Технологический процесс изготовления детали типа вал

 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	13
1.РАЗДЕЛ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ	14
1.1.Анализ исходных данных для разработки технологического процесса	14
1.1.1.Служебное назначение и общая характеристика объекта производства	14
1.1.2.Определение типа производства и величины запускаемой в производство партии заготовок	16
1.1.3.Анализ технических требований на изготовление детали	18
1.1.4.Анализ технологичности конструкции детали	19
1.2.Анализ базового технологического процесса изготовления детали	25
1.2.1.Анализ маршрута технологического процесса механической обработки	25
1.2.2.Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях	26
1.2.3.Анализ базирования заготовок в базовом технологическом процессе	29
1.2.4.Анализ средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент), используемых в базовом технологическом процессе	31
1.3.Патентные исследования	37
1.4.Выбор исходной заготовки и метода ее получения	39
1.5.Разработка технологического маршрута обработки детали	40
1.5.1Выбор и обоснование методов обработки поверхностей	40
1.5.2.Разработка технологического маршрута обработки заготовок	42
1.5.3.Выбор и обоснование технологических баз	44
1.5.4.Разработка операционного технологического процесса обработки заготовок	46
1.5.5.Выбор и обоснование оборудования и средств технологического оснащения	48
1.5.6.Расчет припусков и межоперационных размеров	52
1.5.7.Определение режимов резания	55
1.5.8.Определение норм времени	57
1.5.9.Разработка РТК на станок с ЧПУ	58
2.РАЗДЕЛ КОНСТРУИРОВАНИЯ	62
2.1.Выбор аналога приспособления на основе анализа типовых приспособлений по литературным, патентным источникам и конструкций, используемым в производстве	62
2.2.Выбор схемы приспособления	62
2.3.Расчет точности обработки заготовок в приспособлении	63
2.4.Расчёт потребных усилий закрепления заготовки, точности элементов приспособления	65
2.5.Описание конструкции приспособления	68
2.6.Выявление слабого звена приспособления и его расчет на прочность	68
3.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	70
3.1.Технико-экономическое обоснование принятого варианта технологического процесса	72
3.2.Обоснование экономической целесообразности использования сконструированного приспособления	79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	82


     
ВВЕДЕНИЕ
     Технология машиностроения – это наука, которая занимается изучением закономерностей процессов изготовления машин с целью использования этих закономерностей для получения готовой продукции  заданного качества в определенном количестве, установленном производственной программой, при наименьших затратах.
     Основные тенденции развития машиностроения в современном мире направлены на повышение качества изготавливаемых изделий, на широкое применение разнообразных прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную механизацию и автоматизацию основных и вспомогательных процессов производства на основе применения станков с ЧПУ и САПР, а также на автоматизацию процессов управления производством, требуют подготовки квалифицированных специалистов, обладающих не только глубокими теоретическими знаниями, но и способных использовать их на практике в своей производственной деятельности.
     Изготовление зубообрабатывающих станков с ЧПУ, в которое входит деталь «Вал»  является актуальным на сегодняшний день, так как данные станки позволяют производить высокоточные конические и гипоидные зубчатые колеса с круговым зубом по 5 степени точности и прямозубые конические зубчатые колеса по 6 степени точности по ГОСТ 1758-81. Разработка перспективного технологического процесса по выпуску данного изделия преследует цели снизить трудоемкость изготовления детали, повысить производительность труда, а также уменьшить  стоимость изделия.
     В условиях производства ЗАО "СЗТЗС" механическая обработка деталей типа "Вал" производится в основном на универсальных станках устаревших моделей, а станки с ЧПУ применяют лишь на сложных трудоемких операциях. Применение такого оборудования требует большого числа высококвалифицированных рабочих и колоссальных затрат времени на изготовление, что в свою очередь отражается на себестоимости изделия.
     Возможность замены устаревших универсальных станков на более современные и более широкое использование станков с ЧПУ даст возможность получения детали с заданной точностью за более короткий период времени, а это значит, что  снизится штучного времени обработки деталей, увеличится производительности труда, уменьшится число работающих и их квалификация, а значит и себестоимость продукции тоже снизится.
     
