Качественный анализ технологичности детали

Введение
    Современные механизмы хозяйственной деятельности требуют от любого предприятия, рассчитывающего добиться серьезных успехов на рынке, выполнения нескольких обязательных условий:
    - сокращение сроков подготовки производства
    - увеличение производительности труда;
    - выработки четкой процедуры учета материальных ценностей;
    - обеспечения высокого качества выпускаемой продукции.
    Для удовлетворения всех этих условий на машиностроительных предприятиях ведется большая работа.
    Специалисты осваивают и внедряют новые материалы, новые технологические процессы изготовления изделий с наименьшей трудоёмкостью и материалоёмкостью, высокой надёжностью и долговечностью. Также большое внимание уделяется широкомасштабному использованию средств механизации и автоматизации производственных процессов.
    В данном дипломном проекте был разработан проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик». 
    Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна»  которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолета Деталь изготовлена из алюминия марки АК6-Т1.   
    Был выбран оптимальний метод получения заготовки. Заготовка получается методом объемной горячей штамповки. Данный вид заготовки позволяет максимально приблизить контур заготовки к форме и размерам готовой детали. Это снизит трудоемкость механической обработки. 
    При выборе перспективного варианта технологического процесса изготовления детали проведен системный анализ по критериям: производственные площади и трудоемкость. Для этого были использованы программные комплексы AМACONT 
     Припуски на операциях технологического процесса рассчитаны с использованием программного комплекса APROPOS. 
    В результате был разработан технологический процесс изготовления детали «Ролик» с использованием современного оборудования. 
    В конструкторской части для сверления сквозного отверстия диаметром 10,5 мм рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки. Для фрезерования поверхности паза рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки. 
    Для контроля соосности отверстий диаметром 24H7 мм. рассчитано и спроектировано специальное приспособление -соосник. 
    В организационно-технической части приведены расчеты потребного количества оборудования, численности работающих, производственных и вспомогательных площадей. На основании этих расчетов разработан план участка  Оборудование расставлено согласно операциям технологического процесса. 
    Анализ безопасности и экологичности данного проекта был проведен и рассчитан на примере двух факторов: вибрации и искусственного освещения
    В экономической части приведены обоснования экономической целесообразности проектирования механического участка, оснащенного прогрессивным оборудованием и специальных механизированных приспособлений. 
    Специальная часть проекта посвящена теме «ультразвуковая размерная обработка». 


 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
 Описание конструкции и назначение детали.
Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна»  которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолета. Ролик приводит в движение тягу управления двигателем через трос закрепленный на ручье ролика с помощью хомута.
    Деталь «Ролик» изготавливается из  алюминия марки АК6-Т1   ОСТ 190073-85
    
    Рисунок 1.1. 3D модель детали ролик
    
    
    
    
    







крем-
ния
марган-ца
цинка
титана
никеля
93,4-95,5
1,8-2,6
0,4-0,8
0,7-1,2
0,4-0,8

0,3
0,1
0,1
     
     
     
    
447[МПа]
- Предел кратковременной прочности  

378 [МПа]- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации)

12.5%- Относитлельное удлинение при разрыве 

190 кДж / м2- Ударная вязкость 

95-100 МПа - Твердость по Бринеллю 


Т1  -  закаленное и искусственно состаренное (на максимальную прочность). Целью применения режима старения является получение повышенной прочности закаленного сплава или более стабильных размеров деталей

Таблица 1.2. Рекомендуемые режимы термической обработки сплавов АК6-Т1
Закалка
Старение
температура, ° С
закалочная среда
температура, ° С
выдержка, ч
505–525
Вода
155–165
10–15



1.3. Анализ технологичности конструкции детали.
    
