ВВЕДЕНИЕ
Ведущее место в росте экономике страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время машиностроительная отрасль нашей страны располагает такой базой, которая способна выпускать свыше четверти всей продукции страны. Определяющее развитие машиностроения и металлообработки в условиях растущего дефицита металла, энергетических ресурсов предусмотрено с одновременным увеличением выпуска продукции машиностроения. Всё это требует дальнейшего повышения научно- технического подъёма производства, высокого качества изделий и товаров, всестороннего совершенствования технологических методов организации и управления производством. С дальнейшим развитием науки и техники производства может достичь ещё большего прогресса, чем на данный период времени.
В задачах рыночной экономики на первом месте стоит подъём материального и культурного уровня жизни нашего народа на основе динамического и пропорционального развития производства и повышения его эффективности. Для этого необходимо производить высокомеханизированное оборудование, внедрять в промышленность передовую технику, прогрессивные новые технологии. Металлорежущие станки являются основным методом заводского оборудования, предназначенные для производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество металлорежущих станков, их технический уровень в значительной степени характеризуют производственную мощь страны. Одним из весьма эффективных путей совершенствования производства является повышение коэффициента оснащённости технологических процессов механизированности и автоматизированной оснасткой.
1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
1.1.Описание конструкции и технологический анализ детали, конструкторский и технологический коды детали и их декодирование
Деталь «Шкив КБ-408.81.00.002» является телом вращения, имеет сквозное отверстие в центре, также имеются сквозные отверстия.
С кромок сняты фаски.
Материал: Штамповка, сталь 45 ГОСТ 1050-88
Данная деталь используется в грузовой лебёдке крана. В базовом исполнении данный шкив на ЗАО «НКСЗ» изготавливают литьём 10-10-7-5 ГОСТ 26645-85.
Цена 1 кг литья 46,5, одной детали 16785,60 руб. Цена же 1 кг штамповки 45 р,
Поэтому в проектируемом варианте принимаем заготовку штамповку, которая в условиях крупносерийного производства гораздо выгоднее, нежели из литья.
Масса детали m=77кг, что требует специальных приспособлений для перемещения детали на рабочем месте.
Особых технологических требований нет.
Сталь 45 относится к углеродистым сталям, с содержанием углерода 0,36-0,44%
Таблица 1-Химический состав стали 45
Химический элемент | % |
Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
Медь (Cu), не более | 0.25 |
Мышьяк (As), не более | 0.08 |
Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
Никель (Ni), не более | 0.25 |
Фосфор (P), не более | 0.035 |
Хром (Cr), не более | 0.25 |
Сера (S), не более | 0.04 |
Таблица 2-Механические свойства стали 45 при комнатной температуре
Сечение, мм | δ 0,2,МПа | δᴮ, МПа | δ⁵,% | Ψ,% | KCU, Дж/м2 |
Закалка 850 0С, отпуск 550 0С. Образцы вырезались из центра заготовок. | |||||
Допускается изготавливать деталь из стали 40ХH и 45.
Рисунок 1-Шкив КБ-408.8100.022
Декодирование детали Деталь «Шкив КБ-408.81.00.002»
Кондукторский код
Конструкторский код детали устанавливается по «Классификатору ЕСКД». Класс 71- детали- тела вращения типа колец, дисков, шкивов, блоков, стержней, втулок, стаканов, валов, осей, штоков, шпинделей и другое.