1.РАЗДЕЛ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
     1.1.Анализ исходных данных для разработки технологического процесса
     
     В данном пункте рассматривается служебное назначение и общая характеристика детали, технологичность конструкции детали, определяется тип производства, выполняется анализ технических требований.
     
     1.1.1 Служебное назначение детали и общая характеристика объектов производства
      Деталь – вал – является несущим элементом. Валы не только поддерживают нагруженные детали, но и передают вращающие моменты. Поэтому в них возникают напряжения от изгиба и кручения, а иногда дополнительно и напряжения от растяжения или сжатия. Опорные части валов, воспринимающие радиальные нагрузки, называют цапфами, а воспринимающие осевые нагрузки - пятами. Различают следующие геометрические формы валов: коленчатые; прямые; гибкие. Наибольшее распространение получили прямые валы (валы редукторов, электродвигателей, токарных станков и т. д.). Прямой вал ступенчатой формы более удобен для монтажа деталей и по профилю приближается к брусу равного сопротивления. Переход от одной ступени к другой осуществляется канавкой (однако это приводит к повышению концентрации напряжений). Этот переход можно осуществить галтелью (плавным переходом по дуге с постоянным или переменным радиусом). Для второго случая характерно снижение концентраций напряжений и повышение прочности вала. Валы изготавливают в основном из углеродистых и легированных сталей.
     В данной работе рассматривается технологический процесс изготовления детали типа вал. Данный вал применяется в подшипниковых узлах зубообрабатывающих станков.
     В соответствии с назначением к наружным цилиндрическим поверхностям предъявляют повышенные требования по точности диаметральных и линейных размеров (?45g6, 85±0,1) и точности геометрической формы. Цилиндрические поверхности данной детали работают в условиях износа при трении, поэтому к ним предъявляются высокие требования по шероховатости и износостойкости. В связи с этим деталь изготовлена из стали 20Х ГОСТ 4543-71- сталь конструкционная легированная. Из этой стали изготавливаются средненагруженные детали (валы, втулки, кулачки, рычаги и т.п.), к которым предъявляют требования высокой поверхностной твердости при невысокой твердости сердцевины, а также детали, работающие в условия износа при трении.
     Таблица 1 - Химический состав в % материала 20Х
      C  
      Si 
      Mn 
      Ni
      S
      P
      Cr
      Cu
      0.17 - 0.23
      0.17 - 0.37
      0.5 - 0.8
      до   0.3
      до   0.035
      до   0.035
      0.7 - 1
      до   0.3
      
     Таблица  2 -  Механические свойства материала
      Врем.сопротивление
      Rm(?В),МПа
      Предел текучести
      Rp0.2(?0.2),МПа
      Относительное удлинение
      A5(?),%
      780
      640
      11
     
     1.1.2.Определение типа производства и величины запускаемой в производство партии заготовок
      
     	Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций.
     Коэффициент закрепления операций определяется по формуле:
     Кз.о. = О/Р,                      (1.1)
     где  О – число различных операций;
           Р – число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.
     	Так как на момент расчета типа производства составляющие формулы (1.1) О и Р могут быть неизвестны, то Кз.о. можно определить из выражения:
                       (1.2)
     где ФД  - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах, 4140;
           Q – годовая программа выпуска деталей в штуках, 2000;
           Тшт.к. – среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям в мин.
     Среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям определяется по формуле:
                        (1.3)
     где n – количество основных операций, 9;
            - сумма штучных времен по основным операциям.
     Таким образом, среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям равно:
      
     Действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования устанавливается с учетом минимально необходимых затрат времени на ремонт оборудования и определяется как:
     ФД = ФН (1 - К/100)= 4140(1-3/100)=4016ч.,           (1.4)
     где ФН – номинальный годовой фонд работы оборудования в часах;
            К =3% – коэффициент, учитывающий потери номинального фонда времени на ремонт в процентах.
      По методичке [4] коэффициент принимается равным для металлорежущих станков до 30 категории сложности – 3,0%, свыше 30 категории – 6%.
     Определить номинальный годовой фонд работы оборудования можно по формуле
     ФН = (ДГ – ДВ) 8,2 m;
     где ФН  = 4140 час при 2-х сменной работе;
            ДГ =365 – число дней в году;
            ДВ =121 – число выходных и праздничных дней в году;
            m =2 – число рабочих смен.
     Основным режимом работы оборудования является двухсменный. 
     Тогда коэффициент закрепления  операций, рассчитанный по формуле (1.2), равен 
     
