Технологічний процес виготовлення деталі «Стакан»

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9180

3 Технологічний процес виготовлення деталі «Стакан»

3.1 Вибір варіанта одержання заготівки

Продуктивність механічної обробки валів багато в чому залежить від вигляду матеріалу, розмірів і конфігурації заготівки, а також від характеру виробництва. Заготовки отримують відрізанням від гарячекатаних або холоднотягнутих нормальних прутків і відразу піддають механічній обробці. Заготовки такого вигляду застосовують в основному в дрібносерійному і одиничному виробництві, а також при виготовленні валів з невеликим числом рівнів і незначною різницею їх діаметрів.
У виробництві з чималим масштабом випуску, а також при виготовленні валів складнішої конфігурації з рівнями, що значно розрізняються по діаметру, заготовки доцільно отримувати методами пластичної деформації. Ці методи – кування, штампування, періодичний прокат, обтисканні на ротаційно – кувальних машинах, електровисадження, дозволяють отримувати заготовки формою і розмірам найбільш близькі до готової деталі, що значно підвищує продуктивність механічної обробки.
Дана деталь – стакан, має не великі перепади діаметрів, тому можна розглядати заготовку з прокату. Але, оскільки тип виробництва деталі – серійний, можна також розглядати заготовку - поковку.

3.1.1. Розрахунок заготівки виготовленої на ГКМ.

Розглянемо заготовку – поковку вироблену на горизонтально кувальній машині (ГКМ).
 
Розрахуємо ціну заготовки за формулою:
S_заг=(C_i/1000∙Q∙k_т∙k_с∙k_в∙k_м∙k_п )-(Q-q)∙S_отх/1000 (3.1)
де C_i - ціна сталі 20Х за тонну;
Q – маса заготовки;
q – маса деталі;
S_отх - ціна стружки;
k_т - коефіцієнт, що залежить від точності штампувань;
k_с – коефіцієнт, що залежить від групи складності заготівлі;
k_в - коефіцієнт, що залежить від маси заготівлі;
k_м - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу;
k_п - коефіцієнт, що залежить від об’єму виробництва;
Розрахуємо масу заготовки:
Q = q1,5;
Q = 91,5 = 13,5 кг.
Вибравши коефіцієнти з таблиць, ми можемо розрахувати ціну поковки [4]:
S_заг=(7500/1000∙13,5∙1∙0,87∙0,89∙1,13∙1,0)-(13,5-9)∙1800/1000;
S_заг=88,6-8,1=80,5 грн.
Розрахуємо коефіцієнт використання матеріалу:
К_(в.м.)=q/Q; (3.2)
К_(в.м.)=9/13,5=0,67;

3.1.2. Розрахунок заготівки з круглого прокату.
Розрахуємо ціну заготовки, виробленої з прокату, за формулою:
S_заг=(C_i/1000∙Q)-(Q-q)∙S_отх/1000 (3.3)
де C_i - ціна сталі 20Х за тонну;
Q – маса заготовки;
q – маса деталі;
S_отх - ціна стружки;
Розрахуємо масу заготовки, за допомогою об’єму та щільності матеріалу:
Q=π∙d^2/4∙h∙ρ; (3.4)
Q=3,14∙〖190〗^2/4∙230∙7,8∙〖10〗^(-6)=50,83 кг;
S_заг=(7500/1000∙50,83)-(50,83-9)∙1800/1000;
S_заг=381,225-75,294=305,931грн
Розрахуємо коефіцієнт використання матеріалу:
К_(в.м.)=q/Q; К_(в.м.)=9/(50,83 )=0,18;
Аналізуючи данні, приходимо до висновку що ціна з заготовки с круглого прокату набагато дорожче, та коефіцієнт використання матеріалу при поковці на багато більший від коефіцієнту використання матеріалу при заготовці з круглого прокату, якщо точніше то (0,67-0,18)/0,67∙100%≈73%.
ГКМ призначена для штампування з пруткового матеріалу висадкою і прошивкою поковок, форма яких близька формі тіл обертання. Отже, найбільш раціональним і економічно вигідним буде використання заготовки отриманої з поковки на горизонтально кувальній машині.
3.2 Технологічний процес виготовлення деталі

