Методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине "Технологическая оснастка"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный федеральный университет»

ФИЛИАЛ ДВФУ в г. АРСЕНЬЕВЕ

Методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине «Технологическая оснастка»

Для студентов специальности 15.02.08 «Технология машиностроения»

Выполнил: Еловская Анна Ивановна

Преподаватель Филиала ДВФУ

г. Арсеньев

ул. Балабина 8/1 кв.18

г. Арсеньев

2016.

Содержание

Цель работы и выбор варианта задания………………………………………..3

1 Требования к оформлению работы…………………………………………...3

2 Содержание курсового проекта………………………………………………5

2.1 Разработка технического задания на проектирование приспособления…6

2.2 Расчет погрешности базирования…………………………………………..8

2.3 Методика расчета зажимных усилий………………………………………9

2.4 Разработка расчетной схемы приспособления и определение основных параметров зажимного устройства……………………………………………..16

2.5 Методика проектирования приспособлений………………………………18

2.6 Проверка деталей приспособления на прочность…………………………20

2.7 Расчет точности приспособления…………………………………………..22

2.8 Краткое описание конструкции и работы приспособления………………25

2.9 Оценка экономической целесообразности применения проектируемого приспособления…………………………………………………………………26

Литература………………………………………………………………………31

Приложение……………………………………………………………………..33

Задание и методические указания по выполнению

курсового проекта по дисциплине «Технологическая оснастка»

Цель работы и выбор варианта задания.

При изучении курса «Технологическая оснастка» студент выполняет контрольное задание. Оно имеет целью проверить качество и полноту усвоения основных положений, изложенных в курсе, определить умение студента ориентироваться в рекомендованной для изучения литературы и привить начальные навыки выполнения проектных технологических разработок. Работа выполняется по одному чертежу-заданию. Задание выдается студенту на установочной лекции по курсу «Технологическая оснастка».

Чертежи, полученные на специальности и на производстве, в ходе выполнения работ, должны быть откорректированы в соответствии с действующими стандартами.

1 Требования к оформлению работы

К оформлению курсового проекта предъявляются следующие требования.

1.1 Текстовая часть выполняется на стандартных листах, которые сшиваются. В состав записки входят: титульный лист, задание на проектирование, основная часть список методической литературы, приложения (таблицы, графики, иллюстрации).

На титульном листе указывается наименование дисциплины, номер контрольной работы и варианта, фамилия, имя, отчество студента.

1.2 Текст пояснительной записки должен быть кратким, с точными формулировками. Иметь ссылки на литературные источники, необходимые схемы и рисунки, соответствовать требованиям РД ДВПИ 18-84.

Текст записки делится на разделы, каждый из которых имеет наименование в соответствии с содержанием раздела. Логически связанные рассуждения в пределах раздела излагаются отдельными абзацами. Плотность текста 24-25 строк на странице, 40-50 знаков в полной строке. Текст записки должен выполняться в компьютерном варианте.

1.3 Общий план решения задачи и его элементы должны иметь обоснование. Решению каждой части задачи предшествует формулировка цели и условий, ограничивающих зону поиска. Обоснованиями могут служить типовые рекомендации, логические соображения, технико-экономические показатели. Расчетные обоснования рекомендуется иллюстрировать принципиальными схемами или эскизами. Результаты расчетов подлежат анализу, на основе которого формируются выводы и принимаются решения.

1.4 Все этапы разработок излагаются в логической последовательности. Каждый этап заканчивается выводами, принятыми решениями и если необходимо, рекомендациями по дальнейшему направлению решения задачи. В завершении работы дается общее заключение, в котором в краткой, четкой форме излагается цель работы, методы решения, достигнутые результаты.

1.5 Проведение консультаций и защита проекта.

При необходимости консультации студент может обратиться к преподавателю дисциплины, ведущему данный курс. Место, дни и часы консультаций указываются в расписании на специальности.

Работа, выполненная в соответствии с утвержденным заданием, в полном объеме и правильно оформленная, не имеющая принципиальных ошибок, допускается к защите. В случае неудовлетворительного выполнения или небрежного оформления, работа возвращается для переработки. Замечания преподавателя должны быть учтены при переработке в полном объеме. При невыполнении указанных требований первоначальное задание может быть заменено другим. Качество выполнения работы учитывается на экзамене.

