Розробка електронної моделі підготовки виробництва триступеневого співвісного редуктора (стр. 8 из 15)
Визначимо коефіцієнт використання металу по формулі:
(3.6)де Gg- маса деталі, звідси:
Після отримання заготівки, останню відпалюють в індукційній печі до твердості НВ 220.260. Спосіб очищення після відпалу заготовки - слюсарний. Технічні вимоги на заготівку: штампувальні ухили повинні бути виконані не більше 10˚, радіуси не більше 5 мм. Граничні відхилення згідно рекомендацій [1].
Рисунок 3.1 – Ескіз поковки вал-вихідний
Для остаточного вибору способу отримання заготівки визначимо витрати на отримання заготівки з прокату і поковки.
Визначимо вартість заготівки з круглого сортового прокату діаметром 100 мм і завдовжки 460 мм
М= Qзп ·S – (Qзп – q )·Sотх,(3.7)
де Q – маса заготовки, S - вартість 1 кг матеріалу, q – маса деталі, Sотх- вартість відходів, Qзп- маса заготовки з врахуванням витрат при нарізанні.
Довжина прокату для нарізки заготовок Lпр= 5000 мм. Втрати на затиск при нарізці на механічних пилах lзаж= 100 мм. Ширина реза lр= 8 мм, довжина обрізка торця lоб = 0,3.0,5•d ~50 мм.
Кількість заготовок, отриманих з прийнятої довжини визничимо за формулою:
Х = (Lпр- lзаж – lоб)/(lз + lр),(3.8)
Х = (5000 – 100 –50)/(460 + 8) = 10,36, шт
Приймаємо х = 10 шт. Залишок довжини:
Lнк = 5000 - 100 -50 - (460+8)·10 = 170 мм
Загальні втрати матеріалу при нарізці прокату складає в процентному відношенні до довжини прокату:
Ппо = (lзаж+lоб+ Lнк+ lр)·100%/Lпр = (100+50+170+8)·100/5000 = 22,4%
Витрата матеріалу на одну деталь з урахуванням всіх технологічних неминучих втрат з урахуванням маси заготівки з прокату, визначеної по формулі (3.7)
Qп = 7810·0,230·3,14·0,052 = 14,1 кг
Qзп = Qп(100+Ппо)/100 = 14,1· (100+22,4)/100 = 17,26 кг
Тоді, знаючи S = 6,2 грн/кг, Sотх= 1,5 грн/кг, q= 33,02 кг, отримаєм:
Мпр = 25,36*6,2 – (25,36 – 12,17)·1,5 = 137,447 грн
Коефіцієнт використання металу визначимо по залежності:
Кипр= 12,17/25,36 = 0,48
Визначимо вартість заготовки, отриманою ковкою:
Мпок = Сз·Gз – (Gз – q)·Sотх,(3.9)
де Сз =7,5 грн/кг – вартість поковки,
Мпок = 7,5·18,26- (18,26-12,17)·1,5 = 127,815 грн.
Коефіцієнт використання металу визначимо по залежності:
Кипок= 12,17/18,26 = 0,67.
Таким чином и Мпок<Мпр і Кипок>Кипр, отже використовувати поковку в підкладних штампах економічно доцільно.
Розрахуємо економію при використанні вибраного методу отримання заготівки на всій партії деталей.
Э = (Мпр – Мпок)·N = (137,447 – 127,815)·200 = 1 926 грн.
3.3 Розробка маршрутного технологічного процесу
Маршрут обробки деталі визначимо виходячи з точності, шорсткості, форми поверхні, матеріалу деталі і технічних вимог до виготовлення. Для цього деталь представимо, як сукупність окремих поверхонь. Тоді, використовуючи рекомендації [5, 6], порядок обробки поверхонь представляємо у вигляді таблиці (см. табл. 3.2.).
Таблиця 3.2- Технологічний процес обробки елементарних поверхонь деталі
| № п/п | Конструктивний розмір | Якість поверхневого шару | Технологічні переходи при обробці елементарної поверхні | Досяжний рівень якості | |||
| Квалітет | Шорсткість Rа,мкм | Квалітет | Шорсткість Rа,мкм | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1 | Підрізка торців | 14 | 250 | Фрезування | 10 | 6,3 | |
| 2 | Центрові отвори | 10 | 6,3 | Свердлування | 9 | 6,3 | |
| 3 | Æ90h10 | 14 | 250 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| 4 | Æ80k7 | 10 | 1,25 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 8 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 7 | 1,25 | |||||
| 5 | Æ75n7 | 10 | 5 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 8 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 7 | 0,8 | |||||
| 6 | Æ70k7 | 10 | 5 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 8 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 7 | 0,8 | |||||
| Полірування | 7 | 0,32 | |||||
| 7 | Æ65d9 | 10 | 5 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 9 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 9 | 1,6 | |||||
| 8 | Æ50js7 | 14 | 250 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 8 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 7 | 0,8 | |||||
| 9 | Æ45k7 | 10 | 5 | Чорнове точіння | 12 | 12,5 | |
| Чистове точіння | 10 | 5 | |||||
| Попереднє шліфування | 8 | 3,2 | |||||
| Чистове шліфування | 7 | 0,8 | |||||
| 10 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски. | Однократне точіння | 10 | ||||
| 11 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски | Однократне точіння | 10 | ||||
| 12 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски | Однократне точіння | 10 | ||||
| 13 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски | Однократне точіння | 10 | ||||
| 14 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски круга, фаски | Однократне точіння | 10 | ||||
| 15 | Канавки під вихід шліфувального круга, фаски | Однократне точіння | 10 | ||||
| 16 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 17 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 18 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 19 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 20 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 21 | Точіння фаски | 14 | 250 | Однократне точіння | 10 | ||
| 22 | Точіння фаски | 12 | 12,5 | Однократне точіння | 10 | 5 | |
| 23 | Точіння фаски | 12 | 12,5 | Однократне точіння | 10 | 5 | |
| 24 | Шпонковий паз | 9 | 6,3 | Фрезування | 9 | 6,3 | |
| 25 | Шпонковий паз | 9 | 6,3 | Фрезування | 9 | 6,3 | |
У зв'язку з цим операції механічної обробки валу можна розташувати в наступному порядку:
I. Фрезерна – центрувальна.
На цій операції проводять фрезерування торців валу і свердлення центрових отворів.
II. Токарна чорнова.
Проводять точіння всіх поверхонь заготівки з переустановом і залишаючи припуск під чистову обробку.
III. Токарна чистова
Роблять точіння ø45k7, ø50js7, ø80k7, ø75n7, ø70k7, ø65d9, ø90h12, з припуском під шліфування, а також проводять точіння всіх фасок і канавок.
IV. Вертикально-фрезерна
Проводять фрезерування відкритого і закритого паза шпони 20N9 і 22N9.
VI. Круглошліфувальна
Проводять попереднє і остаточне шліфування ø80k7, ø75n7, ø70k7, ø65d9.
VI. Круглошліфувальна
Проводять попереднє і остаточне шліфування ø45k7, ø50js7.
Порядок і складений маршрут технологічного процесу обробки заготівки внесені до маршрутних карт і приведені в додатку В.
3.4 Вибір металообробного обладнання, різального та вимірювального інструменту
Вибір обладнання для механічної обробки вала-шестерні проведемо на основі серійного типу виробництва, габаритів деталі, маршруту обробки заготівки. Для цих параметрів, які характеризують виробництво та кінцевий виріб, економічно доцільно застосовувати високопродуктивне універсальне обладнання, а для точного нарізання зубчастого вінця шестерні – зубофрезерний напівавтомат. Зробимо вибір металообробного обладнання з урахуванням розробленого маршруту обробки заготівки. Дані по вибору верстатного обладнання для механічної обробки зведемо у таблицю 4.3.
Таблиця 3.3 - Результати по вибору обладнання для механічної обробки деталі
| Вид операцій | Тип верстата | Марка верстата | Потужність електродвигуна N, кВт |
| Фрезерно-центрувальний | Фрезерно-центрувальний напівавтомат | МР-73 | 10 |
| Токарна (чорнова) | Токарно-гвинторізний | 16К20 | 11 |
| Токарна (чистова) | Токарно-гвинторізний | 16К20 | 11 |
| Вертикально-фрезерна | Консольний вертикально-фрезерний верстат | 6Р12 | 5,5 |
| Круглошліфувальна (попередня) | Круглошліфувальний | ЗМ151 | 10 |
| Круглошліфувальна (остаточна) | Круглошліфувальний | ЗМ151 | 10 |
Для здійснення розробленого технологічного процесу на обраному металообробному обладнанні потрібно зробити вибір різального та вимірювального інструменту.