Зубчатое колесо

При класифікації по масі М (кг) будемо умовно вважати деталі: дрібними (легкими) при М-коді  1, середніми при 1 < М-код < 50 і великими (важкими) при М-коді > 50.

 

Вибір типу виробництва по програмі випуску. Таблиця 1

Тип виробництва	Кількість оброблюваних у рік деталей (виробів) одного найменування і типорозміру
	великі (важкі)	середні	дрібні (легкі)
Одиничне	До 5	До 10	До 100
Серійне	Св. 5 до 1000	Св. 10 до 5000	Св. 100 до 50000
Масове	Св. 1000	Св. 5000	Св. 50000

 

Вибір серійності виробництва. Таблиця 2

 

Серійність виробництва	Кількість виробів у серії (партії)
	великих	середніх	дрібних
Дрібносерійне	3-10	5-25	10-50
Средньосерійне	11-50	26-200	51-500
Крупносерійне	Св.50	Св. 200	Св. 500

 

   На початковому етапі дипломного проектування тип виробництва визначаємо укрупненим методом, використовуючи довідкові дані, що класифікують типи виробництва залежно від річної програми випуску деталей і їх маси.

   За довідковими даними визначаємо, що для деталі «Зубчасте колесо»  при масі 1,33 кг і річному обсязі випуску 2500 шт матиме місце середньосерійний тип виробництва.       

   Організаційною формою виробничого процесу для виготовлення заданої деталі приймаємо наочно-замкнуту ділянку. Визначимо величину партії запуску деталей n  за формулою (4):

 

 

де,  N - річний об’єм випуску деталей;

      а - періодичність запуску деталей у виробництво

            (прймаємо, а=24 доби).

Для  деталі «Зубчасте  колесо» величина n рівна:

 

Прймаємо n = 250 шт.

 

 

1.3.Обгрунтування методу отримання заготівлі.

Заготівля — предмет виробництва, з якого зміненням форми, розмірів, шорсткості поверхонь і властивостей матеріалу виготовляють деталь або нероз'ємну збірну одиницю.                                                      

                Вибір типу інструментального або приборобудівного виробництва по масі деталі

Таблиця 3

Маса деталі (виробу), кг	Величина годової  програми випуску, шт.
	одиничне	дрібносерійне	серійне	крупносерійне	масове
1,0	10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1,0-2,5	10	10-1000	1000-50000	50000-100000	100000
2,5-5,0	10	10-500	500-35000	35000-75000	75000
10,0	10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
10	10	10-200	20-10000	1000-25000	25000

  

   Вибрати заготівлю — це означає: встановити раціональну форму, спосіб здобуття, розміри і допуски на виготовлення, припуски лише на оброблювані поверхні, нарешті, круг додаткових технічних вимог і умов, що дозволяють розробити технологічний процес її виготовлення.

   Форми і розміри  заготівлі повинні забезпечувати мінімальну металоємність і достатню жорсткість деталі, а також можливість вживання найбільш прогресивних, виробничих і економічних способів обробки на верстатах. У потоково-масовому і серійному виробництві прагнуть наблизити конфігурацію заготівлі до готової деталі, збільшити точність і підвищити якість поверхонь.         При цьому різко скорочується об'єм механічної обробки, а коефіціент

використання [г] досягає величини 0,7-0,8 і більше. В умовах дрібносерійного і одиничного виробництва вимоги до конфігурації заготівлі менш жорсткі, а бажана величина [г] > 0,6.

  По вигляду базового технологічного методу виготовлення виділяють наступні види заготівель:

• отримані литтям (відливки);
• отримані обробкою тиском (ковані і штамповані поковки);
• заготівлі із прокату;
• зварні і комбіновані заготівлі;
• отримані методом порошкової металургії;
• отримані із конструкціонної кераміки.

