3.2 Аналіз технологічності конструкції деталі

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

В цілому деталь технологічна. Допуски призначені тільки на пове- рхні сполучення. Постановка розмірів забезпечуе можливість обробки деталі при витримуванні принципів едності та постійності баз зруч- ність вимірювань.

Конструкція деталі забезпечує можливість застосування простих контрольно-вимірювальних інструмвнтів та пристосувань.

Немає розмірів проставлених від гострих кромок. Шорсткість поверхонь деталі відповідає квалітетам точності розмірів цих поверхонь. Базові поверхні в зручними і надійними для установки заготовки в процесі її обробки. Конструція деталі до­зволяє обробку з найменшою кількістю установив. Поверхні деталі можуть бути оброблені при простих рухах верстата і заготовки. Загото­вка є достатньо жорсткою і допускає обробку на станках з ЧПК напівавтоматах. Є можливість зручного поведення ріжучого инструменту до оброблюваних поверхонь.

Деталь достатньо проста тому немав необхідності у її спрощені та заміні на зварену, оскільки це знизить міцніють, надійнють та підви- щить собівартість.

Матеріал деталі сірий чавун марки СЧ20 відповідає умовам її роботи в складальній одиниці. Матеріал деталі відповідає маркам, що мають широкий вжиток у виробництві.

В деталі є наскрізні отвори, їх конфігурац'ія ув'язана з конструкцією інструменту, що застосовувться.

Конфігурація оброблюваних поверхонь в плані забезпечувться рів- номірний і безударний зйом стружки. Є можливість обробки поверхонь на прохід. Відсутні торцеві рифления. Центральний отвір деталі мае лро- сту форму, в можливють обробити його розточуванням.

Заготовку можна одержати литтям в піщані чи металеві форми з пролитим центральним отвором.

Не технологічним є конічна канавка з кутом 30°±30' і шорсткютю Rа2,5. При їх обробці неможливо забезпечити вихід ріжучого інетрумен­та.

3.3 Вибір методу і виду отримання заготовки

Спосіб отримання заготовки має бути найбільш економічним при даному об’ємі випуску деталей. На вибір форми розмірів та способу отримання заготовки велике значення має конструкція та матеріал деталі. Вид заготовки впливає на характер технологічного процесу, працеємність та економічність її обробки.При виборі виду заготовки необхідно враховувати не тільки експлуатаційні умови роботи деталі, її розміри та форми але й економічність її виготовлення.

З огляду на форму деталі та її розміри, тип виробництва і марку матеріалу, пропонуємо два методи отримання заготовки:

а) Лиття в кокіль;

б) Лиття в піщані форми;

Лиття в піщані форми з машинним формуванням – один з найбільш простих і дешевих способів одержання виливків з чавуну. При литі в кокіль забезпечується проста конструкції формувальної машини і модельної плити а також вищу продуктивність. Однак при цьому відбувається не рівномірне ущільнення форм по висоті. Цей спосіб формування застосовують для відносно простих виливків у формах невеликої висот (150-251 серійному виробництві). Заготовка – виливок, отримана литтям у піщані форми з машинним формуванням має середню точність форми, середні значення припусків на механічну обробку та не високий коефіцієнт використання матеріалу. Форма заготовки наближена до форми деталі.

Лиття в кокіль форми застосовується в серійному і масовому виробництві для отримання виливків з мідних, алюмінієвих і магнітних сплавів, а також чавуну і сталі. Основними переваги даного способу виготовлення виливки:

• можливість багаторазового використання ливарної форми;

• висока точність форми та її розміри;

• дрібнозерниста структура матеріалу;

• порівняно висока продуктивність;

• низька працеємність і вартість заготовок;

• відсутність необхідності в модельному опорному спорядженні та формувальних сумішах;

• економічність в серійному виробництві;

• потрібні порівняно менші виробничі площі, ніж при литті в піщані форми;

• відсутні операції очищення виливків від суміші;

Недоліками данного способу виготовлення виливків є:

• висока вартість спорядження, можливість утворення тріщин у виливках;

• чавунні виливки відбілюються;

Заготовка отримана литтям в піщані форми:

Клас точності розмірів - 9 - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Клас точності мас – 9 - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Ступінь жолоблення – 3 - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Ряд припусків – 3 - вибираємо з літератури /4 с.279;

Заготовка отримана литтям в кокіль:

Клас точності розмірів – 8; - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Клас точності час – 8 - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Ступінь жолоблення – 3 - вибираємо з літератури /4/ с.278;

Ряд припусків – 2 - вибираємо з літератури /4/ с.279;