Розробка маршруту виготовлення деталі складає 14 операцій, операції ідуть в такій послідовності: токарна чорнова, токарна напівчистова, термообробка, токарна з ЧПК, вертикально-фрезерна, токарна чистова, круглошліфувальна, внутрішньо шліфувальна, токарна, координатна – розточна, різенарізна, токарна, радіально – свердлильна.
Детальніше маршрут обробки представлено у таблиці 3.1
Таблиця 3.1 - Маршрут обробки деталі вал ступінчатий
Номер, найменування та зміст операцій
Ескіз обробки, базування Обладнання, пристрої та
інструмент
005 Токарна чорнова.
Установ А.
Точити торець і зовнішній діаметр на прохід начорно, дотримуючись розмірів, які вказані на ескізі. Токарно-гвинторізний 16К20; різець прохідний відігнутий
Т15К6 ГОСТ 18877-73; патрон самоцентрувальний 3х кулачковий ГОСТ 2675-80

Установ Б.
Точити торець начорно, дотримуючись розміру, що вказаний на ескізі. - теж саме -
010 Токарна напівчистова з ЧПК
Установ А
Точити торець 5,
точити ступені 6,7,8,10,
свердлувати отвір 9,
точити фаску 11
Верстат токарно-револьверний
напівавтомат з ЧПК 1П732РФ3;
різець прохіднийГОСТ 18877-73;
свердло спіральне Р18 Ø42,патрон самоцентрувальний
3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
різець розточний ГОСТ 18882-73;
Установ Б
Точити торець витримучи розмір 15,
точити зовнішній діаметр 13, розточити отвір 14,12
015 Термічна обробка. Цементація
020 Токарна з ЧПК. Розточити внутрішній діаметр 24,
розточити внутрішній діаметр 23,17,
розточити внутрішній діаметр 21, 18
точити внутрішню канавку 30,31,34,35
точити фаски, 25,26,27,28,29 Верстат токарно-револьверний напівавтомат
з ЧПК 1П732РФ3; патрон самоцентрувальний
3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
різець прохідний ГОСТ 18877-73;
різець розточний
ГОСТ 18882-73;
Продовження таблиці 3.1

025 Вертикально-фрезерна.
Фрезерувати лиску витримуючи
розмір 36
Вертикально-фрезерний консольний верстат. Фреза торцева Ø63 по ГОСТ 22087-76, лещата.
030 Токарна з ЧПК
Точити зовнішні поверхні начисто,
дотримуючись розмірів Верстат токарно-револьверний напівавтомат
з ЧПК 1П732РФ3; патрон самоцентрувальний
3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
різець прохіднийГОСТ 18877-73;
035 Термообробка Піч ТВЧ
040 Круглошліфувальна
Шліфувати зовнішні діаметри,
витримуючи розміри 38, 39, 40, 41,
шліфувати торець, витримуючи розмір 37,
та дотримуючись вказаної
на ескізі шорсткості

Верстат круглошліфувальний 3М51;
патрон самоцентрувальний
3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
круг шліфувальний 1 450х63х203
63А 40-П СМ К 35м/с А 1кл. 92Е
ГОСТ 2424-83
Продовження таблиці 3.1
Продовження таблиці 3.1
045 Внутрішньошліфувальна
Шліфувати внутрішні поверхні
витримуючі розміри 49, 45, 48, 46,
шліфувати торець, витримуючи розмір 44
Верстат внутрішньошліфувальний 3К225В;
патрон самоцентрувальний 3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
круг шліфувальний 1 125х63х51 25А 16-П
С2 9 К 35м/с А 1кл. 93Е ГОСТ 2424-83,
прокладки спеціальні
050 Токарна
Розтичи внутрішній діаметр,
витримуючи розміри 50,51. Верстат токарно-гвинторізний 16К20;
патрон самоцентрувальний 3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
різець розточний ГОСТ 18882-73;
055 Координатно - розточна
Свердлувати 4 отвори витримуючи
розміри 56, 57, 58;
свердлувати 4 отвори напрохід
витримуючи розмір 54, 59, 55;
зенкувати 4 отвори, витримуючи
розміри 52, 53. Верстат координатно-розточний 2Е440А;
свердло спіральне Ø8,5 Р18 ГОСТ 10902-77;
свердло спіральне Ø13 Р18 ГОСТ 10902-77; зенковка конічна Ø20 Р6М6 ОСТ 2И22-2-80; лещата слюсарні ГОСТ 4045-75

Продовження таблиці 3.1
060 Різенарізна
Нарізати різь у 4 отворах
витримуючи розміри 61, 62, 63, 64
Метчик машин-ручний ГОСТ 3266-81;
лещата слюсарні ГОСТ 4045-75
065 Токарна
Довести чистоту фаски до вказаної
на ескізі, видержувуючи розміри 65, 66.
Верстат токарно-гвинторізний 16К20;
патрон самоцентрувальний 3х кулачковий ГОСТ 2675-80;
різець прохідний ВК8 ГОСТ 18881-73
070 Радіально - свердлильна
Свердлувати 2 отвтори, витримуючи розмір 72,75,
свердлувати отвір напрохід, витримуючи розмір 70,
розсвердлувати отвір 8 глубиною 33 мм,
витримуючи розміри 69,76 зенкувати фаску 1,6x45°,
нарізати різь витримуючи розміри 67,68, 71
Верстат радіально-свердлувальний 2М55;
свердло спіральне 8 Р18 ГОСТ 10902-77;
свердло спіральне 11,1 Р18 ГОСТ 10902-77;
зенковка конічна 11 ГОСТ 14953-80;
лещата слюсарні ГОСТ 4045-75


3.3 Проектування заготовки
Заготовку проектуємо по ГОСТ 7505-89. Для проектування нам потрібні слідуючи данні відносно деталі: маса поковки, група сталі, ступінь складності, клас точності.
Масу поковки визначаємо за формулою:
m_пок=m_дет∙K_p (3.1)
де m_дет – маса деталі;
K_p - коефіцієнт що враховує відходи металу в стружку при механічній обробці поковки;
Для поковки для на ГКМ у відкритих штампах K_p=1,5
m_пок=9∙1,5=13,5 кг
Група сталі М1, так як заготовка має до 0,35% карбону.
Розрахункове значення ступеня складності визначається по формулі:
С=Мр/Мф, (3.2)
де Мр – маса поковки;
Мф – маса простої фігури, в яку може бути описана заготовка;
Мф =50,83 гр. (з розрахунків вибору методу отримання заготівкі).
С = 13,5/50,83=0,27, так як С<0,63, то степінь складності поковки С1.
Так як заготовка – поковка на ГКМ, то клас точності Т4.
Вихідний індекс – 11.
По вихідному індексу назначаємо припуски, та заносимо до таблиці 3.2.
Розмір Припуск Допуск
180 2∙1,5 _(-0,9)^(+1,6)
130 2∙1,7 _(-0,8)^(+1,4)
48 2∙1,6 _(-0,4)^(+0,8)
225 2∙2,3 _(-1)^(+1,8)
35 2∙1,6 _(-0,4)^(+0,8)
Таблиця 3.2 – Припуски на механічну обробку
3.4 Розрахунок припусків на механічну обробку
Технологічні переходи обробки поверхні Ø130js5 Елементи припуску, мкм Розрахунковий припуск, мкм Розрахунковий розмір,мм Допуск, мкм Граничний розмір, мм Граничне значення припусків, мкм
Rz h ρ  2Zmin dp Т dmin dmax 2Zmin 2Zmax
Заготовка - штамповка 100 100 2062 - - 135,404 1000 135,40 136,40 - -
Точіння чорнове 50 50 124 110 2264,5 130,875 400 130,90 131,27 4528,97 5128,97
Точіння напівчистов 30 30 82,5 5,5 223,82 130,428 160 130,43 130,58 447,63 687,63
Точіння чистове 20 10 41,2 5,5 142,65 130,142 40 130,14 130,18 285,29 405,29
Шліфування чистове 5 15 - - 71,23 130,00 18 130,00 130,01 142,46 164,46
5404,35 6386,354
Розрахуємо припуски на механічну обробку поверхні діаметром Ø130js5, записуючи результати у таблицю 3.3.
Таблиця 3.3 – Розрахунок припусків і граничних розмірів по технологічних переходах на обробку поверхні діаметром Ø130js5
Коефіцієнти Rz і T характеризують якість поверхні заготовки, залежать від обраного типу отримання заготовки, і вибираються з таблиць [5]
Розрахуємо значення просторових відхилень для даної заготовки за формулою:
ρ_заг=ρ_экс+ρ_кор; (3.3)
Значення ρ_экс та ρ_кор вибираємо з таблиць. [4]
ρ_экс=2,0мм; ρ_кор=0,5мм;
ρ_заг=√(〖2,0〗^2+〖0,5〗^2 )=2062 мкм;
На подальшу обробку сумарне просторове відхилення знаходимо за емпіричною формулою:
ρ_ост=k_y∙ρ_заг; (3.4)
Значення коефіцієнта k_y для заданих видів обробки:
точіння чорнове – 0,06;
точіння полу чистове – 0,04
точіння чистове – 0,02
ρ_1=0,06∙2062=124 мкм;
ρ_2=0,04∙2062=82,5 мкм;
ρ_3=0,02∙2062=41,2 мкм;
Погрішність установки при чорновому розточуванні:
ε_1=√(ε_б^2+ε_з^2 ); (3.5)
При базуванні у трикулачковому патроні ε_б^ =0, тому вибравши з таблиці ε_з^ =110, розрахуємо погрішність установки [4]
ε_1=√(0_^2+〖110〗_^2 )=110;
Погрішність установки при напівчистовому розточуванні:
ε_2=0,05∙ε_1+ε_інд; (3.5)
Так як обробка здійснюється на одній установці, то ε_інд=0, тоді:
ε_2=0,05∙110+0=5,5;
На підставі записаних в таблиці даних розраховуємо мінімальні значення міжопераційних припусків, користуючись основною формулою:
〖2z〗_min=2(R_(z_(i-1) )+T_(i-1)+√(ρ_(i-1)^2+ε_i^2 )); (3.6)
 
〖2z〗_(min_1 )=2(100+100+√(〖2062〗^2+〖190〗^2 ))=2264,49 мкм;
〖2z〗_(min_2 )=2(50+50+√(〖124 〗^2+〖9,5〗^2 ))=223,82 мкм;
〖2z〗_(min_3 )=2(30+30+√(〖82,5〗^2+〖9,5〗^2 ))=142,65 мкм;
〖2z〗_(min_4 )=2(20+10+√(〖41,2〗^2+0^2 ))=71,23 мкм;
Графа таблиці 3.3 Розрахунковий розмір заповнюється починаючи з кінцевого (креслярського) розміру шляхом послідовного додавання розрахункового мінімального припуску кожного технологічного переходу.
d_p3=130,00+2∙71,23∙0,01=130,14 мкм;
d_p2=130,14+2∙142,65∙0,01=130,43 мкм;
d_p1=130,43+2∙223,82∙0,01=130,88 мкм;
d_pзаг=130,88+2∙2264,49∙0,01=135,40мкм;
У графі граничний розмір найменше значення виходить по розрахункових розмірах, закруглених до точності допуску відповідного переходу .
Найбільші граничні розміри визначаються з найбільших граничних розмірів додаванням допусків відповідних переходів.
d_(max_4 )=130,00+0,018=130,02 мм;
d_(max_3 )=130,14+0,040=130,18 мм;
d_(max_2 )=130,43+0,160=130,59 мм;
d_(max_1 )=130,88+0,400=131,28 мм;
d_(max_заг )=135,40+1=136,40 мм;
Мінімальні граничні значення припусків Z_min^пр рівні різниці найбільших граничних розмірів виконуваного і передуючого переходів, а максимальні значення Z_max^пр - відповідно різниці найменших граничних розмірів.
〖2Z〗_(min_4)^пр=130,142-130,00=142,46 мкм;
〖2Z〗_(min_3)^пр=130,428-130,142=285,29 мкм;
〖2Z〗_(min_2)^пр=130,875-130,428=447,63мкм;
〖2Z〗_(min_1)^пр=135,404-130,875=4528,97 мкм;
Загальні припуски визначаємо, підсумовуючи проміжні припуски, і записуємо їх значення внизу відповідних граф:
〖2Z〗_(〖заг〗_min)^ =142,46+285,29+447,63+4528,97=5404,35 мкм;
〖2Z〗_(〖заг〗_max)^ =164,46+405,29+687,63+5128,97=6386,35 мкм;
Загальний номінальний припуск розраховуємо за формулою:
Z_(〖заг〗_ном )=z_(〖заг〗_min )+В_з-В_д; (3.7)
Z_(〖заг〗_ном )=8878,2 +1400- 0,009 =6804,34 мкм;
Тоді можна розрахувати номінальний діаметр заготовки за формулою:
d_(з_ном )=〖d_(д_ном )-Z〗_(〖заг〗_ном ); (3.8)
d_(з_ном )=130+6,8=136,8 мм;
Перевірка розрахунків:
〖2z〗_(max_4 )-〖2z〗_(min_4 )=164,46-142,46=22;
Т_3-Т_4=40-18=22;
〖2z〗_(max_3 )-〖2z〗_(min_3 )=405,29-285,29=120;
Т_2-Т_3=190-70=120;
〖2z〗_(max_2 )-〖2z〗_(min_2 )=687,63-447,63=240;
Т_1-Т_2=460-220=240;
〖2z〗_(max_1 )-〖2z〗_(min_1 )=5128,97-4528,97=600;
Т_заг-Т_1=1000-400=600.


