4.3 Анализ вида и метода получения заготовки
Технологические процессы производства заготовок деталей предшествуют процессам их механической обработки и оказывают на них существенное виляние. Правильно выбрать способ получения заготовок - значит, определить рациональный технологический процесс ее изготовления.
В серийном производстве заготовку данной детали рациональней всего получать двумя способами:
. Круглый прокат ГОСТ 2590-71
. Горячештампованная поковка ГОСТ 7505-89
Заготовка из проката будет иметь три поверхности, на которые назначается
припуск: поверхность вращения Ап и торцы Бп и Вп.
горячештампованная поковка будет иметь следующие поверхности, на которые
назначается припуск: цилиндрическая поверхность Аш, торцы Бш
и Вш, диаметр Гш, цилиндрическая поверхность Дш, цилиндрическая
поверхность Еш, торцы Жш и Зш, торец Иш
и отверстие Кш
Рисунок 2 - Эскиз заготовки детали «Звездочка»
Таблица - Общие припуски и размеры заготовки-штамповки
|
Заготовка |
Поверхность, переход |
Элементы припуска |
2Zmin мкм |
Ti мкм |
T3 мкм |
Днi мм |
2Zон мм |
Днз мм |
|||
|
|
|
Rzi - 1 мкм |
hi-1 мкм |
|
Eyi мкм |
|
|
|
|
|
|
|
Прокат |
А |
|
|
|
|
|
|
2500 |
|
7,4 |
160 |
|
|
1 |
200 |
300 |
43 |
800 |
2602 |
400 |
|
150 |
|
|
|
|
2 |
63 |
60 |
2,6 |
800 |
1846 |
|
|
|
|
|
|
|
Б,В |
|
|
|
|
|
|
870 |
|
3,8 |
89,8-0,78 |
|
|
1 |
200 |
2,2 |
520 |
1484 |
350 |
|
87,6 |
|
|
|
|
|
2 |
50 |
50 |
1,3 |
520 |
1242 |
|
|
|
|
|
|
Штамповка |
А |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
4,5 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
800 |
2518 |
1000 |
|
150 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
414 |
|
|
|
|
|
|
|
Б,В |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
3,5 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
120 |
1380 |
870 |
|
87,5 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
120 |
654,4 |
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
3,5 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
400 |
1734 |
740 |
|
135,5 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
414 |
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
3,7 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
400 |
1734 |
1000 |
|
135,5 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
414 |
|
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
600 |
|
3,5 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
400 |
1734 |
740 |
|
56,1 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
414 |
|
|
|
|
|
|
|
Ж,З |
|
|
|
|
|
|
500 |
|
3,1 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
120 |
1380 |
520 |
|
15,2 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
120 |
654,4 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
500 |
|
2 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
120 |
690 |
620 |
|
12,8 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
207 |
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
3,7 |
|
|
|
1 |
200 |
250 |
120 |
400 |
1734 |
250 |
|
34,1 |
|
|
|
|
2 |
100 |
100 |
7,2 |
0 |
414 |
100 |
|
34,7 |
|
|
|
|
3 |
50 |
50 |
0 |
0 |
200 |
|
|
|
|
|
Масса заготовки из проката Ø 160 и длиной 89,8 мм
Mпр = 12,8 кг
Масса горячештампованной поковки
м1= 0,854 кг
м2 = 2,454 кг
м3 = 3,48, кг
м4 = 0,290 кг
м5 = 0,527 кг
мшт= 0,854+2,454+3,483+0,29-0,527= 6,5 кг
Расчет массы детали
м1 = 0,7855 кг
м2 = 1,9163 кг
м3 = 0,6646 кг
м4 = 1,3484 кг
м5 = 0,2238 кг
м6 = 0,6496 кг
мд = 0,7855+1,9163+0,6646+1,3484+0,2238-0,6496 = 4,3 кг
Проверяем технико - экономическое обоснование
Стз = Снз × м3 + Стех (мз
- мд) - Сотх (м3 - мотх) (19)
где Снз - стоимость одного килограмма заготовки;
мз - масса заготовки;
Cтех - стоимость механической обработки 1 кг;
мд - масса детали;
Сотх - стоимость 1 кг отходов;
Определяем технологическую стоимость заготовки из проката
Стпр = 18×12,8+20 ×(12,8-4,3) - 1,5 × (12,8-4,3) = 230,4+170- 12,75 = 387,7 руб
Определяем технологическую стоимость поковки
Стшт = 40× 6,5+20 ×(6,5-4,3) - 1,5 × (6,5-4,3) = 260+44- 3,3 = 301,7 руб
Экономический эффект при N2
= 1000 шт
Э=(Стпр-Стшт)×N2 (20)
где Стпр - технологическая стоимость заготовки из проката;
Стшт - технологическая стоимость горячештампованной поковки;
N2 - годовой выпуск;
Э = (387,7-301,7) × 1000 = 86000 руб
Расчеты показывают, что наиболее рациональным выбором является
горячештампованная поковка
.4 Выбор методов окончательной обработки поверхностей. Определение плана
обработки поверхностей
На основании проведённого анализа конструкции детали, точности и шероховатости
поверхностей, метода получения заготовки разрабатываем план обработки
поверхностей, представленный в таблице
Таблица - План обработки поверхностей детали «Звездочка»
|
№ поверхности |
Наименование |
По чертежу заготовки |
По чертежу детали |
Метод обработки |
Направление доступа |
По переходам технологического процесса |
|||||
|
|
|
Размер |
Размер |
Шер-тьRа, мкм |
|
|
Размер |
Шер-тьRа, мкм |
Припуск на сторону, мм |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
А |
Наружная цилиндрическая поверхность Ø70 |
Ø 73,5 |
20 |
Ø 70 |
5 |
Черновое точение Получистовое точение |
Л Л |
Ø 70,5 70 |
5 5 |
1,5 0,25 |
|
|
П |
Наружная цилиндрическая поверхность Ø 149,1 |
Ø 153,1 |
20 |
Ø 149,1 |
5 |
Черновое точение |
Л |
Ø149,1 |
5 |
2 |
|
|
Ж |
Наружная цилиндрическая поверхность Ø 55h9 |
Ø58,5 |
20 |
Ø55h9 |
1,6 |
Черновое точение Получистовое точение |
П П |
Ø56 Ø55 |
6,3 1,6 |
1,25 0,5 |
|
|
М |
Наружная цилиндрическая поверхность Ø 135 |
Ø138,7 |
20 |
Ø135 |
5 |
Черновое точение |
П |
Ø135 |
5 |
1,85 |
|
|
З |
Отверстие |
Ø31,3 |
20 |
Ø35Н9 |
|
Черн растачивание Получ растачивание Чистовое растачивание |
Л П П |
Ø33,5 Ø34,5 Ø35Н9 |
5 2,5 1,25 |
1,1 0,5 0,25 |
|
|
Б |
Торец |
89,5 |
|
86 |
5 |
Черновое точение |
Л |
86+1,75 |
5 |
1,75 |
|
|
В |
Торец |
89,5 |
|
86 |
5 |
Черновое точение |
Л |
86 |
5 |
1,75 |
|
|
Г |
Торец |
17,1 |
20 |
14 |
5 |
Черновое точение Получистовое точение |
Л |
15,8 14 |
10 5 |
1,3 0,5 |
|
|
Н |
Торец |
|
|
12 |
2,5 |
Черновое точение Получистовое точение |
П П |
|
|
|
|
|
Д,Е |
Выточка |
- |
- |
Ø70×22 |
5 |
Черновое точение |
П |
70×22 |
5 |
39 |
|
|
К |
Фаска |
- |
- |
2х450 |
5 |
Черновое растачивание |
П,Л |
2х450 |
5 |
2 |
|
|
К |
Фаска |
- |
- |
2×450 |
5 |
Черновое точение |
П,Л |
2×450 |
5 |
2 |
|
|
И |
Паз |
- |
- |
22Н12 |
5 |
Фрезерование |
В |
22Н12 |
5 |
6 |
|
|
Л |
Зубчатая поверхность |
|
|
t 25,4 |
5 |
Фрезерование |
В |
t 25,4 |
5 |
12,7 |
|
|
О |
Радиус |
|
|
R20 |
5 |
Черновое точение |
П,Л |
R20 |
5 |
3 |
|
.5 Формирование маршрута обработки заготовки
Анализируя план обработки поверхностей и схемы базирования заготовки,
сформируем структуру обработки поверхностей детали, представленную в таблице
Таблица - Структура плана обработки поверхностей детали «Звездочка»
|
Метод обработки |
Этапы обработки |
Направление доступа |
Технологичес-кая база |
Номера поверхнос-тей |
|
Точение |
Черновое Получистовое |
Л Л |
В,М В,М |
В,А,Г,К,П,Б А,Г,О |
|
Растачивание |
Черновое |
Л |
|
З,К |
|
Точение |
Черновое Получистовое |
П П |
А,Б А,Б |
В,Н,М,Д,Ж,Е Ж,Н,О |
|
Растачивание |
Получистовое Чистовое |
П П |
А,Б А,Б |
З З |
|
Фрезерование |
Однократное |
В |
З,Б |
И |
|
Фрезерование |
Однократное |
В |
З,В |
Л |
На основании структуры плана обработки поверхностей и выбранных
технологических баз заготовки сформируем маршрутный технологический процесс
обработки детали «Звездочка», представленный в таблице 7.