    Конструкция  детали технологична, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление детали с минимальными затратами и высокой производительностью. Технологичность детали оценивается для конкретных условий производства. 
    Существует два вида оценки технологичности конструкции:
       Качественный 
       Количественный
    Кроме того, технологичность может быть оценена дополнительными техническими показателями:
       - коэффициентом использования материала;
       - коэффициентом унификации и стандартизации;
       - коэффициентом точности и шероховатости поверхностей
1.3.1 Качественный анализ технологичности детали
         
    При проведении качественного анализа технологичности следует проанализировать возможность обработки данной детали при условии сохранения принципа единства баз.
    Деталь-Ролик изготовлена из алюминия Ак6-Т1 ОСТ 190073-85, обрабатываемость материала удовлетворительная. Деталь проходит термическую обработку,  Т1 – закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность.[3] Способ изготовления заготовки – штамповка, значительно повышает производительность труда, снижает отходы металла, обеспечивает высокую точность формы изделия и качества поверхности.
    Конструктивная форма детали позволяет выполнять следующие требования по технологичности механической обработки:
    - возможность простого и надежного закрепления детали на станке;
    - Инструмент имеет свободный доступ к обрабатываемым плоскостям
    - форма поверхностей и их размеры позволяют производить обработку на выпускаемых станкостроительной промышленностью моделях металлорежущих станков.
     Деталь имеет два ручья для хода тросика по наружному диаметру ?144, один ручей находится по неполному диаметру. Деталь Ролик имеет два классных отверстия ?24Н7, которые находятся на ступице; деталь имеет 4 технологических отверстия ?33 и 2 отверстия ?4,2 находящихся на основании, также имеется отверстие с резьбой М12х1,5; на ручье находятся отверстие ?7,1, отверстие с резьбой М4, и паз длиной 15х4мм.; 
    При обработке данной детали используется специальный фасонный резец для обработки ручьев, и комбинированное сверло. Для обработки паза находящегося под углом 160 на ручье, будет использоваться специальная оснастка.
     После проведения качественного анализа технологичности детали делаем вывод, что, в целом, конструкция детали является технологичной.   
1.3.2Количественный анализ технологичности детали
    
    При проведении количественного анализа технологичности  детали определяем следующие коэффициенты:
    
     1. Коэффициент уровня технологичности по шероховатости
    
    Кш=(?Rа*n)/?n                               (1.1)
    
    Где n-число поверхностей соответствующего класса шероховатости
    Кш=(2,5*2+3,2*1+6,3*22)/2+1+22=5,9 мкм
    
    2. Коэффициент технологичности  обработки детали
    
    Кт=1-(1/Тср)                                      (1.2)
    
    Где Тср - средний класс точности обработки детали
    
    Тср=?Т*ni/?ni                                                         (1.3)
    
    Где ni – число размеров соответствующего класса точности; Т – класс точности обработки
      
Тср= (10*2)/2=10

Кт=1-(1/10)=0,9

     3. Коэффициент унификации
     
    Ку=?m/?M                       (1.4)
    
    Где М – общее число размеров; m – число унифицированных размеров
    
    
    	Ку=31/56=0,5
       
    4. Коэффициент использования материала
    
    Ким= мд/мз                                              (1.5)
    
     Где мд =0,23 кг; мз=0,6 кг.
       
    Ким=0,23/0,6=0,4
    ВЫВОД: На основании качественной и количественной оценки  технологичности установлено, что деталь ролик технологична, показатели технологичности указывают, что деталь легко обрабатывается.
    
1.4 Выбор и обоснование исходной заготовки
     Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, её массой, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.
Для изготовления заготовки детали «ролик», используется материал - алюминий марки АК6-Т1   ОСТ 190073-85
Выбрать заготовку, значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.
Для выбора заготовки сделаем сопоставление двух возможных способов получения заготовки методом:  
   1-ый вариант –заготовка из проката – круг.
   2-ой вариант – заготовка из штамповки.
При сравнении заготовок различных видов и способов изготовления можно воспользоваться коэффициентом использования материала:
Ким=mд/mз,                                 (1.6)
где mд  = 0,23 кг - маса детали;
mз  - маса заготовки;
mз1 =1,28 кг - заготовка из круга,
mз2 = 0,6 кг - заготовка из штамповки.
Ким1 =0,23/1,28=0,2;
Ким2 =0,23/0,6=0,4.
Экономическое  сравнение  вариантов  заготовок  при   принятии окончательного решения может выполняться:
1. по технологической себестоимости заготовки;
2. по цеховой себестоимости заготовки;
3. по себестоимости изготовления детали;

4. по приведенным затратам на изготовление заготовки;
5. по приведенным затратам на изготовление детали.
Выбираем четвертый вариант.
Определим стоимость основных материалов заготовки: [1]
М=Цз –Цо* то;               (1.7)
где Цз  -цена заготовки;
Цо — цена отходов, Цо = 22руб./кг;
 то - масса отходов,
то1 =1,05 кг - масса отходов  заготовки полученной  проката;
то2 =0,37 кг - масса отходов из штамповки.
Цз=mз* Цм ,
где цена материала Цм1- 294 руб, Цм2 – 97,5 руб.

Цз1 = тз1* Цм1=1,28*294=376,32  руб.
Цз2 = тз2* Цм2 =0,6*97,5=58,2 руб.
М1=376,32  -22*1,05=353,22руб.
М2=58,2 -22*0,37=50,06 руб.
Таблица 1.3. таблица сравнения заготовок
Заготовка 
Маса заготовки
Маса отходов
Коэффициент использования материала
Цена заготовки
Прокат 
1,28
1,05
0,2
353,32
Штамповка 
0,6
0,37
0,4
50,06

Учитывая конфигурацию, размеры детали и цену на заготовку отдаем предпочтение второму варианту – изготовление заготовки из штамповки, близкую по форме и размерам к детали. 
1.5 Разработка технологического процесса обработки детали
Технологический процесс проектировался под станки с числовым программным управлением.  При выборе режущего инструмента использовался стандартный режущий инструмент, для облегчения трудоемкости в операции 025 и 085 используется специальный инструмент-фасонный резец и комбинированное сверло.
Модель станка выбирают из следующих соображений:
1. соответствий   основных   размеров   станка   габаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;
2. соответствие станка по производительности заданному масштабу производства;
3. возможность работы на оптимальных режимах резания;
4. соответствие станка по мощности;
5. возможность  механизации  и   автоматизации  выполняемой обработки;
6. наименьшая стоимость обработки;
7. необходимость использования имеющихся станков.
В процессе обработки алюминиевых сплавов происходит налипание обрабатываемого материала, что затрудняет достижение необходимой шероховатости поверхности, ухудшает точность обработки. Применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) улучшает обрабатываемость материала и обеспечивает повышение периода стойкости инструмента до двух раз и более согласно [6]. По рекомендациям [6] применяем 5%  эмульсию.
	При разработке технологического процесса производим нормирование операций согласно  [7], [8], [9].

Таблица 1.4 Разработка технологического процесса обработки детали
№ операции
Наименование операции
Оборудование 
Приспособление
Инструмент 
мерительный инструмент
000
Заготовительная 




005
Контрольная
Контрольный стол



010
Токарная 
ЧПУ 16К20 Ф3                                                                     
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец подрезной отогнутый 2112-0009  ВК3 ГОСТ 18880
Резец проходной прямой 2100-0473  ВК3 ГОСТ 18878
Сверло ?20 2301-3627 Р6М5 ГОСТ10903
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
015
Токарная 
ЧПУ 16К20 Ф3                                                                     
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец подрезной отогнутый 2112-0009  ВК3 ГОСТ 18880
Резец проходной прямой 2100-0477 ВК3 ГОСТ 18878
Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
020
Токарная 
ЧПУ 16К20 Ф3                                                                     
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
025
Токарная 
ЧПУ 16К20 Ф3                                                                     
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец специальный фасонный ВК3 R1.5
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Шаблон
030
Сверлильная 
Sterlitamak 400V
Приспособление специальное
Сверло ?10,5 2301-0032 Р6М5 ГОСТ10903
Сверло ?10,5 2301-0032 Р6М5 ГОСТ10903
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
035
Фрезерная 
Sterlitamak 400V
Приспособление специальное
Фреза ?16 R4 2223-0003 Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон                                          
040
Фрезерная 
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза ?16 R2 2223-0003 Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
045
Фрезерная 
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза концевая ?6 2220-0008 Р6М5 ГОСТ 17025

