Определение класса детали и выбор в качестве аналога действующего типового технологического процесса

Согласно классификатору ЕСКД подобную деталь можно определить следующим кодом — 731178, который расшифровывается следующим образом:

73 — класс деталей — детали - не тела вращения корпусные, опорные, емкостные;

1 — подкласс — корпусные без поверхности разъема (корпуса, цилиндры, блоки, моноблоки, головки цилиндров, коробки передач и др.);

1 — группа — С плоской осн. базой с нар. поверхностью призматической;

7 — подгруппа — С плоскими вспомогат. базами, с двумя и более базовыми отв. парал. и непарал. осн. базе;

8 — вид — комбинир.

Для данного вида детали в качестве основы для технологического процесса подходит типовой маршрут обработки вала (таблица П 1.16 [2])

Однако в данном маршруте присутствуют операции точения выточек, фасок, канавок и отсутствует операция фрезерования паза и цилиндрической поверхности. В остальном маршрут совпадает, необходимо лишь скорректировать некоторые операции и используемое для них оборудование. Потребуется несколько установов, чтобы обточить Корпус со всех сторон.

Выбор исходной заготовки и методов её изготовления

Выбор заготовки по результатам расчёта КИМ

Заготовки для детали предлагается получать нарезкой готового квадратного горячекатаного проката или литьем в кокиль.

Для проката назначим по 2 мм припуска с каждой стороны, тогда согласно ГОСТ 2591-2006 выбираем прокат размером 105 мм обычного класса точности В1. На торцы назначим по 2 мм припуска. Допуск на размер заготовки назначен согласно стандарту на прокат, а допуск на длину будет определяться методом отрезки, примем, что в нашем случае прокат будет нарезаться на пресс-ножницах с прямым ножом, тогда [с. 171, 7] точность резки будет в пределах от ±1 мм до ±6 мм, примем ±1 мм.

Эскиз полученной заготовки показан на рисунке 3.1.1

Рисунок 3.1.1 — Эскиз заготовки из горячекатаного квадратного проката

Рассчитаем массу заготовки из проката (плотность 40Х р=7820 кг/м ³):

M = = = 10,69 кг

Точность литья 10-5-15-10 ГОСТ Р 53464-2009 для детали из стали 40Л и серийного производства, ряд припусков 8. Для литой заготовки припуск на мех обработку и усадку выполнен согласно ГОСТ Р 53464-2009. Масса заготовки:

M = = 0,1256 ∙ 7820 = 11,12-4,65=6,47 кг

Эскиз полученной заготовки показан на рисунке 3.1.2.

Рисунок 3.1.2 — Эскиз литой заготовки

Рассчитаем для каждой из заготовок коэффициент использования материала по формуле (2):

К = ,

— масса детали, кг; — масса заготовки, кг.

Для заготовки из проката:

К = =0,3

Для литой заготовки:

К = =0,5

Окончательный выбор заготовки по результатам расчёта её стоимости с учётом черновой обработки

Для оценки затрат на заготовку воспользуемся формулой (З):

С_м=g_H ∙ Ц_м – g₀ ∙ Ц₀ + C_ЗЧ ∙ T ∙ (1+ ), (3)

где: g_H — масса заготовки; Ц_м — оптовая цена на материал в зависимости от метода получения заготовки; g₀ — масса отходов материала, кг; Ц₀ — цена 1 кг отходов материала, руб; Т - время черновой обработки заготовки, ч; C_{ЗЧ -} средняя часовая заработная плата основных рабочих по тарифу, у.е./чел.ч; цеховые накладные расходы (для механического цеха 60..80%).

При оценке времени черновой обработки режимы резания будем принимать из следующих соображений: будем считать, что жёсткость системы СПИД и мощность оборудования позволяет снимать припуск на обработку с наибольшей допустимой глубиной резания, поэтому примем, что первоначальную глубина резания будет равна припуску на обработку за вычетом припуска на чистовую обработку, который примем равным 1 мм. Т.к. заготовка необходимо сверлить отверстия и фрезеровать внешнюю цилиндрическую поверхность, торцы, то для обеих заготовок время обработки будет одинаково, его вклад в стоимость обеих заготовок будет одинаков, при оценочных расчётах этот вклад в стоимость можно отбросить.

Заготовка из проката:

Ц_м= 180 у. е. / т (сталь 40 конструкционная углеродистая качественная, т.к. количество легирующих элементов мало стоимость принимаем ближе к нижней границе) [Таблица 1.16, 2]; Цо = 29,8 у. е/т (лом) [Таблица 1.15, 2]; Сзч = 0,55 у. е. /чел. ч (холодные работы, сдельная оплата труда, IV разряд) [Таблица 1.14, 2]; Сн =80%

Масса отходов. g₀ = g_H (1 - К) = (1 - 0,3) = 7,48 кг;

Время черновой обработки:

Схема черновой обработки заготовки из проката с указанием длины обрабатываемых поверхностей и глубины резания показана на рисунке 3.2.1

Рисунок 3.2.1 — Схема черновой обработки заготовки из проката

Определим для каждого из режимов: длину обработки, подачу и скорость резания [с.284, 8]. Результаты сведём в таблицу 3.2.1

Таблица 3.2.1. Режимы резания при черновой обработке заготовки из проката.

Глубина резания t, мм	Общая длина обрабатываемой поверхности l, мм	Подача S, мм/зуб	Требуемая скорость резания V, Мм/МИН	Обороты шпинделя, об/мин
2,5	124	0,1	50	795
8,5	124	0,1	50	795
80	124	0,1	50	795

Расчет оборотов шпинделя

n= = = 795 об/мин

Примем, что количество зубьев у фрезы равно 4, тогда s=0,4 мм/об

Основное время найдём по формуле (3.2.1):

(3.2.1)

где: l — длинна обрабатываемой поверхности, мм, i — количество проходов, n - обороты шпинделя, об/мин, S - подача, мм/об.

Получаем: T1= 0,39 мин; Т2 = 0,78 мин; Т3 = 1,56 мин;

Суммарное время черновой обработки: Т= 2,73 мин = 0,0455

Литая заготовка:

Ц_м = 210 у. е. / т (отливка простой группы сложности с массой 7,48 кг) [Таблица 1.17, 2]; Цо = 14.4 у. е/т [Таблица 1.15, 2]; Сзч = 0,55 у. е. /чел. ч (холодные работы, сдельная оплата труда, IV разряд) [Таблица 1.14, 2]; Сн =80%

Масса отходов. g₀ = g_H (1 - К) = (1 - 0,5) = 3,24 кг;

Время черновой обработки:

Схема черновой обработки заготовки из проката с указанием длины обрабатываемых поверхностей и глубины резания показана на рисунке 3.2.2

Рисунок 3.2.2 — Схема черновой обработки литой заготовки

Определим для каждого из режимов: длину обработки, подачу и скорость резания [с.284, 8]. Результаты сведём в таблицу 3.2.2

Таблица 3.2.2. Режимы резания при черновой обработке литой заготовки.

Глубина резания t, мм	Общая длина обрабатываемой поверхности l, мм	Подача S, мм/зуб	Требуемая скорость резания мм/мин	Обороты шпинделя, об/мин
1	122	0,1	V	795
4	122	0,1	V	795
8	122	0,1	V	795

Основное время найдём по формуле (3.2.1).

Получаем: T1= 0,38 мин; Т2 = 0,38 мин; Т3 = 0,38 мин;

Суммарное время черновой обработки: Т= 1,14 мин = 0,019 ч

Затраты на заготовку из проката: 10,69∙0.180-7,48∙0.0298+0.479∙0.0455∙(1+0.8)= 1,74 у.е.

Затраты на литую заготовку: 6,47∙0.210-3.24∙0.0144+0.55∙0.019∙(1+0.8)=1,33 у.е.

Благодаря высокому КИМ литой детали и меньшие затраты на ее изготовление, чем у заготовки из проката, выбираем данный способ получения заготовки.