Технология изготовления крышки редуктора

Производим количественный анализ технологичности по следующим показателям:

Коэффициент использования материала

Км = Мд / Мз = 18/23 ≈0,6

где Мд - масса детали, кг;

      Мз  - масса заготовки, кг.

Коэффициент точности обработки детали:

Ктч = 1- 1/ Аср = 1 – Еni /  ЕAni;

Аср = ЕТni / Еni = n1+2n2 + 3n3 + … / n1+n2 + n3 + … ,

где Аср – средний квалитет точности детали;

      ni – число размеров детали соответствующего квалитета точности;

Аср = 7 · 1 +10 · 1+ 11·1+14 · 76 / 79 = 13,8

Ктч = 1- 1/ 13,8 ≈ 0,92

 

Коэффициент шероховатости:

Кш = 1 – 1 / ш ср = Е niш / Е шср · ni ш ;

шср = Ешср · niш / Е niш = n1+2n2 +… 14n14 / n1+n2 +… n14 ,

где шср  - средний класс шероховатости;

       niш  - число основных поверхностей соответствующей шероховатости;

       1-14 – соответствующее  значение шероховатости;

шср = 1,25·1+2,5·2+3,2·20+12,5·48 / 71 ≈9,4

Кш = 1 – 1 / 9,4 = 0,9

Коэффициент унификации

Кэу = Qуэ / Qэ = 21 / 30 =0,7 ,

где Qуэ –число унифицированных конструктивных элементов ( фасок, отверстий, резьб, галтелей, шпоночных пазов и т.д.);

          Qэ – число конструктивных элементов детали.

Полученные коэффициенты сводим в таблицу, сравним их с нормативными коэффициентами и сделаем вывод по технологической детали:

Таблица 2.Коэффициенты технологичности

№ п/п	Наименование частного показателя	Обозначение	Весовой коэффициент Квес →φ	Численное значение Скi
1.	Коэффициент унификации	Кэу	0,7	0,7
2.	Коэффициент точности	Ктч	0,6	0,92
3.	Коэффициент шероховатости	Кш	0,6	0,9
4.	Коэффициент использования материала	Ки	1,0	0,7
	Комплексный показатель технологичности	Ктех

 

 

            i=n

            Eki φi

Kтех =   i = 1   =  0.7·0.7+0.93·0.6+0.86·0.6+0.6·1   =  0.75

             i = n                  0.7+0.6+0.6+1.0

             E φi

             i = 1

Расчетный коэффициент сопоставим со средним нормативным показателем по ГОСТ 14.201-73;  деталь технологична.

 

1.3 Выбор заготовки.

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски и припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей, усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие  заготовки требуют последующей трудоемкой  обработки и повышенного расхода материала. Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости. Материал и конструкция детали однозначно определяет заготовку – отливку. Литейное производство, являясь одной из важнейших отраслей машиностроения, определяет уровень его развития. Литейное производство основано на получении заготовок или готовых деталей путем заливки жидкого металла в литейные формы. Вес отливки может быть разнообразным: от нескольких граммов до сотен тонн. Методом литья можно получить фасонные детали сложной конфигурации, которые с помощью других  видов производства (ковки, штамповки и сварки) изготовить невозможно. Чугун является  наиболее распространенным материалом для изготовления отливок. Высокие литейные свойства чугуна и его сравнительная дешевизна, малая чувствительность к  надрезам, высокая динамическая вязкость, относительно высокое сопротивление износу и коррозии, высокий предел прочности и хорошие литейные свойства способствуют широкому применению отливок из чугуна в машиностроении.

Среди отливок до 80% по массе занимают детали, изготовленные литьем в песчаные формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок. Специальные способы литья значительно повышают стоимость отливок, но позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки. На базовом заводе отливку – заготовку получают методом литья в земляную форму с применением деревянной модели ручной формовкой.  Литьем в песчаные формы из песчано-смоляных смесей производятся отливки с повышенной точностью размеров и улучшенной чистотой поверхностей из чугуна, стали и цветных сплавов. Этим методом изготавливают преимущественно сложные и ответственные мелкие и средние отливки весом до 25-30 кг. В отливках, получаемых литьем в песчаные формы, объем механической обработки может быть сокращен на 30-50%, а вес снижен на 10-15%. В процессе работы корпус подвергается высоким нагрузкам, что определяет правильность выбора материала – чугун серый СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

Таблица 3 Химический состав.