2 Содержание курсового проекта

Введение

Машиностроение- ведущий комплекс отраслей в промышленности. Его уровень определяет дальнейшее развитие всего народного хозяйства.

Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий. Приспособления, рабочие и контрольные инструменты вместе взятые называют технологической оснасткой, причем приспособления являются наиболее сложной и трудоемкой её частью.

Современные механосборочные цехи располагают большим парком приспособлений. Наиболее значительную их долю ( 80-90% общего парка приспособлений) составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.

Использование приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки, сборки и контроля, облегчению условий труда; сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы на станке; снижению себестоимости продукции.

При разработке приспособлений имеются широкие возможности для проявления творческой инициативы по созданию конструкций, обеспечивающих наибольшую эффективность и рентабельность производства по снижению стоимости приспособлений и сокращению сроков их изготовления. Приспособления должны быть удобными и безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обработки, удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений, ремонта и замены изношенных деталей.

2.1 Разработка технического задания на проектирование приспособления

В техническом задании указывается наименование и функциональное назначение проектируемого приспособления; основные технические требования; программа выпуска деталей для проектируемого приспособления.

ТЗ на проектирование приспособления включает:

Операционный эскиз с указанием операционных размеров, допусков и шероховатости обрабатываемых поверхностей, схемы и способа базирования по ГОСТ 21495-76. представлен на рисунке 1

Например

Рисунок 1 – Операционный эскиз

Обрабатываемые поверхности на операционном эскизе выделяются утолщенной линией, размеры обрабатываемых поверхностей нумеруются.

Производится характеристика выбранных технологических баз. Например

В качестве технологической базы выбираем наружную поверхность вращения Ø D. Она обеспечивает нам двойную направляющую базу и лишает заготовку четырех степеней свободы: перемещения относительно одной оси и поворота относительно двух других осей. В качестве опорной базы выбираем поверхность торца. Она лишает заготовку одной степени свободы, перемещения относительно оси. Шестая точка– скрытая база появляется в момент закрепления заготовки и предотвращает поворот её относительно кулачков патрона.

Выбирается технологическое оборудование для данной операции и определяются его технические характеристики;

Назначаются режимы резания на данную операцию;

Определяется основное машинное время и штучное время для данной операции.

Основное машинное время рассчитывается для каждой конкретной операции.

Штучное время определяется по формуле (1)

Т_шт = ( Т_о + Т_в ) ∙ ( 1 + ), (1)

где

Т_о – основное машинное время;

Т_в – вспомогательное время рассчитывается по формуле (2)

Т_в = Т_уст. + Т_пер. + Т_изм., (2)

где

Т_уст. – время на установку, закрепление и снятие детали;

Т_пер. – время, связанное с переходами данной операции;

Т_изм. – время контрольных операций;

α – время на техническое обслуживание рабочего места в %;

β – время на организацию обслуживания рабочего места в %;

γ – время на отдых и личные надобности в %.

α + β + γ – в сумме можно принимать 10%, тогда штучное время рассчитывается по формуле (3):

Т_шт = 1,1∙ ( Т_о + Т_в ), (3):

2.2 Расчет погрешности базирования

Например для приведенной выше погрешности базирования для размера А равна 0, так как технологическая и измерительная базы совпадают, для размера В погрешность базирования равна допуску δ на размер А, так как технологическая и измерительная базы не совпадают.

При установке вала в призме с углом α = 90⁰ погрешность базирования для размера А равна ε_ба = 0,2δ_D. Представлена на рисунке 2

Рисунок 2 – Установка вала в призме

где

δ_D – допуск на диаметр базовой поверхности.

2.3 Методика расчета зажимных усилий

2.3.1 При расчете зажимных устройств решаются две задачи: прямая и обратная.

Прямая задача: по заданным режимам обработки и требуемой точности обработки определяют зажимное усилие W_о.

Алгоритм расчета представлен на рисунке 3

Рисунок 3 – Алгоритм расчета

1. Исходные данные для расчета, т.е. схема установки с указанием точек базирования, силы резания, действующие на заготовку с указанием точек приложения и направлениям, требуется точность обработки δ.

2. Выбор схемы закрепления, с указанием точек приложения зажимных сил и их направлением;

3. Расчет силы резания Р_z, старающейся сдвинуть заготовку.

4. Расчет зажимного усилия W_o, старающегося удерживать заготовку.