Таблица - Маршрутный технологический процесс механической обработки детали «Звездочка»
|
№ операции |
Наименование операций |
Станочное оборудование |
Обозначение обрабатываемой поверхности |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
005 |
Заготовительная |
|
|
|
010 |
Токарная |
Токарный станок 16б16Т1 |
2,3,4,5,6 |
|
015 |
Токарная |
Токарный станок 16б16Т1 |
1,2,3,4,5,6 |
|
020 |
Токарная |
Токарный станок 16б16Т1 |
1,2,3,4,5,6,7 |
|
025 |
Токарная |
Токарный станок 16б16Т1 |
1,2,3,4,5,6 |
|
030 |
Фрезерная |
Вертикально - фрезерный консольный станок 6Р1Ф3 |
1,2,3,4 |
|
035 |
Зубофрезерная |
Зубофрезерныйполуавтоматдляцилиндрическихколес5К324А |
|
|
040 |
Слесарная |
|
|
|
045 |
Термическая |
|
|
|
050 |
Токарная |
Токарно - винторезный станок 16К20 |
|
|
055 |
Шлифовальная |
Круглошлифовальный станок 3М151 |
1,2 |
|
060 |
Контрольная |
|
|
|
065 |
Гальваническая |
|
|
|
070 |
Малярная |
|
|
Таблица - Технологическая оснастка, применяемая для операций
|
Наименование операции |
Выбор станочных приспособлений |
Выбор режущего инструмента |
Выбор меритель-ного инструмента |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
|
010 Токарная |
Патрон 7100- 0035 ГОСТ 2675 - 80 |
Резец 2103 - 0715 ГОСТ 20872 - 80 Резец 2140 - 0510 ГОСТ 18872 - 73 |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 |
|||
|
015 Токарная |
Патрон 7100- 0035 ГОСТ 2675 - 80 |
Резец 2103 - 0715 ГОСТ 20872 - 80 Резец 2140 - 0510 ГОСТ 18872 - 73 Резец специальный |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 Пробка Ø 35Н9 ГОСТ 14810 - 69 Шаблон для внутренних фасок 2×45 М4 1425 - 61 |
|||
|
020 Токарная |
Патрон 7100- 0035 ГОСТ 2675 - 80 |
Резец 2103 - 0715 ГОСТ 20872 - 80 |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 Шаблон для радиусов R27 Шаблон для внутренних фасок 2×45 М4 1425 - 61 |
|||
|
025 Токарная |
Патрон 7100- 0035 ГОСТ 2675 - 80 Оправка специальная |
Резец 2103 - 0715 ГОСТ 20872 - 80 |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 Шаблон для радиусовR27 Шаблон для внутренних фасок 2×45 М4 1425 - 61 |
|||
|
030 Фрезерная |
Приспособление фрезерное для обработки пазов 22Н12 |
Фреза 2220 - 0223 ГОСТ 18372 - 73 Фреза 035 - 2220 - 0106 ОСТ И 62 - 2 75 |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 Шаблон для радиусовR6 |
|||
|
035 Зубофрезерная |
Оправка специальная |
Фреза червячная зуборезная специальная |
Штангензубомер ШЗ - 18 ГОСТ 163 - 41 |
|||
|
050 Токарная |
Патрон 7100- 0035 ГОСТ 2675 - 80 |
Развертка 35Н9 × 150 ГОСТ 1672 - 71 - Р18 |
Пробка Ø 35Н9 ГОСТ 14810 - 69 |
|||
|
055 Шлифовальная |
Оправка специальная Центр 7032 - 0032 Морзе 4 ГОСТ 13214 - 79 |
Круг ПВД 600×80×305 25АСМ5 - К ГОСТ 2424 - 83 |
Штангенциркуль ШЦ 11 ГОСТ 166-63 Скоба Ø35h9 М4 4780 -63 |
|||
.6 Разработка технологических операций
На основании разработанного маршрутного технологического процесса и плана
механической обработки детали «Звездочка» формируем структуру операций, которая
представлена в таблице
Таблица - Структура операционного технологического процесса
|
№опер |
Наименование операции и содержание переходов |
Эскиз механической обработки |
|
|||||
|
1 |
2 |
3 |
|
|||||
|
005 |
Заготовительная |
|
|
|||||
|
010 |
