3.2 Аналіз технологічності конструкції деталі

Аналіз технологічності конструкції деталі робимо на основі вивчення креслення, технічних вимог, умов виробництва і призначення деталі.

Деталь «Ролик» являє собою середньої складності конструкцію, що має диск діаметром 118,6 мм.

Спрощення конструкції не доцільно – деталь не зможе виконувати своє призначення і якщо замінити на складальну або зварювальну, це знизить її механічні властивості.

Конструкція деталі має достатню твердість, що забезпечує на-

дійність установки і її закріплення і дозволяє виконувати обробку поверхонь одночасно з застосуванням багаторізцевих напівавтоматів.

Квалітети, параметри шорсткості, допуски на форму і розташування оброблюваних поверхонь відповідають їх службовому призначенню і є досяжними при застосуванні верстатів нормальної точності і дотриманні принципів сполучення баз.

В деталі відсутні важкодоступні місця для обробки.

При обробці деталі використовуються основні принципи базування: принцип єдності баз і принцип суміщення баз.

Якість поверхонь забезпечується нормами шорсткості , які

відповідають нормам точності.

Заготовку можна одержати литтям у піщані або металеві форми з частково відштампованим центральним отвором. Застосування термічної обробки ролик - улучшення сприяє покращенню термічної обробки.

З огляду на проведений аналіз в цілому – деталь «Ролик» технологічна.

3.3 Вибір виду і методу отримання заготовки. Економічне

обгрунтування вибору заготовки

Сучасне машинобудування відчуває гостру нестачу матеріалів. Для зменшення дефіциту на виробництві необхідно ширше застосувати металозберігаючі технології, отримання точних заготовок, накатування різьби і коліс. На вибір способу отримання заготовки впливають: тип виробництва; конструкція, форма, матеріал деталі, вартість способу отримання та інше.

Зростання цін на енергоносії вимагає від підприємства застосування енергозберігаючих технологій. Однім із напрямків зменшення витрат є застосування матеріалозберігаючих технологій, використання точних та комбінованих заготовок. При цьому зменшуються витрати на механічну обробку, підвищується коефіцієнт використання матеріалу, зменшуються відходи метала у стружку та витрати на енергоносії.

На вибір виду і методу отримання заготовки впливають: тип виробництва; конкуренція, матеріал і розміри деталі; вартість отримання заготовки тим чи іншим методом і вартість заготівельного обладнання та інше. Враховуючи ці чинники у курсовому проекті для отримання заготовки на кришку пропонуємо:

• лиття у піщані форми з машинним формуванням;

• лиття у металеві форми (кокілі).

Лиття у піщані форми з машинним формуванням – один з найбільш простих і дешевих способів отримання заготовок із чавуну. При машинному формуванні (ущільнення пресуванням) механізується ущільнення формувальної суміші у опоці і виїмка моделі з форми. Обраний спосіб формування забезпечує просту конструкцію формувальної машини і модельної плити, високу продуктивність. Цей спосіб формування застосовують для відносно простих виливків у формах невисокої вигоди (150…250 мм) у серійному виробництві. Виливок, отриманий литтям у піщані форми, має середній коефіцієнт використання матеріалу і за формою наближається до форми деталі. Мінімальні формувальні нахили заготовки - 1^о30^/, мінімальні ливарні радіуси – 3мм.

Лиття у металеві форми застосовується у серійному виробництві виливків з мідних, алюмінієвих і магнієвих сплавів, а також з чавуну і сталі. При литті у кокілі значно поліпшується техніко - економічні показники виробництва (у порівнянні зі звичайним литтям), об’єм придатного лиття з 1м² формувальної площини збільшується у 4…5 разів, знижуються припуски на механічну обробку і поліпшується зовнішній вигляд виливка. Стійкість металевих форм при дотриманні правильного режиму їхньої експлуатації при литті чавуну невеликих по масі і простих по конфігурації виливків складає 800…1000 шт, середніх – до 300 штук.

Для підвищення стійкості металевих форм робочі поверхні мета-

левих напівформ періодично покривається теплоізоляційним кокілем. При литті у кокілі форма заготовки максимально наближається до форми деталі, має невеликі припуски на механічну обробку. Радіус заокруглень зовнішніх і внутрішніх поверхонь виливки – 3мм. Мінімальні ливарні нахили - 1^о15^/ однак, вартість виливка у кокіль значно більше, порівняно з литтям у піщані форми, через складність виготовлення кокілю. Тому цей спосіб лиття застосовують при достатньо великій річній програмі випуску деталі. Визначаємо загальні припуски і допуски на деталь для кожного способу отримання заготовки.

По літературі /5/ вибираємо класи точності розмірів і ряди припусків для обраних способів лиття:

• лиття в піщані форми клас точності – 9-9-5-3;

• лиття в металеві форми клас точності -7-7-4-2.

Вибираємо допустимі відхилення по табл.2 с. 582 і основні припуски на механічну обробку по табл.3, с. 583 і результати розрахунків заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 - Припуски на заготовку

Найменування оброблювальної поверхні	Розмір деталі, мм	Припуск Zo,мм		Допустимі відхилення, мм	Розмір заготовки, мм
1	2	3		4	5
Лиття в піщані форми (9 – 9 – 5 - 3)
Зовнішня циліндрична поверхня	Ø118,6h11	2*5,0	±1,4		Ø128,6 ± 1,4
Отвір	Ø72h11	2*2	±1,2		Ø68± 1,4
Торець	85	2*2,0	±1,2		Ø89 ± 1,4
Зовнішня циліндрична поверхня	Ø118,6h11	2*2,0	± 0,8		Ø122,6 ± 0,8

Продовження таблиці 3.1

1	2	3	4	5
Отвір	Ø72К7	2*1,5	± 0,6	Ø69 ± 0,6
Торець	85	2* 1,5	± 0,6	88 ± 0,6

Визначаємо маси заготовок, отриманих виливка в піщані форми

(рисунок 3.2, а) та виливка в кокіль (рисунок 3.2, б) за допомогою побудови3D моделей у програмі "АСКОН КОМПАС-ЗD V10":

В изначаємо масу заготовки – виливка в піщані форми:

Розрахункові параметри:

Густина p_o=0,0007820 г/мм;

Маса M =6241,679749 г;

Площа S= 74746,991601 мм²;

Об’єм V= 798180,274780 мм;

Центр мас X_c= -0,128312мм;

Y_c= 0,000000 мм;

Z_c= 0,000000 мм.

Рисунок 3.1 – Виливок в піщані форми

Приймаємо масу заготовки – виливка в піщані форми:

m_зпф= 6,2 кг

В изначаємо масу заготовки – виливка в кокіль:

Розрахункові параметри:

Густина p_o=0,0007820 г/мм;

Маса M =5498,200006 г;

Площа S= 68541,710821 мм²;

Об’єм V= 703094,629874 мм³;

Центр мас: X_c= 0,012360 мм;

Y_c= 0,000000 мм;

Z_c= 0,000000 мм.

Рисунок 3.2 – Виливок в кокіль

Приймаємо масу заготовки – виливки в кокіль:

m_зк= 5,5 кг

Коефіцієнт використання матеріалу для заготовки:

Квм = , (3.3)

де Квм – коефіцієнт використання матеріалу;

m_д – маса деталі за креслеником, кг;

m_зв – маса заготовки з урахуванням витрат, кг.

Квм= 6,2/5,5 = 1,13

Визначаємо маси заготовок з урахуванням технологічних витрат

m_зв = m_з , (3.4)

де m_з – «чиста» маса заготовки, кг;

П_в= 15…20%- процент витрат (на угар, обрубку облою або ливників,очистку заготовки від циндри, тощо);

Маса заготовки – виливка в піщані форми:

m_зпф = 6,2 = 7,44 кг

Маса заготовки – виливка в кокіль:

m_зк= 5,5 = 6,33 кг

Коефіцієнт використання матеріалу виливка в піщані форми:

К_{вм пф} = , (3.5)

де Квм – коефіцієнт використання матеріалу;

m_д= 2,7 – маса деталі за креслеником , кг;

m_зв – маса заготовки з урахуванням витрат, кг.

Коефіціент використання матеріалу виливка в піщані форми:

К_вм1 = = 0,36

Коефіціент використання матеріалу виливка в кокіль:

К_вм2 = = 0,42

Визначаємо вартість заготовок з урахуванням витрат, грн:

Вз = m_зв ( m_зв - m_д ), (3.6)

де Ц_м- ціна матеріалу (штампованого,литого і т.п.), грн т;

Ц_в = 1100 грн/т - ціна відходів, грн/т.

Ціну матеріалів та відходів можна прийняти за даними заводу:

Ц_{м П} = 4000грн/т; Ц_{м М} = 4400 грн/т;

В_зпф = 7,44 (7,44 –2,7) =24,55 грн

Вартість заготовки, виготовленої безоблойною штамповкою:

В_зк = 6,33 (6,33 –2,7) = 23,86 грн

Економічний ефект від заміни безоблойної штамповки облойною:

на одну деталь, грн:

е = В₃₁ — В_З2, (3.7)

е = 24,55 – 23,86 = 0,69 грн

на програму:

Е = е N_зап, (3.8)

Е = 22000 0,69 = 15180 грн

Кількість заготовок, що можна 6уде виготовити із зекономленого матеріалу:

n= N_зап, (3.9)

n = ۰ 22000 = 3857,8 шт

Остаточно приймаємо отримання заготовки литтям в металеві форми, тому що собівартість отримання заготовки менша на 0,69 грн. на одну деталь, а коефіцієнт використання матеріалу вище.

Згідно розрахунків припусків проектуємо заготовку з ливарними нахилами, радіусами та технічними вимогами за ГОСТ 26645.

3.4 Розробка маршрутного технологічного процесу механічної

обробки деталі

3.4.1 Вибір та обґрунтування технологічних баз

Від правильного вибору баз у значній мірі залежать: точність розмірів і взаємного розташування поверхонь деталі; ступінь складності верстатних пристосувань і різальних інструментів, продуктивність і собівартість обробки.

Деталь «Ролик» відноситься до деталей класу «Диск». При обробці

деталі на більшості операції вона повинна бути позбавлена 5 ступенів вільності.

Теоретична схема базування деталі зображена на рисунку 3.3.

1, 2, 3, 4 — подвійна направляюча база (позбавляє 4 ступенів

вільності), 5 — опорна база (позбавляє 1 ступеня вільності).

Рисунок 3.3 — Теоретична схема базування

Перш за все обираємо чистові установочні бази.

В якості чистових баз приймаємо центральний отвір і торець деталі. Обрані чистові технологічні бази дозволяють реалізувати принцип постійності баз.

Схема установки деталі на чистові бази зображена на рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 - Схема установки деталі на чистові бази

В якості чорнових технологічних баз у деталі «Ролик» приймаємо зовнішню поверхню Ø124,6 і торець Ø89. Установка на ці поверхні дозволяє обробити чистові бази з одного установа і отримати високу точність ії взаємного розташування. Схема установки на чорнові бази зображена на рисунку 3.5

Рисунок 3.5 - Схема установки деталі на чорнові бази

Обрані базові поверхні забезпечують надійну установку деталі при

обробці, позбавляючи її необхідних ступенів вільності.