5. Расчет деформаций и погрешности закрепления Δ.

6. Сравнение Δ и δ. Если Δ δ, о пересматривают либо исходные данные 1, либо схему закрепления 2. Если Δ ≤ δ, то

7. Определяют конструкцию зажимного устройства.

8. Производят расчет размеров зажимного устройства.

9. Принимают размеры зажимных устройств по ГОСТу.

Обратная задача: по выбранной схеме установки и закрепления определяют допустимые силы резания.

Алгоритм расчета представлен на рисунке 4

Рисунок 4 – Алгоритм расчета

1. Исходные данные, требуется точность обработки δ.

2. Выбор схемы установки и закрепления заготовки.

3. Расчет режимов по заданному W_о и Δ.

4. Если Δ δ, то изменяют 3.

В процессе закрепления вся система приспособления находится в равновесии, т.е. сила трения между установочными элементами и базовой поверхностью заготовки, создаваемая зажимной силой W_о должна быть больше или равна сдвигающей силе Р_z.

F_тр ≥ P_z

Сила трения рассчитывается по формуле (4):

F_тр = W_о ∙ f , (4)

где

f – коэффициент трения.

Для надежности закрепления расчетную силу Р_z всегда увеличивают на коэффициент запаса К. тогда условие равновесия рассчитывается по формуле (5):

W_о ∙ f = k ∙ P_z, (5)

Отсюда зажимная сила рассчитывается по формуле (6):

W_о = (6)

f следует брать:

• при контакте число обрабатываемых поверхностей с установочными элементами f =0,1÷0,15;

• при контакте необработанных базовых поверхностей с установочными пальцами f =0,2÷0,3.

• ри контакте с закаленными рифлеными опорами f=0,7÷0,9 в зависимости от насечки и глубины рисунка.

Коэффициент запаса рассчитывается по формуле (7):

К = К_о ∙ К₁ ∙ К₂ ∙ К₃ ∙ К₄ ∙ К₅∙ К₆, (7)

где К_о = ,

К₀ = 1,5÷2,5

– учитывает неточность расчетных формул = 1,1÷ 1,3.

Меньшие значения для однозвенных механизмов. Большие значения для многозвенных.

– несовершенство расчетной схемы = 1,1 ÷ 1,2.

Большие значения для многозвенных нежестких механизмов.

– учитывает внезапные факторы (твердые включения в материале, выкрашивание резца) = 1,2 ÷ 1,3

К₁ – учитывает состояние обрабатываемой поверхности.

Для чисто обрабатываемых К₁ = 1.

Для необработанных поверхностей К₁ = 1,2.

К₂ – учитывает закрепление инструмента К₂ = 1,3 ÷ 1,7.

К₃ – учитывает условия резания.

Спокойное К₃ = 1

Прерывистое К₃ = 1,2

К₄ – учитывает постоянство зажимного усилия

Для пневмо и гидроприводов К₄ = 1

Для ручных приводов К₄ = 1,3

К₅ – учитывает удобство расположения рукоятки

При повороте рукоятки 90⁰ К₅ = 1,2;

⁰ К₅ = 1.

К₆ – учитывает площадь опоры. Для опор с ограниченной поверхностью К₆ =1.

Для больших опорных поверхностей К₆ = 1,5.

2.3.2 Типовые схемы закрепления заготовок представлены на рисунках 5 – 9

1.

Рисунок 5 – Типовые схемы

Сила резания и сила зажима действуют в одну сторону на опору. Сила резания Р_z помогает W_о .

W_о = Р_z

2.

Рисунок 6 – Типовые схемы

Р_z и W_о действуют в разные стороны. Р_z старается оторвать заготовку от опоры. Сила зажима рассчитывается по формуле (8):

W_о = К∙ Р_z, (8)

3.

Рисунок 7 – Типовые схемы

Сила резания и сил зажима действуют под углом к друг другу. Сила резания Р_z противодействует силы трения F₁ и F₂ и рассчитываются по формулам (9 ,10,11):

К∙ Р_z = F₁ + F₂ , (9)

К∙ Р_z = W_оf₁ + W_о f₂ , (10)

W_о =, (11)

Если принять, что f₁=f₂ =0,1,то сила зажима рассчитывается по формуле (12 ):

W_о = = 5К∙ Р_z, (12)

4.

