Анализ технологичности детали

1.3 Анализ технологичности детали

 

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали

 

К_у.э.=Q_э.у./Q_э, (1)

где Q_у.э. - число унифицированных элементов детали, шт., Q_э, - общее число конструктивных элементов детали, шт.

К_у.э.=5_./13=0,38

 

Коэффициент использования, материала

Массу детали определим при помощи программы КОМПАС 3D V9, создав в ней 3D модель заготовки. Программа автоматически посчитает объем, массу и другие параметры данной детали.

Рисунок 1 – 3D модель цапфы.

 

Деталь

Площадь S = 20366,015909 мм²

Объем V = 169905,994798 мм³

Материал Сталь 35 ГОСТ 1050-88

Плотность R₀ = 0,007820 г/мм³

Масса M = 1328,664879 г

К_и.м.=G_д/G_з.п., (2)

где G_д - масса детали, кг; G_з.п. - масса материала заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг

К_и.м.=,33/3,26=0,40

 

Коэффициент точности обработки детали

К_т.ч.=Q_тч.н../Q_тч.о., (3)

где Q_тч.н.. - число размеров не обоснованной степени точности обработки; Q_тч.о.- общее число размеров, подлежащих обработке.

К_т.ч.=6_./17=0,35

 

Коэффициент шероховатости поверхностей детали

К_ш=О_ш.н../О_ш.о., (4)

где О_ш.н - число поверхностей детали не обоснованной шероховатости. шт.; О_ш.о - общее число поверхностей детали, подлежащих обработке, шт

К_ш=16_./17=0,94

Из расчетов видно, что деталь не очень технологична.

1.4 Определение типа производства

К_з.о.=Q/Р_м, (5)

где Q - число различных операций; Р_м - число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Так как величина партии 10000 шт.,то тип производства-среднесерийный.

2.Технологическая часть

 

2.1Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

Вариант 1. Заготовка из проката.

Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем про межуточные припуски по таблицам. За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали 54 h 12 мм. Устанавливаем предварительный маршрутный технологический процесс обработки выбранной поверхности.

Обработку поверхности диаметром 54 мм производят в жестких центрах, на многорезцовом токарном полуавтомате, окончательную обработку поверхности выполняют на круглошлифовальном станке.

Технологический маршрут обработки поверхности Ǿ54:

Операция 005. токарная(черновая) Ǿ 54 h14

Операция 010. токарная(получистовая) Ǿ54 h12

Припуски на подрезание торцовых поверхностей и припуски на обработку наружных поверхностей (точение и шлифование) – определяем по таблице

Определяем промежуточные размеры обрабатываемой поверхности согласно маршрутному технологическому процессу:

На токарную получистовую операцию 010

D_p.045=D_н+2Z_ш=54+1,0 = 55,0 мм;

где D_р – расчетный диаметр заготовки, мм; D_ном – номинальный диаметр обрабатываемой поверхности детали, мм; Z_ш –припуск на операцию, мм на токарную черновая операцию 005

D_p.020=D_р045+2Z₀₂₀=55,0+4,0 = 59,0мм;

расчетный размер заготовки

D_p.з.=D_р020+2Z₀₁₅=59,0+2=61,0мм;

Из табл. выбираем ближайший размер горячекатаного проката обычной

точности и записываем его обозначение

Нормальная длина проката качественной конструкционной стали при диаметре 53-110 мм 4-7 м. Допустимые отклонения для диаметра 62 мм равны мм (табл.).

Припуски на подрезку двух торцовых поверхностей заготовки равен 4 мм (табл.).

.

 

Таблица 1

Припуски на чистовое подрезание торцов и уступов

Диаметр заготовки, мм	Общая длина заготовки, мм
	до 18	18-50	50-120	120-260	260-500	св.500
До 30	0,4	0,5	0,7	0,8	1,0	1,2
30-50	0,5	0,6	0,7	0,8	1,0	1,2
50-120	0,6	0,7	0,8	1,0	1,2	1,3
120-300	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4	1,5

Общая длина заготовки составит

 L_з=L_д+2Z_подр=132+4=136мм, (6)

где L_д- номинальная длина детали по чертежу, мм.

С учетом точности и качества поверхности заготовки после отрезки сортового проката фрезами(табл) длина заготовки составит 136 мм.

