Повышение эффективности действующего производства по изготовлению корпуса редуктора путем совершенствования существующей технологии

 

3.4. Обоснование выбора способа  получения заготовки

 

Выбор заготовки означает определение рационального метода ее получения. Выбор метода определяется: технологической характеристикой материала детали; конструктивными формами и размерами заготовки; требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев; а также величиной объема выпуска и заданными сроками выполнения этой программы. Правильный выбор заготовки оказывает непосредственное влияние на возможность оптимального построения технологического процесса изготовления деталей.

Заготовку корпуса редуктора  получают литьем, обычно в земляные формы по металлическим. Для изготовления корпуса редуктора применяется серый чугун СЧ15-32 по ГОСТ 1412-70, который представляет собой сплав железа с углеродом и другими элементами и содержит углерода 2,2 - 3,7%, из которых 0,8 – 0,9% содержится в связанном состоянии в виде цементита, остальная часть находится в свободном состоянии в виде пластинок или зерен, кремния 2,6 – 2,0%, марганца 0,2 – 1,1%, фосфора 0,3 – 0,02%.

Предел прочности чугуна σВ = 147 кГ/мм2; сопротивление изгибу – σИ = 32 кГ/мм2. Масса заготовки с учетом припусков на обработку составляет » 665 кг.

Коэффициент использования материала:

Ки.м. = Gд/Gз,

где Gд и Gз – масса детали и заготовки соответственно, кг.

Ки.м. = 630/665 = 0,95, т.е. чем ближе к единице, тем меньше металла уходит на отходы.

 

5. Анализ вариантов базирования и разработка   технологического маршрута обработки заготовки

 

Технологическими называют базы, используемые для определения положения

заготовки в процессе обработки. Выбор технологических баз (ТБ) является ключевым этапом при разработке технологического процесса (ТП) механической обработки детали и оказывает влияние на решение таких задач как маршрут обработки детали, количество операций, расчет припусков и промежуточных размеров. От выбора ТБ зависит проектирование технологической оснастки (ТО), а через припуски на обработку выбор ТБ влияет на расчет режимов резания и, следовательно, на расчет норм времени.

Исходя из этого, целью выбора ТБ является обеспечение рационального количества и последовательности операций для экономичного изготовления детали заданного качества.

С помощью выбора ТБ решаются следующие технологические задачи:

• обеспечение точности расстояний и относительных поворотов между обрабатываемыми поверхностями, а также между обрабатываемыми поверхностями и поверхностями, остающимися необработанными;
• сохранение плотного однородного слоя материала на поверхностях детали, подвергаются при её работе в изделии наиболее интенсивному изнашиванию, с целью повышения их износостойкости;
• обеспечение равномерного распределения припуска на обработку на каждой отдельной поверхности и в первую очередь на охватывающих и внутренних поверхностях;
• увеличение производительности обработки путем сокращения материала, подлежащего удалению в процессе обработки.

Правильное решение перечисленных задач оказывает большое влияние на число переходов и операций ТП, его трудоемкость, цикл и себестоимость обработки.

Варианты базирования детали анализируют с помощью технологических размерных цепей, вскрывающих связь операций в образовании размера детали.

Чтобы выбрать наиболее предпочтительный, необходимо провести анализ расчетных вариантов базирования детали и выбрать наиболее оптимальный вариант.

 

Рассмотрим 2 варианта базирования:

1: 010 - операция вертикально-фрезерная;

2: 020 – операция продольно-фрезерная.

В результате обработки требуется обеспечить требуемое расстояние А и параллельность λ оси отверстий основанию.

В качестве технологических баз на 010 операции примем:

по варианту 1 (с использованием тисков): плоскость разъема – установочная база, боковая поверхность плоскости разъема – направляющая база, поверхность торца – опорная база: ωАD = 0,6 мм.

по варианту 2 (используем приспособление кондуктор): поверхность полок – установочная база,  боковая поверхность основания – направляющая база, поверхность торца плоскости разъема – опорная база. ωБD = ωТ.С. = 0,2 мм.

В качестве технологических баз на 020 операции, используя приспособление- кондуктор,  примем:

по варианту 1: поверхность полок – установочная база,  боковая поверхность основания – направляющая база, поверхность торца плоскости разъема – опорная база. ωБD = ωТ.С. = 0,5 мм.

по варианту 2: плоскость основания – установочная база и два обработанных отверстия – направляющая база. Размер АD при 2 варианте получаем как замыкающие звенья системы станок - приспособление – инструмент - заготовка на продольно-фрезерной операции. Их точность будет зависеть только от выполнения данной операции: ωАD = ωТ.С. = 0,5 мм.

Таким образом, точности для окончательных технологических размерных цепей:

по 1 варианту: ωАD = ;

по 2 варианту: ωАD =

Следовательно, целесообразнее использовать кондуктор в качестве приспособления на вертикально-фрезерной и продольно-фрезерной операции. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет межоперационных припусков

 

Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или операции и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

    Рассчитаем припуск  на обработку и промежуточные  предельные размеры для диаметра 200+0,046 отверстия корпуса. Заготовка представляет собой отливку 1-го класса точности.

