Методичні рекомендації. При виконанні підрозділу необхідно керуватися інформацією, що напрацьована на виробничий практиці, загально-технічною ерудицієювикористовувати базові знання

При виконанні підрозділу необхідно керуватися інформацією, що напрацьована на виробничий практиці, загально-технічною ерудицієювикористовувати базові знання, а при відсутності конкретної інформації, – навіть технічнуою фантазією. Приклад такого описуопису характеристики об'єкту наведеноий нижче.

Деталь «Вал» входить до складу кінематичного ланцюга механізму перемикання передач коробки швидкостей трактора ЮМЗ-–6КЛ6кл. Деталь розміщена в закритому корпусі й працює в умовах рясного інтенсивного змащення при температурі 60 -– 80 °С. Вал періодично навантажується незначним знакозмінним крутним моментом.

Основними конструкторськими базами деталі є циліндричні поверхні діаметрами 17, 5а11 й та 24d11 мм, а також правий торець. Вони визначають точність установки встановлення вала в розточкахеннях стінок коробки швидкостей, що відбито відображено на робочому кресленні підвищеними вимогами до співвісності цих поверхонь.

Найбільш відповідальною поверхнею вала є циліндрична поверхня діаметром 17, 5а11 мм. Вона працює як підшипник ковзання, тому повинна мати підвищену зносостійкість, мінімальний параметр шорсткості. Зносостійкість забеззабезпе­чується поверхневою твердістю 37HRC. Така твердість досягається відповідною термічною обробкою вуглецевої сталі. Об'ємна твердість деталі повинна бути в межах 22-–25 HRC. Таке значення має вуглецева сталь у стані поставки.

Виходячи з вищесказаного, робимо висновок, що матеріалом для виготовлення даної деталі може бути конструкційна вуглецева якісна сталь, виготовлена за ГОСТ 1050. Конструкторським документом передбачається Сталь 45. Цей матеріал добре обробляється різанням і використовується для виготовлення колінчатих і розподільних валів, шестерень, шпинделів та інших деталей, від яких потрібнапотрібна які вимагають підвищеноїа міцностіість.

Хімічний склад даного матеріалу наведений у таблиці Хх.х, а механічні властивості в таблиці Хх.х.

Інформація про матеріал, його механічніих і й технологічніих властивостіях, видиах поставки міститься у відповідній довідковій літературі. Наприклад, про властивості сталей і сплавів в [6], по про чавунах й та іншіих матеріалиах – в [7].

1.3 Визначення виробничої програми випуску деталей

Виробнича програма випуску деталей визначаєтьсярозраховується на початковому етапі проектування технологічного процесу в залежності від річної потреби виробів та і запасних частин по за формуліою:

, (штшт. / рік) (1.1)

де N_и N_в – річна програма випуску виробів;

q -– кількість деталей даного найменування в одному виробі;

h -– відсоток деталей, призначених на запасні частини (1 -– 3%).

Загальноприйнятим комплексним критерієм при розробці й аналізі техно­логічного процесу є така класифікаційна категорія,, як тип виробництва. Попереднє визначення типу виробництва ґрунтується на взаємозв'язку між річною програмою випуску деталі і її масою (дуже приблизно), по з урахуванням такту випуску деталей й та уточнюється за коефіцієнтом закріплення операцій (найбільш точний критерій, але визначити його можливо можна тільки для за умови сталого виробництва за місячний календарний період - місяць). У курсовій роботі цей критерій не розраховується, і апріорі приймається серійний тип виробництва.

Основним показником, що який характеризує серійне виробництво, є величина партії деталей,, щояка запускають визапускаюється одночасно у виробництвоперіодично (серіями запускається випускається виріб, що який складається з певних деталей). Розмір Величина партії визначається по за формулоюі:

, , (1.2)

де а -– періодичність запуску деталей у виробництво, днів. Можливі значення -– 3, 6, 12, - 24. Іноді цей параметр називають запасом деталей на складі збирального складаль­ного цеху.;

Ф -– кількість робочих днів за рік відповідно пдо законодавствау.

2 Аналіз технологічності конструкції деталі

Перелік робіт, які виконуються із для забезпечення технологічності кон­струкції виробів на всіх стадіях їхнього створення встановлюється Єдиною системою технологічної підготовки виробництва. Розрізняють виробничу, експлуатаційну й ремонтну технологічність. Єдиним критерієм технологічності конструкції виробу є її економічна доцільність при заданій якості й прийнятих умовах виробництва й та експлуатації.