Токарная 1)Установить заготовку 2) подрезать торец в размер 6 3) точитьвыдерживаяразмеры2;3;4;5 4)расточить отверстие 1 собразованиемфаски2×45 5) снять заготовку |
|
|
|||||
|
015 |
Токарная ПУ 1)установить заготовку 2) подрезать торец в размер 6 3)точитьвыдерживаяразмеры1;2;3;4;5 4)точитьвыточкувыдерживаяразмеры2;5 5) расточитьотверстиедо34,5мм 6)расточитьотверстиедо35мм 7) снять заготовку |
|
|
|||||
|
020 |
Токарная ПУ 1)Установить заготовку 2) точитьвыдерживаяразмеры1;2;3;4;5;6;7 3)снять заготовку |
|
|
|||||
|
025 |
ТокарнаяПУ 1)установить заготовку 2)точитьвыдерживаяразмеры1;2;3;4;5;6 3)снять заготовку |
|
|
|||||
|
030 |
Фрезерная ПУ 1)установить заготовку 2) фрезеровать пазы предварит. 3)фрезероватьпазывыдерживаяразмеры1;2;3;4 4) снять заготовку |
|
|
|||||
|
035 |
Зубофрезерная 1) установить заготовку 2) фрезеровать зубчатую поверхность 3) снять заготовку |
|
||||||
|
040 |
Слесарная |
|
||||||
|
045 |
Термическая |
|
||||||
|
050 |
Токарная 1)установить отверстие 2) калибровать отверстие Ø35Н9 3) снять заготовку |
|
||||||
4.7 Определение норм времени на операции механической обработки
Техническая норма времени на изготовление детали является одним из основных параметров для расчета стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы рабочих и планирования производства.
На 020 токарную операцию с ЧПУ произведем расчет норм времени по
формулам, рекомендуемым [9].
Тшт = (Та + Тв
× Квт)
(1+
) (21)
Где Та - время автоматической работы по программе
Тв - время ручной вспомогательной работы
Тоб - время на тех обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности
Ктв - поправочный коэффициент, учитывающий серийность работы
Основное время - норма основного времени на достижение непосредственной цели данной технологической операции или перехода по качественному или количественному изменению детали. Основное время определяется по нормативам в зависимости от вида обработки, диаметра и длины обрабатываемой поверхности на каждом переходе отдельно, а потом суммируется Т0 =2,31мин.
Вспомогательное время - норма времени на осуществление действий, создающих возможность выполнения основной работы и повторяющихся с каждым изделием или через определенное их число.
Вспомогательное время Тв на обработку заготовки зависит от
степени механизации, массы заготовки и других элементов, выполняемых на данной
операции. Оно состоит из времени на установку и снятия детали Туст;
времени, связанного с переходом Тпер; времени на контрольные
измерения Тизм, которое устанавливают по нормативным таблицам в
зависимости от точности измерения, размеров.
Та = Тоа + Тва (22)
Где Тоа - время на выполнение рабочих ходов
Тва - время на выполнение холостых ходов
Тв = Тву + Твсп + Тви (23)
Твсп - вспомогательное время, связанное с выполнением операции
Тви - время на контрольные измерения
по формуле 22: Та = 1,34 + 0,35 = 1,69 мин
по формуле 23: Тв = 0,45 + 0,36 + 0,89 = 1,7 мин
Тву = 0,45 мин
Твсп = 0,36 мин
Тви = 0,89 мин
Квт = 0,76
Тоб = 10%
по формуле 21: Тшт =
(1,69+1,7×0,76)×(1+
) = 3,28 мин
Тпз = 18 мин
Тшк = Тшт +
(24)
Тшк = 3,28 +
= 3,43 мин
Нормы времни на операции с ручным управлением
Нормы времени на зубофрезерную операцию
Норма штучного времени определяется по формуле
Тшт = (То+Тв+Ктв)×(1+
) (25)
где То - время работы станка
Тв - время вспомогательных работ
Ктв - коэффициент, учитывающий серийность работ