Проектування дільниці виготовлення шестерен турбовального двигуна ТВ3-117ВМА

Оптимальная точность геометрических характеристик оценивается коэффициентом точности обработки.

,

 

где А_ср – среднее значение квалитета точности размеров:

,

где А_i – квалитет точности i-той поверхности;

 – количество размеров соответствующего квалитета

 

Таблица 2.1. – Коэффициенты точности обработки

№ дет.	Количество поверхностей соответствующего квалитета									Аср
	7	8	10	12	13	14	16
1	2	1	2	6	1	6	2	243	20	12,15	0.92

 

 

Из расчетов видно, что  деталь является технологичной по показателю точности, т.к. >0.80.

Данные по точности геометрических характеристик заносим в таблицу 1.4

2.7. Оптимальная шероховатость поверхностей  детали.

Оптимальная шероховатость поверхностей детали оценивается коэффициентом  шероховатости:

,

где – среднее значение показателей шероховатости

,

 

где – класс шероховатости i–той поверхности;

 – количество поверхностей

 

Таблица 2.2 – Коэффициенты шероховатости

№ дет.	Количество поверхностей соответствующего квалитета					Бср
	5	6	8 7
1	1	18	1	121	30	6,05	0.165

 

По полученному значению можно сделать вывод о том, что деталь не относится к труднообрабатываемым, т.к. >0.16

Данные по шероховатости  поверхностей заносим в таблицу 1.5.

2.8. Унификация конструктивных  элементов детали 

Унификация конструктивных элементов детали оценивается коэффициентом  унификации.

,

;

 

Из расчетов видно, что  деталь технологична, т.к. при небольшом количестве конструктивных элементов получен высокий коэффициент унификации.

3. Анализ программы  выпуска и определение типа  производства

 

В задании на курсовое проектирование указана величина программы  выпуска шестерен привода СВ – 5000шт. в год. При массе заготовки 0.83 кг эта величина программы выпуска по предварительному методу может быть отнесена к серийному типу производства

 Рассчитаем величину  партии деталей:

 

(шт)

 

где a – периодичность запуска деталей в производство (а=5).

Ф_д – число рабочих дней в году (Ф_д=250)

 

 шт.

4. Выбор и обоснование технологических баз

 

Базой называют поверхность,  ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируется другие детали изделия или поверхность детали, которые обрабатываются. При проектировании технологического процесса для обеспечения необходимой точности большое значение имеет выбор баз.

При выборе технологических  баз для обработки заготовок  необходимо применять принцип совмещения  баз, то есть   для технологической базы необходимо брать поверхность, которая есть измерительной базой. При построении маршрута обработки  необходимо придерживаться принципа постоянства баз; на всех основных технологических операциях использовать для технологических баз одни и те же поверхности.

То есть, разрабатывая технологический процесс механической обработки детали, для каждой операции  необходимо выбирать базы, руководствуясь следующими положениями:

Желательно, чтобы измерительная  и технологическая базы совпадали, надо выбирать в качестве технологической  базы поверхность, от которой задан  размер. При этом погрешность базирования  будет равняться нулю и отпадет  необходимость в перерасчете  операционных размеров.

Каждое изменение установочной базы в ходе технологического процесса вносит новые погрешности, которые  зависят от неточности взаимного  расположения баз; поэтому  целесообразно  выполнять обработку от одной  постоянной базы.

Если для выполнения последующей операции бывшая база не может быть использована, то новой установочной базой должна быть обработанная поверхность.

Во всех случаях установочная база должна обеспечить жесткость установки  заготовки, которая достигается  соответствующими размерами поверхностей базирования и их взаимным расположением.

Черновая установочная база может быть принятая только для  черновых операций, так как повторное  ее использование может в значительной мере нарушить взаимное расположение обрабатываемых поверхностей.

Принятые базы и методы базы и методы базирования должны обеспечивать более простую и надежную конструкцию приспособления. Удобство установки и снятия детали.

Погрешность установки  заготовки в приспособлениях Δε_у, вычисляют с учетом погрешностей: Δε_б базирования, Δέ₃ закрепления заготовок, Δε_πρ изготовления и износа опорных элементов приспособлений. Погрешность установки определяют как предельное поле рассеяния положений измерительной поверхности относительно поверхности отсчета в направлении выдерживаемого размера.

5. Выбор и обоснование способа получения заготовки.

 

Заготовка – предмет  труда, из которого путем механической обработки, изменением размеров, формы  и свойств получают деталь в соответствии с чертежом.

Получение заготовки  – многовариантно. Всегда существует несколько конкурирующих методов. Выбранный метод получения заготовки должен удовлетворять следующим условиям:

· метод должен обеспечивать такие свойства заготовки, при которых деталь после обработки будет выполнять все свои служебные функции в соответствии с техническими требованиями;

· метод должен быть технически реализуем;

· метод должен быть экономически целесообразен в конкретной производственной ситуации.