3.5 Розрахунок режимів різання

Визначимо режими різання для операції 005. Розточування напівчистове
t=1,61;
Відповідно до розрахованої глибини різання вибираємо подачу:
S=0,9 мм⁄об;
Значення стійкості різця коливається від 30 до 60 хв, обираємо Т = 45 хв.
Розрахуємо швидкість різання за формулою:
V= C_v/(T^m t^x S^y )∙K_v; (3.9)
де Т – стійкість інструменту;
t – глибина різання;
S – подача;
C_v, m, x, y – коефіцієнти що залежать від подачі, та ріжучої частини інструменту;
де K_v - коефіцієнт є множенням коефіцієнтів, що враховують вплив матеріалу заготівки K_мv, стан поверхні K_пv, матеріалу інструменту K_іv, та розраховується за формулою:
K_v=K_мv∙K_пv∙K_іv (3.10)
де K_мv - поправочний коефіцієнт враховує вплив фізико - механічних властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання, та розраховується за формулою:
K_мv=K_г (750/σ_в )^(n_v ); (3.11)
де K_г - коефіцієнт, що характеризує групу сталі по оброблюваності,
n_v - показник степені,
K_мv=1,0(750/590)^0,9=1,24;
K_v=1,24∙1∙1∙1=1,24;
 
V= 420/(〖45〗^0,2 〖1,19〗^0,15 〖0,1〗^0,2 )∙1,24=201,3 м⁄хв;
Розрахуємо частоту обертання шпинделя за формулою:
n= (1000∙V)/πD; (3.12)
n= (1000∙301,5)/(3,14∙130)=503,6 〖хв〗^(-1) ;
Розраховану частоту необхідно звести до найближчого стандартного значення частоти обертання шпинделя, на якому ведеться обробка деталі, тому приймаємо n=500 〖хв〗^(-1)
Значення частоти обертів тепер не відповідає розрахованому раніше
значенню швидкості, тому швидкість різання потрібно перерахувати відповідно
до нового значення n за формулою (10.2):
V= (3,14∙130∙500)/1000= 205,6 м⁄хв;
Визначимо тангенціальну силу за формулою:
P_z=10∙C_p∙t^x∙S^y∙K_p; (3.13)
де t – глибина різання;
S – подача;
C_р, q, x, y – коефіцієнти що залежать від подачі та ріжучої частини інструменту;
K_p - поправочний коефіцієнт, що є добутком ряду коефіцієнтів, що враховують фактичні умови різання. Чисельні значення цих коефіцієнтів вибирають із довідкових таблиць. [6]
K_р=1,24∙1∙1∙1=1,24;
P_z=10∙200∙〖1,19〗^1∙〖0,3〗^0,75∙1,24=550,3 Н;
Визначаємо ефективну потужність різання, кВт:
; (3.14.)

 
Потужність електродвигуна головного руху верстату 16К20Ф3 дорівнює 30 кВт, тому розраховані режими різання для даної операції не перевищують технічних можливостей верстата.
Розрахуємо машинний час, затрачуваний на чорновий прохід:
; (3.15)
де l - розмір оброблюваної поверхні в напрямку подачі;
- величина врізання;
t - глибина різання, мм;
 - головний кут у плані, град.;
мм - вихід (перебіг) ріжучого інструменту.

Аналогічним методом розраховуємо режими різання на інші операції, визначенні дані записуємо до таблиці 3.4
Таблиця 3.4 – Дані режимів різання, розрахованих табличним методом
Найменування операції Швидкість різання V,м/хв Подача S,мм/об Глибина різання t,мм Кількість проходів ,шт. Частота обертання
n, 1/хв Машиний час
То, хв. Стійкість інструмента Т,хв.
005 Токарна чорнова
Установ А
Точити торець 205,6 0,9 1,6 1 500 0,98 45
Точити зовнішній діаметр 130 83,81 0,9 1,25 1 200 0,191 45
Установ Б
Точити торець начорно 114,9 0,9 1,66 1 200 0,75 45
010 Токарна напівчистова
Установ А
Точити торець 205,6 0,8 0,7 1 500 0,169 45
Точити торець Ø180 128,9 0,8 0,7 1 315 0,266 45
Свердлувати отвір Ø 42 26,38 0,5 21 1 200 0,46 90

Продовження таблиці 3.4
Точити Ø 130 прохід 205,6 0,8 0,235 1 500 0,147 45
Точити торець 178,1 0,8 0,76 1 315 0,106 45
Точити Ø120 130,7 0,8 10,75 5 315 0,35 45
Установ Б
Точити торець 178 0,8 0,7 1 315 0,127 45
Точити зовнішній діаметр 141,8 0,8 0,25 1 250 0,185 45
Розточити внутрішній діаметр 97,77 0,8 1,12 1 315 0,295 45
020 Токарна
Розточити діаметр 103 128,2 0,6 0,75 1 400 0,63 45
Розточити діаметр 116 130,1 0,6 1,56 2 315 0,48 45
Розточити діаметр 120 158,7 0,6 0,48 1 500 0,507 45
Точити внутрішню канавку 73,9 0,25 3,5 1 315 0,12 45
025 Вертикально-фрезерна 113,1 0,24
Sz=0,04 19 5 1000 0,313 30
030 Токарна чистова
Точити діаметр Ø120 301,9 0,32 0,055 1 800 1,57 45
Точити діаметр Ø130 327 0,32 0,145 1 800 1,27 45
Точити торець 180,9 0,33 0,7 1 320 0,92 45
Точити канавку І 73,9 0,25 0,5 1 315 0,57 45
Точити канавку ІІ 75,2 0,25 0,5 1 315 0,27 45
040 Круглошліфувальна
Шліфувати торець 22,6 0,002 0,2 40 2,7
Шліфувати сходинку 1 16 0,005 0,25 40 4,7
Шліфувати сходинку 2
Прохід 1 15 0,01 0,3 40 4,8
Прохід 2 15 0,005 0,05 40 3,6
045 Внутрішньошліфувальна
Внутрішня поверхня 1 19 0,005 0,25 60 1,05
Внутрішня поверхню 2 20,6 0,1 0,001 90 1,1
Шліфувати торець 56 0,002 0,3 100 1,01
050 Токарна
Розточити отвір 1й прохід 74 0,15 0,5 1 200 0,26 45
2й прохід 74 0,1 0,1 1 200 0,58 45
055 Координатно –розточна
Свердлувати 4 отвори 21 0,05 4,25 4 800 0,64 25
Свердлувати 4 отвори напрохід 25 0,05 6,5 4 630 0,95 25
Зенкувати 4 отвори 20 0,16 3,5 4 315 0,58 25
Нарізати різь у 4х отворах 2,8 1,4 1,1 1 80 0,8 30
Продовження таблиці 3.4
060 Радіально – свердлильна
Свердлувати 2 отвори 12 0,16 4 2 500 0,62 25
Свердлувати отвір напрохід 12 0,16 4 1 500 0,51 25
Розсвердлувати отвір 10 0,16 1,6 1 315 0,45 25
Зенкувати фаску 1,6x45° 14 0,08 1,6 1 315 0,07 60
Нарізати різь 2,8 1,4 1,1 1 80 2,15 20

3.6 Нормування технологічного процесу
Технічні норми часу в умовах серійного виробництва встановлюються розрахунково-аналітичним методом.
Розраховуємо норми штучно-калькуляційного часу на токарну операцію 015, яка виконується на токарному верстаті .
(3.14)
(3.15)
де - підготовчо-заключний час, хв.;
- основний час, хв.;
n – кількість деталей в настройковій партії, шт.;
- час на встановлення та зняття деталі, хв.;
- час на закріплення та відкріплення деталі, хв.;
- час приймання керування, хв.;
- час на вимірювання деталі, хв.;
- час на обслуговування робочого місця та відпочинок, хв.;
к – поправочний коефіцієнт.


Час на вмикання верстата кнопкою – 0,01хв; підвести та одвести різець від деталі – 2*0,05 хв. [1]Тоді:


Поправочний коефіцієнт на допоміжний час при серійному виробництві:

Допоміжний час:
(3.16)

Оперативний час:
(3.17)

Час на відпочинок та обслуговування робочого місця складає 6% від оперативного часу:

Підготовчо-заключний час на налагоджування станка – 6 хв.;отримання інструмента та пристосування й здача його після закінчення обробки – 10 хв. [1].
Тоді:

Кількість деталей в партії [1]:
; (3.18)
де N – програма випуску деталей,шт.;

Штучно-калькуляційний час:

Результати визначення часу на інші операції розраховуємо аналогічним чином. Всі дані заносимо до таблиці 3.5.
Таблиця 3.5 - Таблиця норм часу по операціям, хв.

Номер та найменування операції То Тв Топ Тоб.от
Тшт Тп-з N Тш-к
Тус,
Тзо Туп Тиз
005 Токарна
1,921 0,22 0,11 0,16 3,0125 0,18075 3,1932 16 32 3,69325
010 Токарна чорнова з ЧПК
2,105 0,22 0,11 0,32 3,4925 0,20955 3,7020 17 32 4,2333
020 Токарна
1,737 0,22 0,11 0,18 2,8655 0,17193 3,0374 17 32 3,56868
025 Вертика-льно-фрезерна 0,313 0,22 0,26 0,12 1,5895 0,09537 1,6848 18 32 2,24737
030 Токарна чистова 4,913 0,22 0,11 0,16 6,0045 0,36027 6,3647 17 32 6,89602
040 Круглошліфувальна 15,8 0,22 0,26 0,24 17,0395 1,02237 18,061 17 32 18,5931
045 Внутрішньошліфувальна 3,16
0,22 0,26 0,24 4,307 0,25842 4,5654 18 32 5,12792
050 Токарна
0,84
0,22 0,11 0,16 1,7465 0,10479 1,8512 18 32 2,41379
055 Координатно –розточна 2,97 0,32 0,26 0,24 4,487 0,26922 4,7562 17 32 5,28747
060 Радіально – свердлильн 3,8 0,32 0,26 0,84 6,427 0,38562 6,81262 18 32 7,37512

3.7 Розрахунок необхідної кількості верстатів та коефіцієнта їх використання
Для кожного верстату у технічному процесі повинен бути прорахований коефіцієнт використання верстата по основному часу.
Приводимо розрахунки для операції 005 токарна.
Коефіцієнт використання обладнання по основному часу n0 свідчить о частці машинного часу в спільному часі роботи верстата. Воно визначається як відношення основного часу до штучно-калькуляційного часу.
(3.19)
де - штучно-калькуляційний час, хв.;
- основний час, хв.;

