Проектирование технологического процесса для детали - валик

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение-аннотация	4
Описание детали 1.1 Назначения  детали, материал, механические свойства, химический состав	5 5
1.2 Анализ точности изготовления детали и обоснование технических требований	6
1.3 Анализ технологичности конструкции  детали	7
Определение типа и формы производства	8
2.1 Определение типа производства	8
2.2 Расчет размера партии и такта  выпуска	8
Выбор метода получения заготовки	9
3.1 Анализ и обоснование выбора  получения заготовки из двух  вариантов	9
3.2. Расчет себестоимости изготовления  заготовок по двум вариантам	9
4. Разработка технологического процесса  изготовления детали	12
4.1. Назначение маршрута обработки  отдельных поверхностей	12
4.2 Назначение маршрута обработки  детали в целом	13
4.3. Выбор технологического оборудования	14
4.4. Разработка структуры операций  механической обработки	15
4.5. Базирование и закрепление заготовки по операциям. Расчет погрешности базирования на одну операцию	16
5. Назначение и расчет припусков  на механическую обработку	18
5.1. Аналитический расчет припусков	18
5.2 Назначение припусков по нормативам	24
6. Определение режимов резания	25
6.1. Расчет режимов на две операции (перехода)	25
6.2. Назначение режимов резания по  нормативам	27
Расчет и назначение норм времени	28
7.1. Расчет всех составляющих норм  времени (на одну операцию подробно)	28
7.2. Расчет штучного времени	30
7.3. Расчет количества оборудования  на каждую операцию	30
7.4. Построение графиков загрузки  оборудования. Выводы.	31
Список литературы	33

 

 

 

Введение

 

В данной работе приведены основные этапы  проектирования технологических процессов  для детали - валик. На основании исходных данных (чертежа детали и годовой программы) было выполнено: анализ технологичности конструкции; выбор заготовки (выполнен чертеж, назначены припуски и отклонения); спроектирован технологический процесс (выполнена технологическая документация), выбраны режимы обработки, назначены нормы времени и рассчитана загрузка станков. Требуемые технологические расчеты приведены в пояснительной записке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание детали

 

1. Назначение детали, материал, механические свойства, химический состав

    Данная деталь – валик, является сборочной единицей коробки перемены передач. Служит для переключения скоростей.

    Деталь изготавливается из стали 40Х по ГОСТ 8479-70.

Данный материал имеет следующие  характеристики: сталь конструкционная легированная, хромистая. Заменители: сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФА, сталь 40ХГТР.

 

Химический состав в % стали 40Х:

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3

 

Механические свойства стали 40Х:

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	σ0,2 ,МПа	σв,МПа	δ5, %	ψ, %	KCU, Дж/м2	HB
Пруток ГОСТ 4543-71
Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или  масло	25	780	980	10	45	59
Поковка ГОСТ 8479-70
Нормализация. КП 245	500-800	245	470	15	30	34	143-179
Нормализация. КП 275	300-500	275	530	15	32	29	156-197
Закалка, отпуск. КП 275	500-800	275	530	13	30	29	156-197
Нормализация. КП 315	<100	315	570	17	38	39	167-207
	100-300	315	570	14	35	34	167-207
Закалка, отпуск. КП 315	300-500	315	570	12	30	29	167-207
	500-800	315	570	11	30	29	167-207
Нормализация. КП 345	<100	345	590	18	45	59	174-217
	100-300	345	590	17	40	54	174-217
Закалка, отпуск. КП 345	300-500	345	590	14	38	49	174-217
Закалка, отпуск. КП 395	<100	395	615	17	45	59	187-229
	100-300	395	615	15	40	54	187-229
	300-500	395	615	13	35	49	187-229
Закалка, отпуск. КП 440	<100	440	635	16	45	59	197-235
	100-300	440	635	14	40	54	197-235
Закалка, отпуск. КП 490	<100	490	655	16	45	59	212-248
	100-300	490	655	13	40	54	212-248

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ точности изготовления детали и обоснование технических требований

№ Поверхности	Размер	Квалитет точности	Шероховатость	Взаимное расположение	Твёрдость
1-6	409	-1	12,5
2	Ø20	h9	3,2	база Г
1-3	46	+1	12,5
5	0,6×45˚	±IT14/2	12,5
4	Ø25	f9	1,6	база Е	45…56
11	2×45˚	±IT14/2	12,5
10	Ø8 45˚±30’	+0,5	6,3	Т0,2 Г,Е   0,1 Ж
12	Ø4	+0,5	12,5
9	18 90˚±1˚	±0,5	3,2	база Ж
7	R7		12,5
8	5 90˚±5˚	±1	12,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Анализ технологичности конструкции детали
1. Деталь состоит из стандартных и унифицированных элементов.
2. Деталь изготавливается штамповкой. Размеры и формы заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали.
3. Базовые поверхности детали имеют точность и шероховатость, обеспечивающие надежность и точность установки, обработки и контроля.
4. Нет возможности обработки нескольких деталей.
5. Конструкция детали обеспечивает возможность применения типовых, стандартных и групповых тех. процессов.
6. Физико-химические свойства, механическая жесткость материала детали соответствуют всем требованиям технологии изготовления.
7. Не используется  материал  плохо подвергающийся резанию.
8. Конструкция детали обеспечивает минимальную деформацию при термической обработке.
9. Конструкция вала является недостаточно жесткой, т.к. отношение длины к диаметру более 10-12 и равно l/d=409/25=16,36. Токарная обработка вала требует применения дополнительных опор-люнетов, что увеличивает трудоёмкость.
10. Целесообразная  простановка продольных размеров, облегчает наладку станка и сокращает трудоемкость обработки.
11. Наличие фасок в детали предотвращает выкрашивание кромок шлифовального круга при шлифование.
12. Фаски назначены под обработку с учетом стандартных проходных резцов с углом  в плане 45˚.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение производства

 

2.1 Определение типа производства

Т.к. масса  детали mд = 1,56 кг, а тип производства крупносерийный, из интервала 4500-120000 выбираем N = 40000 шт.

 

2.2 Расчет размера партии и такта выпуска

Количество  деталей в партии определяется по формуле:

,

где N – объем выпуска деталей в год,

       a – периодичность запуска в днях,

       T – число рабочих дней в году.

 

Такт  выпуска определяется по формуле:

,

где F – фонд времени в планируемый период,

      N - объем выпуска деталей в год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение метода получения заготовки

 

3.1 Анализ и обоснование выбора получения заготовки из двух вариантов

Заготовку для данной детали можно получить штамповкой и из проката. Выбор способа  можно объяснить следующими факторами:

   -Штамповка  обеспечивает равномерное внутреннее  напряжение и структуру материала  заготовки, а, следовательно, хорошую  прочность детали при эксплуатации;

   -Получить  заготовку из проката тоже  возможно, т.к. она изготавливается  из стали 40Х, и размеры детали  позволяют выбрать заготовку  из стандартного проката.

 

 

2. Расчет себестоимости изготовления заготовок по двум вариантам

 

 

1. Штамповка.

Стоимость заготовки, получаемой штамповкой, определяется по формуле:                  ,

где  Ci – базовая стоимость одной тонны заготовок;

Q – масса заготовки;

q – масса детали;

Кт – коэффициент, зависящий от класса точности заготовки;

Кс – зависящий, от группы сложности;

Кв – коэффициент, зависящий от массы заготовки;

Км – коэффициент, зависящий от марки материала;

Кп – коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовки;

Sотх – цена одной тонны отходов.

 

2. Для заготовки, полученной из проката.

Себестоимость заготовок, получаемых из проката:

,

где М –  затраты на материал заготовки;

      ∑Со.з. – технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

,

где  Q – масса заготовки;

q – масса детали;

S – цена 1 кг материала заготовки;

Sотх – цена одной тонны отходов.

Стоимость механической обработки:   ,

где Сп.з – приведенные затраты на рабочем месте,

       Тшт – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции.

,

где  Сз – основная и дополнительная заработная плата;

М – коэффициент  многостаночности;

Сч.з – часовые затраты по эксплуатации рабочего места;

Ен – нормативный коэффициент;

Кс, Кз – удельные капитальные вложения в станок и здания.

 

Определяем  штучное время, необходимое для  обработки заготовки до формы  и размеров штамповки.

1. Отрезка заготовки.

2. Обработка наружной цилиндрической поверхности.

(черновая обточка за два прохода).

 (за шесть проходов)

.

Суммарное штучное время:

Тогда:

.

По полученным данным видно, что себестоимость  штампованной заготовки больше себестоимости заготовки из проката. Но в учебных целях выбираем штампованную заготовку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка технологического процесса изготовления детали

 

4.1 Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей

 

№ поверхности	Размер детали (по чертежу)	Наименование перехода	Квалитет точности	Шероховатость
1-6	409	Подрезка торцов однократная  (с двух сторон одинаково)	h14	12,5
2	Ø20	Точение черновое	h12	6,3
		Точение чистовое	h9	3,2
3	46	Подрезка торца	±IT14/2	12,5
5	0,6×45˚	Точить фаску	±IT14/2	12,5
4	Ø25	Точение однократное	h12	6,3
		Шлифование однократное	f9	1,6
11	2×45˚	Точить фаску	±IT14/2	12,5
10	Ø8 45˚±30’	Сверление	H12	12,5
		Зенкерование	H11	6,3
12	Ø4	Сверление	H12	12,5
9	18±0,5 90˚±1˚	Фрезерование черновое	H10	6,3
		Фрезерование чистовое	H9	3,2
7	R7	Фрезерование черновое	H10	12,5
8	5±1 90˚±5˚	Фрезерование черновое	H10	12,5