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
050
Фрезерная 
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза концевая ? 50 R1 2223-0025  Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
055
Фрезерная 
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза концевая ?20 2223-0319 Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
060
Фрезерная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза концевая ?26 2223-0129 Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
065
Фрезерная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза ?12R2 2223-0129 Р6М5 ГОСТ 17026
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
070
Фрезерная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Фреза концевая ?4 2220-0003 Р6М5 ГОСТ 17025
Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166
Шаблон
075
Сверлильная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Сверло ?4,2 2300-7551 Р6М5 ГОСТ10902
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
080
Сверлильная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Сверло ?7,1  2300-0188 Р6М5 ГОСТ10902
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
085
Сверлильная
Sterlitamak 400V
Приспособ-ление специ-альное
Сверло специальное комбинированное ?5, ?3,3 2300-7525 Р6М5 ГОСТ10902
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
090
Расточная
Sterlitamak 400V
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
095
Расточная
Sterlitamak 400V
Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80
Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882-73;
Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89
Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69
100
Резьбонарезная 
Sterlitamak 400V

Метчик М4 2620-1089 ВК8 ГОСТ 3266-81
Метчик М12х1,5 2621-1513 ВК8 ГОСТ 3266-81
шаблон резьбовой гост 519-77
105
Контрольная 
Контрольный стол





1.6 Системный анализ технологического процесса
Системный подход к решению сложных технических задач основывается на анализе	и синтезе структуры, функции и характеристик рассматриваемого объекта.	При	этом	основой системных исследований является представление	этого объекта (изделия, процесса проектирования, технологического процесса и др.) в виде системы, состоящей из множества взаимосвязанных элементов, выступающих как единое целое 
Все	системное	рассмотрение	осуществляется	через	призму
структуры объекта, под которой понимается совокупность устойчивых
отношений	между частями	целостного объекта. При	этом	структура
представляет собой единство противоположных сторон: расчлененности и целостности. Расчлененность характеризуется следующими признаками:
а) качественной спецификой частей системы;
б) количеством частей, на которое расчленяется система.
Целостность же определяется организацией системы в виде совокупности	связей	между вышеназванными	частями.	Причем	связи	могут быть как физически наполненными (энергетическими, информацион-
ными и др.), так и абстрактными, в виде отношений при описании то-
пологии, системы классификации и др. [5]
     Оптимизационный	расчет	выполняется	на	ПЭВМ	с помощью программы «AMACONT» с указанием на обобщенный критерий. Распечатка	файла	результатов	данного	расчета	приводится	 в приложении пояснительной	записки  
       Математическая модель технологического процесса обработки детали ролик представлена на чертеже.
     
1.7 Расчет режимов обработки
1.7.1Расчет режимов обработки при сверлении
При расчете режимов резания при сверлении пользуемся
 справочником [7].

	Расчет режимов обработки при сверлении рассчитывается для операции 030
Исходные данные для расчета:
диаметр сверления - D = 10,5 мм;
по справочным данным выбирается подача - s = 0,35 мм/об.

	Скорость резания определяется по формуле:

					   
			v=(C_v D^q)/(T^m S^y ) K_v					(1.8)
				            

где Cv = 34,2 - постоянный коэффициент
q = 0,45 - показатель степени при диаметре сверления
y = 0,3 - показатель степени при подаче
m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента
T = 45 мин. - период стойкости сверла из быстрорежущей стали 
Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,
	определяется по формуле:

				Kv = Kmv*Kuv*Klv ,				(1.9)

	где Kmv = 1,2 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали
Kuv = 1 - коэффициент, учитывающий материал инструмента
Klv = 1 - коэффициент, учитывающий соотношение глубины и диаметра сверления

				Kv = 1,2*1*1 = 1,2 .

	По формуле (1) вычисляется скорость резания:

					
				V=(34.2 ?10.5?^0.45)/(?45?^0.2 ?0.35?^0.3 ) 1.2=75.66  м/мин.
				

	Число оборотов рассчитывается по формуле:

				n=1000v/?D						(1.10)
					

	где D = 10,5 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

				n=(1000*75.66)/(3.14*10.5)=2293.72	 об/мин.
					

Принимается число оборотов шпинделя n = 2000 об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле:

		   	V_ф=?Dn/1000		(1.11)
					

			V_ф=(3.14*10.5*2000)/1000=66  м/мин.
					

	Крутящий момент Мкр и осевая сила резания Ро рассчитываются по формулам:

					
				M_кр=10C_M D^qm s^ym K_p			(1.12)

					                          
				P_o=10C_p D^qp s^yp K_p				(1.13)

	где Cm = 0,005 и Cp = 9,8 - постоянные коэффициенты
qm = 2 и qp = 1 - показатели степени при диаметре сверления
ym = 0,8 и yp = 0,7 - показатели степени при подаче
Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, 
определяется по формуле:

					Kp = Kmp,					(1.14)

	Kmp = 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости

					Kp = 1,5.

	Тогда по формулам (5), (6):
M_кр=10*0.005*?10.5?^2 ?0.35?^0.8*1.5=3.57 Hм;
P_o=10*9.8*?10.5?^1*?0.35?^0.7*1.5=740.21 H

					       

	Мощность резания определяется по формуле:
N=(M_кр n)/9750           (1.15)
										
					N=(3.57*2000)/9750=0.87 кВт
     Мощность электродвигателя привода главного движения станка Sterlitamak 400V  Nэ.д. = 7 кВт.
     	При КПД ? = 0,85 мощность привода Nшп = 7*0,85 = 5.95  кВт.
     Следовательно, обработка возможна поскольку Nшп > Ne (5.95кВт  > 0.87 кВт).

1.7.2 Расчет режимов обработки при фрезеровании
При расчете режимов резания при фрезеровании пользуемся
 справочником [7].
	Расчет режимов обработки при фрезеровании рассчитывается для операции 045

Режущий инструмент – фреза концевая ? 6 мм. Материал фрезы – быстрорежущая сталь Р6М5.

	Глубина резания t = 6 мм.
Ширина фрезерования В = 16 мм.
Минутная подача:

Sм = Sz *z *n,             (1.16)

где Sz – подача на зуб, Sz = 0,06 мм
z – число зубьев фрезы, z = 3;
n – частота вращения фрезы;
Частота вращения шпинделя:

N = (1000• V) / (?? D),        (1.17)

где  V – скорость резания;

V = (Cv · Dq · Kv) / (Tm · tx · Szy · Bu  · zp)                 (1.18)
где Cv – коэффициент, Cv = 185,5;
q, m, x, y, u, p – показатели степени, 
q = 0,45; m = 0,33; x = 0,3;  y = 0,2 u = 0,1; p = 0,1
D – диаметр фрезы, D = 6 мм;
Т – период стойкости фрезы, Т = 80 мин;
Кv – поправочный коэффициент на скорость резания, 

Кv = Кмv · К пv · К uv,                       (1.19)
где  Кмv = 1,0 ; К uv = 1,0 
К пv  – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,
К пv = 0,9;                                                                              
Кv =1,0 • 0,9 • 1,0 = 0,9.
V = (185,5 • 2,239 • 0,9) / (4,246 • 1,72 • 0,57 • 1,31  • 1,12) = 61 м/мин
n = (1000 • 61) / (3,14? 6) = 3237 об/мин
По паспортным данным станка принимаем nд = 3000 об/мин.
Vд= ? • D • nд  / 1000,             (1.20)
         Vд=(3,14 • 6 • 3000)/1000=57м/мин.
Окружная сила резания:

Pz = (10 · Cp · tx · Szy · Bu  · z · Kmp) / (Dq  · nд?)               (1.21)

где Cp = 22,6 – коэффициент;
x = 0,86; y = 0,72; u = 1,0; q = 0,86; ? =0;
Kmp – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого 
материала;
Kmp = 1;
          Pz = (10 • 22,6 • 4,66 • 0,132 • 16  • 3 • 1) / (4,67  • 1) = 1428,8 Н.

Крутящий момент на шпинделе:

Мкр = (Рz • D) / (2 • 100);                    (1.22)
Мкр = (1428,8 • 6) / (2 • 100) = 42,86 H.

Мощность резания:

Ne = (Рz • Vд) / (1020 • 60);                                                          (1.23)

Ne = (1428,8 • 56.52) / (1020 • 60) = 1.32 кВт.
Мощность электродвигателя привода главного движения станка Sterlitamak 400V
 Nэ.д. = 7,5 кВт.
	При КПД ? = 0,85 мощность привода Nшп = 7,5*0,85 = 5.95  кВт.
Следовательно, обработка возможна поскольку Nшп > Ne (6,375кВт  > 1.32 кВт).

1.8 Расчет норм времени
1.8.1 Расчет норм времени при сверлении
	Расчет норм времени при сверлении рассчитывается для операции 030
Основное время перехода рассчитывается по формуле:           [9]  

     Тосн =        (1.24)
где	L – расчетная длина обработки, мм;
L = l + у + ? ,       (1.25)
			
l – длина обработки по чертежу, мм;
l = 18 мм; i=1;
у = 0,5D = 0,5 ? 10.5 = 5.25 мм – врезание;
? - перебег, принимаем ?=5.25мм.
          Sм=S·nд=0.35·2000 = 700 мм/об.
     Тосн =  = 0,04 мин.

			
     Вспомогательное время определяем из выражения:    [9]
     Твсп = Туст +Тпер + Тконтр,			(1.26)
где	Туст – время на установку и снятие детали, мин;
Тпер – время, связанное с выполнением технологического перехода, мин;
     Тконтр – время на выполнение контрольных измерений, мин.
     Твсп =1,11мин
     Оперативное время находим из зависимости:    [9]
     Топер = Тосн + Твсп,			(1.27)
     Топер = 0,04 +1,11 =1,15  мин.
     Штучное время:      [9]
     Тшт = Топер + Тдоп,		(1.28)
где	Тдоп – дополнительное время, затраченное на техническое и организационное обслуживание рабочего места, а так же время перерывов на отдых рабочего;
Тдоп = 10% ? Топер,		(1.29)
     Тдоп = 0,1 ?1,15 =0,115  мин,
     Тшт =1,15 +0,115 = 1,26мин,
     
Норма штучно-калькуляционного времени на деталь
	  Тшт.к. = Тшт + (Тп.з. / nопт.),                                                            (1.30)

где  Тп.з. – подготовительно-заключительное время; Подготовительно-заключительное время состоит из времени на наладку станка, инструментов и приспособлений (Тп.з.А), времени на дополнительные приемы (Тп.з.Б), и времени на получения и сдачу инструментов и приспособлений в начале и в конце работы (Тп.з.В).
 Тп.з. = 5,59 мин;
nопт – количество деталей в партии 

nопт = (Nзап ? T) / N,		(1.31)

где  Nзап – программа запуска, Nзап = 683 шт. (см. таблицу 3.2);
Т – страховой запас деталей на складе, Т = 4 дня [1]
N – число рабочих дней в году, N = 247 дней
nопт = (683 ? 4) / 247 = 11 шт.,
Тшт.к. = 1,26 + (5,59 / 11) = 1,8 мин.


1.8.2 Расчет норм времени при фрезеровании
Расчет норм времени при фрезеровании рассчитывается для операции 045
     Основное время перехода рассчитывается по формуле:	[9]
      Тосн =  			(1.31)						  
где	L – расчетная длина обработки, мм;
L = l + у + ? ,		(1.32)
где	l – длина обработки по чертежу, мм;
          l = 48,2мм;
у- врезание при фрезеровании;
у = 0,5D = 0,5 • 6 = 3 мм – врезание;
          ? =5 мм – перебег;
          Sм = Sz ? z ? nд,                        	                                                                  
где     Sz – подача на один зуб фрезы;
           z – число зубьев фрезы;
           nд – обороты фрезы.
           Sм = 0,06 ? 3 ? 3000 = 540 мм/об;
     Тосн =48,2+3+5/540 = 0,1 мин.
Твсп = Туст + Тпер + Тконтр		[9]	(1.33)

где    Туст – время на установку и снятие детали, мин;
          Тпер – время, связанное с выполнением технологического перехода, мин;
          Тконтр – время на выполнение контрольных измерений, мин.
  
Твсп = 0,24 + 2,08 + 0,73 = 3,05 мин.
     
     Вспомогательное время: Твсп = 3,05 мин.
     						 
     Оперативное время находим из зависимости:	[9]
     Топер = Тосн + Твсп,		(1.34)
     Топер = 0,1 + 3,05 = 3,17 мин.
     
     Штучное время:	[9]
Тшт = Топер + Тдоп,                            (1.35)

Тдоп – дополнительное время, затраченное на техническое и организационное обслуживание рабочего места, а так же время перерывов на отдых рабочего;

Тдоп = 10% · Топер,                          (1.36)

Тдоп =  0,1 · 3,17 = 0,31 мин.