Рисунок 8 – Типовые схемы

С одной стороны на заготовку действует сила Р_z, которая старается повернуть заготовку относительно кулачков и сила Р_х, которая старается сдвинуть заготовку относительно кулачков. С другой стороны им противодействует сила трения между кулачками и базовой поверхностью заготовки, создаваемая зажимной силой W_о , которая рассчитывается по формулам (13,14):

К∙Р_z ∙d = W_о ∙ f ∙ D, (13)

W_о = , (14)

Усилие зажима на одном кулачке рассчитывается по формуле (15):

W_о1 = , (15)

где

n – число кулачков

Для силы Р_х усилие зажима рассчитывается по формуле (16,17):

К∙ Р_х = W_о ∙ f , (16)

W_о = , (17)

Решаются оба уравнения и за основу берут больше значение W_о.

Закрепление детали на разжимной оправке.

Как и в кулачковом патроне на деталь с одной стороны действует сила Р_z и сила Р_х . С другой стороны им противодействует сила F_тр, создаваемая между разжимными элементами оправки и базовой поверхностью отверстия заготовки. Поэтому расчет зажимного усилия аналогичен расчету для кулачкового патрона.

5.

Рисунок 9 – Типовые схемы

При сверлении отверстия на заготовку действует крутящий момент М_св и осевая сила Р_о. Им противодействует сила трения между установочными элементами и базовой поверхностью заготовки. Усилие зажима рассчитывается по формуле (18):

W_о = , (18)

2.3.3 Анализ схемы взаимодействия сил резания и сил зажима для примера приведенного в методическом пособии представлен на рисунке 10

Рисунок 10 – Анализ схемы взаимодействия

Усилие зажима рассчитывается по формуле (19):

W_о = , (19)

где

К – коэффициент запаса

Р_z – сила резания;

d – диаметр обрабатываемой поверхности;

n – число кулачков;

f – коэффициент трения;

D – диаметр базовой поверхности

2.4 Разработка расчетной схемы приспособления и определение основных параметров зажимного устройства

Для примера, приведенного в методическом пособии в качестве зажимного устройства, выбираем кулачковый патрон с пневмоприводом.

Разрабатываем расчетную схему приспособления и она представлена на рисунке (11):

Рисунок 11 – Схема приспособления

Определяем силу Q, развиваемую на штоке пневмоцилиндра по формуле (20, 21):

Q = W_о∙ n ∙ k¹ (, (20)

, (21)

где

К¹ – коэффициент дополнительного трения в патроне;

К¹ = 1,05

L – вылет кулачка;

l₁ – длина направляющей части кулачка;

f¹ – коэффициент трения в направляющей кулачка

f¹ = 0,1

а и в – плечи кулачка.

Определяем требуемый диаметр пневмоцилиндра и рассчитываем по формуле (22):

, (22)

где

Р – расчетное давление воздуха в пневмосистеме =0,4МПа;

– коэффициент потерь на трение.

Отсюда диаметр пневмоцилиндра рассчитвается по формуле (23):

, (23)

По ГОСТ 15608-70 выбираем ближайший диаметр пневмоцилиндра.

2.5 Методика проектирования приспособлений

Исходными данными для проектирования приспособлений являются:

1. Рабочие чертежи заготовки и готовой детали и технические условия на деталь;

2. Операционный эскиз заготовки на предшествующую и выполняемую операции;

3. Карта технологического процесса обработки данной заготовки с указанием последовательности и содержанием операций, принятым базированием, используемого оборудования и инструмента, режимов резания, а так же проектной нормы штучного времени с выделением вспомогательного времени на установку, закрепление и снятие заготовки;

4. ГОСТы и нормали на детали и узлы станочных приспособлений, а также альбомы нормализованных конструкций приспособлений.

Конструирование приспособления должно быть увязано с разработкой технологического процесса изготовления детали, так как при разработке процесса выбирают технологические базы. Устанавливают маршрут обработки с указанием промежуточных размеров и допусков на них, уточняют содержание технологических операций и разрабатывают эскизы обработки, дающие представление об установке и закреплении заготовки, устанавливают режимы резания, определяют штучное время на операцию по элементам, выбирают режущий инструмент, а также тип и модель станка.

Кроме того, необходимо знать основные размеры станка, связанные с установкой приспособления (размеры стола, размеры и расположение Т- образных пазов, наименьшее расстояние от стола до шпинделя, размер конуса шпинделя и т.п.) и общее состояние станка. В зависимости от производственных возможностей и программы выпуска выбирают конструкцию приспособления, а также решают вопрос о применении сменных быстро изнашиваемых деталей приспособления.

Разработку общего вида приспособления начинают с нанесения на лист контура заготовки. В зависимости от сложности его схемы вычерчивают несколько проекций заготовки. Заготовку целесообразнее показывать условными линиями (тонкие линии или штрихпунктирными), чтобы она выделялась на чертеже приспособления. После этого последовательно наносят отдельные элементы приспособления вокруг контуров заготовки. Сначала вычерчивают установочные элементы (опоры), затем зажимные устройства, направляющие элементы инструмента и вспомогательные устройства, затем определяют контуры корпуса приспособления.

На общем виде приспособления указывают его габаритные размеры и размеры, которые нужно выдерживать при сборке приспособления, а также технические требования к его сборке. В технических требованиях следует указывать усилие зажима заготовки, допустимую силу резания, усилие на рукоятку зажимного устройства. Для пневмо и гидроприводов допустимое минимальное давление в магистрали пневмо и гидропривода.

При вычерчивании общего вида приспособления устанавливают допуски на размеры точных сопряжений. По точности исполнения эти размеры можно разбить на три группы:

К первой группе относятся размеры сопряжений, от которых зависит точность выполняемой обработки (например, расстояние между осями кондукторных втулок при сверлении). Неточность этого размера влияет на расстояние между осями просверленных в заготовке отверстий. К этой же группе относятся размеры установочных элементов.

Во вторую группу входят размеры тех сопряжений, от погрешности которых точность обработки не зависит (например, размеры зажимных устройств, выталкивателей и других вспомогательных устройств).

К третьей группе относятся свободные размеры поверхностей.

Допуски на размеры первой группы следует задавать в 2 ÷ 3 раза меньше допусков на размер заготовки, выдерживаемых при обработке.

Допуски на размеры второй группы назначают в зависимости от характера и условий работы сопряжения. Обычно они соответствуют 7 ÷9 квалитета точности.

Свободные размеры выполняют по 12 ÷ 14 квалитетам точности.

2.6 Проверка деталей приспособления на прочность

Например: Проверить прочность рычага по напряжениям изгиба.

Рисунок 12

R = R=

Рисунок 13

Напряжение изгиба рассчитывается по формуле (24,25,26):

σ_изг = М_х = Р∙ l, (24)

W_х = , (25)

σ_изг = σ_изг , (26)

Проверить ось рычага на срез и смятие и расчитывается по формуле (27,28,29):

, (27)

, (28)

, (29)

Эскиз представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 – Эскиз

Проверить резьбу по напряжениям смятия и среза по формуле (30):

, (30)

где

Z_в = – число винтов резьбы в гайке высотой Н;

S – шаг резьбы;

h – высота профиля резьбы;

πd₂ – длина одного винта резьбы по внутреннему диаметру резьбы.

К = 0,8 для треугольной резьбы;

К = 0,5 для прямоугольной резьбы;

К = 0,65 для трапецеидальной резьбы.

Допускаемые напряжения можно принимать:

[σ_см ] = 200МПа [σ_изг ] = 180÷ 200МПа

[τ_ср ] = 100МПа

2.7 Расчет точности приспособления

Определить погрешности, связанные с использованием установочного приспособления по формуле (31):

, (31)

где

ε_ус – характеризует неточность положения установочных элементов приспособления. Технологические возможности изготовления приспособлений обеспечивают ε_ус в пределах до 15мкм, а для прецизионных приспособлений до 10мкм. ε_и – характеризует износ установочных элементов приспособления.

Погрешностьдля опор с малой поверхностью контакта с заготовкой определяется по формуле (32):

ε_и = β₁ ∙ Nⁿ, (32)

Погрешностьдля опор с развитой несущей поверхностью определяется по формуле (33):

ε_и = β₂ ∙ N , (33)

где

N – число контактов заготовки с опорой;

β₁ и β₂ – постоянные величины (см. приложение табл.1);

n = 0,4 – 0,6, приближенно = 0,5

Большие значения β₁ и β₂ выбирают для тяжелых условий работы опор по нагрузке пути сдвига, времени неподвижного контакта и абразивному воздействию заготовки.

Приведенные данные относятся к опорам из стали 20, 20Х, 45. Износ опор из стали У8А уменьшается на 10% –15%, хромированных в 2–3 раза и наплавленных твердым сплавом в 7–10 раз.

ε_с – выражает погрешность установки приспособления на станке. Смещение приспособления на станке уменьшают применением направляющих элементов ( шпонка для пазов стола, центрирующие пояски, фиксаторы), правильным выбором зазоров с сопряжениях, а также равномерной затяжкой крепежных деталей. Величина ε_с составляет 10–20мкм. При использовании приспособления в массовом производстве ( операции закреплены за каждом рабочим местом ) и ε_ус.; ε_с. компенсируются настройкой станка.

ε_пр = ε_и ,

Если используется многоместное приспособление, то погрешность определяется по формуле (34):

ε_пр = , (34)

Определяется погрешность установки заготовки в приспособлении по формуле (35):

ε_у = , (35)

где

ε_б – погрешность базирования;

ε_з – погрешность закрепления по справочной таблице (10,стр65÷69);

ε_пр – погрешность приспособления.

Определяется допустимая погрешность установки заготовки по формуле (36):

= , (36)

где

δ – допуск на выполняемый размер поверхности;

∑Δ_ф – суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате геометрических погрешностей станка и деформации заготовки при её закреплении.

Погрешность формы может составлять 60% от допуска δ. Для расчетов ∑Δ_ф можно условно принимать 10–15% от допуска на размер δ.;

Δ_у – погрешность, вызываемая упругими отжатиями технологической системы рассчитывается по формуле (37):

Δ_у = w ∙ P_z, (37)

где

w – податливость системы, мкн/Н ( см. приложение табл.2);

P_z – сила резания рассчитывается по формуле (6т2, с,261-300);

Δ_н – погрешность настройки станка на размер обрабатываемой поверхности (см. приложение табл.3);

Δ_и – погрешность от размерного износа инструмента рассчитывается по формуле (38):

Δ_и = , (38):

где

и_о – относительный (удельный) износ инструмента, мкн/км (см. приложение табл.4);

L – резания в м. Длина резания рассчитывается по формуле (39):

L =, (39)

где

D – диаметр обрабатываемой детали, мм.

l – длина обрабатываемой поверхности в мм;

S – подача, мм/об.

При торцевом фрезеровании длина резания рассчитывается по формуле (40):

L = , (40)

где

l – длина прохода в мм.;

В – ширина фрезеруемой площади в мм.;

Z – число зубьев фрезы;

S_z – подача фрезы мм/зуб

Δ_τ – погрешность обработки, вызываемая тепловыми деформациями технологической системы.

При длительности операции до 5 мин тепловые деформации могут составлять от 5 до 12мкм в зависимости от скорости резания, подачи, глубины резания.

Для принятой схемы установки должно выполняться условие ε_у ≤. В противном случае следует изменить построение операции обработки или схему установки заготовки.

2.8 Краткое описание конструкции и работы приспособления

Указывается назначение приспособления, для каких операций разработано приспособление, основные технические характеристики приспособления: развеваемое зажимное усилие, допустимая сила резания, точность приспособления. Принцип работы приспособления.

2.9 Оценка экономической целесообразности применения проектируемого приспособления

Для определения экономичности приспособлений обычно сопоставляют различные их конструктивные варианты для данной операции.

Принимая одинаковые расходы на режущий инструмент, амортизацию станка и электроэнергию. При осуществлении этих вариантов определяют и сопоставляют элементы себестоимости обработки, зависящие от конструкции приспособления.

Себестоимость обработки детали в данном приспособлении в руб. можно определить по следующей формуле (41):

С₂ = 3_шт( 1+_ )+ _ ( _ + _ ), (41)

где

3_шт – зарплата станочника, отнесенная к одной детали, руб.

Н_ц – цеховые накладные расходы на заработную плату в %. Можно принимать до 300%

3_пр – затраты на изготовление приспособления в руб.

П – годовая программа выпуска детали в шт.

Р_пр – расходы, связанные с применением приспособления: ремонт(ремонт, регулировка), %.

А_пр – срок амортизации приспособления, год.

3_шт определяются по следующей формуле (42):

3 _шт = _{ ∙} 3час. , (42)

где

Т_шт – штучное время данной операции в часах.

3 _час – часовая тарифная ставка рабочего соответствующего разряда в рублях.