   Спосіб виготовлення заготівлі багато в чому визначається матеріалом, формою і розмірами деталі, програмою і сроками випуску, технічними можливостями заготівних цехів, міркуваннями економічного характеру і іншими чинниками. Вважають, що обраний спосіб повинен забезпечувати здобуття такої заготівлі, яка дозволяла б виготовити деталь (включаючи повний цикл механічної, термічної і іншої обробок) найменшої собівартості. Заготівля кожного виду може бути виготовлена одним або декількома способами, родинними базовому. Так, наприклад, невеликі заготівлі звичайної форми зі сплаву АЛ9 можуть бути отримані литтям:

• у пісочно-глинисті форми, в кокіль, в оболонкову форму, по виконуваних моделях, під тиском;
• способом вакуумного всмоктування, штампуванням з рідкого металу тощо.

   Кожному способу  присутні певні технічні можливості по забезпеченню точності форми і розташуванню поверхонь, по точності виконуваних розмірів, по шорсткості і глибині дефектного шару поверхонь, вимоги до допустимої товщини стінок, до величини ливарних (штампувальних) радіусів і ухилів, до розмірів і розташуванню отримуваних отворів тощо. Технічні можливості широко представлені в літературі і інших довідниках і посібниках.

Вихідні дані для вибору заготівлі — це креслення деталі з технічними вимогами на виготовлення, з вказанням маси і марки матеріалу; річний обсяг випуску і прийнятий тип виробництва, дані про технологічні можливості і

ресурси підприємства тощо. З їх обліком приймають метод здобуття заготівлі і розробляють креслення. Креслення заготівлі викреслюють з необхідною кількістю проекцій розрізів і перетинів.

На кожну з оброблюваних поверхонь встановлюють припуск. Величину припуску приймають по таблицях з вказаної літератури.

 

На найвідповідальніші функціональні поверхні деталей величину припуску визначають розрахунково - аналітичним способом. Номінальні розміри заготівель отримують підсумовуванням (для отворів відніманням) номінальних розмірів деталей з величиною прийнятого припуску. Граничні відхилення (або допуски) розмірів устанавлюють, виходячи з точності (вихідного індексу і класу точності Т.) здобуття заготівлі прийнятим способом (див. список літератури) тощо, що досягається одночасно на кресленні обов'язково вказують необхідні технічні вимоги до заготівлі:

• твердість матеріалу, зазвичай в одиницях Бріннеля (НВ);
• точність;
• символами ЕСКД — допустимі погрішності форми і розташування поверхонь;
• номінальні значення і граничні відхилення технологічних ухилів, радіусів, переходів;
• міра і методи очищення поверхонь (труїть, галтовкой, дробеметним очищенням і так далі);
• способи усунення дефектів поверхонь (вм'ятин, затисків, обважнюють, зсув плоскості тощо.);
• способи і якість попередньої обробки (наприклад, обдирання, обрізання, правка, зацентровування тощо.);
• методи контролю розмірів і твердості (візуальний, по шаблонах, ультразвукової і ін.);
• поверхні, що приймаються за чорнові технологічні бази і так далі

Відповідно до ДСТУ 26645-85 в технічних вимогах креслення відливання мають бути вказані норми точності відливання. Їх приводять в наступному

порядку: клас розмірної  точності відливання (обов'язково), ступінь  викривлення, міра точності поверхонь, клас точності маси (обов'язково) і допуск зсуву відливання. Наприклад, для  відливання 8-го класу розмірної  точності, 5-ої міри викривлення, 4-ої міри точності поверхонь, 7-го класу точності маси з допуском зсуву 0,8 мм: точність відливання 8-5-4-7 см 0,8 (ДСТУ 26645-85.) Допускаються ненормовані показники точності відливань замінювати нулями, а позначення зсуву опускати, тоді: точність відливки 8-0-0-7 (ДСТУ 26645-85.).