     В данном случае 49,3, что по ГОСТ 14.004-83  соответствует коэффициенту закрепления операции мелкосерийного производства.
     Изготовленные изделия, как правило, не повторяются. Размер серий не устойчив, а сбыт, ограничен имеющимися заказами или договорами. По этой причине сравнительно быстро прекращается изготовление одних видов продукции и налаживается освоение новых.     
     Величина партии деталей, одновременно запускаемых в производство, определяется по формуле:
                    (1.5)
     где  Q - годовой объем выпуска деталей, шт.
     	 f – периодичность запуска партии деталей в днях (3,6,12,24),
               F – число рабочих дней в году (253). 
     Рассчитанная по формуле (1.5), величина партии деталей равна
     шт.
     Расчетное число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах рассчитывается по формуле [4] 
                             (1.6)
          где 476– действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;
        0,9 – нормативный коэффициент загрузки станка в серийном производстве.
     Таким образом, расчетное число смен равно по формуле (1.6):
     
     Так как число смен должно быть целым числом, то округлим полученное число 1,12 смены до 2 смен.	
     Тогда, определим величину партии деталей n, одновременно запускаемых в производство, с учетом расчетного числа смен из формулы (1.6) 
      шт.
     Таким образом, величина партии деталей, одновременно запускаемых в производство равно 340шт.
      
     1.1.3.Анализ технических требований на изготовление детали
      
     Служебное назначение детали и требования  ее работы в сборочной единице во многом устанавливают перечень технических требований, а кроме того их количественные и качественные характеристики.
     В таблице 4 указаны  условные обозначения отклонений расположения поверхностей на рабочем чертеже детали «Вал».
     Таблица 4 - Условные обозначения отклонений расположения поверхностей
      
      В первой части рамки указан вид отклонения от взаимного расположения поверхностей, в данном случае это отклонение от параллельности. Отклонение от параллельности – это разность наибольшего и наименьшего расстояния между рассматриваемой и базовой плоскостями. 
      Во второй части рамки указывается числовое значение (или величина) отклонения, выраженная в мм. В данном случае отклонение от параллельности не должно превышать 0,02 мм.
      В третьей части рамки указано буквенное обозначение базы (баз) или буквенное обозначение поверхности, с которой связан допуск расположения.
      
      Отклонение от перпендикулярности - наибольшее расстояние между номинальной плоскостью, перпендикулярной базовой, и реальной плоскостью, выраженной в линейных единицах. В данном случае это отклонение от перпендикулярности оси отверстия относительно поверхности. Отклонение от перпендикулярности не должно превышать 0,1 мм.
      В третьей части рамки указано обозначение базовой поверхности.
      
      Отклонение  от симметричности не должно превышать допуск 0,1 мм.
      Г – базовая поверхность

     Продолжение табл. 4 - Условные обозначения отклонений расположения поверхностей
      
      Отклонение профиля продольного сечения вала, допуск 0,005 мм.
      
      Отклонение круглости вала, допуск  0,005 мм
      
      Допуск радиального биения в заданном направлении  равный 0,02 мм относительно базы Г.
      
      Допуск радиального биения в заданном направлении равный 0,02 мм относительно баз Б и В.
     В этом чертеже технические требования указаны в соответствии с ГОСТ 2.316-68:
     1. Неуказанные предельные отклонении размеров  Н 14; h 14; ±
     Н 14 – отклонение, используемое для отверстия;
     h 14 – отклонение, используемое для вала; 
     ± - отклонение, используемое для прочих поверхностей.
     2. * Требование обеспечить технологически. 
     Данное условие обеспечивается настройкой токарного станка 1К62. У этого станка учтена настройка передней бабки для обеспечения параллельности оси вращения шпинделя относительно продольных направляющих.
     1.1.4.Анализ технологичности конструкции детали
      
     Проанализируем конструкцию детали «Вал» на технологичность. Что бы сделать это, пронумеруем все поверхности и размеры детали, это позволит нам установить число поверхностей. Таким образом, в рабочем чертеже детали, представленном на рисунке 2, представлены все пронумерованные поверхности, а в таблице 5 объединены все показателей технологичности.
     
      
     Рисунок 2 – Технологичность конструкции изделия
     




















Таблица 5 - Оценка количественных показателей технологичности

Проанализируем технологичность конструкции детали 
     1) Установим показатель унификации элементов по формуле:
                        (1.1)
где Qyэ - количество унифицированных стандартных размеров  элементов - резьбы, отверстия, фаски и т.д.
         Qэ - количество стандартных размеров  элементов в изделии.
     Тогда, показатель унификации равен 
     
     По рекомендации ЕСТПП КУЭ = 0,65 и выше. Значение этого коэффициента ниже значения рекомендуемого.
     2) Определим показатель точности обработки по формуле:
                            (1.2)
где Аср – средний квалитет точности обработки;
   А –точность обработки;
   ni – число измерений соответствующего квалитета.
   Таким образом, средний квалитет точности обработки определяется по формуле:
     
     Тогда, показатель точности обработки, рассчитаны по формуле (1.2),равен 
     
   Чем выше показатель точности Kт, тем технологичнее конструкция. При Kт?0,8 деталь считается весьма точной. Данная деталь относится к средней точности.
     3) Устаговим коэффициент шероховатости по формуле:
                    (1.3)
   
где Бср – средняя величина коэффициента приведения;
   Б – размер коэффициента приведения;
   niш – количество поверхностей соответствующего параметра шероховатости.
   Средняя размер коэффициента приведения рассчитывается по формуле и равна:
   
   
   
   Тогда, коэффициент шероховатости будет:
   
Поскольку 0,29>0,21, в таком случае деталь относится к средней точности.    
     4) Определим показатель применения заготовки:
                         (1.4)
где Мд – масса детали, г.; 
     Мз – масса заготовки, г.
Коэффициент применения заготовки равен:
   
Рекомендуемое значение коэффициента КЗ = 0,7 и выше. Вычисленное значение  ниже рекомендуемого.
Полученные значения объединяются в таблицу 6.
     5) Определим коэффициент использования станков с ЧПУ:
                     (1.5)
где Qпу – число оборудования с ЧПУ;
    Qоб – число оборудования
    Коэффициент использования станков с ЧПУ равен:
              
 Подходящее значение коэффициента равно 0,280. Вычисленный коэффициент ниже рекомендуемого.
Вычисленные количественные характеристики технологичности детали объединяем в таблицу 6.








Таблица 6 - Оценка количественных показателей технологичности конструкции детали
    
    Оценку качественных характеристик технологичности конструкции детали занесем в таблицу 7.
    
    Таблица 7 - Оценка качественных характеристик  технологичности конструкции детали

Анализ конструкции детали показал:
1. Изделие принадлежит к высокой точности.
2. В соответствии с коэффициентами количественных характеристик технологичности изделие считается не как не технологичным.




1.2.Анализ базового технологического процесса изготовления детали

     В этом пункте проанализируем маршрут технологического процесса механической обработки, содержание и последовательность выполнения переходов, базирование заготовки, средств технологического оснащения, используемых в базовом технологическом процессе.
     
