2.11. Определение необходимого количества оборудования

Коэффициент загрузки оборудования см. в таблице 4.

Коэффициент использования оборудования по основному времени:

η_о= Т_о/Т_шт; или η_о= Т_о/Т_шт.к

;

Коэффициент использования оборудования по мощности :

η_м= N_o/N_ст ,

где N_o – необходимая мощность при обработке, кВт;

N_ст – мощность станка по паспорту, кВт

; ;

Все расчеты сведены в таблицу 19.

Таблица 19

Определение количества оборудования

Номер и наименование операции	Модель станка	То, мин	Тш.к., мин	mр	Р	ηз.ф	ηо	ηМ
005 Многоцелевая	ИР1250ММФ4	48,3	63,7	0,07	1	0,07	0,76	0,36
015 Многоцелевая	ИР1250ММФ4	162,6	189,5	0,22	1	0,22	0,86	0,21
Среднее значение						0,145	0,81	0,285

[1, с. 25…26], [2, с. 114…119].

Рис. 8. График загрузки оборудования

Рис. 9. График использования оборудования по основному времени

Рис. 10. График использования оборудования по мощности

Для увеличения коэффициента загрузки оборудования станки догружаются другими подобными деталями, что в свою очередь повышает средний коэффициент загрузки оборудования.

Средний коэффициент загрузки оборудования по основному времени равный η_ср=81 % характеризует рациональное построение операции.

Из графика использования оборудования по мощности (рис. 10) видно, что станки можно догрузить обработкой деталей с более высоким коэффициентом использования оборудования.

3. Конструкторская часть

3.1. Проектирование станочного приспособления

на операцию 005

Проектируемое приспособление предназначено для базирования и закрепления детали на станке при проведении операции 005 (сверлильно-фрезерно-расточная, станок модели ИР1250ПМФ4). Деталь устанавливается в координатный угол и закрепляется двумя прихватами (рис. 11)

Рис. 11. Приспособление УСПО

Расчёт приспособления заключается в установлении необходимой силы зажима и усилия силового привода.

Расположение составляющих силы резания показано на рисунке 12.

Составляющие силы резания при растачивании:

1. Коэффициенты при тангенциальной силе P_z: С_р = 300; х_р = 1,0; у_р =0,75;

n_р = - 0,15 [3, с. 371…374],

2. Коэффициенты при радиальной силе Р_у: С_р = 243; х_р = 0,9; у_р = 0,6;

n_р = - 0,3 [3, с. 371…374].

Рис. 12. Расчетная схема расположения сил резания

при растачивании отверстия

3. Коэффициенты при осевой силе Р_х: С_р = 339; х_р = 1,0; у_р = 0,5; n_р = – 0,4 [3, с. 371…374].

Поправочный коэффициент K_p=0,767.

Тангенциальная сила P_z определяется по формуле:

P_z=10C_pt^xs^yv^nрK_p,

P_z = 10 ∙ 120 ∙ 4,5^1,0 ∙ 0,4^0,75 ∙ 93^-0,15 ∙ 0,767= 2639 Н.

Радиальная сила Р_у определяется по формуле аналогично P_z:

Р_у= 10 ∙ 112 ∙ 4,5^0,9 ∙ 0,4^0,6 ∙ 93^-0,3 ∙ 0,767= 1069 Н.

Осевая сила Р_х определяется по формуле аналогично P_z:

Р_х= 10 ∙ 180 ∙ 4,5^1,0 ∙ 0,4^0,5 ∙ 93^-0,4 ∙ 0,767= 1208 Н.

4. Определение коэффициента запаса К:

Коэффициент запаса определяется по формуле [10, с. 418]:

К = К_о ∙ K₁ ∙ К₂ ∙ К₃ ∙ К₄ ∙ К₅ ∙ К₆,

где К_о - коэффициент гарантированного запаса, К_о = 1,5;

K₁ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей при черновой обработке, К₁ = 1,2;

К₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания в следствии затупление инструмента, К₂ = 1,3;

К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К₃ = 1,0;

К₄ - коэффициент, учитывающий постоянство сил закрепления. Для гидроцилиндров и упругих элементов К₄ = 1,3;

К₅ - используется для ручных зажимных механизмов, К₅ =1,0;

К₆ - коэффициент, учитывающий моменты, стремящиеся повернуть заготовку, К₆ = 1,0.

Таким образом К = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1,3 ∙ 1,0 ∙ 1,3 ∙ 1,0 ∙ 1,0 = 3,042.

Принимаем К = 3,0.

Произведем расчет для точек 1 и 2 (рис. 12), т. к. в них возникают наибольшие силы:

1. Расчет на опрокидывание в точке 1 (рис. 12)

2. Расчет на опрокидывание в точке 2 (рис. 12)

3. Расчет на сдвиг (рис. 12)

4. По полученной максимальной силе Q определяем силу Р (рис. 11) по формуле:

где Р – номинальное давление рабочей жидкости, равно 20 МПа;

По найденному усилию принимаем безшланговый гидроцилиндр с силой на штоке 22900 Н и с ходом поршня 8 мм [29, с. 68…73]

Сборочный чертёж приспособления представлен в графической части проекта.