Введение Современный этап социального и экономического развития общества характеризуется постепенным повышением развития многих отраслей производства, требующих оборудования для создания комплексной новых машин, механизации механизмов и и автоматизации технологических процессов. Однако в современной промышленности остается не востребованным большое количество морально устаревших станков, заменить которые на современное, экономичное и высокотехнологичное оборудование в короткое время и с наименьшими затратами не представляется возможным. Одним из путей решения этой проблемы является модернизация станков, которая предусматривает повышение их экономичности, универсальности и производительности, а так же комплексную механизацию и автоматизацию трудоемких процессов, сокращение потерь рабочего времени на вспомогательные и второстепенные операции. Модернизация производительности, станочного увеличения парка обеспечивает коэффициента повышение использования оборудования, автоматизацию работы станков и т.д. Металлорежущие современных машин, станки предназначены приборов, инструментов для и производства других изделий. Следовательно, их количество и качество, техническая оснащенность, характеризует производственную и экономическую мощь страны. В настоящее время особое значение приобретает создание гибких производственных систем, способных быстро и с малыми затратами перестраиваться на выпуск новых изделий и работать без непосредственного участия человека в процессе изготовления продукции. 1. Общая часть 1.1 Назначение станка Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий, нарезания в них резьбы метчиком, растачивания, развертывания и притирки отверстий, вырезания дисков из листового металла и т.д. Эти операции выполняют сверлами, зенкерами, развертками и другими инструментами. Существуют несколько типов универсальных сверлильных станков. Наиболее распространенными являются вертикально-сверлильные станки. Их применяют преимущественно для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера. Для совмещения осей обрабатываемого отверстия и инструмента на этих станках предусмотрено перемещение заготовки относительно инструмента. Станок 2Н150 является универсальным вертикально-сверлильным и относится к конструктивной гамме вертикально-сверлильных станков средних размеров, с условными диаметрами сверления 18…50 мм. Станки этой группы широко унифицированы между собою. Агрегатная компоновка и возможность автоматизации большинства типов операций обеспечивают создание на их базе более экономичных, узкоспециализированных станков, оптимизированных для изготовления конкретных деталей из конкретных, заранее обусловленных материалов. 1.2 Техническая характеристика станка Наибольший диаметр сверления d = 50 мм Конус шпинделя Морзе № 4 Частота вращения шпинделя n = 22,4…1000 мин-1 Кол-во включений Zn = 12 Пределы передачS = 0,1…1,2 мм/об Число подачZS = 12 Мощность эл.двигателяN = 7 кВт Частота вращения эл.двигателяnэл.дв. = 1440 мин-1 2. Расчетно-конструкторская часть 2.1 Кинематический анализ коробки скоростей станка мод. 2Н150 2.1.1 Уточнение исходных данных Определяем диапазон регулирования Rn n max 1000 44,6 n min 22,4 Определяем знаменатель ряда частот вращения шпинделя. n Zn 1 lg n Rn 121 44,6 44,6 1 11 1 1 lg 44,6 1,65 0,15 11 11 n 1,4 n cт 1,41 2.1.2 Построение стандартного ряда По нормали Н11-1 строим стандартный ряд частот вращения шпинделя. n1 = 22,4 мин-1n7 = 180 мин-1 n2 = 31,5 мин-1n8 = 250 мин-1 n3 = 45 мин-1n9 = 355 мин-1 n4 = 63 мин-1n10 = 500 мин-1 n5 = 90 мин-1n11 = 710 мин-1 n6 = 125 мин-1n12 = 1000 мин-1 2.1.3 Определение функций групповых передач. Составляем уравнение цепи главного движения 20 28 28 35 42 67 64 n шп 1440 22 28 25 15 17 мин 1 30 35 40 30 35 20 35 25 гр1 гр 2 гр 3 Группа “1” i I 30 : 25 30 35 1,4 1,411 1 30 35 30 25 i II 35 : 30 1,4 1,411 1 R i1 25 30 35 25 : 1,96 1,412 25 35 Группа “2” R i2 iI2 35 15 : 2,8 1,413 35 42 Группа “3” R i3 i3 40 17 : 7,8 1,416 20 67 Показатели степени при определении Ri обозначают характеристики этой групповой передачи. Следовательно - гр “1” основная -“а” с характеристикой Х“а”=2 - гр “2” 1-я переборная -“б” с характеристикой Х“б”=3 - гр “3” 2-я переборная -“в” с характеристикой Х“в”=6 2.1.4 Составление структурной формулы В коробке скоростей есть приводная передача, два блока двойчатки и тройчатка. Структурная формула имеет вид: P”a” P”б” P”в” Zn 1 32 23 26 1 12 Проверяем структурную формулу на пригодность: R i n X max 8 1,41 6 8 8 Следовательно, коробка скоростей будет простой конструкции, то есть без переборного механизма. 2.1.5 Построение структурной сетки Эл. прив. P”a”=3 P”б”=2 P”в”=2 Х”a”=2 Х”б”=3 Х”в”=6 I гр”a” II гр”б” III гр”в” Рис 2.1 - Структурная сетка IV V 2.1.6 Определение передаточных отношений Приводная i пр 22 1,12 2 28 Группа «а» i1 25 1 1,12 3 35 1,4 i2 30 1,120 1 30 i3 35 1,4 1,123 25 Группа «б» i4 15 1 1,12 9 42 2,8 i5 35 1,120 1 35 Группа «в» i6 17 1 1,12 12 67 3,94 i7 40 2 1,126 20 Постоянная i8 20 1 1,12 11 64 3,2 2.1.7 Построение структурного графика i пр 22 28 i5 35 35 i3 35 25 40 20 i7 2800 2000 nэл 1440 1400 1000 i2 30 30 i1 25 35 710 i4 15 42 500 355 250 180 i6 17 67 125 90 63 45 31,5 i8 Эл. Прив. I гр”a” II гр”б” Рис 2.2 - Структурный график 20 64 III гр”в” 22,4 IV V 2.1.8 Определение действительных частот вращения шпинделя 22 25 15 17 20 23 мин 1 28 35 42 67 64 22 30 15 17 20 n 2 1440 32 мин 1 28 30 42 67 64 22 35 15 17 20 n 3 1440 45 мин 1 28 25 42 67 64 22 25 35 17 20 n 4 1440 64 мин 1 28 35 35 67 64 22 30 35 17 20 n 5 1440 90 мин 1 28 30 35 67 64 22 35 35 17 20 n 6 1440 126 мин 1 28 25 35 67 64 22 25 15 40 20 n 7 1440 180 мин 1 28 35 42 20 64 22 30 15 40 20 n 8 1440 252 мин 1 28 30 42 20 64 22 35 15 40 20 n 9 1440 354 мин 1 28 25 42 20 64 22 25 35 40 20 n10 1440 505 мин 1 28 35 35 20 64 22 30 35 40 20 n11 1440 707 мин 1 28 30 35 20 64 22 35 35 40 20 n12 1440 990 мин 1 28 25 35 20 64 n1 1440 2.1.9 Определение действительных отклонений и сравнение с допускаемыми значениями n 10n 1 % 101,41 1% 4,1% n n дейст n ст 100 % n ст n1 23 22,4 100 % 2,7% 22,4 n2 32 31,5 100 % 1,6% 31,5 n3 45 45 100% 0% 45 n4 64 63 100% 1,6% 63 n5 90 90 100% 0% 90 n6 126 125 100% 0,8% 125 n7 180 180 100% 0% 180 n8 252 250 100% 0,8% 250 n9 354 355 100% 0,3% 355 n10 505 500 100% 1% 500 n11 707 710 100% 0,4% 710 n12 990 1000 100% 1% 1000 Все отклонения вошли в пределы допустимых значений. 2.2 Кинематический расчет коробки скоростей согласно заданию на модернизацию 2.2.1 Уточнение исходных данных Определяем знаменатель ряда частот вращения шпинделя. 1 n n Zn 1 max 81 1400 7 25 25 7 n min n 56 lg n 1 1 lg 25 1,400 0,2 7 7 n 1,6 n cт 1,58 2.2.2 Построение стандартного ряда По нормали Н11-1 строим стандартный ряд частот вращения шпинделя. n1 = 56 мин-1n5 = 355 мин-1 n2 = 90 мин-1n6 = 560 мин-1 n3 = 140 мин-1n7 = 900 мин-1 n4 = 224 мин-1n8 = 1400 мин-1 2.2.3 Составление структурной формулы Расположение групповых передач оставляем, как на базовой модели. Для получения Z n 8 (восемь включений) поменяем блок тройчатку на блок двойчатку в группе “а”. Структурная формула примет вид: P"a " P"б" P"в" Zn 1 2 2 2 1 8 Определяем характеристики групповых передач Х”a” = P”a” – 1 = 2 - 1 = 1 Х”б” = P”a” (Р”б” - 1) = 2 (2-1) = 2 Х”в” = P”a” P”б” (Р”в” -1) = 2 2(2-1) = 4 P"a " P"б" P"в" Z n 1 21 22 24 1 8 Проверяем структурную формулу на пригодность: R n Xn max 8 1,58 4 6,3 8 Следовательно, коробка скоростей будет простой конструкции, то есть без переборного механизма. 2.2.4 Построение структурной сетки Эл. Прив. P”a”=2 P”б”=2 P”в”=2 Х”a”=1 Х”б”=2 Х”в”=4 II гр”б” III гр”в” I гр”a” Рис 2.3 - Структурная сетка IV V 2.2.5 Построение структурного графика i4 i2 35 35 i6 40 20 i7 28 56 31 28 n мин-1 1400 1270 900 i1 25 35 560 i3 16 41 355 224 i5 20 64 140 90 56 I гр”a” II гр”б” III гр”в” IV пост. Рис 2.4 - Структурный график 2.2.6 Определение числа зубьев групповых передач Группа «а» Z=60 (см. базовую модель) V Z3 1 1,12 3 Z 4 1,4 i1 Z4 Z 60 35 i1 1 0,712 1 Z3 60 35 25 i1 25 35 i2 Z5 1,121 Z6 Z6 передача не изменилась . Z 60 28 i 2 1 1,12 1 Z5 60 28 32 i2 32 28 передача изменилась . Для погашения погрешност и заменим i 2 Z=57 (см. базовую модель) i3 Z7 1 1,12 8 Z8 2,5 Z8 Z 57 41 i 3 1 0,4 1 Z 7 57 41 16 i3 16 передача изменилась . 41 i4 Z9 1,12 0 1 Z10 Z9 70 Z 70 35 i4 1 1 1 Z10 70 35 35 i4 35 35 передача изменилась . Группа «в» Z=84 (см. базовую модель) 32 28 на i 2 31 28 Группа «б» i5 Z11 1 1,12 10 Z12 3,15 Z11 Z 84 64 i 5 1 0,317 1 Z12 84 64 20 i5 20 64 i6 Z13 2 1,12 6 Z14 Z14 передача изменилась . 60(см.баз.мод.) Z 60 20 i6 1 2 1 Z13 60 20 40 i6 40 20 передача не изменилась . Постоянная Z=84 (см. базовую модель) i7 Z15 1 1,12 6 Z16 2 Z16 Z 84 56 i 7 1 0,5 1 Z15 84 56 28 i7 28 56 передача изменилась . 2.2.7 Определение действительных частот вращения шпинделя n шп 1270 25 16 20 28 35 41 64 56 31 35 40 28 35 20 гр1 гр 2 гр 3 мин 1 n 1 1270 25 16 20 28 55,3 мин 1 35 41 64 56 n 2 1270 31 16 20 28 86 мин 1 28 41 64 56 n 3 1270 25 35 20 28 142 мин 1 35 35 64 56 n 4 1270 31 35 20 28 220 мин 1 28 35 64 56 n 5 1270 25 16 40 28 354 мин 1 35 41 20 56 n 6 1270 31 16 40 28 548 мин 1 28 41 20 56 n 7 1270 25 35 40 28 907 мин 1 35 35 20 56 n 8 1270 31 35 40 28 1406 мин 1 28 35 20 56 2.2.8 Определение действительных отклонений и сравнение с допускаемыми значениями 10 1% 101,58 1% 5,8% n n n n дейст n ст 100 % n ст n1 55,3 56 100% 1,2% 56 n2 86 90 100% 4,4% 90 n3 142 140 100% 1,4% 140 n4 220 224 100 % 1,8% 224 n5 354 355 100% 0,3% 355 n6 548 560 100% 2,14% 500 n7 907 900 100% 0,7% 900 n 8 1406 1400 100% 0,4% 1400 Все отклонения вошли в пределы допустимых значений. 2.3 Определение мощности и выбор электродвигателя 2.3.1 Выбор расчетной обработки Выбираем расчетный диаметр 2 2 D D max D 50 33,5 мм 3 3 ; Dmax = 50 мм. (по паспорту) Расчетное значение диаметра сверла корректируем по ГОСТ 885-64, в соответствии с градацией диаметра спиральных сверл. Принимаем D = 33 мм. Материал режущей части сверла Р6М5. Определяем подачу:S = Cs D0,6 мм/об. Обрабатываемый материал – медные сплавы. S = (0,065 … 0,130) D0,6 – для медных сплавов. S = (0,065 … 0,130) 330,6 = 0,52…1,05 – мм/об. Корректируем подачу по паспорту станка, принимаем 1 мм/об. Определяем скорость резания V CV Dqv m T Sстy v KV - м/мин Т = (3…4) D – стойкость инструмента Т = 99…132 мин, Принимаем Т = 120 мин. СV = 28,1 (медь) m = 0,125 qV = 0,25 yV = 0,55 K V K MV K UV K LV 1 0,95 1 0,95 K MV 1,0 K UV 0,95 ( замена на Р6М5) K LV 1,0 ( длина сверла L 3D) 28,1 330, 25 28,1 2,3968 V 0,95 0,95 35,5 0 ,125 0 , 55 120 1 1,8193 1 м/мин. Определяем частоту вращения шпинделя n шп 318 V 318 35,5 342 D 33 мин-1 Корректируем по графику станка: nст= 355 мин-1 Определяем действительную скорость Vдейств D n ст 33 355 36,8 318 318 м/мин. 2.3.2 Определение крутящего момента и потребной мощности Определяем крутящий момент Ум М кр 9,81 С М D qm Sст Кр нм СМ= 0,012; qm = 2; KP = 1 ( медные сплавы ) МКР= 9,810,01233210,81 = 128 нм Определяем потребную мощность N потр . М кр n ст К1 9550 гл К 2 кВт К1 = 1,04 … 1,05 коэфф. учитывающий дополнительные затраты мощности на подачу суппорта. К2 = 1 … 1,3 коэфф. учитывающий возможность кратковременных перегрузок. гл – КПД цепи главного движения гл = прив.пер. хмуфты узуб.пер zподшип. гл = 0,98 0,99 0,9855 0,99512 = 0,83 N потр . 128 355 1,04 4,5 кВт 9550 0,83 1,3 Принимаем электродвигатель асинхронный 4А100L4 ГОСТ 19523-81 N = 5,5 кВт;nэл.дв.=1430 мин-1 2.4 Расчет приводной передачи Приводная передача связывает вал электродвигателя с первым валом коробки скоростей. 2.4.1 Кинематический расчет приводной передачи Приводная передача зубчатая. Определяем передаточное отношение приводной передачи. i пр n1 n эл.дв. 1270 0,888 1430 Z=50 (см. базовую модель) i пр Z1 Z2 Z2 Z 50 26,5 i пр 1 0,888 1 Z1 50 27 23 i пр 23 27 передача изменилась . n1 1430 nI 23 1218 мин 1 27 1218 1270 100 % 4,9 % 1270 Для погашения погрешности изменим i пр 23 24 на i пр 27 27 , тогда n1 1430 nI 24 1271 мин 1 27 1271 1270 100 % 0,07 % 1270 На такое же число кол-во процентов изменятся все отклонения на шпинделе, но они не выйдут за пределы допускаемых значений. 2.4.2 Силовой проверочный расчет приводной передачи Передачи коробки скоростей закрытые, расчет ведем по методике расчета цилиндрических зубчатых передач по ГОСТ 21354-78. Зубчатые передачи проверяют на контактную выносливость зуба и на выносливость при изгибе по формулам: H Z H Z M Z Ft K H (u 1) H мПа bdu ZH = 1,76 ( при = 20; = 0 ) – коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зуба. ZM = 274 ( для стальных колес) - коэффициент учитывающий механические свойства материала сопряженных колес. Z = 0,9 ( при = 20; = 0 ) - коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий. Ft 2 10 3 M кр d ,Н – расчетная окружная сила d = m Z – диаметр делительной окружности m – модуль зубчатого колеса МКР – крутящий момент на рассчитываемом валу КН – коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv КН = 1 ( прямозубые колеса ) – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. КН - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, выбирается по таблице (конспект). КНv – динамический коэффициент, зависящий от окружной скорости, степени точности, твердости поверхности. b – ширина венца зубчатого колеса u Zбольш Zменьш - передаточное число Формула для проверки передач на выносливость при изгибе: F YF Ft К F F мПа bm YF – коэффициент формы зуба, выбирается по таблице (конспект). KF - коэффициент нагрузки КF = КF КFv КF - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. КFv – динамический коэффициент. КFv = 2КHv – 1 при НВ < 350 Рассчитываем передачу i пр 24 27 Рассчитываемое колесо Z = 24 b = 15мм, m = 2,5 мм расположение консольное. Степень точности 7С, НВ < 350 Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 24 = 60 мм Крутящий момент: М КР 9550 N Эл. 5,5 9550 36,7 Н м n Эл. 1430 Окружная сила: Ft 2 10 3 M Кр d 2 10 3 36,7 1223 Н 60 Передаточное число u Z больш 27 1,12 Z меньш 24 Коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,21 = 1,33 КН = 1 ( = 20; = 0 ) b 15 0,25 0,4 КН = 1,1 ( d 60 ) КНv = 1,21 ( V 3,14 2,5 24 1430 4,4 м / c 60000 ) Проверяем передачу на контактную выносливость H 1,76 274 0,9 1223 1,33 (1,12 1) 803 мПа 15 60 1,12 Коэффициент формы зуба УF = 3,96 ( при Z = 24 ) Коэффициент нагрузки КF = КF КFv = 1,37 1,42 = 1,94 b 15 0,25 КF = 1,37 ( d 60 ) КFv = 2КHv – 1 = 2 1,21 –1 = 1,42 Проверяем передачу на выносливость при изгибе. F 3,96 1223 1,94 280 мПа 15 2,5 Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 40НХ закалка ТВЧ сквозная 48…56 HRC H 1000 мПа F 270 мПа 2.5 Силовые проверочные расчеты зубчатых передач Коробка скоростей тихоходная, так как nшп min< 80 мин-1 Расчетными будут являться нижние точки структурного графика, а на предшпиндельном валу определяем дополнительную точку исходя из условия: n шп.расч. n min 4 n ст 90 мин 1 n max 1400 56 4 125 мин 1 n min 56 2.5.1 Определение расчетных частот вращения валов n I 1430 24 1271 мин1 27 n II 1430 24 25 907 мин1 27 35 n III 1430 24 25 16 354 мин1 27 35 41 n IV 1430 24 25 16 20 111 мин1 27 35 41 64 n IIV 1430 24 31 16 20 171 мин1 27 28 41 64 2.5.2 Определение крутящих моментов на валах М КР I 9550 NЭл. 5,5 0,94 9550 38,8 Н м n 1271 2 2 I прив . подш . 0,98 0,995 0,94 М КР II 9550 5,5 0,91 52,6 Н м 907 2 2 II I. зуб. подш . 0,94 0,98 0,995 0,91 М КР III 9550 5,5 0,88 130,5 Н м 354 2 2 III II. зуб. подш . 0,91 0,98 0,995 0,88 М КР IV 9550 5,5 0,85 402 111 Нм 2 2 IV III зуб. подш . 