Энергосберегающие технологии в машиностроении

 
 
 
 
 
 

     Содержание: 

1. Назначение и конструкция детали

2. Класс  детали и технологичность ее  конструкции

3. Определение  и характеристика типа производства

4. Технико-экономическое  обоснование выбора заготовки

5. Расчет припусков. Оформление чертежа заготовки

6. Разработка  маршрутно-технологического процесса

7. Расчет  режимов резания

8. Расчет  технической нормы времени

9. Технико-экономическое  обоснование выбора оборудования  на токарную обработку фланца

Список  литературы

 

      1. Назначение и  конструкция детали 

     Служебное назначение фланца – ограничение  осевого перемещения вала, установленного на подшипниках в изделии путем  создания необходимого натяга или гарантированного осевого зазора между торцом фланца и торцом наружного кольца подшипника.

     Деталь  изготовлена из стали 40X ГОСТ 4543-71. Это  конструкционная углеродистая сталь. Сталь состоит из: Кремний:0.17-0.37,Марганец:0.50-0.80,Медь:0.30,Никель:0.30,Сера:0.035,Углерод:0.36-0.44, фосфор:0.035,Хром:0.80-1.10

     Сталь склонна к отпускной хрупкости  и флокеночувствительна. Трудно сваривается, необходим подогрев и последующая термообработка. Плотность при 20°С - кг/м³

     Применяются для изготовления крепёжных деталей, работающих при температуре не выше 425°С. Оси, валы, шестерни, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, рейки, шпиндели, оправка, полуоси и другие детали повышенной прочности.

     Механические  свойства стали 40Х 

 

     Фланец  предназначен для работы в сборочных  изделиях. Масса 0,567 кг. Чертеж выполнен в масштабе 1:1. Конструкционные базы – наружные и внутренние поверхности, их взаимное расположение в осевом направлении.

     Фланец  включает в себя следующие конструктивные поверхности:

     4,7 – наружные цилиндрические поверхности,

     3 – фаска,

     1,5,8 – торец,

     2 - отверстия (4 шт.)

     6 – отверстия(4шт.)

     9,10 – внутренние цилиндрические  поверхности,

     11 – лыска. 

     

     2. Класс детали и  технологичность ее конструкции

 

     Деталь  фланец относится к деталям типа тел вращения, включает в себя внешние  и внутренние цилиндрические поверхности, торцы, фаски, пазы и отверстия, внутренние канавки. Их геометрическая форма и  размеры не вызывают значительной трудности  для обработки на металлорежущих станках. Класс детали 71.

     Указанная на чертежах точность – 8 квалитет –  может быть обеспечена путем тонкого  точения или шлифования.

     К точным поверхностям фланца относятся:  наружная цилиндрическая поверхность (пов. 7)

     Наружная  цилиндрическая поверхность  7,  Æ 72d8 может быть выполнена с отклонением – 0,1мм и – 0,146 мм а предельные размеры: наибольший -  72 - 0,1=71,9 мм; наименьший  72 - 0,146=71,854мм. Допуск .

     К  поверхностям  заданы требования по шероховатости. Шероховатость задана параметром R_а со значением 1,6 мкм на  наружных поверхностях (пов. 4,7), со значением 3,2 мкм на торец (пов. 5), со значением 6,3мкм на фаску (пов.3), со значением 12,5 мкм на отверстие (пов.2). На  плоские поверхности (1,8), отверстия (пов.6),внутреннюю цилиндрическую поверхность (пов.9) , (пов.10) и лыску (пов.11) шероховатость не задана, т.е.  на эти поверхности распространяется знак, приведенный в правом верхнем углу чертежа и обозначающий, что эти поверхности не обрабатываются.

     Допуск  радиального биения поверхности 5 - 0,06мм, база – цилиндрическая поверхность  А. Допуск параллельности  поверхности 5 и 8 – 0,025. Допуск соосности поверхности торца 1 и 6 – 0,08мм.

     В правой части чертежа записаны технические  требования. Эти требования относятся  к размерам, у которых не указаны  допуски изготовления. Допуски для  них берут из таблиц допусков и  посадок для отверстий - , для валов по , для остальных - .

     К отверстиям относят: по размеру Æ9, Æ62. Допуски для них берут по . Для размера Æ62 – мм,  для размера Æ9 – мм.

     К валам на данной детали относят: длину  поверхности 1 с размером Æ110мм, поверхность 2 с размером 20мм, поверхность 6 с размером 12мм, поверхность 5 с размером 10мм, наружная цилиндрическая поверхность 10 с размером 12 и лыска 11 с размером 46мм. Допуск устанавливается для поверхности 1 - мм, поверхности 2 - мм, цилиндрической поверхности 4 и 10 - мм, поверхности 5 - мм и для лыски 11 - мм. К остальным размерам относят размеры фасок.  Предельные отклонения этих размеров нормируются по . Для фасок 1х45 – это 0,2мм и т.д.

 

      3. Определение и  характеристика типа производства

 

     Программа выпуска деталей – 400 штук в год, масса детали 0,567 кг. Тип производства ориентировочно определяем по табл. 9.2 (3). Согласно табл.- тип производства мелкосерийный.

     Характеристика: в данном производстве изготовление деталей производится небольшими партиями и широкой номенклатурой. В этом производстве используется универсальное  оборудование или станки с ЧПУ, а  также универсальные или переналаживаемые приспособления, мерительный инструмент, стандартные режущие инструменты. Оборудование расставляется в помещении  по технологическим группам.

     Технологическая оснастка используется в основном переналаживаемая, а также перекомпануемая. Режущий и измерительный инструмент используется тоже универсальный – это позволяет достаточно быстро произвести переналадку в случае необходимости обработки других деталей.

     В качестве заготовок могут использоваться заготовок из проката,литья и поковки.

     Квалификация  рабочих выше квалификации рабочих, занятых в массовом производстве (4 – 6 разряд), так как сам рабочий  участвует в решении технологических  задач.

     Технологическая документация упрощенная, но обычно составляется маршрутно-технологический процесс, в котором указывается последовательность операций, оборудования.

     Нормирование  опытно-статистическое.

     4. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

 

     Для получения детали сравним два  вида получения заготовок.

1. штампованные заготовки
2. заготовки из проката.

     Заготовка, получаемая штамповкой будет более приближенной по форме и размерам к готовой детали, и ее масса будет меньше заготовки из проката, стоимость штампованных заготовок выше в 1,5 – 3 раза.

     Заготовки из проката имеют большую массу, чем штампованные, и требуют дополнительной механической обработки для удаления лишних напусков металла, поэтому для  окончательного решения по выбору способа  получения заготовки нужно выполнить  технико-экономическое сравнение  вариантов.

     Исходные  данные для расчета сведем в табл.1. 

        

     Сравнение методов получения заготовок  выполняем:

     - по коэффициенту использования  материала

     - по себестоимости получения заготовок 

     

1. К_ш =

     К_п =

     К_ш >К_п

     Вывод: по коэффициенту использования материалов штамповка лучше проката.

2. определим себестоимость заготовок штампованных и заготовок из проката.

 

     

       

     Ориентировочно  штучно-калькуляционное время Т_шт определяется по формуле из пособия (1). 

     Т_шт= 1,9* Т_о,  

     где Т_о – основное время.

     Для отрезания ссылаемся на литературу (1).

     Т _{отрезания}=0,19* D²* 10^-3 = 0,19*115²*10^-3=2,5 мин., где D – диаметр обрабатываемой поверхности.

     Механическая  обработка по удалению лишних напусков заготовки включает обтачивание  наружного диаметра, сверление, растачивание, рассверливание внутренних поверхностей.

     Время черновой обточки  заготовки за один проход: 

      ,  

     l – длина обтачиваемой поверхности.

     d – диаметр обтачиваемой поверхности. 

       – число проходов.

       – средний диаметр. 

     Сверление: 

      ,  

     Рассверливание: 

      ,  

     Растачивание: 

     

     

       

     Из  сравнения двух вариантов получения  заготовок выбираем тот, где себестоимость  меньше и годовой экономический  эффект получен: