Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
записка шаблон.doc
Скачиваний:
34
Добавлен:
18.05.2015
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

4.1 Экономическое обоснование выбора способа изготовления заготовки.

Возможны несколько способов получения отливки. Чтобы выбрать наиболее рациональный способ проведем подсчет себестоимости изготовления заготовки тем или иным способом.

Стоимость заготовок определяется по формуле:

Sзаг=[(Ci/1000)·Mз·Кт·Кс·Кв·Км·Кп] – (Мз – Мд)·(Sотх/1000); (5)

где Ci – базовая стоимость одной тонны заготовок, в рублях (табл. 3.6 [3]).

Кт·Кс·Кв·Км·Кп – коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства. Значения этих коэффициентов выбираем по таблицам (3.7 – 3.12 [3]).

Sотх – цена 1 тонны отходов, в рублях(табл. 3.5[3]).

  1. Литье в песчаные формы.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

Кт=1,1; Кс=1; Кв=0,95; Км=1,26; Ci=360 рублей; Sотх=27 рублей.

Чтобы определить величину коэффициента Кп, зависящего от объема производства заготовок, необходимо вначале установить группу серийности отливок. По табл. 3.12[3] при объеме выпуска заготовок 5000 шт., и массе отливки 3,9 кг., определяем группу серийности – 4. Тогда Кп=0,96. Подставляя полученные данные в формулу (5) получим:

Sзаг=[(360/1000)·3,59·1,1·1·0,95·1,26·0,96]–(3,59 – 2,1)·(27/1000)=1,6р.

  1. Литье в кокиль.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

Кт=1,05; Кс=1; Кв=0,96; Км=1,2; Кп=0,85. Ci=318 рублей; Sотх=27 рублей.

Подставляя численные данные в формулу (5) получим:

Sзаг=[(318/1000)·3,59·1,05·1·0,96·1,2·0,85]–(3,59–2,1)·(27/1000)=1,13р.

Таким образом, литье в кокиль выгоднее, чем литье в песчаные формы.

  1. Проектирование маршрутного технологического процесса

изготовления детали

Классифицируем данную деталь.

Класс–полые цилиндры(втулка). Характерное условие:

h=(0,25÷2,5)·D (мм) (6)

Подставляя размеры детали h=76 мм, D=142 мм, получим:

76=(0,25÷2,5)·142=35,5÷355 мм.

Т. е. Размеры детали удовлетворяют данному условию.

Размерная группа – Н (небольшие): D=70÷150 мм; G=0,7÷2 кг.

На основании анализа базового технологического процесса изготовления детали и выбора метода получения заготовки, а также используя типовые схемы обработки деталей данного класса [2], составляем проектные варианты маршрутного технологического процесса, ориентируемого на автоматизированное производство.(см. табл. 3,4).

Таблица 3. Проектный технологический маршрут

изготовления стакана (1 вариант).

№ операции

Наименование операции и ее содержание

Станок (оборудование)

Технологические базы,

приспособление

1

2

3

4

00

Заготовительная.

Литье в кокиль.

Кокильная машина мод. 5913

05

Токарно-револьверная с ЧПУ.

Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндри-

ческие поверхности с одной стороны детали

Расточить канавку.

Снять фаски.

Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3

Необработанные торец и наружная

поверхность заготовки.

Приспособление:

патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.

10

Комбинированная.

Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутрен –нюю поверхность с другой стороны детали.

Точить канавки и фаски.

Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали.

Зенковать фаски.

Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4

Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец.

Приспособление:

патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.

15

Отделочно-расточная.

Расточить внутренние поверхности и торцы.

Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат модели 2706П

Обработанный торец детали, буртик наружной канавки и внутренний диаметр 119,8 (120) мм.

Приспособление:

специальное.

20

Токарная с ЧПУ. Тонкое точение наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки

Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3

Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная

25

Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.

Машина моечная модели

МКП-0620

30

Контрольная.

Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.

Контрольный стол

Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.

35

Транспортная

Роботкар

Таблица 4. Проектный технологический маршрут

изготовления стакана (2 вариант).

№ операции

Наименование операции и ее содержание

Станок (оборудование)

Технологические базы,

приспособление

1

2

3

4

00

Заготовительная.

Литье в кокиль.

Кокильная машина мод. 5913

05

Токарная с ЧПУ.

Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндри-

ческие поверхности с одной стороны детали

Расточить канавку.

Снять фаски.

Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3

Необработанные торец и наружная

поверхность заготовки.

Приспособление:

патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.

10

Комбинированная.

Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутрен –нюю поверхность с другой стороны детали.

Точить канавки и фаски.

Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали.

Зенковать фаски.

Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4

Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец.

Приспособление:

патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.

15

Внутришлифовальная

Шлифовать внутренние поверхности и торцы.