Массовая доля элементов, %
Углерод	Кремний	Марганец	Фосфор	Сера
			не более
3,3-3,5	1,40-2,40	0,70-1,0	0,20	0,15

 

Таблица 4:Механические свойства отливок серого чугуна

Марка	Предел прочности, кгс/		Стрела прогиба (мм) при расстоянии между опорами.		HB
	При растяжении	При изгибе	600	300
СЧ 20	21	40	9	3	170-241

 

Исходя из назначения, конструкции детали, материала, серийности выпуска и экономичности принимаем заготовку литье в песчаную форму по металлической модели в песчаную форму.

Радиусы закругления на отливках, не проставленные на чертеже, выполнить размером 3…5 мм. Отливки должны быть освобождены от стержней каркасов и формовочных шпилек. Прибыли, литники, выпоры, наросты и другие неровности должны быть удалены, а места их расположения зачищены. Отливки не должны иметь неровностей высотой более 0,5 мм, переход от выступов или впадин к остальным поверхностям должен быть плавным и не ухудшать внешний вид. После обрубки и очистки поверхность отливок должна грунтоваться или бакелитироваться.

По данным базового завода вес готовой детали Gд = 18 кг.

Вес заготовки Gз = 23кг.

Коэффициент использования материала:

Ки = Gд / Gз = 18 / 23 = 0,7

Назначенный метод позволяет снизить на 20-25% себестоимость получения заготовки

Вес проектной заготовки Gз = 22,5 кг.

Стоимость литой заготовки по формуле [1, стр. 140].

Sзаг = C /1000 · Qзаг · kт· kn· kв · kc · kм,   руб.,

где С – стоимость одной тонны отливок 2-го класса точности из серого чугуна, руб.;

      С

Qзаг  - вес заготовки, кг;

      kт  - коэффициент в зависимости от точности отливок; kт =1,03;

      kn  - коэффициент в зависимости от годовой программы; kn = 1,35;

      kв  - коэффициент в зависимости от веса заготовки; kв  = 1,0;

        kc - коэффициент в зависимости от сложности заготовки;        kc = 1,35;

     kм   - коэффициент в зависимости от марки чугуна; kм = 1,0

 

Sзаг =82000 /1000 · 23 · 1,03· 1,35· 1,0 · 1,35 · 1,0 = 3463 руб

 

 

 

1.3 Выбор аналога технологического процесса.

 

За аналог технологического процесса принимаем технологический процесс базового завода, анализируя который можно сделать следующие выводы:

1. методы получения заготовки является отливка в земляную форму с применением деревянной модели. Для существующей на базовом заводе  годовой программы этот метод получения заготовки является экономически целесообразным, не смотря на низкое качество структуры и высокую шероховатость поверхностей, что повышает трудоемкость операций по подготовке поверхностей под окрашивание;
2. применяемое оборудование соответствует требованиям технологического процесса и позволяет выполнять все технические требования чертежа;

оборудование на фрезерных операциях универсальное с ручным управлением, физически и морально устаревшее;

3. режимы резания не являются прогрессивными, что объясняется применением устаревшего оборудования и организационными причинами;
4. все операции выполняются в универсальных и специальных приспособлениях с применением универсальных и специальных режущих и измерительных инструментов;
5. соблюдение технологической дисциплины обеспечивает качество изготовления деталей. Брак в основном происходит по металлургическому производству, по техническим причинам и из-за грубых ошибок исполнителей.

На основании этих выводов можно сделать заключение, что существующий технологический процесс базового завода позволяет изготавливать качественные детали, но может быть усовершенствован за счет применения новой техники, усовершенствованной технологической оснастки и расчетных режимов резания.

1.4 Выбор технологических баз.  

По назначению базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные. В механической обработке с каждой последующей операцией повышается точность формы, размеров и взаиморасположения поверхностей детали.

Таким образом, между чистовыми и черновыми операциями может иметься ряд промежуточных операций, постепенно изменяющих форму детали. В данном технологическом процессе для всех этих операций использовать те же базы, что и для финишных, однако это практически не всегда возможно. В связи с этим имееться промежуточная база. Нужно иметь в виду, что смена баз всегда приводит к изменению взаимного расположения поверхностей, обработанных от различных баз. Поэтому надо изыскивать такие поверхности для промежуточных баз, которые можно было бы использовать если не для всех промежуточных операций, то хотя бы для большинства из них. На операциях рекомендуется совмещать технологические базы с конструкторскими посадочными поверхностями. Совмещение установочной, измерительной и сборочной баз при обработке выбранной базы в значительной степени облегчает решение сложных технологических задач, возникающих при обработке любых деталей.  На первой операции заготовку устанавливают на необработанную поверхность для получения правильного положения обрабатываемой базовой поверхности относительно необрабатываемых поверхностей и правильное распределение припусков на базовых поверхностей, обрабатываемых в последующих операциях. На первой операции в качестве базы принимается наружная необработанная поверхность торцы крышки. На второй операции в качестве базы принимается обработанная наружная поверхность крышки длиной 416 мм и 3отверстия Ø10 мм.

1.5 Технологический  процесс изготовления крышки  редуктора

Операция 005. Заготовительная

Операция 010. Термическая

Операция015. Покрасочная

Операция020. Фрезерная

Установ А

 Черновое  фрезерование торцев 1,2, выдерживая размер 174 мм

База: Необработанная поверхность длиной 416

• Оборудование: Фрезерный широкоуниверсальный станок 6Т12.

• Приспособление: специальное.

• Режущий инструмент: Фреза концевая Р6М5 ГОСТ 17026-71; d = 40мм;

• Слесарный инструмент : Штангенциркуль 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Установ Б

Черновое фрезерование поверхности крышки редуктора длиной 416 мм и шириной 174мм

Чистовое фрезерование поверхности крышки редуктора длиной 416 мм и шириной 174 мм

База:1. Обработанные торцы крышки.

• Оборудование: Вертикально фрезерный станок 6Т12.

• Приспособление: Тиски
• Режущий инструмент: Фреза торцевая 2214-0135 ВК8 ГОСТ 9473-80 d = 200
• Слесарный инструмент : Штангенциркуль 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Операция 025. Слесарная

Сборка крышки с корпусом

Операция 030. Фрезерно – расточная

Чистовое фрезерование торцев, Фрезеровать плоскость смотрового люка

Черновое растачивание отверстий Ø72мм, Ø 85мм,

Чистовое растачивание отверстий Ø72мм, Ø 85мм

Базы: наружная обработанная поверхность дилиной 416

• Приспособление:Пальцы.

• Режущий инструмент: резец расточный ВК6 ГОСТ 18883-73

• Фреза концевая Р6М5 ГОСТ 17026-71; d = 40мм;

Операция 035. Фрезерно – сверлильная программная.

Сверление отверстий Ø 10 мм, сверление отверстий Ø 14 мм, сверление конусных отверстий Ø 8 мм,  сверление отверстий Ø 12 мм, сверление отверстий Ø 6мм цекование площадок Ø 18 мм, цекование площадок Ø 26 мм, цекование площадок Ø 32 мм, нарезание резьбы М6, нарезание резьбы М12.

Базы: наружная обработанная поверхность дилиной 416

• Приспособление:Пальцы.
• Режущий инструмент:   фреза концевая Р6М5 ГОСТ 17026-71; d =40мм;
• зенкер Ø 48 мм специальный;
• фреза  Ø 50 мм специальная;
• Сверла Р6М5 ГОСТ 10902-77;
• Сверла Р6М5 ГОСТ 14953-80; __900;
• метчик Р6М5 ГОСТ 3266-81;