Таблица 3- Декодирование конструкторского кода
ККод |
| Значение кода |
Класс | Детали – тела вращения типа колец, дисков, шкивов, блоков, стержней, втулок, стаканов, колонок, валов, осей, штоков, шпинделей и другое. | |
Подкласс | CL св. 0,5 до 2D, включительно (катушки шкивы, барабаны, стержни, втулки, стаканы, пальцы и др) С наружной поверхностью цилиндрической. | |
Группа | Без закрытых уступов, гладкой, без наружной резьбы. | |
Подгруппа | С центральными сквозным отверстиям. | |
Вид | Без кольцевых пазов и шлицев на наружной поверхности. |
Конструкторский код 713121
Технологический код
Технологический код детали определяется по «Классификатору ЕСТД»
Декодирование технологического кода
Таблица 4
Код | Значение кода |
Е | Наибольший наружный диаметр в пределах 320-420 мм. |
Длина в пределах 190-240 мм. | |
Диаметр центрального отверстия в пределах 50-100 мм. | |
Стали конструкционные с содержанием углерода до 0,35% | |
Изготавливаем ковкой и горячей штамповкой. | |
Горячая штамповка калиброванная. | |
Класс точности наружных поверхности. | |
Шероховатость Ra в пределах 0,8… 12.5 мкм. | |
Без элементов зубчатого зацепления. | |
Термообработка после механической обработки. | |
Масса детали в пределах 63-100 кг. |
Технологический код E401282520303
Полный конструкторско-технологический код Деталь «Шкив КБ-408.81.00.002»
E401282520303
Анализ технологичности детали с определением коэффициентов технологичности по унифицированным элементам, квалитетам точности и шероховатости поверхности детали. Технологичность конструкции деталей должна удовлетворять требованиям служебно-эксплуатационного характера и отвечать производственным требованиям. Основным критерием оценки технологичности конструкции детали является её экономическая целесообразность для заданных условий эксплуатации и принятых условиях производства, чем ниже трудоёмкость и себестоимость изготовления и проще организация производства изделия.
Технологичность детали определяется по коэффициентам унификации конструктивных элементов, квалитетам точности и шероховатости поверхностей детали.
1.Проведём конструкторский анализ детали по элементам с простановкой позиций поверхностей.
Таблица 5 - Конструкторский анализ детали
№ п/п | Наименование поверхности, № позиции. | Количество поверхностей (элементов) | Количество унифицированных поверхностей | Квалитет точности | Параметр шероховатости |
Торец №1,7,13,24 | - | 6,3 | |||
Торец №4,27,28 | - | 12,5 | |||
Внутренняя поверхность тела вращения №2,6,9,14,25 | 12,5 | ||||
Радиус №3,5,8,15,17,19 | 12,5 | ||||
Отверстия вне оси №16 | 1,6 | ||||
Фаска №10,12,21,23,29. | 12,5 | ||||
Осевое отверстие №26 | 1,6 | ||||
Шпоночный паз №22 | 3,2 | ||||
Поверхность вращения №11 | 1,5 | ||||
Поверхность вращения №20 | 12,5 | ||||
Поверхность №18 | - | 1,5 | 12,5 | ||
Итог | - | - |
2.Определяем коэффициент унификации конструктивных элементов детали по формуле:
Ку.э=Qу.э. /Qэ≥0,6 (1)
Ку.э.=Qу.э.=21/29=0,72>0.6
Проверим деталь на технологичность по коэффициенту унификации конструктивных элементов.
Где:
Qуэ –Количество унифицированных элементов; Qуэ=21
Qэ- Количество элементов; Qэ=29
Вывод: по коэффициенту унификации конструктивных элементов деталь технологична.
Проверим деталь на технологичность по коэффициенту точности обработки
Ктч =1- 
≥ 0,8 (2)
(3)
где ni – квалитет точности;
Вывод: деталь технологична по коэффициенту точности обработки. Проверим деталь на технологичность по коэффициенту шероховатости поверхности детали
(4)
= 
=2,51 мкм (5)
Вывод: деталь технологична по коэффициенту шероховатости поверхности детали
Общий вывод: таким образом, из полученных расчётов видно, что данная деталь технологична по всем коэффициентам.
Назначение детали.
Устройство и принцип работы узла куда входит деталь
Шкив КБ-408.81.00.001 входит в состав грузовой двухсторонней лебёдки КБ-408.81 и предназначен для блокировки барабана. Лебёдка грузовая двухскоростная КБ-408.81 предназначена для комплектации строительных башенных кранов. Лебёдка рассчитана для работы в следующих условиях:.
а)окружающая среда- невзрывоопасная;
б)рабочее положение- крепление на платформе крана;
в)режим работы- лёгкий.
Исполнение лебёдок по ГОСТ 15150-69-У1
Лебёдка состоит из следующих основных узлов: барабана, редуктора, 2-х электродвигателей, тормоза, смонтированных на общей раме сварной конструкции.
Рабочим органом лебёдки является барабан, крутящий момент на который передаётся от электродвигателя через упругие муфты, редуктор и зубчатую муфту, ведомая полумуфта последней скреплена с диафрагмой, соединена с ребордой барабана.