Внутришлифовальный станок модели 3К227В

Обработанный торец детали, внутренний диаметр 119,8 (120)мм.

Приспособление:

шлифовальное.

20

Круглошлифовальная с ЧПУ.

Шлифование наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки

Круглошли –фовальный станок модели 3М151Ф2

Внутренний диаметр 80H8 и торец детали.

Приспособление: оправка разжимная

25

Моечная.

Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.

Машина моечная модели

МКП-0620

30

Контрольная.

Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.

Контрольный стол

Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.

35

Транспортная

Роботкар

Приведенные варианты отличаются применяемым оборудованием и инструментом. Соответственно различаются и режимы резания. В дальнейшем необходимо определить какой из вариантов обработки предпочтительнее.

  1. Определение припусков, операционных размеров

и размеров заготовки

Припуски на несколько поверхностей определим расчетно – аналитическим методом [5]. Опытно – статический метод позволяет назначать припуски независимо от технологического процесса обработки заготовки и поэтому они, как правило, являются завышенными, что приводит к увеличению расхода материла и трудоемкости изготовления деталей.

Значения операционных допусков примем по таблицам точности обработки [5], величину допусков на размеры исходной заготовки принимаем руководствуясь справочными таблицами [9].

Минимальный припуск при обработке внутренних и наружных поверхностей (двусторонний припуск) определяется по формуле:

2zi min=2[(Rz+h)i-1+] (8)

При последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется по формуле:

zi min=(Rz+h)i-1+ (9)

Здесь Rzi-1 высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; ΔΣi-1 – суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе; εi – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

zi=zi min+ESi-1-ESi (10)

2zi=2zi min+ESDi-1-ESDi (11)

Здесь ESDi-1, ESi-1; ESDi, ESi – верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

наружных

zi=zi min+eii-1+eii (12)

2zi=2zi min+eiDi-1+eiDi (13)

Здесь eii-1, eiDi-1; eii, eiDi – нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, пресс-форм, моделей, волок, приспособлений).

Максимальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

zi max=zi min+Tdi-1+Tdi (14)

2zi max=2zi min+Tdi-1+Tdi (15)

наружных

zi max=zi min+TDi-1+TDi (16)

2zi max=2zi min+TDi-1+TDi (17)

Здесь Tdi-1 , TDi-1 – допуски размеров на предшествующем переходе и Tdi, TDi - допуски размеров на выполняемом переходе.

Максимальные припуски принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания и выбора оборудования по мощности.

Расчетные формулы для определения размеров:

внутренних поверхностей

Dmax i-1=Dmax i – 2zmin i (18)

Dmin i-1=Dmax i-1 – TD i-1 (19)

amax i-1= amax i - zmin i (20)

amin i-1= amax i-1 - Ti-1 (21)

наружных поверхностей

Dmax i-1=Dmin i-1 + TD i-1 (22)

Dmin i-1=Dmin i + 2zmin i (23)

amax i-1= amin i-1 + Ti-1 (24)

amin i-1= amin i + zmin i (25)

Здесь 2zmin i – минимальный (расчетный) припуск на диаметр; zmin i – минимальный (расчетный) припуск на сторону на выполняемый технологический переход; amin i-1, Dmin i-1, amax i-1, Dmax i-1, – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем переходе;

amin i, Dmin i, amax i, Dmax i, – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

Рассчитаем припуски и операционные размеры с использованием вышеперечисленных формул и расчетных карт (см. табл. 5,6,7) для каждой из поверхностей. Правильность проведенных расчетов определим по формулам:

zi max - zi min = Ti-1 – Ti; (26)

2zi max - 2zi min = TD i-1 – TD i; (27)

zo max – zo min = Tз – Tд; (28)

2zo max - 2zo min = TD з – TD д; (29)

Здесь zo max, zo min – общие припуски на обработку.

Таблица 5. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ.

Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром ø80Н8(+0,046).

Элементарная поверхность

детали и

технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка

Точение:

черновое

чистовое

тонкое

(шлифование)

200

50

20

5

200

50

20

5(-)

900

50

-

-

-

320

-

-

-

2600

840

80

76,526

79,126

79,966

80,046

1200

300

120

46

76,50

79,10

79,90

80,046

75,30

78,80

79,8

80

-

2600

800

146

-

3500

1000

200

Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-46=2z0 max-2z0 min=4700-3546=1154 мкм

Таблица 6. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ.

Элементарные поверхности для расчета припуска – внутренние торцы обеспечивающий линейный размер 32(-0,16) (двусторонний припуск)

Элементарная поверхность

детали и

технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

2hmax

2hmin

2zmin

2zmax

Отливка

Точение:

черновое

чистовое

тонкое

(шлифование)

200

50

20

10

200

50

20

5(-)

900

50

-

-

-

120

-

50

-

2840

300

180

35,16

32,32

32,02

31,84

1000

250

100

160

36,2

32,8

32,2

32

35,2

32,3

32

31,84

-

2900

300

160

-

3400

600

200

Проверка расчета: TD з – TD д=840= 2zo max - 2zo min =4200-3360=840 мкм

Таблица 7. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ.

Элементарная поверхность для расчета припуска наружная поверхность диаметром ø130k6

Элементарная поверхность

детали и

технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Δ

ε

dmin

dmax

2zmin

2zmax

Отливка

Точение:

черновое

чистовое

тонкое

(шлифование)

200

50

20

12,5

200

50

20

5(-)

900

50

-

-

-

30

-

-

-

2600

300

80

132,983

130,383

130,083

130,003

1000

400

160

25

132,98

130,38

130,1

130,003

133,98

130,78

130,26

1130,028

-

2600

280

97

-

3200

520

232

Проверка расчета: TD з – TD д= 975 = 2zo max - 2zo min = 3952 - 2977 = 975 мкм

Таблица 8. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ.

Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром 120Н7(+0,035).

Элементарная поверхность

детали и

технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изго-товлениеТd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски,

мкм

Rz

h

Δ

ε

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка

Точение:

черновое

чистовое

тонкое

(шлифование)

200

50

20

10

200

50

20

10(-)

900

50

-

-

-

320

-

-

-

2600

840

80

116,515

119,115

119,955

120,035

1200

300

120

35

116,5

119,1

119,90

120,035

115,3

118,8

119,8

120

-

2600

800

135

-

3500

1000

200

Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-35=2zmax-2zmin=4700-3535=1165

Определяем номинальные размеры и допуски на изготовление остальных поверхностей опытно-статическим методом по таблицам [9]. На рассчитанные размеры номинальные размеры определяем по приведенным выше формулам. Все полученные данные заносим в таблицу 9.

Таблица 9. Операционные размеры поверхностей по переходам.

Размер готовой детали и допуск на его изготовление,мм

Операционные размеры и допуски на их изготовление

Тонкое точение, шлифование, мм

Чистовое точение, мм

Черновое точение, сверление, мм

Отливка, мм

142±1

-

-

-

142±1

130k6()

130k6()

130,26(-0,16)

130,78(-0,4)

142±1

120Н7(+0,035)

120Н7(+0,035)

119,8(+0,12)

118,8(+0,3)

115,3(+1,2)

1100,8

-

-

-

1100,8

870,8

-

-

-

870,8

80Н8(+0,046)

80Н8(+0,046)

79,8(+0,12)

78,8(+0,3)

75,3(+1,2)

76(-0,1)

-

76(-0,1)

76,5(-0,3)

79,6(-1,1)

65H8(+0,046)

65H8(+0,046)

64,2(+0,2)

63(+0,3)

-

32h11(-0,16)

32h11(-0,16)

32,2(-0,1)

32,8(-0,25)

36,2(-1,0)

29(-0,52)

-

29(-0,52)

30(-0,25)

32,2±0,9

23,50,2

-

23,50,2

22,8(-0,21)

-

22(-0,28)

22(-0,28)

21,9(-0,14)

21(+0,5)

-

12(+0,43)

-

-

12(+0,43)

-

100,5

-

-

100,5

-

10(+0,9)

-

-

10(+0,9)

-

9(+0,5)

-

-

9(+0,5)

-

80,5

-

-

80,5

-

5,5h12(-0,12)

5,5h12(-0,12)

5,8(-0,16)

6,5(-0,21)

-

30,3

-

30,3

3,2(+0,3)

-

30,12

-

30,12

3,2(+0,4)

-

Требования по точности отливок для всех видов сплавов регламентируются ГОСТ 26645–85. Под точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геометрических размеров и массы от номинальных значений.

Определим шероховатость поверхности заготовки по степени точности поверхности отливки (табл. 5 и 6 [9]). Наибольший габаритный размер для выбора – 142 мм; степень точности поверхности отливки – 11, шероховатость поверхности Rа=20 мкм.

Наносим на контур детали размеры заготовки с учетом сопряжений в образовавшихся переходах чернового контура заготовки – отливки, используя данные приложения 1 [9].

Тонкими линиями изображаем контуры чертежа детали, а основными – контуры полученного чертежа заготовки – отливки. Проставляем требуемые размеры и шероховатость поверхностей. После определения размеров заготовки подсчитаем ее массу и получим: Ким=Мд/Мз=2,1/3,59=0,59;

Т. е. при изменении способа литья, расчете припусков расчетно-аналитическим методом уменьшилась масса заготовки и соответственно увеличился коэффициент использования материала.

Чертеж отливки предоставлен на отдельном листе формата А2 (см. приложение).

  1. Разработка операционной технологии