Вибираємо допуск на заготовку та загальні припуски на механічну обробку, результати зводимо до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 Припуски на заготовку

Найменування Оброблюваної поверхні	Розмір деталі, мм	Припуск 2Zo, мм	Допустимі відхилення,мм	Розмір заготовки, мм
Лиття в піщані форми (9-9-5-3)
1	2	3	4	5
Зовнішня циліндрична поверхня	Ø514h14	2*5,0	±2,0	Ø524±2,0
Отвір	Ø80Н9	2*5,0	±1,1	Ø70±1,1
Отвір	Ø60		±1,2	Ø60±1,2
Торці фланця Ø514	35 h14	2*3,0	±1,0	Ø39±1,0
Торець маточини Ø124	67 h14	+3,0	±1,2	Ø70±1,2
Торець маточини Ø116	67 h14	+3,0	±1,2	Ø70±1,2

Продовження таблиці 3.1

1	2	3	4	5
Лиття в металеві форми(7-7-4-2)
Зовнішня циліндрична поверхня	Ø514 h14	2*2,5	±0,8	Ø519±0,8
Отвір	Ø56Н9	2*2,5	±0,55	Ø51±0,55
Отвір	Ø60		±0,6	Ø60±0,6
Торці фланця Ø514	35h14	2*2,0	±0,5	Ø39±0,5
Торець маточини Ø124	67h14	+2,0	±0,45	Ø69±0,45
Торець маточини Ø116	67h14	+2,0	±0,45	Ø69±0,45

Визначаємо маси заготовок, отриманих виливка в піщані форми (рисунок 3.1) та виливка в кокіль (рисунок 3.2) за допомогою побудови 3D моделей у програмі "АСКОН КОМПАС-ЗD V10": Визначаємо масу заготовки – виливка в піщані форми: Розрахункові параметри: Густина po=0,0007820 г/мм Маса M =28806,918327 г Площа S= 489848,020435 мм2 Об’єм V= 3683749,146635 мм3 Центр мас: Xc= 14,870173 мм Yc= -90,553120 мм Zc= 0,0000000 мм

Рисунок 3.1 – Виливок в піщані форми

Приймаємо масу заготовки – виливка в піщані форми:

m_зпф= 28,8 г

Визначаємо масу заготовки – виливка в кокіль:

Розрахункові параметри:

Густина p_o=0,0007820 г/мм

Маса M =26758,131059 г

Площа S= 472801,057007 мм²

Об’єм V= 3421755,889937 мм³

Центр мас: X_c= 9,044856 мм

Y_c= -0,508286 мм

Z_c= 0,000000 мм

Рисунок 3.2 – Виливок в кокіль

Приймаємо масу заготовки – виливки в кокіль:

m_зк= 26,8 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.

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 = 28,8 = 33,12 кг

Маса заготовки – виливка в кокіль:

m_зк= 26,8 = 30,82 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 = = 0,67

Коефіціент використання матеріалу виливка в кокіль:

К_вм2 = = 0,73

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 - ціна відходів, грн/т.

Ціну матеріалів та відходів можна прийняти за даними заводу:

Ц_{м П} = 9400грн/т;

Ц_{м М} = 100000 грн/т;

Ц_в = 1800 грн/т.

В_зпф = 33,12 (33,12 –22,5) =292,21 грн

Вартість заготовки, виготовленої безоблойною штамповкою:

В_зк = 30,82 (30,82 –22,5) = 290,14 грн

Економічний ефект від заміни безоблойної штамповки облойною:

на одну деталь, грн:

е = В₃₁ — В_З2, (3.7)

е = 292,21 – 290,14 = 2,07 грн.

на програму:

Е = е N_зап, (3.8)

Е = 22000 2,07 = 45540 грн.

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

n= N_зап, (3.9)

n = * 22000 = 1642 шт

Остаточно приймаємо отримання заготовки литтям в металеві форми, тому що собівартість отримання заготовки менша на 2,07 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 вобору баз у значній мірі залежать: точність роємірів і взаємного розташування поверхонь деталі; ступінь складності верстатних пристосувань і різальних інструментів, продуктивність і собівартість обробки. При обробці деталі на більшості операцій вона повинна бути позбавлена 5 ступенів вільності. Теоретична схема базуваня зображена на рисунку 3.3

1,2,3 – установочна база(позбавляє 3 ступенів вільності);

4,5 – подвійна опорна база (позбавляє 2 ступенів вільності);

6 – опорна база (позбавляє 1 ступеня вільсі).

Рисунок 3.3 – Теоретична схема базування

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 «Шків» приймаємо зовнішню поверхню Ø514 і лівий торець. 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.