0,88 0,98 0,995 0,85 М IКР IV 9550 5,5 0,88 261 Н м 171 М КР V 9550 5,5 0,8 488 Н м 86 Строим структурный график с расчетными точками i4 i2 35 35 i6 40 20 i7 28 56 31 28 n мин-1 nэл 1430 мин-1 1400 900 i пр i1 24 27 500 25 35 i3 16 41 355 224 i5 20 64 140 90 56 Эл. Прив. I гр”a” II гр”б” III гр”в” IV пост. V Рис 2.5 - Структурный график 2.5.3 Силовой проверочный расчет зубчатых передач В каждой групповой передаче будем проверять меньшее зубчатое колесо. Группа «а» Рассчитываемое колесо Z = 25 b = 13 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное. Степень точности 7С, НВ < 350 Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 25 = 62,5 мм Крутящий момент: М КР I 38,8 Н м Окружная сила: Ft 2 10 3 38,8 1241 Н 62,5 Передаточное число u Z больш 35 1,43 Z меньш 25 Коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,14 = 1,25 КН = 1 ( колеса прямозубые ) b 13 0,2 d 62 , 5 КН = 1,1 ( ) КНv = 1,14 ( V 3,14 2,5 25 1271 4,1 м / c 60000 ) Проверяем передачу на контактную выносливость H 1,76 274 0,9 1241 1,25 (1,4 1) 1026 мПа 13 62,5 1,4 Коэффициент формы зуба УF = 3,96 ( при Z = 25 ) Коэффициент нагрузки КF = КF КFv = 1,04 1,28 = 1,33 b 13 0,2 d 62 , 5 КF = 1,04 ( ) КFv = 2КHv – 1 = 2 1,14 – 1 = 1,28 Проверяем передачу на выносливость при изгибе. F 3,96 1241 1,33 201 мПа 13 2,5 Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 45XH закалка ТВЧ, поверхностная НRС 48…52 H 900 мПа F 200 мПа Группа «б» Рассчитываем передачу i3 16 41 Рассчитываемое колесо Z = 16 b = 18 мм, m = 3 мм, расположение не симметричное. Степень точности 7С, НВ < 350 Диаметр делительной окружности d = m Z = 3 16 = 48 мм Крутящий момент: М КР II 52,6 Н м Окружная сила: Ft 2 103 52,6 2190 Н 48 Передаточное число u Z больш 41 2,5 Z меньш 16 Коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv = 1 1,25 1,07 = 1,33 КН = 1 ( колеса прямозубые ) b 18 0,37 d 48 КН = 1,25 ( ) КНv = 1,07 ( V 3,14 3 16 907 1,2 м / c 60000 ) Проверяем передачу на контактную выносливость H 1,76 274 0,9 2190 1,33 (2,5 1) 1080 18 40 2,5 мПа Коэффициент формы зуба УF = 4,3 ( при Z = 16 ) Коэффициент нагрузки КF = КF КFv = 1,12 1,14 = 1,27 b 0,45 КF = 1,12 ( d ) КFv = 2КHv – 1 = 2 1,07 – 1 = 1,14 Проверяем передачу на выносливость при изгибе. F 4,3 2190 1,27 221 мПа 18 3 Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XГТ цементация рабочих поверхностей с закалкой (НRС 56…62 / НRС 30…40) H 1150 мПа F 330 мПа Группа «в» Рассчитываем передачу i5 20 64 Рассчитываемое колесо Z = 20 b = 25 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное. Степень точности 7С, НВ < 350 Диаметр делительной окружности d = m Z = 2,5 20 = 50 мм Крутящий момент: М КР III 103,5 Н м Окружная сила: Ft 2 103 103,5 4140 Н 50 Передаточное число u Z больш 64 3,2 Z меньш 20 Коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,04 = 1,14 КН = 1 ( колеса прямозубые ) b 25 0,2 d 50 КН = 1,1 ( ) КНv = 1,04 ( V 3,14 2,5 20 354 1 м/ c 60000 ) Проверяем передачу на контактную выносливость H 1,76 274 0,9 4140 1,14 (3,2 1) 1138 мПа 25 50 3,2 Коэффициент формы зуба УF = 4,12 ( при Z = 20 ) Коэффициент нагрузки КF = КF КFv = 1,07 1,08 = 1,15 b 25 0,2 КF = 1,07 ( d 50 ) КFv = 2КHv – 1 = 2 1,04 – 1 = 1,08 Проверяем передачу на выносливость при изгибе. F 4,12 4140 1,15 313 мПа 25 2,5 Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация рабочих поверхностей с закалкой 56…62 НRС / 30…40 НRС H 1150 мПа F 330 мПа Постоянная Рассчитываем передачу i7 28 56 Рассчитываемое колесо Z = 28 b = 22 мм, m = 3,5 мм, расположение не симметричное. Степень точности 7С, НВ < 350 Диаметр делительной окружности d = m Z = 3,5 28 = 98 мм Крутящий момент: М КР IV 261 Н м Окружная сила: Ft 2 103 261 5326 Н 98 Передаточное число u Z больш 56 2 Z меньш 28 Коэффициент нагрузки КН = КН КН КНv = 1 1,1 1,04 = 1,14 КН = 1 ( колеса прямозубые ) b 22 0,22 d 98 КН = 1,1 ( ) КНv = 1,04 ( V 3,14 3,5 28 171 0,9 м / c 60000 ) Проверяем передачу на контактную выносливость H 1,76 274 0,9 5326 1,14 (2 1) 1138 мПа 22 98 2 Коэффициент формы зуба УF = 3,85 ( при Z = 28 ) Коэффициент нагрузки КF = КF КFv = 1,07 1,08 = 1,15 b 25 0,2 d 50 КF = 1,07 ( ) КFv = 2КHv – 1 = 2 1,04 – 1 = 1,08 Проверяем передачу на выносливость при изгибе. F 3,85 5326 1,15 306 мПа 22 3,5 Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация с закалкой рабочих поверхностей 56…62 НRС / 30…40 НRС H 1150 мПа F 330 мПа 2.6 Геометрический расчет зубчатых передач Расчет сводится к определению межосевого расстояния и диаметра делительных окружностей колеса по формуле: a d1 d 2 2 мм d m z мм 24 27 d1 2,5 24 60 мм d 2 2,5 27 67,5 мм 60 67,5 а 63,75 мм 2 Приводная передача i прив . 25 31 i2 35 28 d1 2,5 25 62,5 мм d1 2,5 31 77,5 мм d 2 2,5 35 87,5 мм d 2 2,5 28 70 мм 62,5 87,5 77,5 70 а 75 мм а 73,75 мм 2 2 Группа «а» i1 35 16 i4 35 41 d1 2,5 35 87,5 мм d1 3 16 48 мм d 2 2,5 35 87,5 мм d 2 3 41 123 мм 48 123 87,5 87,5 а 85,5 мм а 87,5 мм 2 2 Группа «б» i3 20 40 i2 64 20 d1 2,5 20 50 мм d1 3,5 40 140 мм d 2 2,5 64 160 мм d 2 3,5 20 70 мм 50 160 140 70 а 105 мм а 105 мм 2 2 Группа «в» i1 28 56 d1 3,5 28 98 мм d 2 3,5 56 196 мм 98 196 а 147 мм 2 Постоянная передача i пр Все результаты сводим в таблицу 1. Привод. Группа «а» Ширина венца 24 Межосевое расстояние (мм) Число зубьев Z1 Делительный диаметр (мм) Обозначение (мм) Модуль передача Групповая Таблица 1 60 2,5 63,7 Z2 27 67,5 Z3 25 62,5 Z4 35 87,5 2,5 31 77,5 Z6 28 70 Z7 16 48 Z8 41 123 Сталь 40ХН Закалка ТВЧ сквозная Сталь 40ХН 75 Z5 15 Материал, термообработка 13 Закалка ТВЧ поверхностная 3 Группа «б» Z9 35 87,5 Z10 35 87,5 Z11 20 50 Z12 64 160 Z13 40 140 85,5 18 105 25 Сталь 12ХГТ цементация с закалкой 2,5 2,5 Группа «в» 3,5 Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой Постоянная Z14 20 70 Z15 28 98 3,5 147 Z16 56 22 196 Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой 2.7 Предварительный расчет валов коробки скоростей Валы, их конструкцию, материал оставляем без изменений. как на базовой модели. Валы проверяем на касательные напряжения кручения по формуле: М кр 10 3 кр кр мПа 0,2 d 3min Мкр – крутящий момент на рассчитываемом валу. dmin – наименьший диаметр вала под подшипник. [кр] – допускаемое касательное напряжение для стали 45 [кр] = 30 МПа для стали 40Х [кр] = 47 МПа Вал I Мкр = 38,8 Н м dmin = 20 мм кр 38,8 10 3 24,2 мПа 0,2 20 3 Назначаем материал вала Сталь 45 Вал II Мкр = 52,6 Н м dmin = 20 мм кр 52,6 10 3 33 мПа 0,2 20 3 Назначаем материал вала Сталь 40Х Вал III Мкр = 130,5 Н м dmin = 25 мм 130 ,5 10 3 кр 41,7 мПа 0,2 25 3 Вал V Вал пустотелый. Мкр = 488 Н м d min = 70 мм d нар. сред. = 50 мм d вн. сред. = 69 мм d вн.сред. 52 100 100 100 52 40 69 мм 250 d нар.сред. с 70 50 100 160 70 40 50 мм 250 d вн.сред. d нар.сред. 50 0,71 69 М кр 10 3 488 10 3 кр 10,2 мПа 0,2 d 3min (1 с) 4 0,2 70 3 (1 0,71) 4 2.8 Окончательный расчет вала Рассчитываем предшпиндельный вал, как наиболее нагруженный. Необходимо определить реакции возникающие в опорах и в местах наименьшего диаметра вала (под подшипники). MкрIV = 261 Н м Z1 = 28 мм, m = 3,5 Z2 = 64 мм, m = 2,5 Определяем окружные и радиальные усилия возникающие в зацеплении. Ft1 Ft 2 2000 M кр IV m Z1 2000 M кр IV m Z2 2000 261 5326 H 3,5 28 2000 261 3262 H 2,5 64 Fr Ft tg ( ) 20 угол зацепления 5 угол трения Fr1 Ft1 tg ( ) 5326 0,466 2482 Н Fr2 Ft 2 tg ( ) 3226 0,466 1520 Н Определяем реакции возникающие в опорах в двух плоскостях. Для расчета составляем схему действия всех сил (нагружения вала). Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости гор M гор A 5326 35 3262 100 R В 185 0 5326 35 3262 100 2770 Н 185 гор M гор B 3262 85 5326 150 R A 185 0 3262 85 5326 150 R гор 5817 Н A 185 R гор В Проверка: -5817+5326+3262-2770=0 Определяем реакции опор в вертикальной плоскости вер M вер A 2482 35 1520 100 R В 185 0 2482 35 1520 100 352 Н 185 вер M вер B 1520 85 2482 150 R A 185 0 1520 85 2482 150 R вер 1314 Н A 185 R вер В Проверка: -1314+2482-1520+352=0 Определяем суммарные реакции в опорах R A R гор R вер 5817 2 1314 2 5963 Н A A R В R гор R вер 2770 2 352 2 2792 Н В В 2 2 2 2 Определяем изгибающий момент в расчетных сечениях M изг А R A 35 5963 35 187 Н м M изг В R В 85 2792 85 237 Н м Определяем приведенный момент. Используем максимальное значение изгибающего момента 2 2 М пр М кр M изг 2612 237 2 352 Н max Определяем минимальный диаметр вала d расч min 10 3 М кр h , мм 0,1 1 n = 1,3 – коэффициент запаса прочности -1 = 260 МПа – допускаемое напряжение – сталь 45 d расчmin 10 3 352 1,3 26 мм 0,1 260 Принимаем диаметр вала d = 30 мм, без изменений. 