Поскольку точные значения затрат на изготовления приспособления можно определить на основе калькуляции только после составления рабочих чертежей и разработки технологических процессов изготовления приспособления, то можно пользоваться приближенным способом определения затрат на изготовление приспособления определяется по формуле (43):

З_пр = n ∙ K, (43)

где

n – Количество деталей приспособления.

К – постоянная зависящая от сложности приспособления в рублях.

Для простых приспособлений К = 150, для приспособлений средней сложности К = 300 и для сложных приспособлений К=400.

Величину А_пр принимают равной сроку в годах, в течение которого конструируемое приспособление будет использовано для выпуска заданной продукции. Если производимая продукция носит постоянный характер, то для простых приспособлений А_пр = 1 в году, для приспособлений средней сложности 23 года и для сложных приспособлений 4_ лет.

Величину Р_пр берут равной 20%.

Определяется экономический эффект от внедрения приспособления по формуле (44):

Э = (С₁-С₂) ∙ П, (44)

где

С₁ – себестоимость операции обработки детали до внедрения приспособления.

С₂ – себестоимость обработки детали после внедрения приспособления.

П – годовая программа обработки деталей с применением данного приспособления.

Определяется экономическая эффективности внедренного приспособления, то есть время окупаемости затрат на изготовление приспособления рассчитывается по формуле (45)

Т = , (45)

В зависимости от сложности приспособления Т должно быть в пределах от 0,5 до 1 года.

Технико–экономические расчеты для УСП и УНП отличны от метода, приведенного выше, так как они должны отражать затраты на особенности изготовления и эксплуатации компоновок при условии их возможной многократной сборки.

Так годовые затраты Р_УСП на одну компоновку УСП можно рассчитать по следующей формуле (46):

, (46)

где

В₁ – затраты на вспомогательные материалы и инструмент;

В₂ – размер амортизационных отчислений за комплект УСП, зарплата конструкторов с накладными расходами;

В₃ – средние затраты на однократную сборку и наладку одной компоновки УСП с соответствующими накладными расходами;

М_к – количество оригинальных компоновок УСП, собираемых в течение года (М_к = 500÷ 5000);

К – кратность (повторяемость сборки одной и той же компоновки в течение года) рассчитывается по формуле (47):

÷ 24, (47)

где

х – количество деталей в партии.

Из формулы видно, что годовые затраты Р_усп на одну компоновку зависят от двух переменных М_к и К.

Большой комплект деталей УСП нерационально использовать при небольшом количестве компоновок, поэтому для каждого комплекта УСП имеется оптимальное количество компоновок М_к , больше которого из данного комплекта собирать затруднительно, а меньше невозможно. Увеличение числа компоновок сверх оптимального, для данного комплекта, приводит к незначительному сокращению затрат на одну компоновку.

Годовые затраты Р_унп на одно универсально– наладочное приспособление, имеющие m сменное наладок, складывается из затрат на универсальную часть приспособления и затрат на m сменных наладок.

При последовательной установке сменных наладок образуется ряд модификаций УНП, с помощью которых можно выполнить m детале- операций. Следовательно затраты, приходящиеся на оснащение одной детали операции будут в m раз меньше, чем затраты на весь ряд модификации.

Годовые затраты на компоновку одного УНП можно рассчитать по формуле (48):

, (48

где

А_а– коэффициент амортизации 0,33;

А_э – коэффициент эксплуатации 0,2;

С_уп – себестоимость УП в металле;

А_п – коэффициент проектирования 1;

А_э1 – коэффициент эксплуатации сменной наладки 0,2;

С_п – средняя себестоимость одной сменной наладки;

m – количество сменных наладок, изготовленных для данного УП;

Т_э – время эксплуатации в годах.

Количество сменных наладок m на одно базовое УП находится в обратной зависимости от величины программы. Чем больше программа, тем больше времени требуется для обработки всех деталей одного наименования и тем меньше количество сменных наладок, которое можно закрепить за одним УП. Следовательно, уменьшение m соответствует увеличению масштаба выпуска, при котором выгоднее применять не УНП, а специальную оснастку.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основная литература:

1. Оборудование и оснастка промышленного предприятия: Учебное пособие / В.П. Иванов, А.В. Крыленко. - М.: ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2012. - 234 с. http://znanium.com/bookread.php?book=249251

2. Оборудование и оснастка промышленного предприятия: Учебное пособие / В.П. Иванов, А.В. Крыленко. - М.: ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2012. - 234 с. .http://znanium.com/bookread.php?book=249251

3. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы [Электронный ресурс] : справочник / В. К. Свешников. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2010. – 640 с. http://znanium.com/bookread.php?book=373601

4. Черпаков, Б.И. Технологическая оснастка. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 288 с.