1.2.1.Анализ маршрута технологического процесса механической обработки

     Деталь «Вал» относится к классу круглых стержней. В качестве аналога технологического процесса механической обработки вал используется единичный техпроцесс механической обработки детали «Вал » с СЗТЗС. При анализе технологического процесса, выявлены некоторые несоответствия требованиям ЕСКД: нумерация операций идет следующим образом(1,2,3 и т.д.), а следует нумеровать операции числами арифметической прогрессии (5,10,15 или 005,010,015 и т. д.); описание операций обозначаются только наименованием операции (токарная, фрезерная, слесарная и т.д.), по правилам наименование операций обработки должно записываться именем прилагательным, в именительном падеже и отражать применяемый вид оборудования, перед названием операции должен быть указан соответствующий ей код, выбранный по классификатору технологических операций (например: 4260 Фрезерно-центровальная; 4233 Токарная с ЧПУ; 4121 Сверлильная с ЧПУ  и т. д.);  указаны только модель и инвентарный номер (0203332 МР73), так же должны быть указаны код (обозначение, например: 000123458 381611 Вертикально-фрезерный станок 6Р13Ф3). Все технологические операции изложены по порядку, соответствующему основным принципам проектирования технологических процессов, т.е. после фрезерной и слесарной операций следует промывочная операция, после токарной операции следует слесарная операция. Количество данных операций достаточно чтобы добиться нужного результата, например получение размера нужной точности после слесарной обработки, а так же промывка детали, после слесарной операции, от мельчайших частиц металла оставшихся на изделии. В конце ТП имеются контрольная операция, на которой проверяется точность всех полученных размеров, а так же взаимное расположение полученных поверхностей. Базовый маршрут технологического процесса представлен в таблице 8.
Таблица 8 - Базовый маршрут технологического процесса 
№
опер.
Наименование операции
Оборудование


Тип
Модель
1
Заготовительная
Фрезерно-отрезной
8Б66
2
Фрезерно-центровальная
Фрезерно-центровальный
МР73
3
Токарная
Токарно-винторезный
1К62
4
Токарная
Токарный с ЧПУ
1Б732ф3
5
Токарная
Токарно-винторезный
1К62
7
Фрезерная

Вертикально-фрезерный
6Р12
11
Токарная

Токарно-винторезный
1К62
15
Круглошлифовальная

Круглошлифовальный
391
16
Сверлильная

Вертикально-сверлильный
2М135
17
Токарная

Токарно-винторезный
1К62
19
Круглошлифовальная

Круглошлифовальный
391
20
Резьбошлифовальная

Шлифовальный
1104
     Данный технологический процесс предназначен для серийного производства. В нём широко применяется универсальное оборудование. 

1.2.2 Анализ содержания и последовательности выполнения переходов на основных технологических операциях.
     Проведем анализ основных операций базового ТП по их структуре, содержанию и оформлению.
    Операционные карты должны быть оформлены по  ГОСТ3.1121-83 (форма 1 и 1а). В данном технологическом процессе отсутствуют операционные карты, а переходы изложены в маршрутном описании. На некоторых операциях не указано базирование.
     Операционные карты должны сопровождаться операционными эскизами, которые иллюстрируют положение заготовки на станке при обработке, обрабатываемые поверхности, размеры получаемых поверхностей, схему базирования и установки. На эскизах обрабатываемые поверхности должны быть выделены линией двойной толщины, на обрабатываемые поверхности должна быть указана шероховатость поверхностей в виде параметра Ra. Допустимо разрабатывать один эскиз на несколько операций, тогда он должен объединять в себе информацию по всем этим операциям. Карты эскизов должны выполняться по ГОСТ 2.301-68. В данном ТП эскизы отсутствуют.
    Для анализа основных операций базового ТП рассмотрим подробно операции технологического процесса.
    Фрезерно-центровальная
    Наименование операции соответствует применяемому оборудованию – Фрезерно-центровальный МР73
    Данная операция состоит из следующих переходов:
    1.Устонавить и закрепить заготовку.
    2.Фрезеровать торцы с двух сторон одновременнов в размер 638±0,3.
    3.Центровать торцы
    Данная запись не соответствует требованиям ГОСТ 3.1404-86. Переходы описаны в маршрутной карте ТП. Отсутствует информация об используемых приспособлениях, режущем инструменте, средствах измерения применяемых при выполнении переходов. Отсутствует запись о контроле исполнителем. После выполнения операции необходимо проконтролировать соответствие полученных размеров предлагаемому эскизу. 
    Токарная с ЧПУ.
    Наименование операции  соответствует применяемому оборудованию – Токарный с ЧПУ 1Б732ф3.
    Данная операция состоит из следующих переходов:
    Устонавить и закрепить заготовку.
    Выставить координаты нулевой точки Хо=665, Yо=180,Zо=0
    Установить и проконтролировать перфоленту
    Обточить поверхность с подрезкой торца, выдерживая размер ?42+0,12; 85±0,1.
    Обточить поверхность с подрезкой торца уступа, выдерживая размер ?65.6-0,1
    Обточить занижение ?64±0,1, выдерживая размеры 12+0,1и 11,7+0,1
    Обточить занижение ?64±0,1, выдерживая размеры 12+0,1и 11,7+0,1
    Обточить поверхность, выдерживая размер ?90,6-0,1
    Обточить 2 фаски 2х45°
    Проточить канавку Г
    Обточить фаску, выдерживая ?30°±1°;?24
    Обточить поверхность, выдерживая размер ?32-1
    Обточить поверхность, выдерживая размер ?42+0,12
    Обточить поверхность, выдерживая размер ?45,6-0,1
    Обточить поверхность, выдерживая размер ?43+0,2
    Обточить поверхность, выдерживая ?75±0,15; 8±0,1 с r=1
    Данная запись не соответствует требованиям ГОСТ 3.1404-86. Не указаны номера переходов. Отсутствует информация об используемых приспособлениях, режущем инструменте, средствах измерения применяемых при выполнении переходов. Не указаны данные по технологическим режимам. Отсутствует запись о контроле исполнителем. После выполнения операции необходимо проконтролировать соответствие полученных размеров предлагаемому эскизу. 
    Фрезерная.
    Наименование операции не соответствует применяемому оборудованию – станок вертикально-фрезерный 6Р13Ф3.
    Данная операция состоит из следующих переходов:
    Установить  и закрепить деталь.
    Выставить координаты нулевой точки Хо=25, Yо=100,Zо=0
    Установить и проконтролировать перфоленту
    Фрезеровать квадрат начисто, выдерживая размеры 24-0,28,18+0,27, с поворотом детали на 90°.
    Данная запись не соответствует требованиям ГОСТ 3.1404-86. Не указаны номера переходов. Отсутствует информация об используемых приспособлениях, режущем инструменте, средствах измерения применяемых при выполнении переходов. Не указаны данные по технологическим режимам. Отсутствует запись о контроле исполнителем. После выполнения операции необходимо проконтролировать соответствие полученных размеров предлагаемому эскизу. 
    Так как, в картах отсутствует информация о  позициях инструмента, диаметре или ширине обработки, длине обрабатываемых поверхностей, глубине резания, количестве  проходов, отсутствует информация и режиме резания: подача инструмента, частота вращения шпинделя, скорость главного движения резания, то указанные недостатки лишают возможности произвести обработку по предлагаемым операционным картам технологического процесса.
     В соответствии с ГОСТ 2.307-68 и 2.308-79 на операционных эскизах необходимо указывать размеры с отклонениями, рекомендуется указывать и квалитет точности. Шероховатость указывают по ГОСТ 2.309-73.
     Обозначение опор, зажимов, установочно-зажимных устройств и т. п. следует выполнять в соответствии с требованиями действующих государственных и отраслевых стандартов ГОСТ 3.11-07. Все это нужно будет учесть при разработке перспективного ТП.