      Расчет припусков  и предельных размеров по технологическим переходам на

                         обработку отверстия Æ200+0,046 в корпусе                                              Табл. 4                                                                                  

Технологичес-кие переходы обработки поверхности Ø200+0,046	Элементы припуска, мкм					Расчет-ный при-пуск , мкм	Расчет-ный размер , мм	До-пуск δ, мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения при- пусков, мкм
	Rz		T	ρ	ε
Заготовка	800			970	-	-	196,292	600	195,686	196,286	-	-
Растачивание:  Черновое	50	–		48,5	125	2×1778	199,848	200	199,646	199,846	3,56	3,96
Чистовое	-	–		-	6,3	2×99	200,046	46	200	200,046	0,2	0,354
Итого:						2×1877					3,76	4,314

 

Технологический маршрут обработки отверстия состоит из двух операций чернового и чистового растачивания, выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на плоскость основания и два обработанных ранее отверстия Ø32Н7. Расчет припусков на обработку отверстия Ø200+0,046 ведется в форме таблицы (табл.4), в которую последовательно записываются технологический маршрут обработки отверстия и все значения элементов припуска

Суммарное значение Rz и T, характеризующее качество поверхности литых заготовок, составляет 800 мкм [1. стр. 182, табл.6]. После первого технологического перехода Т исключается из расчетов, поэтому для чернового и чистового растачивания находим только значение Rz (соответственно 50 и 20 мкм) [1. стр.185, табл.10]. Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определим по формуле:

         

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом сечении, поэтому:

где  d и l – диаметр и длина обрабатываемого отверстия соответственно.

Удельное коробление отливок Dк = 0,7 [1. стр. 183, табл.3].

Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим:

 где   

δ460 и δ1200 – допуск на размер 460 и 1200 по 14 квалитету, по классу точности, соответствующему данной отливке.

Тогда суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

Остаточное пространственное отклонение заготовки после чернового растачивания:

Погрешность установки при  первом черновом растачивании:

 

dо = 0,025мм = 25 мкм – допуск на отверстие Æ200+0,046;

dШ = 0,025 мм = 25 мкм – допуск на диаметр штыря;

Smin = 0,013 мм = 13 мкм – минимальный зазор между штырем и отверстием.

Наибольший угол поворота заготовки на штырях: 

Погрешность на длине обрабатываемого отверстия:

Погрешность закрепления заготовки принимаем eз = 120 мкм

 

Остаточная погрешность установки после первого чернового растачивании:

Так как черновое и чистовое растачивание производятся в одной установке, то далее εинд = 0.

Минимальное значение межоперационных припусков:

     

Минимальный припуск под черновое растачивание:

Минимальный припуск под чистовое растачивание:

Общий минимальный припуск

Графа «Расчетный размер» заполняется начиная с конечного, в данном случае чертежного, размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода: для чернового растачивания Dр2 = =200,046 - 0,198 = 199,848 мм; для заготовки Dр1 = 199,848 – 3,556 = 196,292 мм.

Определим максимальные диаметры по операциям:

Dр1 = 200,046 – 0,2 = 199,846 мм;

D3 = 199,848 – 3,56 = 196,286 мм.

Значения допусков каждого перехода принимаются в соответствии квалитетом точности обработки на рассматриваемом переходе:

Чистовое растачивание: d2 = 46 мкм;

Черновое растачивание: d1 = 200 мкм;

Заготовка: dз = 600 мкм.

Определим минимальные диаметры по операциям

Dр1 = 199,846 – 0,2 = 199,646 мм;

Dз = 196,286 – 0,6 = 195,686 мм.

Чистовое растачивание:

2Zпрmin2 = 200,046 – 199,846 = 0,2 мм = 200 мкм;

2Zпрmax2 = 200 – 199,646 = 0,354мм = 354 мкм.

Черновое растачивание:

2Zпрmin1 = 199,846 – 196,286 = 3,56 мм = 3560 мкм;

2Zпрmax1 = 199,646 – 195,686 = 3,96 мм = 3960 мкм.

Общий припуск:

2Z0 min = 200 + 3556 = 3776 мкм;

2Z0 max = 354 + 3960 = 4314 мкм.

Проверка:

2Zпрmax2 – 2Zпрmin2 = 354 – 200 = 154 мкм; d1 - d2 =200 – 60 = 140 мкм;

2Zпрmax1 – 2Zпрmin1 = 3960 – 3560 = 400 мкм; dз - d1 = 600 – 200 = 400 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет режимов резания и техническое нормирование

 

На вертикально-фрезерном станке 6Н13Б производится торцовое фрезерование плоской поверхности  шириной В = 160 мм и длиной l = 2400 мм; припуск на обработку h = 4 мм. Обрабатываемый материал – чугун СЧ15-32 (190НВ).

Получистовое фрезерование

 Режущий инструмент  – торцевая фреза с СМП Т5К6 ГОСТ 8529-69;

 

Диаметр фрезы D = 1,25 × 160 = 200 мм; z = 12.

     1. Устанавливаем  глубину резания. Припуск снимаем за один рабочий ход; следовательно t = h = 4 мм.

2. Назначаем подачу на зуб фрезы (1, т.2, табл. 34, стр.283):

S0 = 0,4 мм/об.

3. Назначаем период стойкости фрезы (1, т.2, табл. 40, стр.290):

    Ттабл = 240 мин;

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы: