Исследование валикокольцевых механизмов (стр. 11 из 16)
3.2. Определение типа производства. Расчет количества деталей в партии.
Исходные данные:
Годовая программа изделий N = 11 000 шт.
Режим работы предприятия – 2 смены
Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд=4029 ч. [ ]
Такт выпуска деталей:
мин./шт (30)Коэффициент серийности:
(31) 
(32)Длительность операций определяем на основе прикидочных расчетов [ ]
Токарная:
То=2*0,18*593,9*6,5*10-3 = 0,14 мин.
Тш-к=2,14*0,14 = 0,3 мин.
Шлифовальная:
То=1,8*57*6*10-3 = 0,615 мин.
Тш-к=2,1*0,615=1,293 мин.
Выглаживающая:
То=0,18*57*5,9*10-3 = 0,061 мин.
Тш-к=2,14*0,061 = 0,131 мин.
=0,575 мин.По формуле (31):
Производство – мелкосерийное.
Количество деталей в партии:
шт. (33)где а – периодичность запуска-выпуска изделий
Скорректируем количество деталей в партии:
= 1 смена 
шт.Принимаем n = 662 шт.
3.3. Технико-экономический расчет маршрута обработки.
Маршрут обработки:
Выбор баз: наружная поверхность и торец.
Операция 005. Токарная. За один установ обрабатывается конус под углом 200 с одной стороны. За второй установ обрабатывается конус под углом 200 с другой стороны. Для того, чтобы обработка проходила за 1 проход применяем широкие резцы.
Операция 010. Шлифовальная. Сфера обрабатывается фасонным шлифовальным кругом методом врезания на внутришлифовальном станке. Использование фасонного круга позволяет получить требуемую точность обработки и шероховатость.
Операция 015. Выглаживающая. Выглаживание уменьшает шероховатость поверхности, точность остается прежней. Используем приспособление для внутреннего выглаживания.
Операция 020. Слесарная. Обрабатываем острые кромки, получившиеся на токарной операции.
Операция 025. Промывочная. Деталь моем в моечном растворе в моечной машине конвейерного типа.
Операция 030. Контрольная. Используется специальное контрольное приспособление.
Рассмотрим у какого варианта сумма текущих и приведенных затрат на единицу продукции будет меньше.
(34)1) Токарная операция:
Ст.ф. =– рабочий V разряда
Сз. = руб./час
=2) Шлифовальная
3) Выглаживающая
Технологическая себестоимость обработки:
Поэтому разрабатываемый техпроцесс экономически более выгоден.
Экономический эффект на программу выпуска:
3.4. Специальная часть. Выглаживание.
Заданные геометрические и физические параметры качества поверхности детали могут обеспечиваться с помощью разных методов упрочняюще – отделочной и упрочняющей обработки:
- механические (алмазное выглаживание, обкатывание, шариками или роликами, дробеструйная обработка, виброгалтовка и др.),
- термические (закалка ТВЧ, газопламенная закалка и др.),
- термохимические (цементация, азотирование и др.),
- электрохимические (хромирование, борирование и др.).
Упрочняюще-отделочная обработка наряду упрочнением металла поверхностного слоя обеспечивает благоприятный для эксплуатации рельеф поверхности детали.
Методы упрочняюще-отделочной обработки основаны на поверхностном пластическом деформировании, в результате которого изменяются микроструктура и физико-механические свойства металла поверхностного слоя. Это сопровождается повышением его твердости, прочности, а также формированием в поверхностном слое металла остаточных напряжений сжатия. Кроме того, изменяются геометрические характеристики рельефа поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности. В итоге повышаются эксплуатационные свойства деталей: износостойкость, усталостная прочность и др.
Наиболее простым и эффективным методом упрочняюще-отделочной обработки является алмазное выглаживание. Особенностью этого метода является применение алмаза (природного или синтетического) и реже-твердого сплава в качестве формирующего элемента. Благодаря ряду преимуществ алмаза перед другими инструментальными материалами (высокие твердость и теплопроводность, низкий коэффициент трения по металлу и др.) алмазное выглаживание применимо для обработки большинства металлов и сплавов, в том числе и закаленных до твердости HRC 61…65.
Алмазное выглаживание можно рассматривать как процесс возникновения и развития физических явлений, происходящих в контактной зоне, и как технологический метод. Соответственно различают параметры процесса и технологические параметры.
Основным параметром процесса выглаживания, влияющим на качество поверхности детали, стойкости инструмента и производительности обработки являются:
- давление в контакте инструмента с заготовкой;
- площадь контакта;
- кратность нагружения каждого участка поверхности заготовки в процессе выглаживания;
- скорость деформирования;
- трение между инструментом и заготовкой;
- температура в контакте.
При правильно заданных и обеспеченных параметрах деталь приобретает высокие эксплуатационные свойства.
Параметры процесса взаимосвязаны, а также зависят от физико-механических свойств материала заготовки и инструмента и технологических параметров метода:
- формы и размера рабочей части инструмента;
- силы выглаживания;
- подачи;
- скорости выглаживания;
- смазочных и охлаждающих средств, применяемых при выглаживании.
Выберем технологические параметры:
1) Форма и размеры рабочей части алмаза влияют почти на все параметры процесса выглаживания (за исключением скорости деформирования). Инструменты при алмазном выглаживании применяются с различной формой рабочей части алмаза (сферической, торовой, конической). Сферическая форма наиболее универсальна, так как позволяет обрабатывать наружные и внутренние поверхности вращения, а также плоские поверхности. Недостаток сферической формы рабочей части выглаживателя – необходимость точной установки выглаживателя на станке и меньшая стойкость по сравнению с выглаживателями других типов. Наиболее распространена и нормализована сферическая форма с размерами радиуса R = 0,5…4,0 мм. При увеличении радиуса исходные поверхности сглаживаются в меньшей степени из-за уменьшения глубины внедрения выглаживателя.
В зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и заданных параметров качества поверхности детали выбираем сферическую форму рабочей части алмазного выглаживателя с размером радиуса R = 0,5…1,5 мм.
2) Те же параметры процесса зависят от другого технологического параметра – силы выглаживания Р. величина назначаемой силы связана с обеспечением заданного качества поверхности детали при допустимой стойкости инструмента и обусловлена физико-механическими свойствами металла, формой и радиусом рабочей части инструмента. Наиболее приемлемый диапазон Р = 5…25 кгс. Слишком малая величина силы не обеспечивает достаточного деформирования обрабатываемого материала заготовки из-за малой величины контактного давления. Превышение верхнего предела приводит к возникновению в контактной зоне высокого давления, что вызывает падение стойкости инструмента и ухудшение качества обрабатываемой поверхности. Шероховатость поверхности в наибольшей степени зависти от силы выглаживания. Вначале увеличение силы уменьшает высоту исходных неровностей вплоть до их полного сглаживания и образования нового рельефа с минимальной величиной неровностей. Дальнейшее увеличение силы приводит к возрастанию высоты неровностей в связи с ростом пластических искажений рельефа и частичным разрушением обрабатываемой поверхности (микротрещины, отслоение металла и др.)
С этой точки зрения и учитывая физико-механические свойства обрабатываемого материала выбираем силу выглаживания Р = 15 кгс.
3) Подача при выглаживании – технологический параметр, влияющий на кратность приложения нагрузки, а также на производительность обработки. Для алмазного выглаживания характерны малые величины подачи: S = 0,02…0,10 мм/об. При подачах свыше верхнего предела на поверхности остаются необработанные участки, при чрезмерно малых подачах происходит усталостное разрушение металла заготовки.
Для стали ШХ 15 выбираем подачу S = 0,08 мм/об для обеспечения выглаживания.
4) Скорость выглаживания определяет такие параметры процесса как скорость деформирования, температура выглаживания, трение и давление в контакте. С увеличением скорости температура выглаживания растет и при значениях > 200 м/мин может подниматься выше 6000С, что сопровождается повышенным износом алмаза.