Размерный анализ технологического процесса изготовления вала ступенчатого (стр. 3 из 6)
hB – коэффициент, учитывающий массу заготовки;
hM – коэффициент, учитывающий материал заготовки;
hП – коэффициент, учитывающий группу серийности.
Для получения заготовки по методу литья значения коэффициентов в формуле следующие [1]:
hT =1,03 – 2-ый класс точности;
hC =0,7 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,93 – так как масса заготовки находится в пределах 3…10,0 кг;
hM =1,21 – так как сталь углеродистая;
hП =0,77 – 2-ая группа серийности;
Базовая стоимость одного килограмма отливок составляет Сот = 0,29 руб.
Сзаг. = 0,29. 1,03. 0,7. 0,93. 1,21. 0,77 =0,181 руб./кг
Определяем стоимость механической обработки по формуле:
Смех. = Сс + Ем. Ск, руб./кг;
где Сс = 0,495 – текущие затраты на один килограмм стружки, руб./кг [1];
Ск = 1,085 – капитальные затраты на один килограмм стружки, руб./кг [1];
Ем = 0,1 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений выбираем из предела (0,1…0,2) [1].
Смех. = 0,495 + 0,1. 1,085 = 0,6035 руб./кг
Стоимость одного килограмма отходов принимаем равной Сотх. = 0,0144 руб./кг.
Определим общую стоимость заготовки, получаемую по методу литья:
Ст = 0,181. 9,47 + 0,6035. (9,47–6,29) – 0,0144. (9,47–6,29) = 3,587 руб.
Для заготовки, получаемой методом штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах, значения коэффициентов в формуле (9) следующие[1]:
Сзаг=Сшт. hT. hC. hB. hM. hП, руб./кг,
где
hT =1 – 2-ой класс точности;
hC =0,75 – 1-ая группа сложности получения заготовки;
hB =0,87 – так как масса заготовки находится в пределах 4…10 кг;
hM =1 – так как сталь углеродистая;
hП =1;
Базовая стоимость одного килограмма штамповок составляет Сшт = 0,315 руб./кг
Сзаг. = 0,315. 1. 0,75. 0,87. 1. 1 = 0,21 руб./кг
Определяем общую стоимость заготовки, получаемую штамповкой:
Ст = 0,21. 8,44 + 0,6035. (8,44–6,29) –0,0144. (8,44–6,29) = 3,039 руб.
Таким образом, по технологической себестоимости наиболее экономичным является вариант изготовления детали из заготовки, полученной штамповкой.
Ожидаемая годовая экономия:
Эгод. = (СТ2 – СТ1). N, руб.;
где N – годовая программа выпуска деталей, шт.;
Эгод. = (3,587 – 3,039). 1100 = 60,280 руб.
Вывод: на основании сопоставления технологических себестоимостей по рассматриваемым вариантам делаем вывод о том, что для дальнейшей разработки следует выбрать метод получения заготовки штамповкой. В этом случае годовая экономия составит 60,280 рублей.
4. Разработка технологического маршрута изготовления детали
4.1 Разработка технологического маршрута обработки поверхностей
| № пов. | JT | Ra, мкм | Переходы |
| 1 | h14/2 | 12,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10)Закалка (JT 14; Ra 12,5) |
| 2 | h7 | 1,25 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Шлифование предварит (JT 8; Ra 1,25) |
| 3 | h8 | 2,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5) |
| 4 | h14/2 | 12,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10)Закалка (JT 14; Ra 12,5) |
| 5 | h7 | 1,25 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Исправление центровых фасокШлифование предварит (JT 8; Ra 1,25) |
| 6 | h8 | 2,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5) |
| 7 | h14/2 | 12,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 10)Закалка (JT 14; Ra 12,5) |
| 8 | k6 | 0,63 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Исправление центровых фасокШлифование предварит (JT 8; Ra 1,25)Шлифование чистовое (JT 6; Ra 0,63) |
| 9 | n7 | 1,25 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Исправление центровых фасокШлифование предварит (JT 7; Ra 1,25) |
| 10 | h14/2 | 12,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Закалка (JT 14; Ra 12,5) |
| 11 | h14/2 | 12,5 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Закалка (JT 14; Ra 12,5) |
| 12 | k6 | 0,63 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Исправление центровых фасокШлифование предварит (JT 8; Ra 1,25)Шлифование чистовое (JT 6; Ra 0,63) |
| 13 | n7 | 1,25 | Обтачивание черновое (JT 12; Ra 12,5)Обтачивание чистовое (JT 9; Ra 1,25)Закалка (JT 10; Ra 2,5)Исправление центровых фасокШлифование предварит (JT 7; Ra 1,25) |
| 14, 16 | N9 | 3,2 | Фрезерование черновое (JТ 8; Rа 2,5)Закалка (JТ 9; Ra 3,2) |
| 15, 17 | h14/2 | 6,3 | Фрезерование черновое (JТ 12; Rа 3,2)Закалка (JТ 14; Ra 6,3) |
4.2 Разработка технологических схем базирования
На токарной черновой операции 010 используем явную опорную базу – торец 1, и скрытую и двойную направляющую базу – ось детали 18. На токарной чистовой операции 015 используем явную опорную базу – торец 1, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18. На шпоночно-фрезерной операции 050 используем явную опорную базу – торец 3, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной операции 70 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 20. На шлифовальной черновой операции 030 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия 20, и скрытую и двойную направляющую базу – ось детали 18. На шлифовальной чистовой операции 035 используем явную опорную базу – конический участок центрового отверстия 20, и скрытую двойную направляющую базу – ось детали 18.
