2.1 Анализ технологичности конструкции

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Анализ технологичности конструкции

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основными задачами, решаемыми, при анализе технологичности является уменьшение трудоемкости и металлоемкости, что позволяет снизить себестоимость ее изготовления. Данная деталь «звездочка» предназначена для передачи крутящего момента в цепной передачи с числом зубьев z = 61. Материалом для изготовления детали является легированная сталь 45 ГОСТ 1050 – 88.

предел текучести Ϭ_т = 360мПа;

временное сопротивление Ϭ_вр = 610 мПа;

твердость по Бринеллю НВ 200 … 240.

2.2 Определение типа производства по ГОСТ 14.004 – 83

Тип производства определяется по коэффициенту закрепляемости операций за одним станком в течении года. При упрощенном расчете считаем, что тип производства зависит от двух факторов: заданной программы выпуска и массы детали.

Согласно рекомендациям [ ] имеем среднесерийный тип производства.

Такое производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпускаемых изделий, которые выпускаются периодически повторяющимися партиями.

Партия запуска деталей определяется по формуле:

(2.1)

где N = 10000 штук - годовая производственная программа;

Ф = 240 дней – число рабочих дней в году;

t – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе при пятидневной двухсменной рабочей неделе, t = 8 – 10 дней.

Подставим численные значения в формулу (2.1)

Размер партии является достаточно большим, поэтому нормирование проектируемого технологического процесса будем вести по штучному времени, не учитывая затраты на подготовительно – заключительное время.

2.3 Выбор заготовки

Выбор способа заготовки зависит от типа производства, материала детали, массы детали.

В условиях массового производства учитывая массу, материал заготовки, объем производства экономически выгодно получить данную заготовку путем горячей штамповки с последующей прошивкой центрального отверстия.

Масса заготовки Q = j * V,

где j – удельная плотность Ст 45; j = 7,85 * 10^-3 кг/см³

V – объем заготовки, см³;

(2.2)

Подставим численные значения в формулу (2.2):

Масса заготовки:

Рисунок 2.1: Эскиз заготовки.

Коэффициент использования материала:

(2.3)

где q – масса детали; q = 2,07 кг.

Следовательно: использование металла рациональное.

Себестоимость заготовки: [ ]

(2.4)

где - базовая стоимость 1т заготовки, = 30000 руб./т

= цена 1т отходов, = 6000 руб./т

- поправочные коэффициенты, учитывающие класс точности, группу сложности, массу, марку материала и объем производства.

[ ]

Подставим числовые значения в формулу (2.4)

2.4 Маршрутный технологический процесс механической обработки детали «звездочка»

000 Заготовительная

Штамповка на ГКМ.

005 Токарно-револьверная

А Установить заготовку в 3^х кулачковый патрон по Ø190

1 переход: подрезать торец Ø30;

2 переход: зенкеровать Ø17,75 мм;

3 переход: развернуть Ø18Н7;

4 переход: зенковать фаску 1,6 х 45⁰.

Б Переустановить.

5 переход: подрезать торец Ø190;

6 переход: зенковать фаску 1,6 х 45⁰.

010 Токарная

А Установить заготовку в 3-х кулачковый патрон (выточки на кулачках) поджав вращающимся центром

1 переход: точить фасонным резцом 20⁰.

015 Вертикально-протяжная

А Установить на специальную подставку

1 переход: протянуть шпоночный паз b = 6 мм.

020 Зубофрезерная

А Установить на оправку, в центра

1 переход: нарезать зубья z = 61.

025 Контрольная

2.5 Расчет припусков

Аналитический расчет припуска отверстия Ø18Н7^+0,018.

Обрабатывается зенкерованием Н9,

развертыванием Н7.

Точность заготовки es = 0.7 мкм; ei = - 0,3 мкм. [ ]

Tdз = 0,7 – (-0,3) = 1,0 мм

Наименьший межоперационный припуск:

(2.5)

где

- высота микронеровностей, полученные на предшествующей операции;

- глубина дефектного слоя после предшествующей операции;

- составляющая припуска, пространственные отклонения после

предшествующей операции;

– погрешность установки на выполняемом переходе.

Зенкерование: = 40 мкм; = 60 мкм; [ ]

(2.6)

где = 1,3 мкм/мм;

- смещение оси;

l = 16 мм.