Для оценки экономической  целесообразности при сравнении  методов используются 2 критерия:

- технологическая себестоимость  получения заготовки С;

- коэффициент использования  материала заготовки КИМ.

. Выполним сравнение  получения заготовки двумя методами: штамповкой на прессах и на  молотах.

Материал детали: сталь 30Х2Н2ФВМА-Ш.

Программа выпуска: N=5000шт.

Масса детали: q=0.158 кг.

Масса заготовки, изготовленной  на молотах: Q_мол= 1,3кг.

Масса заготовки, изготовленной  на прессах: Q_пр=0,238 кг.

Сравним два метода с  помощью коэффициента использования  материала:

;

Рассчитаем стоимость  заготовок по формуле:

,

где С – базовая  стоимость 1т заготовки, С=20000грн;

 – коэффициенты, зависящие от  класса точности, группы сложности,  массы, марки материала и объема производства соответственно;

Q – масса заготовок;

q – масса детали, q=0,158кг;

 – цена 1т отходов,  =1000 грн

;

Из расчетов видно, что  и . Получение заготовки штамповкой на прессах является более рациональным методом получения заготовки, чем штамповкой на молотах.

Рассчитаем годовой экономический эффект по формуле:

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1. – Сравнительные показатели по вариантам

Показатель	Обозначение	Раз- мерность	Вариант
			На молотах	На прессах
Масса заготовки		кг	2.2	1.14
Базовая стоимость 1 т  заготовок		грн.	500000	500000
Коэффициенты		—	1,0	1,0
		—	0,9	0,9
		—	0,75	0,75
		—	1,79	1,79
		—	1,0	1,0
Стоимость 1 т стружки		грн.	10000
Стоимость одной заготовки		грн.	210,73	40,24
Коэффициент использования материала		—	0,12	0,66

 

Так как  , а то окончательно принимаем вариант (1) – заготовка из сортового материала.

В результате применения предложенной заготовки годовая  экономия металла составляет 5310 кг, а годовой экономический эффект 852450 грн.

6. Расчет операционных  припусков и размеров. Определение  общего припуска и размера  заготовки.

 

6.1. Расчет припусков  и определение операционных размеров  на внутреннюю диаметральную шестерни Z44.

Припуск - слой металла, удаляемый  с поверхности заготовки в целях достижения заданной формы, точности и качества поверхности. Для двух поверхностей определяем их расчетно-аналитическим методом; для остальных – табличным.

Рассмотрим поверхность вращения диаметром Æ

Согласно методике, двойной операционный припуск для внутренней поверхности вращения равен:

,

где: Z_{i min} – минимальное значение операционного припуска;

Rz_i-1 – средняя высота неровностей, полученная от предшествующей обработки;

h_i-1 – глубина дефектного слоя от предшествующей обработки;

Δ_Σi-1 – суммарное значение погрешностей пространственных отклонений и формы от предшествующей обработки;

ε_i – погрешность установки заготовки при выполнении i-го перехода.

Маршрут обработки данной поверхности приведен в таблице 6.1. Элементы минимальных припусков для каждого перехода и допуски на операционные размеры заготовки принимаем по нормативным данным и рассчитываем по методике, приведенной в справочнике технолога-машиностроителя, Т.1.[1].

Характеристики качества поверхности Rz и h (в мкм), выбираем из таблиц 12 и 24:

для штамповки: Rz=200 мкм, h=250 мкм;

после получистового  точения: Rz=125 мкм, h=120 мкм;

после чистового точения: Rz=40 мкм, h=40 мкм

после однократного шлифования: Rz=15 мкм, h=15 мкм;

Определяем суммарные  значения погрешности пространственных отклонений формы для заготовки:

мкм

где D_y – значение увода оси отверстия:

D_у×L=0,4×11=4.4 мм

       C₀=30 мкм – смещение оси отверстия;

Величину остаточной погрешности пространственного отклонения и формы после выполнения переходов мех. обработки определяем по формуле:

De_i=De_i-1×К_у

где: k _y – коэффициент уточнения;

после получистового точения:

D_Σ =30.5×0,04=1.2 мкм;

после точения чистового:

D_Σ =30.5×0,03=0.9 мкм;

после однократного шлифования:

 D_Σ =30.5×0,02=0,6 мкм;

Погрешность установки  ε_у:

e_{у точ.чр.}=110 мкм; e_{у шл.}=15 мкм;

Подставляем полученные значения элементов припуска в приведенную  выше формулу для расчета минимальных  припусков:

получистового точения:

 мкм

точение чистовое:

 мкм

шлифование однократное:

 мкм

Определяем межоперационные  размеры последовательным прибавлением припусков на механическую обработку к размерам готовой детали. Расчетные операционные размеры определяем по формуле:

где:

d_i-1min-минимальное значение размера на предшествующем                                             переходе, мм;

d_{i min}- то же на выполняемом переходе, мм;

Ti - допуск на размер получаемый после выполнения i-го перехода (операции), мм;

 Для однократного  шлифования:

d _max=20+0,030=20,030 мм;

 Для чистового точения: