Проект механического участка для обработки детали типа «Втулка шлицевая»

- сумма произведений шероховатостей  на их количество.

3) Коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей

           (6)

 

 

где: , — соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработки поверхностей.

Исходя  из вышесказанного, данную деталь можно  считать технологичной.

 

2. Технический раздел.
1. Характеристика данного типа производства.

 

Основными признаками, определяющими тип производства, являются широта номенклатуры, регулярность, стабильность и объем выпуска  деталей (ГОСТ 14.004-83).

Различают три типа машиностроительного производства:

• массовое;
• серийное;
• единичное.

Тип производства на данном этапе проектирования определяется ориентировочно в зависимости от массы и годовой программы  выпуска, используя таблицу.

При серийном производстве за каждым станком закреплено несколько операций, иначе станки будут мало загружены; таким образом, станки переналаживаются с операции на операцию; обработка деталей ведется  партиями; применяются станки общего и определенного назначения, специальные  и агрегатные станки, специальные, нормализованные  и универсальные приспособления и инструмент; станки располагают  в соответствии с последовательностью  выполнения этапов обработки деталей.

 

Таблица 3 “Тип производства”

Тип производства	Годовая программа выпуска, шт.
	Легкие (до 20)	Средние (20 – 300)	Тяжелые (свыше 300 кг)
Единичное Мелкосерийное Серийное  Крупносерийное  Массовое	11 – 100 101 – 500 501 – 5 000 5 001 – 50 000 Св. 50 000	6 – 10 11 – 200 201 – 1 000 1 001 – 5 000 Св. 5 000	1 – 5 6 – 100 101 – 300 301 – 1 000 Св. 50 000

 

При массе  детали 2,9 килограмм и годовой программе выпуска 2000 шт/год, тип производства является серийное.

Детали  при серийном производстве перемещаются партиями. Партией называют число  деталей одного наименования, запускаемых  в обработку одновременно или  непрерывно в течение определенного  интервала времени. Размер партии существенно  влияет на эффективность производства; уменьшение размера партий и увеличение их числа способствует сокращению незавершенного производства, но ведет к увеличению затрат на переналадку станков; увеличение же числа деталей в партии и  уменьшение числа партий упрощает организацию  производства, уменьшает число переналадок  станков, но ведет к увеличению времени  хранения деталей между операциями и увеличению незавершенного производства.

 

2. Выбор вида и метода получения заготовки, экономическое обоснование выбора заготовки.

 

Производим  технико-экономический расчет двух вариантов изготовления заготовки: методом проката и поковкой. Годовой объем выпуска деталей – 2000 шт. Рабочий чертеж детали – Втулка шлицевая. Материал детали – сталь 35ХМ ГОСТ 4543-71. Масса детали —2,9 кг.

Устанавливаем тип производства по годовому объему выпуска изделий и массе детали по рабочему чертежу. Тип производства – серийный.

 

1. Заготовка из проката.

Устанавливаем предварительный маршрут технологический  процесс обработки поверхности  детали диаметром 85h6 мм.

Обработка поверхности диаметром 85h6 мм производят в патроне 3-х кулачковый ГОСТ 2675-80, на токарно – винторезном станке 1К62.

Технологический маршрут обработки данной поверхности:

Операция

010. Токарная (черновая)

015. Токарная (чистовая, чистовое тонкое)

При черновом точении припуск на обработку  составляет 5,5 мм, чистовая 2 мм и на чистовое тонкое 0,5 мм

При черновом точении допуск на обработку составляет 0,87 мм, при чистовом 0,087 мм, чистовое тонкое 0,022 мм.

Определяем  промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу:

На токарную операцию 015

Чистовое  тонкое:

D_р015 = D_н = 85 мм

Чистовое:

D_р015 = D_н + 2z , мм         (7)

D_р015 = 85 + 2 0,5 = 86 мм

На токарную операцию 010

Черновое:       

D_р010 = D_р015 + 2z _чист. = 86 + 2 2,0 = 90 мм

Расчетный размер заготовка      

D_рз = D_р010 + 2z₀₁₀ = 90 + 2 5,5 = 101 мм

По расчетным  данным заготовки выбираем необходимый  размер горячекатаного проката обычной  точности по ГОСТ 2590—71.

Круг 

Результаты  промежуточные  размеров на различных этапах обработки  сведены в таблице (Табл. 3 “Заготовка из проката”).

 

 

 

Таблица 4 “Заготовка из проката”

Переход	Квалитет	Величина допуска, мм	Величина припуска, мм	Размер заготовки
Заготовка Чирновое Чистовое Чист. тонкое	В h14 h9 h6	- 0,87 0,087 0,022	- 5,5 2,0 0,5	101 90 86 85

 

Нормальная  длина проката стали обыкновенного  качества при диаметре 53 – 110 мм 4 – 7 мм. Отклонение для диаметра мм.

Припуски  на подрезку торцовых поверхностей заготовки  выбираются по таблицам. Припуск на обработку 2-х торцевых поверхностей заготовки равен 1,6 мм.

Общая длина  заготовки:

L₃ = L_д + 2Z_подр.          (8)

где L_д — номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм.

L₃= 94 + 2 1,6= 97,2 мм

Предельные  отклонения на длину заготовки устанавливаем  по справочным таблицам.

