Технологический процесс механической обработки шестерни

       Анализ  допусков на размеры и шероховатости  поверхностей показывает, что они приняты в соответствии с эксплуатационными требованиями и не требуют применения специального оборудования повышенной точности.

       В процессе окончательной обработки  логично заметить, что базирующие поверхности сохраняются на протяжении всей обработки детали, кроме того, совмещены технологические и измерительные базы, что уменьшает погрешность обработки и упрощает дальнейший контроль.

       В целом деталь можно считать технологичной. 

       

       

       б) Количественная оценка технологичности конструкции: 

       количественную  оценку технологичности конструкции  производим по следующим дополнительным показателям:

1. коэффициент унификации конструктивных элементов

       К = Q_YE/Q_Э = 1   

       где Q_У.Э. и Q_Э. – соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт;

    2)    коэффициент использования материала

            К = q/ Q = 11,83/15,73 = 0,75

       где q и Q – соответственно масса детали и заготовки, кг;

       3) масса детали q = 11,83 кг (при плотности 0,0078 кг/см³)

       4) максимальное значение квалитета обработки IT7;

       5) максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей R_а = 1,25 мкм.

       Исходя  из результатов проведенных качественного  и количественного анализов, делаем вывод, что деталь является технологичной.  

       

       5 Выбор метода получения заготовки с экономическим обоснованием 

      На  выбор метода получения заготовки  оказывают влияние: материал детали; ее назначение и технические требования на изготовление; объем и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры деталей.

      Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа  названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовления из нее детали при минимальной себестоимости последней, считается оптимальным.

       Для выбора оптимального способа получения  рассчитаем себестоимость заготовки. Рассмотрим два метода получения заготовки: на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), из горячекатаного проката. 

       5.1 Расчет себестоимости  заготовки полученной  на ГКМ 

      Найдем  массу готовой детали –шестерни.

,          (5.1)

     где – удельный вес стали, ;

      – линейные размеры детали, см;

       .

       .

       Себестоимость заготовки равна:

        ,                     (5.2)

     где – базовая стоимость 1 тонны заготовок, у.е. : ;

            – масса заготовки, кг;

            – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки: ;

           – коэффициент, зависящий от группы сложности заготовки: , таблица 2. 12. [1];

              – коэффициент, зависящий от массы заготовки: , таблица. 2. 12. [1];

           – коэффициент, зависящий от марки материала заготовки: ;

 

     

            – коэффициент, зависящий от объема производства заготовок , таблица. 2. 13. [1];

        – масса готовой детали, кг: ;

         – цена 1 тонны отходов, руб.: , таблица. 2. 7. [1];

         
 
 

       5.2 Расчет себестоимости заготовки из горячего проката 
 

       Себестоимость заготовки равна:

        ,    (5.3)

     где – цена 1 тонны материала заготовки, руб.: , таблица. 2.6. [1];

     Исходя  из полученных расчетов видно, что заготовка  полученная прокатом дороже, чем заготовка, полученная на ГКМ. 

       Определяем  годовой экономический эффект одного способа получения заготовки по сравнению с другим по выражению:

       

       Таким образом, при использовании заготовок полученных на ГКМ экономия составит 4600 у.е. в год по сравнению с заготовкой, полученной прокатом.

       Однако, исходя из производственного опыта  и технико-экономических расчетов, следует, что при объеме выпуска 10000 деталей в год целесообразно применять ГКМ. Учитывая стоимость механической обработки, становится очевидным, что применение ГКМ более рационально и экономически выгодней, чем прокат. Поэтому для нашего случая выбираем метод получения заготовки на ГКМ (ковка на горизонтально-ковочной машине).

 

       

       

       6 Расчёт и назначение припусков на механическую обработку 

       Обычно  при обработке резанием заданные чертежом форма, геометрические размеры и параметры качества поверхностного слоя, получают за один или несколько переходов обработки. При этом на каждом переходе механической обработки с элементарной обработкой поверхности в виде стружки снимается слой металла. Таким образом, припуском называют слой металла, который необходимо удалить с поверхности заготовки для получения детали заданных размеров и качества поверхности. На величину припуска оказывают влияние следующие факторы:

1. материал заготовки;
2. вид заготовки (литье, штамповка и т.д.);
3. размер заготовки;
4. величина дефектного слоя на обрабатываемой поверхности;
5. сложность процесса обработки;
6. величина погрешности установки;

       Расчет  припусков и назначение их по таблицам ГОСТов следует производить после отработки конструкции детали и заготовки на технологичность и технико-экономические обоснования метода получения заготовки.

       Перечислим  исходные данные для расчета припусков  на механическую обработку в нашем случае:

       – материал заготовки – Сталь 12ХГТ;

       – заготовка получена прокатом;

       – способ установки при обработке – в центрах;

       Значение  припусков запишем в виде таблицы.

       Технологический процесс обработки для поверхностей, припуски которых будут определяться в данном разделе расчетно-аналитическим методом, выглядит следующим образом: черновое сверление, черновое развёртывание, чистовое развёртывание.

       Определяем  исходный индекс заготовки. Для этого  определяется группа стали в зависимости от содержания углерода. Группа стали – Сталь М1 (согласно ГОСТ 7505-89). Также согласно этому ГОСТу в зависимости от метода получения заготовки определяется класс точности поковки – Т4. Далее необходимо определить степень сложности поковки. Масса заготовки М_заг=15,73 кг. ( См. пятый раздел, первый подраздел записки.)

       Определим массу геометрической фигуры, в которую  вписывается деталь:

                                                                         (6.1) 
 
 
 
 

         
 
 

где d_i – максимальный диаметр детали, мм;

       l_i – длина всей детали, м;

       

       Определяем  степень сложности половин:

                                                                                           (6.4)

       Следовательно степень сложности заготовки  – С2. 

       Рассчитаем  припуск для продольного отверстия Ø110Н7. Необходимые для расчета значения элементов припуска определим, согласно рекомендациям (таблица. 4.1, стр. 61 [1]).

       Технологический маршрут обработки отверстия  состоит из следующих операций: черновое сверление, черновое развёртывание, чистовое развёртывание.

       Расчёт  припусков на обработку приведён в табл. 6.1, в которой последовательно записываются технологический маршрут обработки отверстия и все значения элементов припуска.

       Значения  высоты микронеровностей R_z и глубины дефектного слоя Т для штампованной заготовки массой 15,73 кг принимаем : R_z = 150, Т =250.

       Определяем  пространственные отклонения. Для данной заготовки:

                                                                                                (6.5)

       где

         ρ_см – погрешность заготовок по смещению.

       ρ_кор – погрешность штампованной заготовки по короблению.

         мкм                   (6.6)

       Тd_заг – допуск заготовки по ГОСТ 7505-89.

       Определяем  допуск на поверхность для штамповки  точности Т4, для группы стали М1, степени сложности С2 по исходному индексу И=14.

       Тd_заг =400 мкм

                                                (6.7)

       

       Определим ρ для последующих технологических  переходов:

       ρ_черн =0,06∙ =0,06∙350=21мкм

       ρ_{черн. р.} =0,005∙ =0,005∙350=1,75мкм 
 

        Величину расчётного припуска по технологическим переходам определим по формуле:

                                                                               (6.8)

где  z_min - расчетный припуск, мкм;

       R_zi-1 – среднее квадратичное отклонение на предшествующей операции, мкм;

        Т_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующей операции, мкм;

       ρ_i-1 – суммарное отклонение распределения поверхностей и отклонение формы поверхностей на предшествующей операции, мкм

       Для чернового сверления: 2z_min=2(150+250+350)= 2^.750мкм