У технічних вимогах до креслень поковок із сталі, що отримуються методами гарячого кування (ДСТУ 7505-89), передбачається відображати їх конструктивні характеристики (Довідник технолога – машинобудівника: У 2-х т.-Т.1/Под ред. А.М. Дальського, А.Т. Косилової, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. – 5-е видавництво, перероб. і доп. М.: Машинобудівництво,2001. таблиця. 24-37 на с. 254-266): Клас точності (Т1, Т2, ТЗ, Т4 і Т5) —

 

встановлюють залежно від технологічного процесу і обладнання для виготовлення поковки, а також виходячи з вимог, що пред'являються, до точності її розмірів. Групу сталі (М1, М2 і МЗ) — вказують процентний вміст вуглецю і легуючих елементів в матеріалі поковки.

Міру складності (С1, С2, СЗ і С4), що є одній з конструктивних характеристик форми поковок (що якісно оцінюють її), а також використовуємою при призначенні пріпусків і допусків. Конфігурацію поверхні роз'єму штампу: П — плоска; Іс— симетрично зігнута; Ін — несиметрично зігнута. Від цих характеристик залежать вихідний індекс (Довідник технолога – машинобудівника: У 2-х т.-Т.1/Под ред. А.М. Дальського, А.Т. Косилової, Р.К. Мещерякова,,А.Г. Суслова. – 5-е видавництво, перероб. і доп. М.: Машинобудівництво,2001. таблиця. 27), допуски на розміри і відхилення форми і розташування поверхонь.

Креслення заготівель викреслюють в тому ж масштабі і на таких же форматах, на яких змальована деталі.

 У контурі заготівлі синім кольором або тонкими чорними лініями вписують контури деталі. Масу заготівлі розраховують по номінальних розмірах. Кінець кінцем, креслення і технічні вимоги повинні містити досить інформації для розробки робочої документації по виготовленню заготівель у заготівельних цехах реальних виробництв. У записці пояснення креслення заготівлі розташовують безпосередньо за текстом. При виборі заготівлі студенти порівнюють 2-3 можливих способів її виготовлення. З альтернативних приймають найбільш рентабельний, причому рентабельність способу слідує докладно і коректно обгрунтувати.

Текст пояснювальної записки разом з кресленням заготівлі, і виводами не повинен перевищувати 2,5-3 с.

   Задана деталь «Зубчасте колесо» виготовлена з конструкційної, легованої сталі марки 45 ДСТУ 1050-88. Отримують дану сталь в конвертерах,  мартенівських і електричних печах. Хімічний склад цієї сталі, приведений в табл.4, а механічні характеристики - в табл.5.

Таблиця 4.

 

Хімічний склад сталі45 (ДОСТ 1050-88), %

 

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr	Сu
			не більше
0.42...0.50	0.17..0.37	0.50... …0.80	0.040	0.040	0.25	0.25	0.25

 

 

Таблиця 5.

Механічні характеристики сталі 45(ДОСТ 1050-88)

sТ, МПа	sВ, МПа	d5, %	y,%	аН, Дж/cм2	НВ
Не менше					250
360	610	16	40	50

 

     

        Як вже було вказано вище, матеріал має високу міцність і хорошу оброблюваність, малу чутливість до концентрації напруги, а для підвищення зносостійкості добре сприймає термічну обробку, деталі отримують методом пластичної деформації. На базовому підприємстві заготівлю під деталь «Зубчасте колесо» обирають прокат або поковку. При розробці технологічного процесу виробництва деталі «Зубчасте колесо» у дипломному проекті вигляд і метод здобуття заготівлі визначається на підставі техніко-економічного порівняння двох-трьох варіантів заготівель.Найбільш вірогідними методами здобуття заготівлі деталі «Зубчасте колесо», враховуючи типа виробництва - середньосерійний, є поковка, що дозволяє в 2-3 рази підвищити продуктивність праці, а пріпуськи на механічну обробку понизити на 25-30%.