Исходя  из предельных отклонений, общую длину  заготовки округляем до целых  единиц. Принимаем длину заготовки 98 мм.

Объем заготовки  определяем по плюсовым допускам.

см³         (9)

где – длина стержня (заготовки) с плюсовым допуском, см;

 – диаметр заготовки  по плюсовым допуском, см.

см³

Массу заготовки  определяем по формуле:

 кг                  (10)

где – удельный вес.

  кг

Выбираем  оптимальную длину проката для изготовления заготовки. Прокат поставляется длиной 4 и 7 метров.

Потери  на зажим заготовки L_заж принимаем 80 мм.

Длину торцового  обрезка проката определяем из соотношения:

Lоб = (0,3 - 0,5) d мм               (11)

где d —  диаметр сечения заготовки, мм; d = 100 мм:

Lоб = 0,3 100 = 30 мм.

Число заготовок, исходя из принятой длины проката  по стандартам, определяется по формуле:

мм,               (12)

где L_пр - длина проката

L_заж - длина зажима

L_об - длина обреза

L_з - длина заготовки

L_рез – ширина резца

Из проката  длиною 4 м:

 шт.

Получаем  40 заготовок из данной длины проката.

Число заготовок  считаю по формуле (12) из проката длиною 7 м:

 шт.

Принимаем 71 заготовки из данной длины проката.

Остаток длины (некратность) определяется в  зависимости от принятой длины проката:

из проката  длиною 4 м:

L_нк4 = L_пр – L_о.т – L_заж – (L_зх₄) мм       (13)

где L_нк4 –остаток длины, мм

L_пр – длина проката, мм

L_об – длина обеза, мм

L_заж – длина зажима, мм

L_з – длина заготовки, мм

х_4, х₇ – число заготовок, шт

L_нк4 = 4000 – 30 – 80 – (96 40) = 50 мм

или

П_нк4 = (L_нк100)/Lпр        (14)

L_нк – остаток длины, мм

L_пр – длина проката, мм

П_нк4 = (50 100)/4000 = 1,25 %

Остаток длины рассчитываю по формулам (13, 14) из проката длиною 7 м:

L_нк7 = 7000 – 30 – 80 – (96 40) = 74 мм

П_нк7 = (74 100)/7000 = 1,06 %

Из расчетов на некратность следует, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок  более экономичен, чем прокат длиною 4 м.

Потери  материала на зажим при отрезке  по отношению к длине проката составят:

П_заж = (L_заж100)/L_пр          (15)

где L_заж – длина зажима, мм

L_пр – длина проката, мм

П_заж = (80100)/7000 = 1,1 %

Потери  материала на длину торцевого  обрезка проката в процентах  отношении к длине проката составят:

П_о.т = (L_о.т100)/L_пр          (16)

L_пр – длина проката, мм

П_о.т = (30 100)/7000 = 0,43 %

Общие потери (%) к длине выбранного проката:

П_п.о=П_нк+П_о.т+П_заж         (17)

П_нк –остаток длины

П_о.т – потери материала на длину торцевого обрезка

П_заж – потери материала на зажим

П_п.о = 1,06 + 0,43 +1,1 = 2,6 %

Расход  материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:

G_з.п =G_з (100+П_п.о)/100        (18)

Gз-масса заготовки

П_п.о – общие потери к длине выбранного проката,

G_з.п = 6 (100 + 2,6)/100= 6,16 кг.

Коэффициент использования материала определяем по формуле:

К_и.м.=           (19) 

К_и.м. = 2,9/6,16 = 0,48 %

Стоимость заготовки из проката:

G_з.п = (С_м G_з.п.) – (G_з.п. – G_д)(С_отж /100) , руб.     (20)

G_з.п = (0,133 6,16) – (6,16 – 2,9) (33,90/100) = 0,71 = 710 руб.

 

2.Заготовка изготовлена медотом из поковки.

Степень сложности  С2. Точность изготовления поковки —  класс 2 (нормальной точности). Группа стали  — M2.

Припуски  на номинальные размеры детали назначают  по таблице. Припуски на обработку заготовок  изготавливаемых из поковки, зависят  от массы, класса точности, группы стали, степени сложности и шероховатости  заготовки. На основании принятых припусков  на размеры детали определяем расчетные  размеры заготовки:

D_р 85= D_н + 2z = 85 + 2 2,8 = 90,6 мм

L_р 94= L_н + 2z = 94 + 22,8 = 99,6 мм 

Предельные  отклонения на размеры заготовки  определяем по табличным нормативам (ГОСТ 7505—74).

Результаты  размеров сведены в таблице (Табл. 4 “Заготовка из поковки”).

 

Таблица 5 “Заготовка из поковки”

Переход	Квалитет	Параметры шероховатости	Величина припуска	Допуски заготовки	Размер заготовки
L 94	h6 h14	1,6 1,6	2,8 2,8		90,6 99,6

Допуски на размеры поковки заготовки: ,

Определяем  объем заготовки.

см³

Массу заготовки  определяем по формуле:

  

Принимаем неизбежные технологические потери (удар, облом  и т.д.) при поковки равными 10 %, определяем расход материала на одну деталь:

G_з.п =G_з (100+П_п)/100 = 5,03 (100 + 10)/100= 5,53 кг

Коэффициент использования материала на заготовку

К_и.м. = = 2,9/5,53 = 0,52 %