.

Развертывание: R_Zi-1 = 30 мкм; = 40 мкм;

Таблица 2.1- нахождения промежуточных размеров и предельных припусков

Маршрут обработки	Элементы припуска	Расчетн. припуск, мкм	допуск, мкм	Расчетн. размер, мм	предельные размеры	предельные припуска
RT	T	P	Ey	max	min	2Zmax	2Zmin
заготовка			20,1	-	-		16,548	17,548	16,548	-	-
зенкерование			-		0,327		17,878	17,878	17,835	1,287	0,33
развертывание			-		0,140		18,018	18,018	18,000	0,165	0,14

Выстраиваем схему расположения припусков и допусков:

Рисунок 2.1 Схема расположения межоперационных размеров,

припусков, полей допусков Ø18Н7.

2.6 Выбор оборудования, режущего, вспомогательного и мерительного инструмента

005; 010 Токарно-револьверная

Станок патронный токарно-револьверный патронный полуавтомат 1416; [ ]

Наибольший диаметр заготовки 250 мм;

Число оборотов шпинделя 63 – 2000 мин^-1;

Подача суппортов мм/об:

поперечных 25 – 100

револьверных 20 - 100

Мощность электродвигателя 2,2 кВт.

Режущие инструменты:

Резец подрезной с Т15К6 2112 – 0084 ГОСТ 18880 – 73;

Зенкер 2320 – 2576 Ø17,75 ГОСТ 12489 – 71;

Развертка 2368 – 0122 Ø 18Н7 ГОСТ 1672 – 80;

Зенковка 2353 – 0121 2α = 90⁰ ГОСТ 14953 – 80.

Мерительный инструмент:

Калибр-пробка 8133 – 0932 Ø18Н7 ГОСТ 14810 – 69.

Вспомогательный инструмент:

Конус Морзе к автоматам ГОСТ 17178 – 71;

Державка для крепления резца в поперечный суппорт ГОСТ 18319 – 81;

Переходная втулка для крепления зенкеров, разверток в револьверную головку

ГОСТ 18257 – 81.

015 Вертикально-протяжная

Станок вертикально-протяжной для внутреннего протягивания 7Б64 [ ]

Номинальная тяговая сила 50 кН;

Скорость рабочего хода протяжки 1,5 – 11,5 м/мин;

Скорость обратного хода 20 м/мин.

Мощность электродвигателя 11 кВт.

Режущий инструмент:

Шпоночная протяжка 2405 – 1055 в = 6 ГОСТ 18217 – 90;

L = 665 мм, l = 322 мм, t = 14 мм.

Вспомогательный инструмент:

Патрон протяжной для шпоночных протяжек МН 5147 – 73;

Мерительный инструмент:

Калибр - глубиномер шпоночный для отверстий в =6 мм МН 2984 – 71.

020 Зубофрезерная

Вертикальный зубофрезерный полуавтомат 5К324 [ ]

Мощность электродвигателя 3 кВт;

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 200мм;

Модуль m = 4мм;

Длина прямозубых колес 200 мм;

Режущий инструмент:

Фреза червячная модульная для нарезания звездочек 2523 – 0035 D_ф = 71 мм, d = 27 мм, t = 9,525мм ГОСТ 15127 – 83.

Вспомогательный инструмент:

Оправка Ø32 ГОСТ 15070 – 75.

Мерительный инструмент:

Шаблон на зуб специальный.

2.7 Расчет режимов резания

005 Токарно-револьверная

1 переход: подрезать торец по Ø30.

Глубина резания: ;

Длина резания:

(2.7)

Подвод, врезание, перебег резца: у = 1+3 = 4 мм [ ]

Длина рабочего хода:

(2.8)

Подача на оборот: S₀ = 0,2 мм/об.

Стойкость подрезного резца:

Т_р = . [ ] (2.9)

Т_м – стойкость резца в минутах машинной работы станка

Скорость резания:

V = V_T * K₁ * K₂ * K₃ (2.10)

где V_T – скорость резания по нормативам [ ]

K₁, K₂, K₃ – поправочные коэффициенты, учитывающие вид материала заготовки, стойкость резца, диаметр обработки;

V_T = 135 м/мин;

K₁ = 1,0; K₂ = 1,2; K₃ = 0,75;

Подставим численные значения в формулу (2.10)

м/мин.

Частота вращения шпинделя:

(2.11)

Подставим численные значения в формулу (2.11)

Машинное время:

(2.12)

Подставим численные значения в формулу (2.12)

2 переход: зенкеровать отверстие Ø17,75 мм.

Глубина резания:

(2.13)

Подача на оборот: S₀ = 0,5 мм/об.

Подвод, врезание, перебег зенкера: у = 6 мм.

Длина рабочего хода:

Скорость резания:

м/мин.

Число оборотов шпинделя:

Машинное время:

3 переход: развернуть отверстие Ø18Н7

Глубина резания:

t =

Подвод, врезание, перебег резца у = 5мм.

Длина рабочего хода:

Подача на оборот: S₀ = 1,1 мм/об [ ]

Стойкость инструмента: Т_р = 60 мин.

Скорость резания:

м/мин.

Число оборотов шпинделя:

Машинное время:

4; 6 переходы: зенковать фаску 1,6 х 45⁰.

Глубина резания t = 1,6 мм;

Подвод, врезание, перебег резца: у = 6 мм

Длина рабочего хода:

Подача на оборот: S₀ = 0,4 мм/об.

Стойкость инструмента:

Т_р = 60 мин.

Скорость резания:

м/мин.

Число оборотов шпинделя:

Машинное время:

5 переход: подрезать торец по Ø190.

Глубина резания: ;

Длина резания:

Подвод, врезание, перебег резца: у = 1+3 = 4 мм

Длина рабочего хода:

Подача на оборот:

S₀ = 0,2 мм/об.

Скорость резания:

м/мин.

Частота вращения шпинделя:

Машинное время:

010 Токарная

1 переход: точить фасонную поверхность α = 20⁰.

Глубина резания: t =

Подача на оборот S₀ = 0,5 мм/об.

Подвод, врезание, перебег резца у = 6 мм.

Длина рабочего хода:

Скорость резания:

м/мин.

Число оборотов шпинделя:

корректируем по паспорту станка: n_пасп. = 100 мин^-1.

Машинное время:

015 Вертикально-протяжная

Устанавливаем по [ ] скорость резания V = 5 м/мин.

Расчет машинного времени:

(2.14)

где

(2.15)

- длина протягиваемого отверстия, = 14 мм.

- длина рабочей части протяжки до первого зуба.

(2.16)

= 30 мм. - дополнительная длина. [ ]

Подставим числовые значения в формулу (2.15)

14 + 343 + 30 = 387 мм.

К – коэффициент, учитывающий соотношение скорости рабочего и обратного ходов.

(2.17)

V_ox = 20 м/мин.

Подставим числовые значения в формулу (2.14)

020 Зубофрезерная

На оправку устанавливается сразу 2 заготовки, поэтому длина рабочего хода:

(2.18)

L_рез = мм.

у = мм.

Подставим числовые значения в формулу (2.18)

Подача на оборот: S₀ = 1,9 мм/об.

Скорость резания:

V = VT К1 К2

(2.19)

где: V_T – табличное значение скорости резания; V_T = 40 м/мин.

К₁ К₂ – коэффициенты, учитывающие материал заготовки, стойкость режущего инструмента;

К₁ = 1,0; К₂ = 0,9.

Подставим числовые значения в формулу (2.18)

V = V_T

Число оборотов фрезы:

(2.20)

Машинное время:

(2.21)

g = 2; Е = 1.

2.8 Нормирование технологического процесса

Штучное время на изготовление одной партии:

Т_шт = Т_оп * К_обсл (2.22)

где: Т_оп – оперативное время;

К_обсл – коэффициент времени обслуживания времени рабочего места, отдых, личные надобности рабочего;

Т_опер = + (2.23)

- машинное время на операцию;

- вспомогательное время на операцию;

= (2.24)

- время вспомогательное на установку, крепление, съем детали;

– вспомогательное время, связанное с переходом

- вспомогательное время на измерение.

005 Токарно-револьверная

Машинное время:

(2.25)

Вспомогательное время на операцию:

= 0,16 мин.

= мин.

= мин; [ ]

= мин.

Штучное время

К_обсл = 1,06. [ ]

Т_шт =

010 Токарная

Машинное время:

Вспомогательное время на операцию:

= 0,16 мин.

= мин.

= мин;

= мин.

Штучное время

К_обсл = 1,06. [ ]

Т_шт =

015 Вертикально-протяжная

Машинное время

Вспомогательное время

= 0,24 * 0,8 = 0,2 мин.

= 3 * 0,8 = 0,24 мин.

= 0,07 мин

= 0,2 + 0,07 + 0,24 = 0,51 мин.

Штучное время

К_обсл = 1,04. [ ]

Т_шт =Т_оп *

020 Зубофрезерная

Машинное время:

Вспомогательное время:

= мин.

= мин.

= мин.

= мин.

Штучное время:

Т_шт =

К_обсл = 1,08.

2.9 Расчет специального режущего инструмента

Рассчитаем зенкер для обработки отверстия Ø 17,75

Величина допустимого отклонения: D = 17,75 мм.

Основные геометрические параметры инструмента согласно рекомендациям ГОСТ 12489 – 71:

Задний угол режущей кромки α_р = 8⁰;

Задний угол на калибрующей части α_к = 5⁰;

Передний угол γ = 12⁰;

Угол наклона винтовой канавки ω = 20⁰;

Угол заборного конуса φ = 60⁰;

Длина рабочей части:

L_P = L₀ + 3 * D, мм. (2.26)

L_P = мм.

L₀ = 16 мм.

Длина заборной части:

l ₁ = , мм. (2.27)

l ₁ мм.

Длина шейки:

D_ш = D – 2, мм. (2.28)

D_ш = 16,71 – 2 = 14,71 мм.

2.10 Расчет мерительного инструмента

Расчет мерительного инструмента для контроля отверстия Ø 18Н7^+0,018

Предельные размеры отверстия:

D_max = D + ES, мм; (2.29)

D_max = 18 + 0,018 = 18,018 мм.

D_min = D + EI, мм. (2.30)

D_min = 18,000 мм.

Устанавливаем допуски и отклонения на изготовление калибра – пробки

Z = 2,5мкм;

Н = 3 мкм;

у = 2 мкм.

Исполнительные размеры пробки:

Проходная сторона нового рабочего калибра:

Р-Пр = D_min + (2.31)

Р-Пр = 18,000 + 0,0025 + 0,0015 = 18,004_-0,003 мм.

Проходная изношенная:

(Р-Пр)_изн = D_min – у, мм. (2.32)

(Р-Пр)_изн = 18,000 – 0,002 = 17,998 мм.

Непроходная сторона:

Р-НЕ =

Р-НЕ =

Выстраиваем схему расположения полей-допусков. Рисунок 2.2.

Рисунок 2.2: Схема полей допусков калибра – пробки Ø18Н7.

Список литературы

1. «Методические указания к курсовому проектированию по технологии машиностроения для студентов специальности 1707» Ульяновск, УлПИ, 1990 – 32с.

2. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» / А.Ф. Горбацевич и др. Минск, Высшая школа, 1975 – 285с.

3. «Определение припусков на механическую обработку» Учебное пособие / А.Н. Шепс и др.Саранск, Высшая школа, 1995 – 68с.

4. Режимы резания металлов / под ред. Ю.В. Барановского. – М.: Машиностроение, 1972.-407с.

5. «Справочное пособие технологий машиностроительного завода» Справочное пособие/ Б.А. Белькевич, Минск, Высшая школа, 1972 – 640с.

6. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: учебное пособие / Н.А. Нефедов, К.А. Осипов. – М.: Машиностроение, 1984.-400с.

7. Н.С. Козловский и др. «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения» Москва, Машиностроение, 1982 – 285с.

8. А.Г. Касилова, Р.К. Мещеряков «Справочник Технолога – машиностроителя» т.1, Москва, Машиностроение, 1975 – 436с.

9. А.Г. Скороходов «Краткий справочник металлиста» Москва, Машиностроение, 1984 – 600с.

10. М.А. Ашеров «Приспособления для металлорежущих станков» Москва, Машиностроение, 1964 – 649с.

11. В.И. Анурьев «Справочник конструктора - машиностроителя» т.1, Москва, Машиностроение, 1972 – 545с.

12. «Нормы времени при работе на металлорежущих станках» Учебное пособие, ДИТУД, Димитровград, 1995 – 68с.

Дата добавления: 2015-08-27