Тшт =  3,17 + 0,31 = 3,5 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени на деталь
Тшт.к. = Тшт + (Тп.з. / nопт.),                             (1.37)

где  Тп.з. – подготовительно-заключительное время; Подготовительно-заключительное время состоит из времени на наладку станка, инструментов и приспособлений (Тп.з.А), времени на дополнительные приемы (Тп.з.Б), и времени на получения и сдачу инструментов и приспособлений в начале и в конце работы (Тп.з.В).
 Тп.з. = 5,71 мин;
nопт – количество деталей в партии 

nопт = (Nзап ? T) / N,		(1.38)

где  Nзап – программа запуска, Nзап = 683 шт. (см. таблицу 3.2);
Т – страховой запас деталей на складе, Т = 4 дня [1]
N – число рабочих дней в году, N = 247 дней
nопт = (683 ? 4) / 247 = 11 шт.,
Тшт.к. = 3,5 + (5,71 / 11) = 4 мин.


1.9 Размерный анализ проектируемого технологического процесса
Размерный анализ технологического процесса заключается в выявлении технологических размеров входящих в размерные цепи по всему техпроцессу и определение их номинальных значений и предельных отклонений. 
	Исходными данными для размерного анализа являются:
1)  чертеж детали;
2)  план обработки детали с выбранной постановкой операционных размеров и указанными базами обрабатываемых поверхностей;
3)  чертеж заготовки.
Целью расчета является обеспечение конструкторских размеров и допусков расположения поверхностей, а также требуемых операционных припусков.
Размерный анализ выполняем на компьютере, используя программный комплекс "APROPOS", который предназначен для проектного расчета операционных размеров, их отклонений, отклонений расположения поверхностей колебаний припусков при проектировании технологического процесса механической обработки детали.
Результат расчетов со следующей информацией:
1)  исходные данные;
2)  система уравнений размерных цепей;
3)  графический образ схемы размерных связей;
4)  расчетные значения операционных размеров и припусков;
5)  ожидаемые значения чертежных размеров и припусков по результатам поверочных расчетов приведён в приложении 1.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет кондуктора
2.1.1 Описание конструкции и принципа работы

	В процессе обработки заготовки на нее действуют силы резания. Их величина, направления и место приложения изменяются. Силы резания и возникающие моменты стремятся переместить и повернуть заготовку. Несмотря на это, заготовка должна сохранять в процессе обработки неизменное положение своими базовыми поверхностями относительно опорных элементов – это обеспечивается надежным закреплением.
	Любое зажимное устройство в общем случае включает источник и передаточный механизм. Исходное усилие, развиваемое источником, может создаваться либо человеком за счет мускульной энергии при использовании ручных зажимов, либо каким-то приводом – пневматическим, гидравлическим, электромагнитным и т.п.
	Приспособление применяется для сверления отверстия и предназначено для базирования заготовки плоскими поверхностями – установочная база, внутренними цилиндрическими поверхностями и установочной призмой – двойная направляющая база и закрепляется усилием зажима (W3).
	Приспособление содержит корпус поз. 1, на котором закреплен палец установочный поз. 7, на который крепится обрабатываемая деталь, также на корпусе закреплен пневмоцилиндр, приспособление имеет кондукторную плиту на которой закреплена кондукторная втулка, призма неподвижная, и палец установочный.
	В приспособление заготовка устанавливается на палец установочный поз. 7. и поверх детали устанавливается кондукторная плита, прижимается с помощью прижимной шайбы и быстросъемной шайбы путем подачи воздуха в верхнюю камеру пневмоцилиндра.
	Для съема обработанной заготовки, поворачиваем кран управления в положение «Разжим» и сжатый воздух поступает в нижнюю полость цилиндра и перемещает поршень со штоком вверх – происходит открепление заготовки.
	Убираем быстросъемную шайбу, прижимную шайбу и кондукторную плиту, снимаем обработанную деталь. Ставим новую заготовку и процесс повторяется.
	







2.1.2 Силовой расчет кондуктора

	В качестве зажима заготовки выбираем пневматический привод двустороннего действия. В пневматических приводах подводится сжатый воздух от сети под давлением ? = 0,4…0,8 Мпа. Для обеспечения 
герметичности и устранения утечки сжатого воздуха применяется уплотнительные кольца круглого сечения ГОСТ 9833- или V-образные 
манжеты ГОСТ 6678- изготавливаемые из малостойкой резины. 
	При расчете сил зажима и параметров силового привода необходимо знать силы и моменты, действующие на заготовку во время выполнения операции технологического процесса сверления и схемы расположения установочных и зажимных элементов, в соответствии с принципиальной схемой базирования и применяют кинематической передачи усилия от привода к зажимным элементам. 
	Требуемую силу зажима определяем на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных сил резания и моментов при обработке и силы зажима.

Мкр · К = W3 · l · f,                                                                                   (2.1)

где   W3 – усилие зажима, развиваемое пневмоприводом, Н.

W3 =  - привод текучего исполнения                            (2.2)
где D – диаметр цилиндра, мм;
       d – диаметр штока, мм;
       d = 15мм;
       ? - давление сжатого воздуха в системе, Мпа; ?=0,4…0,8 Мпа 
для расчета принимаем ? = 0,4Мпа;
       ?  = 0,8 КПД пневмопривода

W3 = 

К – коэффициент надежности закрепления заготовки, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку [3] К=2,5…8,0

К = Ко · К1 ·  К2  · К3  · К4 · К5 · К6 ? 2,5                                                 (2.3)

где  К0 –гарантированные коэффициент запаса надежности закрепления,
        К0 = 1,5; [1]
        К1 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности, при черновой обработке;
принимаем К1 = 1,2;  [1]
        К2 = коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента, 
        К2 = 1,0…1,6; принимаем К2 = 1,3; [1]
        К3 – коэффициент, учитывающий условия обработки,
        К3  = 1,0…1,2;  [1]
принимаем К3 = 1,0;
        К4 – коэффициент, учитывающий неравномерность зажимных усилий, прикладываемых к заготовке.   [1]
	для гидропривода одностороннего действия К4 = 1,0;
	для пневмопривода К4 = 1,0…1,2;
	принимаем К4 = 1,2;
        К5 – коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток; принимаем К5 = 1,2;   [1]
        К6 – коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах,
        К6 = 1,0…1,5; принимаем К6 = 1,5.   [1]

К = 1,5 · 1,2 · 1,3 · 1,0 · 1,2 · 1,2 · 1,5 = 5,05

      l – расстояние между опорным элементом, точкой приложения силы резания и приложением силы зажима заготовки, мм;
      l = 55мм
      f – коэффициент трения между поверхностями опорных элементов и заготовки; f = (0.1…0,15) 	[10]
     принимаем  f = 0,14 

Мкр = 3,57 Н·м.

	Подставив все значения в уравнение 2.1 находим величину диаметра цилиндра, обеспечивающее надежное закрепление заготовки.
3570 · 5,05 = (0,25D2 – 56,52) · 55 · 0,14
D = 97,9мм.
Из стандартного ряда принимаем D = 100 мм.

2.1.3 Точностной расчет кондуктора

	Особенностью приспособлений для обработки отверстий на сверлильных и расточных станках является наличие в конструкции элементов для направления режущих инструментов (кондукторных втулок). Направление и ориентация инструментов осуществляется непосредственно по режущей части.
	Погрешность обработки заготовок в кондукторах во многом зависит от погрешности положения направляющих элементов относительно установочных элементов приспособления. В то же время погрешности, связанные с установкой кондуктора на станке, не оказывают влияния на точность координатного расположения обрабатываемых отверстий. Поэтому элементы для ориентации приспособления на станке в большинстве случаев отсутствуют; положение кондуктора определяется свободным вхождением инструмента в направляющий элемент.
	В приспособлении для сверления отверстия контролируемыми являются размеры: 10,5мм; 55мм.
	Точность размера отверстия диаметром 10,5мм обеспечивается режущим инструментом, а координаты этого отверстия зависят от точности установки кондукторной втулки и зазора между кондукторной втулки и сверлом.
	 Суммарная погрешность должна быть меньше или равна допуску межосевых расстояний 55h14(+0,740)мм.

Т55???;
Т55 =   0,740мм
Определим суммарную погрешность приспособления:     [11]

? = ?1 + ?2,                                                                                        (2.4)
где ?1 – максимальный зазор между базовой поверхностью(отверстия) и поверхностью оправки кондукторной плиты

?20 
?1 = Dmax.отв – dmin.оправки                                                                          (2........................