1.2.3 Анализ базирования заготовок в базовом технологическом процессе.
     На операции  Фрезерно-центровальная  при сверлении центровых отверстий технологической базой будет являться цилиндрическая поверхность заготовки.
     На операции  Токарная технологической базой будет являться ось детали, конструкторской базой торец, а измерительной цилиндрическая поверхность.
     На операции Фрезерная технологической, конструкторской и измерительной базой является торец. Принцип единства баз соблюдается.
     На операции Токарно-винторезная технологической базой будет являться ось детали, конструкторской базой торец, а измерительной цилиндрическая поверхность. 
     На операции Сверлильная технологической, измерительной и конструкторской базами будет являться ось заготовки. На всех переходах соблюдается принцип единства баз.
     На операции Круглошлифовальной технологической, измерительной и конструкторской базами будет являться ось заготовки. На всех переходах соблюдается принцип единства баз.
     На операции Резьбошлифовальная принцип единства баз соблюдается, так как технологической, измерительной и конструкторской базами являет ось.
     1.2.4 Анализ средств технологического оснащения (оборудование, приспособления, инструмент), используемых в базовом технологическом процессе.
     На операциях базового технологического процесса применяются следующие станки: Фрезерно-отрезной 8Б66, Фрезерно-центровальный МР73,  Токарно-винторезный 1К62, Токарный с ЧПУ 1Б732ф3, Вертикально-фрезерный  6Р12, Круглошлифовальный 391, Вертикально-сверлильный 2М135, Шлифовальный 1104. Некоторые из данных моделей имеют устаревшую конструкцию, не самые качественные комплектующие, не самые высокие технические данные и самым главным недостатком можно выделить отсутствие программного управления станками (ЧПУ).  
     Приспособления для изготовления детали   типа   «Вал» в большей своей части универсальные. Есть и специальные приспособления, но они абсолютно не автоматизированы, имеют в основном «ручное» применение. 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     1.3 Патентные исследования.
     Тема патентных исследований: Выбор режущего инструмента для операций абразивной обработки в условиях гибкого производства
     
Предмет поиска (объект, его составные части)
Глубина 
осуществленного поиска
Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс МКИ
Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, дата публикации
Название изобретения, существенные признаки и цель (задача) изобретения
Способы изготовления абразивного инструмента
1986г.
СССР
№1227443
Дата публикации
30.04.1986
Способ изготовления абразивного инструмента.
Целью изобретения является повышение износостойкости инструмента, изготавливаемого методом холодного прессования и спекания, путем повышения его плотности



№2355558 дата публикации
10.02.2006

Способ изготовления абразивного инструмента.  Цель - повышение производительности обработки инструментом и расширение его технологических возможностей путем получения инструмента с пористостью до 35%.



№2396161 дата публикации 10.08.2010г.
Способ изготовления рабочего слоя абразивного инструмента из пороков сверхтвердых материалов.
Задачей является существенное сокращение времени нахождения порошков сверхтвердых материалов, особенно алмазных порошков, порошков кубического нитрида бора, входящих в состав рабочего слоя изготавливаемого абразивного инструмента, при повышенных технологических температурах (при температурах, отрицательно воздействующих на порошки сверхтвердых материалов), что дает возможность эффективно использовать при изготовлении инструментов методом порошковой металлургии микро-, субмикро- и нанопорошки, обеспечить сохранность свойств порошков в инструменте. Другой технической задачей является повышение срока службы пресс-форм и снижение энергоемкости процесса.
     
