Технологічність конструкції деталі

2.  Технологічність конструкції деталі

Показник технологічності заготівлі

·  Коефіцієнт оброблюваності матеріалу різанням К_об=1.

·  Проста конструкція деталі (відсутність складних фасонних поверхонь) дозволяє використовувати при її виробництві уніфіковану заготівлю.

·  Габаритні розміри деталі і її використання дозволяє використовувати раціональні методи одержання заготівлі, такі як: прокат, штампування, лиття.

·  З урахуванням вимог до поверхонь деталі (точності, шорсткості), а також їх тех. призначення остаточне формування поверхонь деталі (ні однієї) на заготівельній операції неможливо.

·  Забезпечення потрібної шорсткості можливо стандартними режимами обробки й уніфікованим інструментом.

Показники технологічності конструкції деталі в цілому

·  Матеріал не є дефіцитним, вартість прийнятна.

·  Конфігурація деталі проста.

·  Конструкційні елементи деталі універсальні

·  Розміри і якість поверхні деталі мають оптимальні вимоги по точності й шорсткості.

·  Конструкція деталі забезпечує можливість використання типових ТП її виготовлення.

·  Можливість обробки декількох поверхонь із одної установи

·  Конструкція забезпечує високу твердість деталі.

·  Технічні вимоги не передбачають особливих методів і засобів контролю.

Деталь технологічна й дозволяє застосувати продуктивні методи обробки (гостріння, шліфування й ін.).

3. Вибір типу виробництва й форми організації технологічного процесу виготовлення деталі

Розрахуємо масу даної деталі:

Q =,

V =

При масі від 8 до 30 кг. І програмі 500…5000 деталей у рік (N = 2400 дет/рік – проектна) тип виробництва серійне (крупно серійне).

Для серійного виробництва рекомендується групова форма організації виробництва, коли запуск деталей здійснюється партіями.

Обсяг партій, запуск деталей:

а – періодичність запуску деталей, при запуску раз на місяць дорівнює 24; 254 – число ходів.

З урахуванням типу виробництва передбачається застосування універсальних верстатів і верстатів зі ЧПУ, різальних інструмент в основному збірнях зі змінними багатогранними ріжучими пластинами, оснащення з механізованими силовими приводами.

4. Вибір методу одержання заготівлі і її проектування

Виходячи з вимог ДЕРЖСТАНДАРТ 26.645–85, призначаємо припуски й допуски на розміри деталі й зводимо ці дані в таблицю 1.

Залежно від обраного методу приймаємо:

клас точності розмірів і мас – 10

ряд припусків – 4.

Таблиця 4.1

Розміри, мм	Допуски, мм	Припуски, мм	Розрахунок розмірів заготівлі, мм	розміри, мм
Ø85	±2,8	4,2	Ø85+(2. 4,2)±2,8= Ø93,4±2,8	Ø93±2,8
Ø85	±2,8	4,2	Ø85+(2. 4,2)±2,8= Ø93,4±2,8	Ø93±2,8
Ø95	±3,0	5,0	Ø95+(2. 5,0)±3,0= Ø105±3,0	Ø105±3,0
470	±6,5	8,0	470+(2. 8,0)±6,5= 486±8,0	486±8,0
205	± 4,0	5,2	205+8,0–5,2±4,0= 207,8±4,0	208±4,0
200	± 4,0	5,2	200+(2. 5,2)±4,0= 210,4±4,0	210±4,0
65	±2,8	4,2	65+8,0–5,2±4,0= 67,8±4,0	68±4,0

2) Ливарні ухили призначаємо відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТУ 26.645–8, виходячи з конструктивних особливостей заготівлі й рівні не менш 1,5–2º. Відповідно до рекомендації, для спрощення виготовлення ливарної моделі приймаємо їх однаковими й величиною 3°.

3) Ливарні радіуси закруглень зовнішніх кутів приймаємо рівними не менш 5 мм. R=5 мм.

Ливарні радіуси закруглень внутрішніх кутів визначаємо по формулі R=0,4 h.

R₁= R₂= R₃=0,4∙ 10 мм=4 мм

4) Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу Км, по формулі:

де m – маса деталі, кг;

M – маса заготівлі, кг.

Розрахуємо масу заготівлі:

, кг

де: γ – щільність матеріалу, кг/м³. Для сталі: γ=7814 кг/м³;

Vз – обсяг заготівлі, мм³.

Обсяг заготівлі визначаємо як алгебраїчну суму обсягів найпростіших тіл тридцятилітніх заготівлю:

 

Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:

.

Даний метод лиття не задовольняє завданню одержання виливка з контуром, що наближається до контуру деталі; тобто з коефіцієнтом використання Км близьким до 1.

1) По таблиці 3.1.3 [1] вибираємо:

а) Устаткування – прес;

б) Штампувальні ухили: 5 (;

в) Радіуси закруглень зовнішніх кутів, при глибині порожнини струмка:

10…25 мм – r = 2,5 мм,

25…50 мм – r = 3 мм;

Радіуси закруглень внутрішніх кутів, більше зовнішніх кутів в 3…4 рази.

2) По таблиці 3.4 [1] призначаємо допуски й припуски на обробку на сторону й зводимо їх у таблицю 2.

Таблиця 4.2

Розміри, мм	Допуски, мм	Припуски, мм	Розрахунок розмірів заготівлі, мм	розміри, мм
Ø85	+1,0 -0,5	2,6	Ø85+(2. 2,6) = Ø90,2	Ø90
Ø85	+1,0 -0,5	2,6	Ø85+(2. 2,6) = Ø90,2	Ø90
Ø95	+1,2 -0,7	2,8	Ø95+(2. 2,8) = Ø99,8	Ø100
470	+2,4 -1,2	5,0	470+(2. 5,0) = 480	480
205	+1,5 -0,9	3,2	205+5,0–3,2 = 206,8	207
200	+1,5 -0,9	3,2	200+(2. 3,2) = 206,4	206
65	+1,0 -0,5	2,5	65+5,0–3,2 = 66,8	67

3) Розрахуємо площу кування в плані [1]:

F_пок.п =41621, мм²

4) Визначаємо товщину містка для облоя [1]:

, мм

Коефіцієнт Із приймаємо рівним 0,016.

5) По таблиці 3.2.2 вибираємо інші розміри облойної канавки [1]:

а) Зусилля преса – 10 МН;

б) h_o = 2,0 мм;

в) l = 4 мм;

г) h = 6 мм;

д) R₁ = 15 мм.

6) Розрахувати обсяг заготівлі [1]:

V_заг.=V_п+V_у+V_о, мм³

де V_п – обсяг кування, що розраховується по номінальних розмірах креслення;

V_у – обсяг вигару, обумовлений залежно від способу нагрівання;

V_о – обсяг облоя при штампуванні.

а) Обсяг кування:

б) Обсяг вигару V_у приймаємо рівним 1% від V_п.

V_у=32400 мм²

в) Обсяг облоя V_о:

V_о=ξ^.F_М^.(Р_п + ξ. π. l),

де ξ – коефіцієнт, що враховує зміна фактичної площі одержуваного облоя в порівнянні із площею перетину містка;?=2.

F_м – площа поперечного перерізу містка F_M=l.h_o= 4. 2,0= 8 мм²;

Р_п – периметр кування Р_п= 1130 мм.;

Підставимо отримані дані у формулу:

V_о= 2.8×(1130+2. 3,14.4) = 18482 мм³;

г) Обсяг кування:

V_заг.=32,4·10⁵+32400+18482 = 32,9·10⁵ мм³.

Визначимо параметри вихідної заготівлі для штампування.

д) Діаметр заготівлі:

, мм

де m – відношення ; 1,25< <2,5. Приймаю m=2.

 мм.

За ДСТ 2590–71 мм.

д) Довжина заготівлі:

г) Площа поперечного перерізу заготівлі:

7) Розрахуємо масу кування:

кг.

8) Визначимо коефіцієнт використання матеріалу:

9) Розрахуємо зусилля штампування:

, МН,

де D_пр – наведений діаметр D_пр=1,13,

F_п – площа проекції кування на щільність рознімання штампа

F_п=,

B_п.ср – середня ширина кування в плані, B_п.ср=.

σ_в - межу міцності матеріалу, σ_в=598 МПа [2]

D_пр =  мм

F_п=6994 мм²;

B_п.ср=6994/480=15 мм

, МН

По розрахунковому зусиллю штампування вибираємо прес із зусиллям 25 МН і зразковою продуктивністю 140 шт./ч.

Для остаточного вибору методу одержання заготівлі, варто провести порівняльний аналіз по технологічній собівартості.

Розрахунок технологічної собівартості заготівлі одержувану по першому або другому методі проведемо по наступній формулі [1]:

де С_i – базова вартість однієї тонни заготівель С_{i лиття} = 9780 грн.;

С_{i шт} = 3730 грн., k_т, k_с, k_в, k_м, k_п – коефіцієнти, що залежать від класу точності, групи складності, маси, марки матеріалу й обсягу виробництва заготівель k_т = 1, k_с = 1, k_в = 1, k_м = 1,93, k_п = 1; Q – маса заготівлі, кг; q – маса готової деталі, кг; S_отх – ціна однієї тонни відходів S_оте = 500 грн.

Економічний річний ефект дорівнює:

Е_Е = (S_заг1 – S_заг2)*N = (601 –186,5)*2400 = 994,8 т. грн, (4.8)

де N – обсяг випуску в рік, шт.; S_заг1, S_заг2 – вартість заготівель, що зіставляються, у.о.

На основі проведеного економічного розрахунку, а так само виходячи з раціонального застосування матеріалу, вибираємо найбільш доцільний метод одержання заготівлі. Таким методом є – одержання заготівлі штампуванням на кривошипних пресах.