Участок по обработке детали типа "шестерня"

             1.19 Применяемые материалы должны  соответствовать маркам, имеющим широкое применение в производстве на данном заводе. Выполняется ли данная рекомендация?

                Ответ:  Да

    Коэффициент технологичности:       0,78

3. Технико-экономическое обоснование способа получения заготовки

3.1 Выбор рациональной заготовки

 

Заготовка для деталей  двигателей или редукторов определяется исходя из назначения и конструкции детали, её материала, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью выпуска. Выбрать заготовку – значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Также следует учитывать, что заготовка должна быть максимально приближена по форме и размерам к готовой детали, что в свою очередь обеспечивает максимальное использование материала и снижает затраты на механическую обработку.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчёта себестоимости заготовки.

От правильности выбора заготовки в значительной мере зависит  характер технологического процесса  обработки и эксплуатационные свойства детали. Чем в большей степени  приближается форма заготовки к форме готовой детали, тем меньше при этом затрачивается средств и времени на изделие. Наибольшее влияние на выбор заготовки оказывает материал, программа выпуска, размеры и конструктивная форма детали, а также производственные возможности заготовительных цехов.

3.2 Выбор варианта получения  заготовки

 

Стоимость штамповки  С_м1 определяем по формуле:

                                        

                                           (7)

 

где  С_мТ = 18000 грн/тонна – на горизонтально-ковочных машинах;

         k_n = 3 – для ГКШП

         k_n = 1,8 – для горизонтально-ковочных машин;

         k_в = 1 – для обоих вариантов;

         k_с - коэффициент сложности заготовки; k_с = 1,4 для II группы     ГОСТ 8479-70.

         k_м - коэффициент зависящий от материала заготовки; k_м = 0,95

Тогда :

      Для ГКМ

         Для КГШП

Стоимость заготовки  определяем по формуле:

                         

                                               (8)

где q_з  - вес заготовки.

Тогда стоимость заготовки равна:

На КГШП:

 

На горизонтально-ковочных машинах:

Годовая экономия металла  определяется по формуле

,                     (9)

где q_д = 0,3 вес готовой детали

                                       

                           (10)

           где q_з - вес заготовки;

для заготовок, получаемых на горизонтально-ковочных машинах:

 

для заготовок, получаемых на КГШП.

Тогда:

Годовая экономия от стоимости заготовок определяется по формуле:

 

                         (11)

 

По результатам расчета и  исходя из меньших затрат принимаем  вид заготовки, получаемой на горизонтально-ковочных машинах, так как он является гораздо эффективнее и экономнее чем первый метод.

 

4. Проектирование  технологического маршрута обработки  детали

4.1. Обоснование последовательности операций технологического процесса

 

Последовательность операций технологического процесса, назначаем  в зависимости от технических требований чертежа шестерни привода. Устанавливаем, какие поверхности являются ответственными, а какие второстепенными. Для данной детали ответственными поверхностями будут: 5,17,10,21. Основными технологическими базами будут являться пов.: 5,17 детали.

Назначаем операции по обработке вспомогательных поверхностей: 8, 15, 16, 19, 1, 2, 3, 8,20,9.  Зачистка заусенцев, снятие острых кромок  не входит в проектируемые операции.

Рис. 1 Поверхности шестерни привода

 

Большое значение имеет  правильность выбора технологической базы механической обработки шестерни привода. В данном случае, выбираем чистовую технологическую базу поверхность  5,1,9  для чистовой обработки поверхности 21,18,19,17,15. Поверхности  5,9  используем как установочную базу для чистовой обработки поверхностей  21,17  применив её как основную технологическую базу.

Ось шестерни привода  является конструкторской базой, совпадает  с технологической и измерительной базами, соблюдается принцип совмещения баз. При совмещении конструкторской и технологической баз, есть возможность равномерно распределить припуски на обработку ответственных поверхностей, обуславливает более полное использование режущего инструмента, высокую производительность обработки за счёт применения оптимальных режимов резания, повышение точности обработки на финишных операциях

Рис. 2. Шестерня привода 3D модель

 

4.2 Маршрутно-технологического  процесс обработки шестерни привода

Таблица 4.1 Технологический  процесс обработки

№ опе-рации		Наименования, переход	Станок
005		Токарная с ЧПУ 1 Подрезать торец 1 2 Точить поверхность  7 3 Точить поверхность  5 предварительно 4Точить поверхность  5 окончательно 5 Точить торец  9 6 Точить обод 10 7 сверлить отверстие  2 через все 8 Снять фаску 3 9 Снять фаску 4	16к20Ф3
010		Токарная с ЧПУ 1 подрезать торец 19 2 Рассверлить отверстие  22 3 Расточить отверстие  23 4 Точить поверхности  8,17,16,15,14,13, 12,11,9А предварительно. 5.Точить поверхности  8,17,16,15,14,13, 12,11,9А окончательно. 6. Точить поверхность  17 начисто 7. зенкеровать пов. 21 начисто	16к20Ф3
015		Горизонтально-фрезерная 1 Фрезеровать уступ  на поверхности 15	6Г82
020		Горизонтально-фрезерная 1 Фрезеровать уступ  на поверхности 6	6Г82
025	Радиально сверлильная 1 Сверлить 5 отверстий  по кондуктору		2Р56
030	Долбежная 1 Долбить 20шлицов на  пов. 21 выдерживая размеры согласно эскизу		7А420
035	Зубо-фрезерная 1 фрезеровать зубья  на пов. 10		5А342
040	Химическая 1 Нитро-цементировать  поверхность зубьев согласно требований предъявленных на чертеже. 2 Закалить шлицы на  глубину 0,2 мм.		-
045	Хонинговальная  Хонинговать зубья шестерни согласно предъявленых требований на чертеже		5Б913
050	Кругло-шлифовальная Шлифовать шейку 17 до шероховатости 0,63 выдержав размеры		3151
055	Кругло-шлифовальная Шлифовать шейку 5 до шероховатости 0,63 выдержав размеры		3151
060	Шлице-шлифовальная Шлифовать шлицы выдержав требования		3451
065	Контрольная Произвести контрольный  замер шлицов и профиля зубьев по эталону		-

 

 

5. Определение припусков на механическую обработку

 

Припуск – слой материала , удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Припуск на обработку  поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков, так же с применение компьютерных программ.

ГОСТы и таблицы позволяют  назначить припуски не зависимо от технологического процесса обработки детали и условий  его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными, содержат резервы снижения расхода  материала и трудоемкости изготовления детали.

Расчетно-аналитический  метод определения припусков  на обработку (РАМОП), разработанный  проф.. В.М.Кованом, базируется на анализе  факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска  определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали, их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска.

Применение РАМОП сокращает  в среднем  отход метала в стружку  по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения  припусков на обработку и размеров деталей по технологическим переходам  и заготовок, способствует  повышению технологической культуры производства.

Расчет припусков производим на ступень вала Æ40k6

Маршрут обработки ступени:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Рассчитаем суммарное  отклонение расположения поверхностей. Величину отклонения Δ_∑ для заготовки из сортового проката при обработке в центрах определяем по формуле [6, стр.178, ф.15]:

где Δ_∑к – общее отклонение оси от прямолинейности:

где ∆_к – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1,5 мм [6, с.180, табл.4];

l – длина детали l=94,5 мм.

мкм

Δ_ц – смещение оси заготовки в результате погрешности центрования:

где Т- допуск на диаметральный  размер базы заготовки, использованной при центрировании:

 мкм

 мкм

Черновое точение

 

 

Величину остаточных пространственных отклонений Δ_ост определяем по формуле:

где: К_У – коэффициент уточнения [6, с.190, табл. 29]

 мкм

Чистовое точение

Определяем величину остаточных пространственных отклонений

 мкм

Расчет  минимальных  припусков на диаметральные размеры  для каждого перехода производим по уравнению:

,

где: Rz _i-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе

[6, с.181, табл.5]

h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе [6, с.181, табл.5]

Δ_{Σ i-1} – суммарные отклонения расположения поверхности

Черновое точение:

 мкм,

Чистовое точение:

 мкм,

Шлифование:

 мкм,

Расчет наименьших расчетных  размеров по технологическим переходам  производим, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу с величиной припуска на исполняемый переход.

15,112+0,2924=40,4044 мм

15,4044+1,5934=41,9978 мм

Определяем наибольшие предельные размеры по переходам:

15,002+0,016=15,018 мм,  15+0,16=15,16 мм,

15,4+0,25=15,65 мм,  16,9+1,6=17,5 мм.

Расчет фактических  максимальных и минимальных припусков  по переходам производим, вычитая соответственно значения наибольших и наименьших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

Максимальные припуски:

15,16-15,018=0,142 мм, 15,65-15,16=0,49 мм, 15,5-15,65=2,85 мм.

Расчет общих припусков  производим по уравнениям:

Наибольший припуск

Z₀ max=∑Z max=0,142+0,49+2,85=3,482 мм;

Наименьший припуск

Z₀ min = ∑Z min = 0,002+0,4+2=2,402 мм

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению

Z₀ max- Z₀ min =T_З-T_Д

где: T₃ иT₀ – соответственно допуск на заготовку и на деталь:

3,482-2,402=1,6-0,52

1,08=1,08

Результаты расчетов заносим в таблицу 5.1

Припуски на остальные  поверхности выбираем таблично и заносим в таблицу 5.1