Объем заготовки определяем по плюсовым допускам на диаметр и длину заготовки

см³, (7)

где L_з - длина стержня заготовки, см; D_з.п. - диаметр заготовки с плюсовым допуском, см.

Массу заготовки определяем по формуле

G_з=·V (8)

V_з=0,00785·390,7=3,06 кг.

где  - плотность материала, кг/см³ , V_з — объем заготовки, см³ .

Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки

Потери на зажим заготовки l_заж принимаем 80 мм.

Длину торцового обрезка проката на ножницах определяем соотношения из l_о.т=(0,3...0,5)d, где d - диаметр сечения заготовки, d = 60мм, тогда l_о.т=0,3·60=17 мм,

Число заготовок, исходя из принятой длины проката, определяется по формуле (3.5). Из проката длиной 4 м

 шт. (9)

где L_пр - длина выбранного проката, мм; х — число заготовок, изготавливаемых из принятой длины проката, шт; L_з- длина заготовки, мм; l_p - ширина реза, мм. l_от - длина торцового обрезка проката, мм; l_заж - минимальная длина опорного (зажимного) конца, мм.

 Получаем 27 заготовок из данной длины проката.

Из проката длиной 7 м

 (10)

Принимаем 48 заготовок из данной длины проката.

Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины проката:

Из проката длиной 4 м

мм, (11)

или

=(231·100)/4000=5,7%. (12)

из проката длиной 7 м

мм

или

(13)

Из расчетов на не кратность следует, что прокат длиной 7 м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4м, Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят

(14)

Потери материала на длину торцевого проката о процентном отношении к длине проката составят

П_оп = П_нк + П_о.т + П_заж =5,35 + 0,24 + 1,1 = 6,6%. (15)

где П_нк - потери материала на некратность, %.

П_н.к =(L_нк·100)/L_пр; (16)

П_о.т - потери на торцовую обрезку проката, %

П_о.т. =(l_о.т·100)/L_пр; (17)

П_заж - потери при выбранной длине зажима, %

П_заж. =(l_заж·100)/L_пр;  (18)

П_отр - потери на отрезку заготовки, %

П_отр =(l_р·100)/L_пр. (19)

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле (3.12)

кг

Коэффициент использования материала

К_им =С_д/С_з.п. =1,04/3,26 =0,33 (20)

где G_д - масса детали по рабочему чертежу, кг; G_з.п.- расход материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг

Стоимость заготовки из проката (табл.)

где С_м - цена 1 кг материала заготовки, руб.; С_отх - цена 1 т отходов материала, руб.

 

Вариант 2.

Заготовка изготовлена методом объемной горячей штамповки.

Степень сложности С2. Точность изготовления поковки - класс 1. Группа стали -М1.

Припуски на номинальные размеры детали назначают по таблице (приложение 2). На основании принятых припусков на размеры детали определяем расчетные размеры заготовки

мм

мм (21)

мм

мм

мм

мм

мм (22)

мм

мм

мм

Допуски на размеры штампованной заготовки определяем по таблице.

 

Æ L= 31,2 

Æ L= 37,7

Æ L= 11,2

Æ L= 15,4

Æ L= 52,8

Разрабатываем эскиз на штампованную заготовку по второму варианту

Рисунок 2 – Чертеж штамповки.

 

Объем штампованной заготовки определим при помощи программы КОМПАС 3D V9, создав в ней 3D (рисунок – 3) модель заготовки. Программа автоматически посчитает объем, массу и другие параметры данной заготовки

Рисунок 3 – 3D модель штамповки

Данные полученные при помощи программы:

Площадь S=22344,045203 мм²;

Объем V=216968,88969 мм³;

Материал Сталь 35 ГОСТ 1050-88

Плотность R₀= 0,0078 г/мм³;

Масса М=1696,696717 г.

Масса штампованной заготовки

(23)

Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при горячей объемной штамповке равными Пш = 10%, определим расход материала на одну деталь

 (24)

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку

Стоимость штампованной заготовки (табл.)

 (25)

Таким образом, исходя из технико-экономического расчета, и проанализировав коэффициенты использования материала мы выбираем заготовку из штамповки, как наиболее выгодную и наиболее технологичную.