5. Размерный анализ в осевом направлении
5.1. Размерные цепи и их уравнения
Составим уравнения операционных размерных цепей в виде уравнений номиналов. В общем виде это выглядит:
[A] = Sxi×Ai, (5.1)
где [A] – номинальное значение замыкающего звена;
Ai- номинальные значения составляющих звеньев;
i – порядковый номер звена;
n – число составляющих звеньев;
xi – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению. Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: xi= 1 (увеличивающие звенья); xi= -1(уменьшающие звенья).
Составим уравнения замыкающих операционных припусков:
5.2 Расчёт припусков
Определим минимальные значения операционных припусков по формуле:
Zimin=(Rz+ h)i-1+СФ – черновая операция(5.3)
Zimin=(Rz+ h+Δ)i-1- чистовая операция(5.4)
где Rzi-1, hi-1 – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке (значения берутся по прил. 4 [2]);
Δ i-1 – величина отклонения от перпендикулярности на предыдущей обработке;
СФ – смещение формы, возникающие при заготовительной операции.
[Z105] min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z705] min = 0,1 + 0,2 + 1 = 1,3 мм;
[Z410] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z510] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z610] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z210] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z310] min = 0,15 + 0,2 + 1 = 1,35 мм;
[Z615] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z515] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z215] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z315] min = 0,08+0,1+0,03 = 0,21 мм;
[Z530] min = 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм;
[Z230]min = 0,03+0,04+0,015 = 0,085 мм.
Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя ормулы:
при n£ 4; (5.5)
при n> 4; (5.6)где: xi– коэффициент влияния составного звена на замыкающие звено;
n – число звеньев в уравнении припуска;
– коэффициент соотношения между законом распределения величины Аi и законом нормального распределения:
Таблица 5.1. Значения коэффициента l2
| Квалитет точности | Значение коэффициента l2 | Закон распределения |
| IT 5…6 | 1/3 | Равновесный |
| IT 7…8 | 1/6 | Симпсона |
| IT 9…12 и грубее | 1/9 | Гаусса |
ω [Z105] min = 3,2 + 1,2 = 4,4 мм;
ω [Z705] min = 5 + 3,2 + 1,2+0,3 = 9,7 мм;
ω [Z410] min =
= 5,68 мм;ω [Z510] min =
= 6,86 мм;ω [Z610] min =
= 6,86 мм;ω [Z210] min = 0,3 + 0,25 + 1,2 = 1,75 мм;
ω [Z310] min =
= 4,7 мм;ω [Z615] min = 0,3 + 0,27 = 0,57 мм;
ω [Z515] min = 0,3 + 0,28 = 0,58 мм;
ω [Z215] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z315] min = 0,27 + 0,3 = 0,57 мм;
ω [Z530] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм;
ω [Z230] min = 0,28 + 0,1 + 0,17 = 0,55 мм.
Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:
(5.7)[Z105]max = 1,3 + 4,4 = 5,7 мм;
[Z705]max = 1,3 + 9,7 = 11 мм;
[Z410]max = 1,35 + 5,68 =7,03 мм;
[Z510]max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;
[Z610]max = 1,35 + 6,86 = 8,21 мм;
[Z210]max = 1,35 + 1,75 = 3,1 мм;