Дополнительная:

1. Выжигин, А. Ю. Гибкие производственные системы [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. Ю. Выжигин. - М.: Машиностроение, 2009. - 288 с. http://znanium.com/bookread.php?book=373564

2. Белоусов, А.П. Проектирование станочных приспособлений. М.: Высш. шк., 2006.-320с.

3. Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков. -М.:Маш.,2006.-450с.

4. Ансеров, М.А. Приспособления для металлорежущих станков.-Л.: Маш., 2006.-250с.

5. Лепешкин, А.В. Гидравлические и пневматические системы: учебник для студ. учреждений СПО / А.В. Лепешкин, А.А. Михайлин; под ред. проф. Ю.А. Беленкова.- 6-е изд,. стер. – М.: Академия, 2012.- 336 с.

Нормативно-правовые материалы

1. ГОСТ 24642-81 Допуски формы и расположения. Термины и определения.

2. ГОСТ 24643-81 Допуски формы и расположения. Числовые значения.

3..ГОСТ 25548-82 Конуса и конические соединения. Термины и определения.

4. ГОСТ Р ИСО 9003-96 Система качества. Модель обеспечения качества при контроле и испытаниях готовой продукции

5. ГОСТ 2.308-79 Допуски формы и расположения поверхностей.

6. ГОСТ 2.309-73 Обозначение шероховатости поверхности.

7.. Подшивка журнала: «Стружка», 2007-2010 гг.

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»

1. http: // www.ic-tm. ru / - Издательский центр «Технология машиностроения»

2. http: // www.i-mash. ru / - Специализированный информационно- аналитический интернет ресурс, посвященный машиностроению.

3. http: // www.lib-bkm. ru / - «Библиотека машиностроителя»

4. http: // www.twirpx .com / - Лекции по технологии машиностроения. Энциклопедии по машиностроению ( Эелектронный ресурс).-Электрон, тестовые данные-М.: 2012.

5. http: // libgost. ru / . Библиотека гостов и нормативных документов (Электронный ресурс).- Электрон тексовые данные –М:2011.

Приложение

Таблица 1 – Значения коэффициентов β₁ и β₂

Вид опоры	β1		β2
Со сферической головкой	0,5–2,0	С плоской головкой	0,4–0,8
С рифленой головкой	0,6–2,5	Пластинки опорные	0,002-0,004
Призмы	0,3-0,8	Пальцы цилиндрические	0,001–0,002
Пальцы ромбические	0,2-0,6

Таблица 2 – Ориентировочные значения жесткости и податливости станков

Жесткость станка j кн/мм	20	25	30	40	50	60	80	100
Податливость станка w мкн/Н	0,05	0,04	0,033	0,025	0,02	0,017	0,012	0,01

Таблица 3 – Средние допускаемые погрешности настройки Δ_н

для лезвийных инструментов в мкм

Интервалы выдерживаемых размеров,мм	Обработка
	Черновая	Чистовая	Тонкая	Однократная
до 30	40–100	10	5	20
Св.30 до80	60–150	20	6	25
«80 «180	80-200	30	7	30
«180 «360	100-250	40	8	40
«360 «500	120–300	50	10	50

Меньшие значения принимать при обработке точных черных заготовок, большие значения при обработке грубых заготовок.

Таблица 4 – Значения относительного износа режущего инструмента

Материал режущего инструмента	Относительный износ ио , мкм/км
	Сталь углеродистая	Сталь легированная	Серый чугун	Чугун НВ 375-400	Цветные сплавы
Т60К6	0,7-4	0,7-4	-	-	-
Т30К4	3-4	4-6	-	-	-
Т15К6	5-7	9-10	-	-	-
Т15К10	8	12-13	-	-	-
ВК9	-	65	-	-	-
ВК8	-	17-25	13-14	-	2-4
ВК6	-	-	14	-	-
ВК4	-	25-30	-	-	-
ВК3	-	-	4-26	12	-
ЦН332	0,5-1	1-6	-	9	-
Алмаз	-	-	-	-	0,0005-0,001

37