Барабан опирается через радиально-сферические подшипники с одной стороны на выходной конец вала редуктора, с другой стороны на выносную опору.
Крепление каната на барабане- прижимными планками.
Редуктор соединён с электродвигателя посредством упругой муфты, полу-муфта, сидящая на быстроходном валу редуктора, является тормозным шкивом.
Электродвигатели соединяются между собой упругой муфтой. Двухскоростной двигатель крепится фланцем к кронштейну, установленному на раме лебёдки.
Подъём и спуск номинального груза с номинальной скоростью осуществляется основным электродвигателем при отключенном вспомогательном. Подъём и спуск холостого крюка и лёгких грузов
(до 14 кH) с повышенной скоростью осуществляется вспомогательным электродвигателем. Получение посадочной скорости во всем диапазоне грузов осуществляется совместной работой основного двигателя в режиме динамического торможения и вспомогательного двигателя при низшей частоте вращения. Подъём грузов с малой скоростью осуществляется совместной работой основного электродвигателя с включённым в цепь ротора сопротивления и вспомогательного двигателя.
1.2. Анализ и описание базового технологического процесса изготовления детали.
Шкив КБ-408.81.00.002 на заводе выпускается в условиях крупносерийного производства, которое характеризуется: использованием как специального, так и универсального оборудования; возможностью применения специального мерительного и режущего инструмента; номенклатурой изделий ограниченной сериями; средней длительностью производственного цикла.
Деталь изготовляется по следующему технологическому процессу:
005 Токарно-винторезная. Установ А. Токарно-винторезный 16К20Т1.00
Контрольная. Стол ОТК
Токарно-винторезная. Установ Б. Токарно-винторезный 13К20Т1.00
Контрольная. Стол ОТК
010 Долбёжная. Станок долбёжный 7430.
Контрольная. Стол ОТК
015 Радиально-сверлильная. Радиально-сверлильный станок 2М57
Контрольная. Стол ОТК
Данный технологический процесс годен только для мелко – и среднесерийного производства. При крупносерийном производстве использование универсального оборудования и высокая концентрация операция, то есть выполнение большого числа переходов на одном рабочем месте, не выгодно, так как не позволяет сократить подготовительно-заключительное время за счёт отсутствия необходимости в переналадке оборудования на обработку определённой поверхности.
Кроме того, использование универсального мерительного инструмента, такого как штангенциркуль и линейка, увеличивает вспомогательное время и вызывает относительно высокие погрешности по сравнению с использованием специального инструмента, например: калибры.
При разработке технологического процесса механической обработки детали с большой годовой программой выпуска следует учесть эти недостатки.
2.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Предварительное определение типа производства по заданной программе и массе детали и его характеристика.
Для предварительного определения типа производства необходимо учитывать партию изготовления N=15 000 штук и массу одной детали m=77 кг.
Таблица 6 – Определение типа производства
Тип производства | Число изделий | ||
Крупные изделия | Изделия средних размеров | Мелкие изделия | |
Единичное | <5 | <10 | <100 |
Мелкосерийное | 5-100 | 10-200 | 100-500 |
Среднесерийное | 100-300 | 200-500 | 500-5000 |
Крупносерийное | 300-1000 | 500-5000 | 5000-50000 |
Массовое |
Исходным данным соответствует крупносерийный тип производства.
Серийное производство предусматривает одновременное изготовление сериями широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течении продолжительного времени.
Под серией понимается выпуск ряда конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производство партиями. Одновременно или последовательно. Непрерывно в течении планового периода.
Основные особенности организации производственного процесса:
-постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготавливаемых в значительных количествах
-Специализация рабочих мест для выполнения нескольких операций, закреплённых за конкретным рабочим.
-Периодичность изготовления изделий сериями, обработка деталей партиями.
-Преобладание специального и специализированного оборудования и технологического оснащения.
-Наличие незначительного объёма ручных сборочных и доводочных работ.
-Централизация оперативно-производственного планирования и руководства производством.
-Автоматизация контроля качества изготавливаемой продукции.
-Применение статических методов управления качеством продукции.
-Унификация конструкции деталей изделия.
-Типизация технологических процессов и оснастки.
2.2. Выбор и обоснование метода получения заготовки для изготовления детали, экономическое обоснование выбранной заготовки сравнением вариантов изготовления.
Для изготовления деталей машин применяются сталь, чугун, цветные сплавы и другие материалы. Получение заготовок большей точности требует применения более сложной и дорогой оснастки. В связи с этим в единичном и мелкосерийном производстве применения методов изготовления заготовок, требующих сложной и дорогой оснастки в большинстве случаев экономически не оправдывается.
При выборе заготовке для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски и припуски на механическую обработку и формируют технические условия на изготовление. По мере усложнения конфигурации заготовки.
Повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей, усложняется и удорожает технологическая оснастка заготовительного производства, что повлечёт за собой повышение себестоимости заготовки, но при этом снизится трудоёмкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки. Повысится коэффициент использования металла. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки. Однако такие заготовки требуют трудоёмкой последующей обработки и повышенного расхода материала.
Главным при выборе заготовок является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости. Особенно важно правильно выбрать заготовку и назначить оптимальные условия её изготовления в автоматизированном производстве, когда обработка ведётся на автоматических линиях, специальных станках, станках с ЧПУ.
Поступающие на обработку заготовки должны соответствовать утверждённым техническим условиям, поэтому заготовки подвергаются техническому контролю.
Существует несколько видов заготовок:
-из сортового проката(лист, круг);
-отливка;
-поковка;
-штамповка;
-сварная(сборочная);
Деталь Шкив КБ-408.80.00.002 точность 10- 10-7-5. Материал – сталь 45 ГОСТ 1050- 88
Экономическое обоснование выбранной заготовки сравнением вариантов изготовления.
Базовый вариант изготовления детали (метод литья):
Определим стоимость базового варианта заготовки по формуле:
M=Q×S-(Q-q)× 
рублей(6)
Где:
Q= вес заготовки – 130 кг.
S= стоимость 1кг литых заготовок -46,5 рублей
q- масса готовой детали-77 кг
Sотх = стоимость 1 кг возвратных отходов -5,93 рублей
Mбаз = 130×46,5-(130-77)×5,93= 5730,71 рублей
Проектируемый вариант изготовления детали (метод штамповки)
Определим стоимость проектируемого варианта заготовки по формуле:
M=Q×S-(Q-q)× рублей (7)
Где:
Q= вес заготовки – 120 кг.
S= стоимость 1 кг штамповки -45 рублей
q- масса готовой детали – 77кг.
Sотх= стоимость 1 кг возвратных отходов -5,93 рублей
Мбаз = 120×45-(120-77)×5,93= 515,01рублей
Рассчитаем разницу между проектируемым и базовым вариантом
Р=Мбаз-Мпр=5730,71-5145,01=585,7 рублей
Вывод: Из произведённых расчётов видно, что проектируемый вариант штамповка наиболее предпочтителен, чем базовый (литьё) так как по стоимости на 585,7 рублей дешевле.
Диаметральные размеры заготовки изготовленной из литых заготовок больше, чем размеры заготовки изготовленной методом поковки штампованной. Диаметральные и линейные размеры заготовки из штамповки приближены к действительным размерам детали, что существенно снижает время обработки детали, а соответственно себестоимость.
Следовательно, наиболее целесообразно использовать заготовку – поковку штампованную, нежели литьё.
2.3 Расчет припусков
2.3.1 Расчет общих и межоперационных припусков, допусков и предельных размеров в зависимости от метода изготовления заготовки
а) расcчетно – аналитическим методом: на диаметральный размер ∅400h60-3,6
Установим квалитеты точности обработку поверхности по проходам
Проход черновой: h14 (
Проход получистовой: h12 (
Проход чистовой: h6 (
Установим величину микронеровностей Rz и T
Заготовка штамповка Rz=300мкм Т=300мкм
Проход черновой Rz= 50мкм. Т=50 мкм.
Проход получистовой Rz = 20мкм. Т=0 мкм
Тонкое точение Rz=8 мкм. Т=0
Припуски рассчитываем по формуле для тел вращения:
2Zmin=2∙(Rz+T+ 
) (8)
где Rz – величина шероховатости на предыдущем переходе;
T – величина дефектного слоя материала на предыдущем переходе.
ρi – 1 значение пространственных отклонений на предыдущем переходе;
ℰγ – значение погрешности установки.
Определяем ρ i – 1;
Погрешность установки определяется по формуле:
ℰу= 
(9)
где ℰб – погрешность базирования, мкм.
ℰз – погрешность закрепления, мкм.
В рассматриваемом случае так как измерительная база и установочная совпадают, то погрешность базирования Еб=0
Погрешность закрепления Ез также равна нулю, так как не оказывает влияния на точность заданных размеров
Следовательно Еyi- отклонения погрешности установки равны нулю.
Рассчитаем припуски по переходам:
а)черновой проход:
2Zmin=2∙(300+300+250)=1700 мкм
2Zmax=2Zmin+ δ i-1-δ i=1700+3600-1400=3900 мкм
б)получистовой проход:
2Zminn/ч=2∙(50+50+15)=230 мкм
2Zmaxn/ч=2Zminn/ч+ρi-1-δi=230+1400-570=1060мкм
в)тонкое точение:
2Zminm.m=2∙(20+0+0)=40 мкм
2Zmaxm.m=2Zminm.m+ρi-1-δi=40+570-36=574 мкм
Определяем предельные размеры поверхности вращения по переходам:
Минимальные размеры:
dп/чист.min= dчист.min+2Zmin.чист = 399,964+0.04=400,004 мм.
dчер.min= dп/чист.min+2Zmin.п/чист = 400,004+0,23=400,234 мм.
dзаг.min= dчер.min+2Zmin.чер = 400,234+1,7=401,934 мм.
Максимальные размеры:
dп/чис.max= dчист.max. + 2Zmax.чист. = 400+0.574 = 400,574 мм
dчер.max= dчист.max+ 2Zmax.п/чис. = 400.574+1,060 = 401,634 мм
dзаг.max= dчер.max+ 2Zmax.чер.= 401,634-3,9 = 405,534 мм
Сведем все полученные данные в таблицу:
Технологиче-ский переход обработки поверхности ф170h7 | Точ-ность поверх- ностей
| Элементы припуска, мкм. | Расчетный припуск, 2Zmin, мкм. | Расчетный размер, мм | Допуск б, мкм | Предельн. размер, мм. | Предельн. значение припуска мкм. | ||||||
Rz |
T |
r |
eу | dmin | dmax | 2Zmin | 2Zmax | ||||||
Заготовка | H 17 | 399,964 | 400,574 | 401,934 |
|
| |||||||
черновое п/чистовое т/точение |
h14 h12 h7
|
|
|
|
|
|
400,004 400,234
|
|
401,634 399,47 405,534 |
400,234 400,004
|
|
| |
Итого | |||||||||||||
Таблица 7 – Расчет припусков на диаметральный размер
Проверка: проверяем правильность произведенных расчетов как разность предельных значений припусков заготовки и детали
2Zmax-2Zmin=δз-δд (10)
5534-2006=3600-36 =3564 мкм
Следовательно, расчёты верны.
Окончательно припуск на заготовку, для Ф400 h6, принимаем 3,5 мм и размер заготовки Ф406мм.
Определим припуски расчётно-аналитическим методом на линейный размер 186мм. Длинна задана по 6 квалитету точности шероховатость поверхности Ra=0,8 мкм(Rz=30мкм); допускаемое отклонение составляет 0-0,029мм
Поле допуска 29 мкм. Обработку проведём за три прохода проходным резцом.
Обработку ведём в три прохода: черновой с точностью h14, чистовой с точностью h9 и тонкое точение с точностью H+0.023+0.003 ; определим поверхности обработки.
а)черновой проход:
2Zmin ч =2(300+300+250)= 1700 мкм
2Zmax ч =1700+ 3600-1400= 3900мкм
б)получистовой проход:
2Zmaxn/ч =2(50+50+50)= 230 мкм
2Zmaxn/ч =230+1400-570=1060 мкм
в) тонкое точение:
2Zminm.m=2(20+0+0)= 40 мкм
2Zmaxm.m=40+570-36= 574 мкм
Определим минимальные предельные размеры поверхности вращения по переходам:
dп/чист.min= dчист.min+2Zmin.чист = 400-0.04=399,96 мм.
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 24 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |