоимости заготовки (Sз) из прутка, отливки и штамповки ([1], табл. 6).
Прокат:
. (3.1)
Массу заготовки Мз найдем, используя оценочную формулу:
. (3.2)
.
.
Штамповка:
, (3.3)
где Кс–коэффициент серийности производства (для мелкосерийного Кс=2);
Сотх=0,2С;
Сб=3.
Литьё:
При получении заготовки литьем под давлением стоимость определяется по формуле (3.3).
.
3.2 Выбираем два лучших варианта получения заготовок с учетом S3, номенклатуры изделий, серийности, точности и шероховатости – прокат и литье в кокиль.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА СТАНКОВ
4.1. Оценим сложность детали для обработки, используя экспресс-метод оценки сложности деталей ([1], табл. 5, 6)
| Критерий: | Тип детали | Макс. D, L | Точность | Количество типов инструмента | Твердость HRC | Шероховатость | Кол. обр. сторон | Минимальное отверстие, стенка | Контур образующей | Сумма балов |
| Бал: |
Типы станков: ЧПУ и ОЦ. Выбираем ЧПУ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
5.1 Используя табл. 6 источника [1], приблизительно оцениваем оперативное время обработки детали:
.
5.2 Определим максимально допустимое время переналадки, исходя из равенства:
(5.1)
где Кио– коэффициент использования оборудования (принимаем Кио=0,8),
Подставляя известные значения, находим:
.
5.3 По времени переналадки определяем два альтернативных варианта организационной структуры системы ([1], табл. 1): РТК и ЧПУ. Из учебных целей заменяем структуру ЧПУ на ГПС.
РАЗРАБОТКА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ МАРШРУТНОГО РТП.
6.1 Разработаем план обработки для варианта РТП1 (заготовка–прокат, организационная структура системы – РТК) и РТП2 (заготовка–отливка, организационная структура системы–ГПС). Укрупненное нормирование техпроцесса приведено в таблице 6.1 и в таблице 6.2.
Таблица 6.1 – Укрупненное нормирование РТП1
| № операции | № перехода | Тип, модель станка | Режущий инструмент | Приспособление | Трх | Тмаш | Топ | Тшт | Тпз | Тшт-к |
| Прокат заготовки | ||||||||||
| 2.1 | 6К11 | Фреза торцевая ГОСТ 26595-85 | ГОСТ 16518 | 0,38 | 0,76 | 0,96 | 1,104 | 8,304 | ||
| 3.1 3.2 3.3 3.4 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 -//- -//- Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,389 0,648 | 2,074 | 2,274 | 2,615 | 9,815 | ||
| 4.1 4.2 4.3 4.4 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 -//- -//- Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,389 0,648 | 2,074 | 2,274 | 2,615 | 9,815 | ||
| 5.1 | печь | |||||||||
| 6.1 6.2 6.3 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 Расточной ГОСТ 18062-72 Подрезной ГОСТ 18880-73 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,00025 0,0972 0,1296 | 0,455 | 0,655 | 0,753 | 7,953 | ||
| 7.1 7.2 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,0972 0,1296 | 0,4541 | 0,6541 | 0,752 | 7,952 | ||
| 10.1 10.2 | 5А110 | Долбяк хвостовой прямозубый ГОСТ 9323-79 Долбяк ГОСТ 6762-79 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 6 6 | 24,2 | 27,83 | 35,03 | |||
| печь | ||||||||||
| 12.1 | ЗУ10В | Круг наружный Тип: ПП | ГОСТ 24351-80 | 0,06 | 0,12 | 0,32 | 0,368 | 7,568 | ||
| 14.1 | Гальваническая ванна | Хим. Окс. |
Таблица 6.2 – Укрупненное нормирование РТП2
| № операции | № перехода | Тип, модель станка | Режущий инструмент | Приспособление | Трх | Тмаш | Топ | Тшт | Тпз | Тшт-к |
| Прокат заготовки | ||||||||||
| 2.1 | 6К11 | Фреза торцевая ГОСТ 26595-85 | ГОСТ 16518 | 0,38 | 0,76 | 0,96 | 1,104 | 2,304 | ||
| 3.1 3.2 3.3 3.4 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 -//- -//- Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,0972 0,1296 | 0,4536 | 0,6536 | 0,752 | 1,952 | ||
| 4.1 4.2 4.3 4.4 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 -//- -//- Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,0972 0,1296 | 0,4536 | 0,6536 | 0,752 | 1,952 | ||
| 5.1 | печь | |||||||||
| 6.1 6.2 6.3 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 Расточной ГОСТ 18062-72 Подрезной ГОСТ 18880-73 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,00025 0,0972 0,1296 | 0,455 | 0,655 | 0,753 | 1,953 | ||
| 7.1 7.2 | 16Б16Т1 | Контурный ГОСТ 20872-80 Расточной ГОСТ 18062-72 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 0,0972 0,1296 | 0,4541 | 0,6541 | 0,752 | 1,952 | ||
| 10.1 10.2 | 5А110 | Долбяк хвостовой прямозубый ГОСТ 9323-79 Долбяк ГОСТ 6762-79 | Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 | 6 6 | 24,2 | 27,83 | 28,03 | |||
| печь | ||||||||||
| 12.1 | ЗУ10В | Круг наружный 14U1 по ГОСТ 16169-81 | ГОСТ 24351-80 | 0,06 | 0,12 | 0,32 | 0,368 | 1,568 | ||
| 14.1 | Гальваническая ванна | Хим. Окс. |
РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ТС ДЛЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ РТП
В таблице 7.1 рассчитаны основные характеристики систем РТК и ГПС.