2.9 Проверочный расчет подшипников Подшипники проверяем на долговечность по их грузоподъемности и эквивалентной нагрузке. 3 С 106 12000 часов Lh 60 П вала Р экв n – частота вращения вала C – динамическая грузоподъемность (Н) Рэкв – эквивалентная нагрузка Р экв V R max K K t , ( H) V = 1,0 – коэффициент учитывающий какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо). К = 1…1,2 – коэффициент безопасности (спокойная нагрузка) Кt = 1,0 – температурный коэффициент ( t = 80C) Проверяем подшипник роликовый - 306 ГОСТ 8328-75 С = 28100 Н[1] стр 117 Р экв 1 5963 1 1 5963 H 3 10 6 28100 Lh 10199 часов 60 171 5963 Оставляем подшипник как на базовой модели. 2.10 Проверочный расчет шлицевых соединений Шлицевые соединения проверяются на смятие по формуле: см 12500 М кр Z (D 2 d 2 ) l min см Мкр – крутящий момент на валу Z – количество шлицов D и d – наружный и внутренний диаметр шлицевого соединения lmin – минимальная длинна шлицевого соединения [см] - допускаемое напряжение [см] = 60 МПа – сталь сырая, соединение подвижное. [см] = 120 МПа – соединение неподвижное. Вал I Соединение подвижное H7 H12 F10 x 28 x6 f7 d11 f9 M кр 38,8 Н м d6 x 23 Z6 D 28 мм d 23 мм l min 55 мм см 12500 38,8 5,8 МПа 6 (28 2 23 2 ) 55 см 12500 52,6 35,8 МПа 6 (38 2 23 2 ) 12 см 12500 130,5 24,1 МПа 6 (28 2 23 2 ) 35 Вал II Соединение неподвижное H7 H12 F10 x 28 x6 js7 d11 js9 M кр 52,6 Н м d6 x 23 Z6 D 28 мм d 23 мм l min 12 мм Вал III Соединение подвижное H7 H12 F10 x 28 x6 f7 d11 f9 M кр 130,5 Н м d6 x 23 Z6 D 28 мм d 23 мм l min 35 мм Вал IV Соединение неподвижное H7 H12 F9 x 38 x6 js7 a11 js8 M кр 488 Н м d8 x 32 Z8 D 40 мм d 36 мм l min 35 мм см 12500 488 7,2 МПа 8 (40 2 36 2 ) 35 Все расчеты удовлетворяют требованиям. 2.11 Проверочный расчет шпоночных соединений Так как шпоночные соединения в модернизируемой коробке остались без изменений, то их нужно проверить – ступицу на смятие, а шпонку на срез по формуле: см ср 4400 М кр d h l min ст 2000 М кр d b l min шп см МПа ср МПа Мкр – крутящий момент на валу b – ширина шпонки h – высота шпонки d – диаметр под шпонку lmin – минимальная длинна шпонки или ступицы [ср] = 120 МПа – допускаемое напряжение на срез. [см] = 150 МПа – допускаемое напряжение на смятие. Вал I Шпонка сегментная 14 х 9 х 45 ГОСТ 23360-78 M кр 38,8 Н м b 14 мм h 9 мм d 50 мм l min 45 мм см 4400 38,8 45,8 МПа 50 9 45 2000 38,8 ср 2,5 МПа 50 14 45 Вал III Шпонка 10 х 8 х 45 ГОСТ 23360-78 M кр 130 ,5 Н м b 10 мм h 8 мм d 50 мм l min 45 мм см 4400 130,5 8,2 МПа 50 8 50 2000 130,5 ср 10,4 МПа 50 10 50 Все расчеты удовлетворяют требованиям. 2.12 Расчет норм точности зубчатого колеса Рассчитываем нормы точности для: Z = 28m = 3,5 ммb = 20 ммd = m Z = 98 мм Определяем длину общей нормали W = WI m - мм W1 - длина общей нормали при m = 1 WI = 10,7246 мм W = 10,7246 3,5 = 37,5 мм Определяем допуск на радиальное биение Fr =0,04 мм [1] табл.24 Определяем допуск на колебание длинны общей нормали Vw= 0,024 мм Определяем допуск на колебание измерительного расстояния FiII = 0,058 мм/об. fiII = 0,022 мм/зуб[1] табл.24,26 Определяем допуск на направление зуба F = 0,012 мм [1] табл.29 Определяем верхнее отклонение AWm = 0,065 мм (I слагаемое)[1] табл.31 AWm = 0,009 мм (II слагаемое)[1] табл.32 межосевого Верхнее отклонение = 0,065 + 0,009 = 0,074 мм Определяем допуск на среднюю длину общей нормали TWm = 0,048 мм [1] табл.33 Нижнее отклонение = 0,074 + 0,048 = 0,122 мм Длина общей нормали W 37,53 0,122 0 , 074 3. Технологическая часть 3.1 Описание детали. Анализ технологичности Колесо зубчатое предназначено для передачи крутящего момента и вращательного движения с одного вала на другой. Применяется в коробках скоростей, подач и редукторах. Колесо зубчатое представляет собой тело вращения, на поверхности большего диаметра нарезаны 28 зубьев модулем 3,5 мм, степенью точности 7-С, левый торец без ступицы. Центральное отверстие простой формы и имеет 8 шлицев d6 x 32H7 x 38H12 x 6F10. Поверхности зубьев закруглены.. Рабочие поверхности зубьев проходят термическую обработку, закалку ТВЧ до твердости 40...52 HRC, и цементацию 52... 56 HRC. Материал детали и его свойства Колесо зубчатое выполняется из материала сталь 12ХН3А ГОСТ 454371. Это легированная конструкционная сталь, применяется для деталей средних размеров с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной вязкой сердцевине, работающей при больших скоростях и средних давлениях. Из этой стали рекомендуется изготовлять зубчатые колеса, кулачковые муфты, втулки, плунжеры, копиры, шлицевые валы и т.п. Таблица 3.1 - Химический состав стали 12ХН3А Содержание элементов, % Марка 12ХН3А Углерод Марганец Кремний Хром Никель 0,37... 0,43 0,5... 0,8 0,17... 0,37 0,7-1,0 1,0 Другие элементы - Таблица 3.2 - Механические свойства стали 12ХН3А Относительное сужение ш, % Предел текучести ут, Предел Относительное прочности ув, Мпа удлинение д, % 981 10 МПа 45 784 Не менее Ударная Твердость вязкость кГс*м/см2 6 НВ, не более МПа 2820 Определение массы детали производится путем разделения детали на простые геометрические фигуры и суммированием масс составляющих фигур: 7,85 (d12 l1 d 22 l 2 d 32 l 3 ) кг 4 1000 3,14 7,85 Gд (10,5 2 2,0 5,0 2 3.0 3,2 2 5,0) 1,5 кг 4 1000 Gд Анализ технологичности детали Деталь «Колесо зубчатое» соответствует следующим требованиям технологичности согласно ГОСТ 14.204-73: - конструкция детали состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов; - деталь изготовляется из стандартной и унифицированной заготовки; - размеры и поверхности детали имеют оптимальные степень точности и шероховатости; - физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры соответствуют технологии изготовления; - показатели базовой поверхности (центральное отверстие Ø32Н7, Rа=0,8 мкм) обеспечивают точность установки, обработки и контроля; - конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов и изготовления; Таблица 3.3 - Количественная оценка технологичности конструкции детали Номера Точность Шероховатость поверхностей ( квалитет ) Класс (Ra) 1 14 6 (1,2) 2 14 4 (6,3) 3 9 5 (3,2) 4 14 4 (6,3) 5 14 4 (6,3) 6 14 4 (6,3) 7 14 4 (6,3) Фаска 9,11 14 4 (6,3) 2 фаски 10 7 7 (0,8) 12-19 9 6 (1,6) 8 шлицев 8 14 6 (1,6) Фаски 48-76 14 4 (6,3) 29 закруглений 20-47 7–С 7 (0,8) 28 зубьев Всего: 76 Из них унифицированных - 70 Унификация элементов Фаска Фаска Коэффициент унификации элементов: K у.э. Q у.э Qэ 0,6 где: Qу.э - количество унифицированных элементов; Qэ – общее количество элементов; K у. э. 70 0,92 0,6 76 , следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична. K т.ч 1 Коэффициент точности: где: А ср Аср – средний 14 37 9 9 7 29 10,6 76 , 1 0,8 А ср , квалитет точности детали; тогда K т .ч 1 1 0,906 0,8 10,6 , следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична. Коэффициент шероховатости: Kш 1 0,16 Б ср , где: Бср – средний класс шероховатости; Б ср 5 1 4 35 6 10 7 29 5,37 76 , тогда Kш 1 0,186 0,16 5,37 , следовательно по коэффициенту унификации деталь технологична. 3.2 Выбор типа производства Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска и массу детали. По таблице 3.1, тип производства определен как среднесерийный. Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися порциями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном универсальные станки, типе оснащенные производства как используются специальными, так и универсальными, а также универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, то есть расчленен на отдельные, самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные агрегатные станки, а так же станки с ЧПУ. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а так же ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения. При среднесерийном производстве запуск изделий производится порциями с определенной периодичностью. Количество деталей в партии для одновременного запуска можно определить упрощенным способом: n N a 12000 6 283 254 254 шт где: N = 12000 – годовая программа выпуска; а = 6 – периодичность запаса в днях. Принимаем n=300 шт, что кратно годовой программе. 3.3 Технические условия на деталь и методы их обеспечения Техническое условие Метод обеспечения Шлифованием при установке 0,04 А на оправке Шлифованием 0,025 А Номер поверхности Метод контроля на плоскошлифовальном станке Индикатором на оправке ИЧ-10 Индикатором на плите Параметр Квалитет шероховатос Метод получения ти 2,4,5,6,7 14 6,3 Точение 3 9 3,2 Протачивание черновое и чистовое 1,8 14 1,6 Точение черновое и чистовое, шлифование 10 7 0,8 Растачивание, протягивание, шлифование 12-19 9 1,6 Протягивание 9,11 14 6,3 Растачивание 48-76 14 6,3 Зубозакругление 20-47 7-С 0,8 Зубофрезерование, зубошлифование 3.4 Выбор и обоснование метода получения заготовки Учитывая конфигурацию детали и тип производства наиболее целесообразными методами получения заготовки являются: 1. прокат гарячекатанный; 2. поковка штампованная 3.4.1 Заготовка из проката Выбираем диаметр проката по максимальному диаметру и длине детали: Dmax = 105 мм; Ld = 50 мм Припуск на обработку наружных цилиндрических поверхностей выбираем по табл.3.13. с.41[*] 2Z = 5 мм Расчетный диаметр проката: Dрасч = Dmax + 2Z = 105 + 5 = 110 мм По ГОСТ 2590-88 принимаем диаметр проката Dпр = 110 мм Припуск на чистовое подрезание торцев по табл.3.12, с.40 [*] 2Z = 2 + 2 мм Длинна заготовки Lзаг = Ld + 2Z = 50 + 4 = 54 мм Масса заготовки из проката D 2 L 3,14 11,0 2 54 M пр 7,85 4,0 кг 4 1000 4 1000 Коэффициент использования материала K M d 1,5 0,375 M пр 4 Стоимость заготовки из проката С пр С м M з (M з M д ) С отх 1000 , где См = 280 грн. – стоимость 1 т проката; Сотх = 90 грн. – стоимость 1 т металлоотходов. С пр 280 90 4 (4 1,5) 0,89 грн 1000 1000 Норма расхода материала на одну деталь Нрасх = Мпр (100+ 4) 100% =4 1,04 = 4,16 кг 3.4.2 Заготовка штамповка Расчет производим по ГОСТ 7505-89 Масса поковки расчетная Мпок = Мдет К = 1,5 1,6 = 2,4 кг, где К=1,5...1,8 с.31 Класс точности [табл.19,с.28] – Т2 Группа стали [табл.1,с.8] – М2 Степень сложности определяем, вычисляя отношение массы поковки расчетной к массе описывающей фигуры (массы проката): M пок 2,4 0,6 G пр 4 что соответствует степени сложности С1. Исходный индекс поковки на с.10 по номограмме получается – 8. Определяем припуски на обработку в таблице. Таблица 3.4 - Припуски на обработку Размеры детали, мм Шероховатость, Ra, Общий припуск на Размеры заготовки мкм обработку, мм Ø105h9 3,2 2(1,4+0,3+0,2)=3,8 Ø 108,8 прин. Ø Ø50h14 6,3 2(1,3+0,3+0,2)=3,6 Ø 53,6 прин. Ø 50h14 1,6 2(1,4+0,3+0,2)=3,8 53,8 прин. 54 00,,84 20h14 1,6/6,3 23,3 прин. 24 00,,73 с отклонениями, мм 109 00,,95 54 00,,84 Линейные размеры (1,1+0,3+0,2)+ (0,9+0,2-0,2)=3,3 Расчет массы поковки Разбиваем поковку на простые геометрические фигуры Определяем массу поковки М пок (d12 l1 d 22 l 2 d 32 l 3 ) 4 1000 кг М пок 0,0061622 (10,9 2 2,4 5,4 2 3,0 2,75 2 5,4) 2,05 кг Принимаем технологические потери при горячей объемной штамповке равными 10% от массы поковки, определяем норму расхода материала на одну деталь. Нрасх=Мпок (100+10)/100 = 2,05 (100+10)/100 = 2,25 кг Коэффициент использования материала K пок Gd 1,5 0,73 G пок 2,05 Стоимость заготовки штамповки: С шт С м G шт (G шт G д ) С шт С отх 1000 992 90 2,25 (2,5 1,5) 2,16 грн 1000 1000 Себестоимость поковки штампованной выше, чем заготовки из проката. Однако при использовании проката значительно увеличивается трудоемкость коэффициентов черновых операций. использования Установлено, материалов выше что при разнице 0,15 целесообразно применение штамповки. Для данной детали Кпок - Кпр = 0,73 – 0,375 =0,355 Следовательно, в качестве заготовки используем поковку штампованную. 3.5 Разработка проектного технологического применением станков с ЧПУ 005.Токарная с ЧПУ 1. Точить поверхности 8; 6; 5 начерно 2. Точить поверхности 8; 7; 6; 5; 4 3. Расточить фаску 9 010.Токарная с ЧПУ 1. Точить поверхность 1; 3; начерно 2. Точить поверхности 1; 2; 3; начерно 3. Расточить отверстие 10 начисто, фаску 11 015. Горизонтально-протяжная 1. Протянуть отв.10, шлицы 12-19 020.Зубофрезерная 1. Фрезеровать зубья 20-47 025.Зубозакругловочная 1. Закруглить зубья 48-76 030.Термическая 035.Внутришлифовальная 1. Шлифовать отв.10, торец 8 040.Плоскошлифовальная процесса с 1. Шлифовать торец 1 045.Зубошлифовальная 1. Шлифовать зубья 20-47 050.Контрольная Принимаем для изготовления детали «Колесо зубчатое» технологический процесс с применением ЧПУ, как наиболее перспективный. 3.5.1 Обоснование выбора баз Номер Наименование операции Базирование 005 Токарная с ЧПУ В патроне по цилиндрической поверхности 3, торцу 1 010 Токарная с ЧПУ В патроне по цилиндрической поверхности 6, торцу 8 015 Горизонтально-протяжная На опоре сферической по торцу 8 020 Зубофрезерная На оправке по отв.10 и торцу 1 025 Зубозакругловочная На оправке по отв.10 и торцу 1 035 Внутришлифовальная В патроне по делительному диаметру и торцу 1 040 Плоскошлифовальная На магнитной плите по торцу 8 045 Зубошлифовальная На оправке по отв.10 и торцу 1 операции 3.5.2 Выбор технологического оснащения Номер Наименование Оборудов Приспособле Режущий Мерительный операции операции ание ние инструмент инструмент 3808 381021 396112 392191 Резец 393120 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3 Патрон 2302-0311 7100-0007 ГОСТ 21151-75 8113-0144 ГОСТ 392192 Резец ГОСТ 18362-73 80 005 2675- 2101-0647 Т15К6 Т30К4 Калибр-скоба 393610 ГОСТ 20872-80 Шаблон 392193 Резец линейный 2145-0551 Т15К6 ГОСТ 20874-80 И01.00.000 393111 Калибр-пробка И02.00.000 010 3808 381021 396112 392191 393120 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3 Патрон Резец 2302-0311 Калибр-скоба 7100-0009 Т15К6 ГОСТ 21151- 8118-0015h14 ГОСТ 75 ГОСТ 2216-84 392192 393610 Резец 2101-0647 Шаблон Т30К4 ГОСТ 20872- линейный 80 И03.00.000 392193 393111 Резец 2145-0551 Калибр-пробка Т15К6 ГОСТ 20874- И04.00.000 2675- 80 80 015 4180 381756 392870 392330 393182 Горизонтально- 7Б510 Адаптер Протяжка 2402-2187 Калибр-пробка АВ 2871 Р6М5 ГОСТ 25971- 8311-0437 Н7 83 ГОСТ 24960-81 протяжная 4153 381572 392800 391814 Фреза 394520 Зубофрезерная 53А50 Оправка 2510-4074 Р6М5 Зубомер 7150- 0368 ГОСТ 9324-80 ГОСТ 5368-81 020 ГОСТ 1843773 025 4156 381575 392800 391820 393612 Зубозакругловочна 5Н580 Оправка Фреза 2223-0129 Шаблон 7150- 0368 Р6М5 радиусный ГОСТ 18437- ГОСТ 17026-71 И05.00.000 я 73 035 4132 381312 396112 397110 393112 Внутришлифоваль 3К228В Патрон Круг 5 20х26х10 Калибр-пробка 7100-0007В 23А16СТ15К8 8311-0437 Н7 ГОСТ 35 м/сек ГОСТ 24960-81 2675-80 Акл. 1 ГОСТ 2424- ная 83 040 4133 381313 396100 397112 393610 Плоскошлифоваль 3Л722 Плита Круг 1 450х125х250 Шаблон 7208-0019 14А25ПСМ27К1 линейный ГОСТ 16528- 35 м/сек И06.00.000 81 Акл. 1 ГОСТ 2424- ная 83 045 4151 381561 396100 397735 394500 Зубошлифовальная 5В833 Оправка Круг 7150-0450 400х40х127 ГОСТ 18438- 44А12СМ19К 73 м/сек червячный Прибор ГОСТ 9776-82 35 Акл. 2 ГОСТ 242483 3.6 Разработка операционного технологического процесса 3.6.1 Определение операционных процессов и межоперационных размеров Последовательность обработки Квалитет Шероховатос ть, Rа мкм Припуск обработку, мм на Размер с отклонениями, мм поверхность 3 Ø105h9 109 10,,37 Заготовка Т3 50 4,0 Ø Точение черновое h14 12,5 3,0 Ø106 Точение чистовое h9 3,2 1,0 Ø105h9 Заготовка T3 50 4,0 Ø Точение черновое h14 12,5 3,0 Ø51h14 Точение чистовое h14 6,3 1,0 Ø51h14 Заготовка T3 v 4,5 Ø27,5H14(+0,52) Растачивание H11 3,2 3,5 Ø31H11(+0,13) Протягивание H7 1,6 0,6 Ø31,6H7(+0,021) Шлифование H7 0,8 0,4 Ø32H7(+0,021) Заготовка T3 50 4 54 00,,84 Точение черновое h14 6,3 2,6 51,4 Точение чистовое h14 1,6 1,0 50,4 Шлифование h14 0,8 0,4 50h14 поверхность 6 Ø50h14 54 00,,84 отверстие 32H7 р-р 50h14 3.6.2 Определение режимов резанья, норм времени и расценок 3.6.2.1 Определение режимов резанья, норм времени для операции 005 Токарной с ЧПУ Операция выполняется на станке 16К20Ф3. Паспортные данные станка: Частота вращения шпинделя, об/мин: 10; 18; 25; 35,5; 50; 71; 100; 140; 180; 200; 250 280; 355; 500; 560; 710; 800; 1000; 1400; 2000. Диапазон подач, мм/мин: по оси Х – 0,05... 2800 по оси Z – 0,1... 5600 Наибольшая сила, допускаемая механизмом подач: продольной – 8000 Н; поперечной – 3600 Н. Мощность привода главного движения - 11 кВт Инструмент – резец упорный с сечением державки 25х25 мм со сменной пластиной толщиной 6,4 мм. Материал Т15К6. Углы в плане ц = 92º; ц1 = 5º. Стойкость Т=30 мин. Радиус вершины резца rв = 1 мм. Глубина резанья: t6,5 = 1,5 мм; t8 = 1,3 мм; Определяем подачу [ к 3 стр.38 ] S8,6 = 0,45 мм/обS5 = 0,73 мм/об Поправочные коэффициенты [к 53 стр.143] КSn = 1; КSд = 1; КSh = 1; КSм = 0,7; КSу = 1,2; КSп = 0,8; КSр = 1; КSj = 1; S = 0,73 0,7 1,2 0,8 = 0,49 мм/об Проверяем по составляющим силы резанья Рх = 750 H Ру = 270 H [к.32 стр.98] что значительно меньше допускаемых РХ.доп = 8000 H РY.доп = 3600 H Определяем скорость резанья V = 146 м/мин [к.21 стр.74] Поправочные коэффициенты [к.23 стр.82] КVn = 1,1; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1; КVм = 0,6; КVр = 1; КVт = 1; КVж = 1; V = 146 1,1 0,6 = 96,4 м/мин Определяем частоту вращения шпинделя для поверхности 5 n5 1000 96,4 281 мин 1 , 3,14 109 принимаем ncт= 250 об/мин, для поверхности 6,8 n 6 ,8 1000 96,4 568 мин 1 , 3,14 54 принимаем ncт=500 об/мин, Тогда фактическая скорость резанья VФ 5 3,14 109 250 85,7 м / мин 1000 VФ 6,8 3,14 54 500 84,8 м / мин 1000 Проверяем по требуемой мощности [к.21.с.74] Nт = 6,5 кВт Получаем N NT VФ 85,7 К N 6,1 1,2 6,5 кВт V 96,4 , что равно мощности привода. Минутная подача SМ5 = 0,49 250 = 122,5 мм/мин SМ6,8 = 0,49 500 = 245 мм/мин Переход 2. Точение чистовое Инструмент – резец контурный с сечением державки 25х25 мм со сменной пластиной толщиной 6,4 мм. Материал Т30К4. Углы в плане ц = 93º ц1 = 32º. Стойкость Т=30 мин. Радиус вершины резца rв =1 мм. Глубина резанья: t = 0,5 мм; Определяем подачу [к.6 стр.46] S = 0,25 мм/об Поправочные коэффициенты [к 53 стр.143] КSn = 1; КSд = 1; КSh = 1; КSм = 0,7; КSу = 1,2; КSп = 0,8;КSр = 1; КSj = 1; S = 0,25 0,7 1,2 1 = 0,21 мм/об Определяем скорость резанья V = 308 м/мин [ к.22 стр.81] Поправочные коэффициенты КVn = 0,8; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1; КVм = 0,6; КVр = 0,95; КVт = 1; КVж = 1; V = 308 0,8 0,6 0,95 = 140,4 м/мин Определяем частоту вращения шпинделя n5 1000 140,4 410 мин 1 , 3,14 109 принимаем ncт=500 об/мин, n 6 ,8 1000 140,4 876 мин 1 , 3,14 51 принимаем ncт=1000 об/мин, Тогда фактическая скорость резанья Vдей5 3,14 109 500 171,3 м / мин 1000 Vдей6,8 3,14 51 1000 160,3 м / мин 1000 Минутная подача Sм5 = 0,21 500 = 105 мм/мин Sм6,8 = 0,21 1000 = 210 мм/мин Переход 3. Растачивание фаски Глубина резанья - t = 1,6 мм; Определяем подачу [к.16 стр.62] S=0,66 мм/об Поправочные коэффициенты [к 11 стр.62] КSn = 1; КSd = 0,62; КSм = 0,7; КSу = 1,15; КSр = 1; КSo = 1; S = 0,66 0,7 1,15 0,62 = 0,33 мм/об Определяем скорость резанья V = 121 м/мин [ к.21 стр.76] Поправочные коэффициенты [ к.23 стр.82] КVн = 1,1; КVс = 1; КVo = 1; КVj = 1; КVм = 0,6; КVр = 1; КVт = 1; КVж = 1; V = 121 1,1 0,6 = 79,8 м/мин Определяем частоту вращения шпинделя n шп 318V 318 79,8 667 мин 1 D 38 принимаем ncт=630 об/мин, Тогда фактическая скорость резанья Vдей D n ст 38 630 75,2 м / мин 318 318 Минутная подача Sм6 = 0,33 630 = 208 мм/мин Определяем основное время To L Sмин мин. L = l + l1 + l 2 где l – длинна обрабатываемой поверхности l1 + l2 - врезание и перебег инструмента Переход 1. l8 13,25 2 54 27,5 TO 0,06 13,25 245 2 мм мин. 8 l 6 26,7 мм l5 To 6 26,7 2 0,118 245 мин. 27,5 2 109 51 To 0,24 27,5 22 , 5 2 мм мин. 5 Переход 2. l8 11,75 2 51 27,5 To 0,065 11,75 210 2 мм мин. 6 L 6 27,7 мм L5 To 6 27,7 2 0,28 105 мин. 29,5 2 109 50 To 0,3 29,5 105 2 мм мин. 5 Переход 3. To 7 0,03 208 мин. Суммарное основное время автоматической работы станка: УТо = 0,006 + 0,118 + 0,24 + 0,065 + 0,28 + 0,3 + 0,03=1,093 мин Определяем время автоматического цикла (время автоматической работы станка по программе) Тц.а = УТо + Тм.в, Тц.а - время автоматической работы станка Тм.в – машинно-вспомогательное время [прил.46] Тм.в = 1,46 мин Тц.а = 1,093 + 1,46 = 2,55 мин Вспомогательное время на установку и снятие детали Туст = 0,17 мин [к.3, стр.52] Время связанное с операцией Топ = 0,18 мин [к.14, стр.79] Время на контрольные измерения Тизм = 0,08 + 0,06 + 0,05 + 0,06 = 0,25 мин [к.15, стр.80] Суммарное Тв = 0,17 + 0,18 + 0,25 = 0,60 мин Время на оргтехобслуживание и отдых [к.16, стр.90] атех + аорг + аотл = 8% Штучное время а тех а орг а отл Tш (Tц.а Tв ) 1 100 , мин Tш (2,55 0,60) 1,08 3,4 мин Подготовительно-заготовительное время [к.21, стр.96] - на получение документации и оснастки 9 мин - на ознакомление с чертежом 2 мин - инструктаж мастера 2 мин - установка патрона 4 мин - установка кулачков 8 мин - установка инструмента 0,83=2,4 мин - ввод программы с пульта 0,412=4,8 мин - настройка подачи СОЖ 0,1 мин - на пробную обработку детали Тца + 9,211,7 мин Тпз = 9 + 2 + 2 + 4 + 8 + 2,4 + 4,8 + 0,1 + 11,7 = 44 мин Штучно калькуляционное время Tш.к Tш Tп.з 44 3,4 3,57 n 250 , мин Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 3 разряда составляет 97 коп. Расценка на операцию C 005 Tш.к С п.з 3,57 0,97 0,013 n 250 грн 3.6.2.2 Определение режимов резанья, норм времени и расценок для операции 020 Зубофрезерная Операция выполняется на станке 53А50. Паспортные данные станка: Наибольший наружный диаметр колеса - 500 мм Наибольший модуль нарезаемого колеса - 8 мм Мощность двигателя - 8 кВт КПД станка - 0,65 Частота вращения шпинделя, об/мин: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 240; 315; 405 Вертикальные подачи суппорта за один оборот заготовки, мм/об: 0,75; 0,92; 1,1; 1,4; 1,7; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,1; 3,4; 3,7; 4,0; 5,1; 6,2; 7,5 Радиальные подачи, мм/об: 0,22; 0,27; 0,33; 0,4; 0,48; 0,55; 0,66; 0,75; 0,84; 1,0; 1,2; 1,53; 1,8; 2,25 Режущий инструмент: червячная модульная фреза, цельная, двухзаходовая. Материал фрезы Р6М5. Модуль фрезы mфр=3,5 мм, наружный диаметр Дфр= 65 мм, число зубьев Zфр=10. Период стойкости Т=240 мин. Нарезаем на колесе 28 зубьев m=3,5 мм, ширина венца в=20 мм. Для повышения производительности труда одновременно обрабатываются два колеса. Глубина резанья t = h = 2,2m = 2,2 3,5 = 7,7 мм Подача на один оборот колеса [к.3,стр.27] S = 2,0... 2,4 мм/об Поправочные коэффициенты КSm = 0,7; КSв = 1 Тогда S = 2,4 0,7 = 1,68 мм/об Корректируем по паспорту станка Sст=1,7 мм/об Определяем скорость резанья [ к.5,стр.30 ] v = 34 м/мин (найдено интерполированием) Поправочные коэффициенты КVM = 0,6; КVв = 1; КVщ = 1; Тогда v = 34 0,6 = 20,4 м/мин Частота вращения фрезы n 1000 v 1000 20,4 100 об / мин, D 3,14 65 Корректируем nст = 100 об/мин Vф=20 м/мин Мощность, затрачиваемая на резанье [ к.5 стр.30 ] Nрез = 1,6 кВт Мощность привода станка Nшп = Nd з = 7,5 0,65 = 4,9 кВт Nрез < Nшп, значит, обработка возможна. Основное время To Lz n S o k мин. где L – длинна прохода фрезы L = b + l1 l1 - врезание и перебег, по примеру 4, [cтр.168] l1 = 34 мм L = 2в + l1 = 2 20 + 34 = 74 мм Время на две детали To 74 28 6,1 100 1,7 2 мин Основное время на одну деталь To 6,1 3,05 2 мин Вспомогательное время [к.7,с.40; к.63,с.152] на установку и снятие двух деталей Тв.уст = 0,57 мин, время на операцию для двух деталей Тв.оп = 0,68 мин, время на контрольное измерение перекрываемое основным Тв.2 = 0,57 + 0,68 = 1,25 мин, на одну деталь Тв. = 1,25/2 = 0,63 мин, Время на оргтехобслуживание [к.84, стр.154] атех + аобс = 4,5% Время отдыха и личных потребностей [к.88, стр.202] аотл = 4% Штучное время а тех а орг а отл Tш (Tо Tв ) 1 100 , мин Tш (3,05 0,63) 1,085 3,99 мин Тпз = 30 + 3 + 7 = 40 мин Штучно калькуляционное время Tш.к Tш Tп.з 40 3,99 4,15 n 250 , мин Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 4 разряда составляет 1,09 грн. Расценка на операцию C 020 Tш.к С п.з 4,15 1,09 0,02 n 250 грн 3.6.2.3 Определение режимов резанья, норм времени и расценок на операцию 045 Зубошлифовальная Операция выполняется на станке 5В833. Паспортные данные станка: Диаметр обрабатываемого колеса - 40... 320 мм Модуль обрабатываемого колеса - 0,5... 4 мм Наибольшая длинна шлифуемого зуба - 150 мм Число зубьев обрабатываемого колеса - 12... 200 Частота вращения шлифовального круга - 1500 об/мин: Вертикальная подача суппорта - 3,78... 165 мм/мин Радиальная подача шпиндельной бабки за один ход - 0,02... 0,08 Мощность двигателя главного движения - 4 кВт Шлифуются 28 зубьев зубчатого колеса, модулем m = 3,5 мм. Ширина зубчатого венца в=20 мм. Степень точности 7-С, шероховатость Ra=0,8 мкм. После закалки. Инструмент – шлифовальный круг червячный, двухзаходовый. Определяем припуск на шлифование [табл.26,с.607] a = 0,15... 0,25 мм, принимаем a = 0,2 мм, Полная величина радиального врезания Р = 1,462 а = 1,462 0,2 = 0,29 мм При черновом шлифовании удаляется 80% припуска, остальное – при чистовом. hчерн = 0,29 0,8 = 0,23 мм hчист = 0,29 - 0,23 = 0,06 мм Радиальная подача круга: черновое -Sр.черн = 0,05... 0,08 мм/раб. ход принимаем Sр.черн = 0,08 мм/раб. ход чистовое-Sр.чист = 0,01... 0,02 мм/раб. ход принимаем Sр.чист = 0,02 мм/раб. ход Вертикальная подача круга: черновое -Sв.черн = 1,5... 3,0 мм/об принимаем Sв.черн = 3,0 мм/об чистовое-Sв.чист = 0,2... 0,3 мм/об принимаем Sр.чист = 0,3 мм/об Количество проходов: при черновом шлифовании i черн h черн S черн 0,23 3 0,08 прохода при чистовом шлифовании i чист h чист 0,06 3 S чист 0,02 прохода Длинна рабочего хода суппорта L = в + (2... 3) мм L = 20 + 3 = 23 мм Основное время To i L z i черн чист n Z o S в.черн S в.чист мин, где Z – число зубьев колеса, Z = 28 Z0 - число зубьев круга, Z0 = 2 To 23 28 3 3 2,36 1500 2 3 0,3 мин. Вспомогательное время: на установку и снятие детали Тв.уст = 0,42 мин, время на операцию Тв.оп = 0,8 мин, время на контрольное измерение перекрываемое основным Тв = 0,42 + 0,8 = 1,22 мин, Время на обслуживание рабочего места аобс = 12% Время отдыха и личных потребностей аотл = 4% Штучное время а орг а отл Tш (Tо Tв ) 1 100 , мин Tш (2,36 1,22) 1,16 4,15 мин Подготовительно-заключительное время Тпз = 19 + 4 + 5 = 28 мин Штучно калькуляционное время Tш.к Tш Tп.з 28 4,15 4,26 n 250 , мин Часовая тарифная ставка рабочего-станочника 4 разряда составляет 1,21 грн. Расценка на операцию C 025 Tш.к С п.з 4,26 1,21 0,02 n 250 грн 3.6.3 Техника безопасности при работе на сверлильных станках Перед началом работы на сверлильных станках 1. Ознакомиться с предстоящей работой, проверить наличие и исправность инструментов и приспособлений, расположить чертежи и техническую документацию удобно для пользования положении. 2. Убрать со станка все посторонние предметы. 3. Осмотреть заготовки и проверить наличие внешних дефектов. 4. Проверить исправность станка и достаточность освещения, наличие и исправность ограждений, заземлений, тисков и кондукторов. 5. Убедиться в надёжности действия приспособлений для пуска и остановки станка и прочности фиксации рукояток для включения и переключения. 6. Проверить исправность устройств вертикально – сверлильных и радиально – сверлильных станков, предупреждающих самовольное опускание траверсы, хобота, кронштейна. 7. Наметить места для складирования обработанных и необработанных деталей. 8. При наличие неисправностей в станке или инструменте к работе не приступать и доложить мастеру. При работе на сверлильных станках. 1. Крепление заготовки производить в местах, имеющих сплошные опоры, чтобы исключалась возможность деформации и срыва заготовки в процессе обработки. 2. В качестве крепёжных элементов необходимо применять высокие гайки, опорная поверхность которых закалена. Гайки со смятыми поверхностями не применять. 3. Жестко и прочно крепить режущий и вспомогательный инструмент. Следить за тем, чтобы хвостовики инструментов и оправок были тщательно пригнаны к конусу шпинделя. Перед установкой инструмента осмотреть и промерить посадочные поверхности, забоины на этих поверхностях не допускаются. 4. При закреплении осевого инструмента в сверлильном патроне конец его хвостовика должен упираться в дно гнезда патрона. 5. После настройки радиально – сверлильного станка надёжно зафиксировать его траверсу в требуемом положении. 6. Установку инструмента производить при полном останове станка, остерегаясь порезов рук о режущие кромки. Внимательно следить за надёжностью и прочностью крепления, а также центровки. Смену инструмента на ходу станка разрешается производить только при наличии специального быстросменного патрона. 7. По возможности не применять при работе патронов и приспособлений с выступающими частями. Если они есть, то необходимо оградить. 8. Режущий инструмент надо плавно подводить к обрабатываемой детали. 9. При заедании сверла, особенно при выходе его из отверстия, следует сокращать подачу и не делать сильны нажимов. 10. Не допускать попадания охлаждающей эмульсии на лицо и руки. 11. При обработке хрупких металлов применять защитные экраны или очки. 12. Не наклоняться близко к вращающемуся шпинделю для наблюдения за ходом обработки. 13. Во время работы станка проверять рукой остроту режущих кромок инструмента, глубину отверстия и выход сверла из детали, охлаждать свёрла мокрыми концами или тряпкой запрещено. 14. При сверлении полых заготовок или заготовок, у которых поверхность на выходе сверла расположена под углом к оси его вращения, применять автоматическую подачу и использовать фигурные подкладки. 15. При сверлении отверстий подачу врезания осуществлять в ручную, а механическую подачу включать после полного входа в материал режущих кромок сверла. 16. Сверление глубоких отверстий выполнять в два приёма: в начале отверстие сверлить на глубину 5 – 6 диаметров обычным сверлом, затем на заданную глубину – удлиненным. 17. При обработке глубоких отверстий периодически выводить режущий инструмент из отверстия и очищать его кисточкой или щёткой от стружки. 18. Сверлить отверстия в вязких металлах следует спиральными свёрлами со стружкодолбильными каналами. 19. В случае заедания инструмента в обрабатываемой детали или при проворачивания её на столе вместе с инструментом следует немедленно остановить станок. 20. При обработке отверстий в тонких пластинах и полосах их в обязательном порядке необходимо закреплять в специальных подводить трубопровод приспособлениях. 21. Запрещается во время работы эмульсионного охлаждения к инструменту или производить его крепление. 22. При затуплении инструмента или его поломки, а также при выкрашивании кромок у твёрдосплавных режущих пластин остановить станок и заменить инструмент. 23. Перед остановом станка обязательно отвести инструмент от обрабатываемой детали. 24. Запрещается останавливать шпиндель станка руками или предметами. 25. Не допускается наматывание стружки на сверло – остановить станок убрать её. 26. Удалять стружку из обрабатываемого отверстия следует только после остановки станка и отвода инструмента. Для удаления мелкой стружки из глухих отверстий и полых деталей следует применять специальные магнитные или пневматические стружкоудаляющие устройства. Использование сжатого воздуха для выдувания стружки запрещено. 27. При перемещении шпиндельной бабки по траверсе радиально – сверлильного станка сильно не разгонять её. 28. При снятии инструмента выбивать его только клином, специально предназначенным для этой цели и соответствующим по размеру конуса. Для выбивания применять латунные, медные или незакалённые стальные молотки, чтобы предотвратить образования осколков, которые могут травмировать. 29. После снятия со станка обработанной детали или приспособления вынуть все болты из пазов стола и убрать их в установленное место. 30. Работать на сверлильных станках в рукавицах запрещается. Установка и снятие крупногабаритных деталей должны производиться в рукавицах только после остановки станка. 4. Расчет экономической части дипломного проекта 4.1 Расчет партии деталей n Tп.з. ; Т шт К с Тп.з.- подготовительно-заключительное время на партию (мин) Tп.з. Тшт.- штучное время (мин) где Т шт - наибольшее по основной операции Кс.- коэффициент, показывающий отношение подготовительно- заключительного времени ко времени работы оборудования в течении которого на нем будет обрабатываться данная партия деталей Кс =(0,03 – 0,10). n 44 303 2,9 0,05 шт Принимаю n=300 шт. 4.2 Расчет штучно-калькуляционной нормы времени на обработку одной детали Tш.к. Т ш Tп.з. n , мин где n – размер партии деталей (шт). 005 010 015 020 44 3,54 мин. 300 44 Tшт .к.2 2,9 3,04 мин. 300 17 Tшт .к .3 6,2 6,25 мин. 300 40 Tшт .к. 3,99 4,12 мин. 300 Tшr .к.1 3,4 18 1,76 мин. 300 27 035 Tшт .к. 1,73 1,82 мин. 300 26 040 Tшт .к. 1,16 1,24 мин. 300 28 045 Tшт .к. 4,15 4,24 мин. 300 025 Tшт .к . 1,7 Тшт.к. =3,54+3,04+6,25+4,12+1,76+1,82+1,24+4,24 = 26,01 мин 4.3 Расчет потребного количества оборудования П о. N Tшт .к. Fд К з 60 К н ; шт. где N – годовая программа деталей N=12000 шт. Тшт.к - норма времени на обработку деталей (мин) Кз – коэффициент загрузки Кн – коэффициент учитывающий переработку норм 1,1 – 1,15 Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования (час) Fд = (Дк - ( Дв + Дпр )) · 2 · 8 · 0,95 где Дк – календарные дни в плановом периоде (год) Дв - кол-во выходных дней (год) Дпр- кол-во праздничных дней (год) 2 - кол-во смен 8 - продолжительность смены (час) 0,95 – коэфф., учитывающий простои оборудования в ремонте На 2003 год действительный фонд времени составляет: Fд = (365 - ( 102 + 8 )) · 2 · 8 · 0,95 = 3876 (час). П о. 12000 26,01 1,409 3876 0,85 60 1,12 4.4 Расчет стоимости основных материалов Стоимость материалов на одну деталь Мо=m · P – m1 · P1 грн. где m – черновой вес заготовки (кг) mзаг=2,05 кг Р – стоимость одного килограмма заготовки в грн. Р=1,68 грн. m1 – вес отходов (кг) m1 = mзаг-mдет= 2,05 – 1,5 = 0,55 кг. Р1 – стоимость одного килограмма отходов в грн. Р1 = 0,18грн. Мо=2,05 · 1,68 – 0,55 · 0,18 = 3,43 грн. 4.5 Определение величины затрат по прямой заработной плате Зо С ч.ср. Т шт .к. 60 ; где Сч = 1,37 (грн) – среднечасовая тарифная ставка рабочих, занятых обработкой детали Зо 1,37 26,01 0,593 60 грн. 4.6 Определение косвенных затрат Расчет дополнительной заработной платы и отчислений на социальное страхование рабочих рассчитывается по формуле: Зд = Зо · Кд · Кдоп · Ксоц - Зо где Кдоп = 1,2 – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату в размере 20% от основной зарплаты; Кд = 1,1 – коэффициент, учитывающий сумму доплат к прямой заработной плате; Ксоц = 1,367 – коэффициент, учитывающий отчисления в соцстрах; Зд = 0,593 · 1,1 · 1,2 · 1,367 – 0,593 = 0,477 грн. 4.7 Определение стоимости вспомогательных материалов Вспомогательные материалы составляют в среднем 5-8% от стоимости основных материалов Мв Мо 58 100 грн. М в 0,343 7 0,24 100 грн. 4.8 Заработная плата вспомогательных рабочих (наладчиков) З всп С ч К р Fд К доп К соц N где Сч =1,41 грн. – часовая тарифная ставка наладчика 4-го разряда; Кр – кол-во наладчиков (принимаем из расчета обслуживания одним наладчиком пяти станков); Ксоц = 1,367 – коэффициент, учитывающий отчисления в соцстрах; Fд – фонд времени одного рабочего в год; N – годовая программа; Fд = (365 – 104) · 8 · 0,88 = 1837,44 (час) З всп 1,41 1 1837,44 1,2 1,367 0,354 12000 4.9 Амортизационные отчисления и затраты на ремонт и содержание оборудования Н К о К монт а К об 100 Cа N где N – годовая программа деталей N=12000 шт. На - норма годовых амортизационных отчислений 12% Коб = 0,1 - коэффициент, учитывающий годовые затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования Кмонт =1,15 – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж оборудования Ко – стоимость оборудования 12 72000 1,15 0,1 100 Cа 1,518 12000 4.10 Затраты на силовую электроэнергию Cэ N уст К з К в Т шт .к. дв q 60 Цэ где Nуст – установленная мощность эл.двигателей оборудования (кВт). Кз = 0,85 - коэффициент загрузки двигателей Кв = 0,7 – коэффициент одновременной работы оборудования здв = 0,9 – К.П.Д. двигателя зq = 0,95 – коэффициент потерь эл.энергии в сети УТшт.к. – продолжительной операции в час Цэ =0,236 – стоимость эл.энергии (кВт/час) Cэ 11 0,85 0,7 26,01 0,236 0,783 0,9 0,95 60 4.11 Затраты на инструмент и приспособление Стоимость инструмента (Кинстр) принимается в размере 5% балансовой стоимости оборудования Кинстр = 0,05. Стоимость приспособления (Кприсп) составляет в среднем 1% от балансовой стоимости оборудования Кприсп = 0,01. Расходы на амортизацию, ремонт и восстановление инструмента и приспособлений, приходящиеся на 1 деталь в год определяется по формуле Cп 0,4 К о (К инстр К присп ) N где 0,4 – коэффициент, учитывающий расходы на амортизацию, ремонт и восстановление инструмента и приспособлений. Ко - балансовая стоимость оборудования Кинстр = 0,05 Кприсп = 0,01 N = 12000 годовая программа деталей (шт.) Cп 0,4 72000 (0,05 0,01) 0,144 12000 грн. 4.12 Затраты на содержание и амортизацию производственной площади Площадь на принятое количество оборудования определяется по формуле Ру = Рпр + Рвсп (м2) где Рпр - производственная площадь на один станок: (для средних станков – 8 м2) (для тяжелых станков – 14 м2) Рвсп - вспомогательная площадь на один станок: (для средних станков – 4 м2 ) (для тяжелых станков – 6 м2) Ру = 8 + 4 = 12 м2 Затраты на одну деталь составляют: З п. у. Р у 10 N 12 10 0,01 12000 грн. 4.13 Прочие цеховые расходы К прочим цеховым расходам относятся зарплата ИТР, СКП, затраты на новую технику, расходы на содержание транспорта, по рационализации, охране труда и т.д. Эти расходы принимаются в размере 20-30% к прямой заработной плате производственных рабочих. (Кпр.р.=0,2...0,3) Зпр = 0,593 0,3 = 0,177 Итого косвенные затраты: Кз.ц. = Зд + Мв + Звсп + Со + Зз + Сп + Зп.у. + Зпр Кз.ц. =0,477+0,24+0,354+1,518+0,783+0,144+0,01+0,177=3,7 Процент цеховых косвенных затрат определяется по формуле: П к .ц. П к .ц . К з .ц . Зо 100 % 3,7 100 % 624 0,593 Цеховая себестоимость одной детали определяется по формуле Сц = Мо + Зо + Кз.ц. (грн.) Сц = 3,43 + 0,593 + 3,7 = 7,723 грн. Общезаводские косвенные затраты на предприятие машиностроения и станкостроения обычно составляют до 110% от прямой заработной платы производственных рабочих К озр 0,593 95 0,563 100 Производственная себестоимость одной детали определяется по формуле: Спр = Сц + Козр (грн.) Спр = 7,723 + 0,563 = 8,286 грн. Внепроизводственные расходы принимаются 20% от производственной себестоимости Р в.р. С пр 20% 8,286 0,2 1,657 100 грн. Всего полная себестоимость одной детали составляет: Сп,с = Спр + Рв.р (грн.) Сп.с = 8,286 + 1,657 = 9,943 грн. Список используемой литературы 1. Поковки стальные штампованные: Допуски, припуски, кузнечные напуски ГОСТ 7505-89-1990 г. 2. Панов А.А. Справочник технолога машиностроителя. Машиностроение 2005. 3. Нефедов И.И. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. Машиностроение 2007. 4. Гельфчат А.Ф. Сборник задач по технологии машиностроения. 5. Машиностроительные нормативы времени и режимов резания на работах, выполняемых на металлорежущих станках с программным управлением. Часть I. Экономика 2007 г. Часть II. Экономика 2008 г. 6. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного времени. 7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Часть 2. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и норм времени для технического нормирования работ на шлифовальных станках.