Визначаємо розрахункову кількість обладнання за формулою:
(3.20.)
де N – річна програма випуску, шт;
N – 5000шт.;
- коефіцієнт завантаження обладнання;
= 0,75

Після розрахунку приймаємо кількість верстатів, округлюючи в більшу сторону до цілого числа ( ).
Приймаємо =1 шт
Коефіцієнт завантаження верстата знаходимо по формулі:
(3.21)

Отримані значення на інші операції заносимо до таблиці 3.6. та будуємо графіки отриманих значень: рисунок 3.1 - графік завантаження обладнання, та рисунок 3.2 - графік використання обладнання по основному часу.
Таблиця 3.6 – Звідна таблиця завантаження коефіцієнтів обладнання
Номер, найменування операції Т ,мин
Т ,мин
,%


,%

005 Токарна 1,921 3,6933 33,499 1 0,335 52,014
010 Токарна 2,105 4,2333 38,397 1 0,384 49,725
020 Токарна 1,737 3,5687 32,369 1 0,3237 48,673
025 Фрезерна 0,313 2,2474 20,384 1 0,2038 13,927
030 Токарна чистова 4,913 6,896 62,549 1 0,6255 71,244
040 Круглошліфувальна 15,8 18,593 84,323 2 1,6865 84,978
045 Внутрошліфувальна 3,16 5,1279 46,512 1 0,4651 61,623
050 Токарна 0,84 2,4138 21,894 1 0,2189 34,8
055 Координатно–роз. 2,97 5,2875 47,959 1 0,4796 56,171
060 Радіально–свердл. 3,8 7,3751 66,895 1 0,6689 51,525

Розраховуємо середню завантаженість верстатів за формулою:
; (3.22)
де - кількість операцій;

Так як на деяких операціях верстати мають мале навантаження (операціі 005, 020, 025, 050, 055, 050), і середня завантаженість верстатів менше 75%, потрібно буде довантажити їх однотипними деталями у наступних розрахунках.
 
3.8 Вибір типу виробництва

На підприємстві яке виготовляє деталь служба маркетингу вивчила ринок і пришла до висновку, що потреба в машинах які випускає підприємство складає приблизно 8000 штук на рік. Виходячи з цього, спираючись на масу деталі, та використовуючи табличні дані, можна сказати що тип виробництва відноситься до серійного. Але деталь що виробляється є частиною нового модернізованого механізму, тому випуск даної деталі буде залежати від кількості замовлень на модернізацію.
Точно можна визначити тип виробництва тоді, коли розрахуємо коефіцієнт закріплення операцій, формула якого має вигляд:
К_(з.о.)=(∑▒О)/(∑▒С) ; (3.23)
де О – кількість операцій, які виконуються на робочому місці;
С - прийняте число робочих місць.
Кількість операцій, визначаємо за формулою:
(3.24)
де - нормативний коефіцієнт завантаження обладнання;
- фактичний коефіцієнт завантаження обладнання;
Приймаємо
Тоді для операції 005:

Для наступних операцій:









Аналогічним чином розраховуємо кількість операцій для кожного робочого місця і результати зводимо в таблицю 3.8.
Тоді,
;
Так як, 1< <10, то виробництво серійне.
Таблиця 3.8 – Таблиця розрахунку кількості операцій на робочому місці
Номер та найменування
операції
шт ,%
О
005 Токарна 1 33,499 2,24
010 Токарна 1 38,397 1,95
020 Токарна 1 32,369 2,32
025 Фрезерна 1 20,384 3,67
030 Токарна чистова 1 62,549 1,19
040 Круглошліфувальна 2 84,323 0,89
045 Внутрошліфувальна 1 46,512 1,61
050 Токарна 1 21,894 3,42
055 Координатно–роз. 1 47,959 1,56
060 Радіально–свердл. 1 66,895 1,12
20