     
     1.4 Выбор исходной заготовки и метода ее получения.
     Форма заготовки должна быть максимально приближена к форме готовой детали с минимальными припусками на механическую обработку, а способ получения заготовки должен обеспечивать максимально возможный КИМ. 
     Для изготовления детали «Вал» в базовом технологическом процессе используется прокат в качестве заготовки, что нецелесообразно из-за большого припуска на механическую обработку. Рассмотрим альтернативные варианты получения заготовки. Для  стали 20Х  ГОСТ 4543-71 возможен метод получения заготовки  штамповка на ГКМ.
     Проведем анализ технико-экономических показателей для штамповки на ГКМ и заводского получения заготовки методом проката.
     Штамповка на ГКМ.
     Горизонтально-ковочная машина представляет собой механический кривошипный штамповочный пресс, имеющий разъемную матрицу, одна часть которой является подвижной – зажимной. Кроме главного деформирующего ползуна, имеется ползун, движение которого перпендикулярно движению главного.
     1)Выбираем класс точности поковки по таблице 19 [1]:
     Класс точности Т4 для горизонтально-ковочные машины.
     2)Назначаем группу:
     Выбираем группу М1, для стали 20Х.
     3)Выбор степени сложности:
     Степень сложности вычисляется как отношения массы (объема) Gп поковки к массе (объему) Gф геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки.
     Расчетная масса поковки определяется как масса подвергаемых деформации поковки (поковок) или ее частей. В массу поковки не входят масса облоя и перемычки пробитого отверстия.
     Ориентировочную величину расчетной массы поковки (Мп.р) допускается вычислять по формуле и равна
     Мп.р = Мд·Kр=9,6*1,6=15,36кг                     
     где Мп.р-расчетная масса поковки, кг;
     Мд-масса детали, кг;
     Kр-расчетный коэффициент [1]
     Масса геометрической фигуры, в которую вписывается данная форма поковки равна 15,74кг
     Таким образом, степень сложности, из расчета отношения массы поковки к массе геометрической фигуры Мп/Мф=15,36/15,74=0,98
     4)Определение исходного индекса:
     Исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений определяется в зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности поковки
     Исходный индекс  = G + M + C + T=13[1]
     5) Припуски на механическую обработку
     а) Припуск на механическую обработку включает основной, а также дополнительные припуски, учитывающие отклонения формы поковки. Величины припусков следует назначать на одну сторону номинального размера поковки.
     б) Основные припуски на механическую обработку поковок в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости поверхности детали по ГОСТ 2789.
     В зависимости от класса точности Т устанавливаются дополнительные припуски на механическую обработку.
     Назначение припусков при изготовлении детали «Вал» на молотах:
Припуски на поверхности назначаются по литературному источнику [1]:
     1. Основной припуск на одну сторону равен 1,3мм
     2. Смещение по поверхности разъема штампов равно 0,4мм
     3. Изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности равно 0,3мм
     4. Отклонение межосевого расстояния  равно 0,3мм
     5. Величина радиуса скруглений равна 1,0мм
     
     
     Рисунок 1 – Заготовка
     
     Технико-экономические расчеты.
     Экономическими показателями вариантов получения заготовок считаются:
     - коэффициент использования материала
     - технологическая себестоимость изготовления детали
     Рассчитаем технико-экономические показатели для метода получения заготовки методом поковки на молотах:
     Все данные взяты из литературного источника [1]
     Коэффициент использования материала определяется по формуле:
     =
     где 	q- масса готовой детали
     Q-масса заготовки
     Рекомендуемое значение КИМ в серийном производстве находится в пределах 0,65-0,75.Рассчитанный КИМ немного ниже нормативного.
     Технологическая себестоимость изготовления детали определяется по
     формуле:
     
     где - себестоимость заготовки.
      - стоимость механической обработки изменяющихся операций.
     Стоимость штампованных заготовок определяется по формуле :
      =
     -стоимость одного килограмма штамповки .
     -масса штамповки .
     q – масса готовой детали.
     -цена одной тонны отходов.
     Стоимость одного килограмма штамповки определяется на основе нормативной себестоимости  одной тонны штамповки при определенных условиях и элементно-коэффициента по формуле и равна:
     =
     где - нормативная себестоимость одной тонны штамповки при определенных условиях.
     Кт – поправочный коэффициент в зависимости от точности штамповки.
     Кс – поправочный коэффициент в зависимости от группы сложности штамповки.
     Кв – поправочный коэффициент в зависимости от массы штамповки.
     Км – поправочный коэффициент в зависимости от марки материала штамповки.
     Кп – поправочный коэффициент в зависимости от объема производства.[1]
     Технологическую себестоимость операций механической обработки, изменяющейся при замене одной заготовки на другую, рекомендуется определять по формуле и равна:
     
     где Т - трудоемкость механической обработки, мин
     Сm-часовая тарифная сетка за час
     ?- коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и начисления
     М-коэффициент многостаночности [1]
     Кв- коэффициент выполнения норм  [1]
     -себестоимость базового Машино-часа. [1]
     m- количество операций для данного варианта обработки
     Км- машино-коэффициент
     Трудоёмкость изменяющихся операций механической обработки можно определить методом укрупненного нормирования  каждой операции по формуле:
     
     где:   Тшт. – штучно-калькуляционное время, мин.
      =0,9 - коэффициент, зависящий от типа оборудования и от типа производства
     То – основное время =22мин.
     Рассчитаем технико-экономические по.......................