- •1. Технологическая часть
- •1.1 Описание детали (назначение, особенности конструкции, химический состав и физико-механические свойства материала
- •1.2 Определение типа производства
- •1.3 Выбор прогрессивного способа получения заготовок
- •1.4 Содержание и структура заданной технологической операции
- •1.5 Характеристика и назначение станка
- •1.6 Режущий инструмент для заданной технологической операции
- •1.7 Расчет режимов резания для заданной технологической операции
- •1.8 Определение основного (технологического) времени на обработку, времени на установку и снятие детали
- •1.9 Разработка управляющей программы на заданную технологическую операцию
- •2 Проектирование электропривода главного движения
- •2.1 Выбор системы управления электроприводом
- •2.2 Предварительные расчеты по выбору элементов системы управления
- •2.2.1 Выбор электродвигателя
- •2.2.2 Выбор тахогенератора
- •2.2.3 Расчет и выбор трансформатора
- •2.2.4 Выбор вентилей
- •2.2.5 Определение расчетных параметров якорной цепи: требуемой индуктивности, суммарной индуктивности, суммарного активного сопротивления
- •2.3 Расчет статистических показателей элементов сау
- •2.4 Расчет динамики системы автоматического регулирования
- •2.4.1 Анализ устойчивости системы автоматического регулирования
- •2.4.2 Синтез корректирующего устройства
- •2.4.3 Преобразование аналогового регулятора в цифровой
- •2.5 Практическая реализация системы управления электропривода главного движения
- •2.5.1 Анализ существующих средств автоматизации
- •2.5.2. Выбор измерительных устройств (датчик скорости)
- •2.5.3 Выбор управляющего контроллера с указанием технических характеристик
- •3 Организационная часть
- •3.1 Организация рабочего места оператора
- •3.2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности
- •3.3 Мероприятия по экологической безопасности
- •4 Расчётная часть
- •4.1 Расчет технологической себестоимости обработки на базовом станке и на станке с измененным электроприводом
- •4.2 Расчет экономического эффекта
1. Технологическая часть
1.1 Описание детали (назначение, особенности конструкции, химический состав и физико-механические свойства материала
Ниппель переходной применяется а тех случаях, когда необходимо выполнить соединение труб различного диаметра, кроме того, он может обеспечить изменение скорости потока жидкости в трубах, имеющих маленький диаметр. Ниппель переходной может быть концентрического и эксцентрического типа. Вертикальные трубы обычно соединяются концентрическими переходными ниппелями, а горизонтальные – эксцентрическими.
Ниппель для временного соединения обычно снабжается односторонним клапаном и используется во всевозможных пневматических (надувных) устройствах, в частности, велосипедных, автомобильных и авиационных шинах, спасательных плотах и жилетах, мячах и т. п.
В случае постоянного соединения трубопроводов ниппель может попутно исполнять и функцию их механического (силового) скрепления. В частности, сантехнический радиаторный ниппель применяется для соединения между собой секций батарей отопления и выполняется одновременно с левой и правой резьбой, что позволяет, вращая его специальным ниппельным ключом, стягивать вместе обе детали одновременно.
Таблица 1- Химический состав Ст40Х ГОСТ 4543-71
Марка стали |
Массовая доля элементов в % | ||
Углерод |
Марганец |
Кремний | |
Ст40Х |
0,14-0,22 |
0,40-0,65 |
0,12-0,30 |
Таблица 2- Физико-механические свойства Ст40Х ГОСТ 4543-71
Марка стали |
Временное сопротивле-ние разрыву Rm, МПа |
Предел текучести, Rр0,2, МПа |
Относительное сужение Z, % |
Ст40Х |
380-490 |
250-210 |
26-23 |
1.2 Определение типа производства
Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих характеристику организационно-технологическо-производственного процесса, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода
Для изготовления детали(червяк) в количестве 2100 штук выбираем тип производства по следующим критериям:
Количество - 2100шт, масса-0,8 кг, следовательно тип производства –среднесерийный, для которого характерны следующие признаки:
-номенклатура - ограничена сериями;
-повторяемость выпуска - периодический повтор;
-применяемое оборудование - универсальное и специальное;
-расположение оборудования- групповое;
-разработка техпроцесса- подетальная;
-применяемый инструмент- универсальный и специальный;
-закрепление деталей и операций за станками - определенные операции и детали закреплены по техпроцессу;
-себестоимость и трудоемкость единицы продукции – средняя
Определяем предварительный размер партии:
(1)
N-годовой выпуск изделий;
t-количество дней, на которое необходимо иметь запас деталей;
t=10-для средних деталей;
Ф-число рабочих дней в году, Ф=247дней
Определяем количество партий:
(2)
1.3 Выбор прогрессивного способа получения заготовок
Процесс метода получения заготовки тесно связан с последующей механической обработкой, трудоемкостью, которая в высокой степени зависит от точности выполнения заготовки и приближения ее формы к конфигурации заготовки.
Для определения правильного способа получения заготовки необходимо учитывать материал детали, условия ее эксплуатации, технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, форму и размеры детали. Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа перечисленных факторов и технико-экономического расчета себестоимости детали. Оптимальным считается метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из нее детали при минимальной себестоимости.
Сравним два варианта получения заготовки из круглого сортового проката и поковкой в подкладных штампах. При методе получения заготовки
поковкой мерные отрезки сортового проката, нарезанного на механической пиле, подогревают в печи кузнечного цеха, после чего подают на ковку паровоздушными молотами в подкладных штампах. После горячей ковки заготовка принимает цилиндрическую форму со ступенями.
Вариант 1
По первому варианту заготовка изготавливается из сортового проката круглого профиля по ГОСТ 2590-88.
Размер проката рассчитываю исходя из припусков на механическую обработку [4, стр.41, табл. 3.13]. При точении припуск на обработку составляет 3,8 мм.
По расчетным данным выбираю размер сортового проката обычной точности:
Круг 52 ГОСТ 2590-88
Ст3сп 2 ГОСТ 380-71
Определяем припуск на подрезку торцовых поверхностей заготовки
[3, стр.40, табл. 3.12].
Припуск составляет zподр=1,9 мм на сторону.
Общая длина заготовки:
Lз= Lд+2·zподр, (3)
Lд – номинальная длина детали, мм.
Lз= 77+2·1,9=80,8 мм
Объем Vз , см3, заготовки находим по формуле:
Vз, (4)
Dз.п.- диаметр заготовки, взятый с плюсовым припуском;
Vз см3,
Определяем массу заготовки Мз, кг по формуле:
Мз = γ · Vз , (5)
γ - плотность материала, кг/см3;
Vз – объем заготовки, см3.
Мз =141,9 · 0,00785=1,11 кг
Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки.
Потери на зажим заготовки Lзаж принимаем 5 мм.
Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и дешевый способ.
Длину торцового обрезка проката Lоб, мм определяем из соотношения:
Lоб= (0,03 - 0,06) d (6)
d — диаметр сечения заготовки, мм.
Lоб=0,03 · 90=27мм
Число заготовок х, шт., исходя из принятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:
х = (7)
Из поката длиною 4м
х4 =шт.
Принимаю 45 заготовок из данной длины проката.
Из проката длиною 7м
Х7 =шт.
Принимаю 81 заготовок из данной длины проката.
Остаток длины (некратность) Lнк, мм определяется в зависимости от принятой длины проката по формуле:
Lнк= Lпр – Lот – Lзаж - (Lз · х) (8)
или остаток длины П нк, %
П нк= (9)
из проката длиною 4м
Lнк4 = 4000 - 27 – 5- (80,8·45) =77 мм
П нк4 =
из проката длиною 7м
Lнк7 = 7000 - 27 – 5 -(80,8·81) =24,2 мм
П нк7 =
Из расчетов на некратность видно, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиною 4 м.
Потери материала на зажим при отрезке Пзаж, % по отношению к длине проката составят:
Пзаж = (10)
Пзаж =
Находим потери материала на длину торцевого обрезка проката Пот в процентном отношении к длине проката:
Пот = (11)
Пот =
Общие потери Ппо, % к длине выбранного проката
Ппо = Пнк + Пот + Пзаж (12)
Ппо = 0,35+0,38+0,71=1,44 %
Расход материала на одну деталь Мзп , кг с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:
Мзп = (13)
Мзп = кг
Определяем коэффициент использования материала по формуле:
Ким = (14)
Мд - масса детали, кг;
Мзп - масса заготовки с учетом технологических потерь.
Ким =
Вариант 2
Второй способ получения заготовки – объемная штамповка на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Для обоснования выбора заготовки имеем следующее по ГОСТ 7505:
1. Группа стали М1.
2. Степень сложности С1.
3. Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления. Для гидравлических прессов – Т1.
4. Исходные данные для последующего назначения основных припусков и допускаемых отклонений определяются от массы, марки, степени сложности М1 и класса точности поковки.
5. Исходный индекс – 15.
6. Рассчитываем объем:
V=π V=πdL/4 (15)
V1=3,14·2,142·2,2/4=13 см3
V2=3,14·5,12·1,4/4=29 см3
V3=3,14·3,42·4,9/4=44 см3
V3=3,14·0,62·8,1/4=2,3 см3
Vоб.= 13+29+44-2,3=85,7 см3
7.Определяем массу заготовки: (16)
Gзаг=γ· V=0,00785кг/см2·83,7=0,9 кг.
Принимаем технологические потери (облой, угар),
Пт - коэффициент потерь, Пт=15%,
Gзп= Gзаг(100+ Пт)/100=0,9(100+15)/100=1,04 кг. (17)
8. Коэффициент использования металла Ким
Ким=0,8/0,9=0,89
Основным показателем, характеризующим экономичность выбранного
метода изготовления заготовок, является коэффициент использования материала, который при изготовлении деталей из штамповок составляет Ким =0,89, из проката Ким=0,7.
Расчет двух вариантов получения заготовки показывает, что заготовка, полученная в результате штамповки более экономична по использованию материала, чем заготовка, полученная из проката, поэтому в качестве прогрессивного метода получения заготовки принимаем штамповку.