Таблица 7.1 – Основные характеристики систем
| Характеристика | Расчетная формула | Вариант РТП | |
| №1 прокат, РТК | №2 литье, ГПС | ||
| 1. Количество основного технологического оборудования |  
| 
Принимаем M=92
| 
Принимаем M=42
|
| 2. Количество вспомогательного оборудования | Исходя из M | 1. Робот загр/выгр–92 2. Кассета–92 3. Электрокар-6 4. Централизованный склад-1 5. Поворотный стол-92 6. Кран – 1. | 1. Робокар с бортовым ПР – 4 2. Автоматизир. склад–1 3. Рольганг – 42 4. Мостовой ПР – 10 5. Подвесной ПР с бортовым ПР – 1 |
| 3. Количество рабочих | 
| 
| 
|
| 4. Площадь, м2 | 
| 
| 
|
| 5. Кап. затраты, тыс. руб. | 
| 
| 
|
| 6. Зарплата, тыс. $ | 
| 
| 
|
| 7. Годовой пр. зарплаты, тыс.$ | 
| 
| 
|
| 8. Производительность труда, тыс.шт./чел | 
| 
| 
|
| 9. Производительность оборуд., тыс. шт./ед | 
| 
| 
|
| 10. Структурная надежность | 
| 0,949 | 0,921 |
| 11. Длительность пр. цикла дет., ч | 
| 
| 
|
| 12. К-т загрузки оборудования | 
| 
| 
|
| 13. К-т использования оборудования | 
| 
| 
|
| 14. Годовой экон. эффект, тыс. руб. | 
|  1585-1512=73
| |
| 15. Срок окупаемости доп. К, лет | 
| 
|
РТК:
Рисунок 7.1 – Компоновка РТК
ГПС:
Рисунок 7.2 – Компоновка ГПС
Рассчитаем структурную надежность выбранных технологических систем.
РТК (Рисунок 7.3):
Для параллельного соединения блоков схемы надежность определяется по формуле:
(7.1)
Для последовательного соединения:
(7.2)
где -надежность каждой ветки схемы.
(7.3)
.
Схема структурной надежности ГПС:
(7.4)
.
ВЫБОР ПРОЕКТНОГО ВАРИАНТА РТП И ТС.
Для выбора проектного варианта РТП и технологической системы используем метод экспертных оценок. Принимаем пятибальную систему оценки:
0-очень плохо;
1-плохо;
2-удовлитворительно;
3-хорошо;
4-отлично.
Выбор производим по следующим критериям:
Таблица 8.1
| Критерий | РТК | ГПС |
| 1. Приведенные затраты (Зпр) | ||
| 2. Количество станков (М) | ||
| 3. Количество основных рабочих-операторов (R) | ||
| 4. Занимаемая площадь (S) | ||
| 5. К-т использования оборудования по Топ (Кио) | ||
| 6. Длительность производственного цикла (Тц) | ||
| 7. Структурная надежность (Р) | ||
| 8. Вероятность простоя узла | ||
| 9. Соответствие особенностям конкретного предприятия по заданию | ||
| 10. Безопасность труда |
Таблица 8.2
| X | 
| ||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X | |||||||||||
| X |
Таблица 8.3
| Коэффициент |
| ||||||||||
| ГПС | |||||||||||
| РТК |
Использование ГПС по отношению к РТК в нашем случае является предпочтительным.