На етапі проектування технологічного процесу механічної обробки, коли конструкторські документи вже затверджені й не підлягають радикальним змінам, доцільно проводити якісний аналіз технологічності конструкції деталі. Такий аналіз виконується на підставі досвіду виконавця (технолога) і має зна метуі попередньо оцінити стуепінь відповідності між показниками якості, що вста­новлені конструкторською документацією, можливостями конкретного вироб­ництва і й економічною доцільністю.

Кількісна оцінка технологічності конструкції деталі визначається відокремленимиокре­мими, комплексними і базовими показниками, чисельне числове значення котрих яких характеризує степінь ступінь виконання вимог до технологічності конструкції. Зазвичай, основними показниками технологічності приймають вважають трудомісткість, матеріало­місткість, енер­гоємність і технологічну собівартість. Рівень технологічності конструкції визна­чається як відношення досягнутого показника технологічності до базового показника, що встановленийого технічним завданням. У курсовійому роботі проекті таке завдання не ставиться, а виконується тільки якісний аналіз технологічності конструкції деталі.

Методичні рекомендації

Даний розділ являє собою вільний виклад теми у вигляді тексту, розділеного поділеного на абзаци, що містиять інформацію з наступних напрямківпро такі складові якісного аналізу технологічності:

-– аналіз конструкції, геометрії й розмірів деталі з погляду на жорест кіостьі й і можливоістіь призначення максимально продуктивних режимів різання й та максимальної концентрації операцій;

-– наявність у конструкції деталі стандартних й та уніфікованих елементів і можливість їхнього виготовлення на стандартному встаткуванні обладнанні з мінімальною технологічною собівартістю (зубчасті, шліцьові, шпонкові, гвинтові поверхні (нарізки), канавки; фаски, тощо);

-– можливість використання розповсюджених різних видів і способів виготовлення заготовок, виходячи з технічних вимог креслення й типу виробництва;

-– відповідність фізико--хімічних і механічних властивостей матеріалу умовам ефективної оброблюваності обробки різанням, досягнення необхідної твердості й збере­ження форми й та розташування поверхонь після термічної обробки;

-–аналіз точності і та якості поверхонь основних і допоміжних конструкторських баз із урахуванням економічної точності обробки;

-– можливість виконання вимог до точності розташування основних поверхонь без додаткових витрат на механічну обробку й спеціальні пристрої;

-– аналіз можливості сполучення поєднання технологічних, конструкторських і вимірювальних баз у процесі виготовлення й контролю деталі.;

Нижче наведеноі два приклади якісного аналізу технологічності конст­рукції деталей, що належать до різних класів по за конструкторсько--технологічнійою класифікаціїєю.

Приклад 1

Деталь належить до класу валів, тобто являє собою тілоам обертання з довжиною більше понад дваох діаметріви, і одночасно є елементом черв'ячної передачі – двохзахідним архімедовим черв'яком восьмого ступеня точності. Основною характеристикою валів, що визначає технологічність конструкції, є жорсткість, що яку оцінюють по за величиніою відношення L/d_ум ,,

де L -– довжина валу, мм;

dум – умовний діаметр валуа, визначений по за формуліою:

d_ум = = = 26, 4 (мм)

= 26, 4 (мм), (х.х))

де di – діаметр i-–тоїго ступенія валуа, мм;

li – довжина i-–тоїго ступенія валуа, мм.

Для даного валуа відношення дорівнює 12, 1, що більше відперебільшує рекомендованогое (10). Отже, щоб досягти економічно обґрунтованої точності механічної обробкидля ефективної механічної обробки без обмеженняь режимів різання й досягнення економічно обґрунтованої точності, необхідно застосовувати схемиу базування для нежорстких валів.

Основні конструкторські бази деталі -– дві циліндричні поверхні діаметром 25 мм із допуском шостого квалітету й граничних відхилень форми й розташування поверхонь по за шостоиму ступеніем точності, що відповідає службовому призначенню, поверхонь. Вимоги до точності інших робочих повер­хонь валуа, а саме: двохзахідномуго черв'яковіа й прямобічнимх шліцамів, не є завищеними й не знижують погіршують технологічність конструкції деталі.

Матеріал деталі забезпечує виконання вимог до механічних властивостей поверхонь іта деталі в цілому.у Він й має гарні сприятливі технологічні характеристики як при для обробціки тиском, так і різанням.

Конструкція вала дозволяє вести обробку в центрах, тобто забезпечити сполучення поєднання технологічних і вимірювальних баз, а також виконати вимоги до сталості баз, що гарантує співвісне розташування робочих поверхонь вала.

Двостороннє розташування уступів і співвідношення діаметрів ступенів сприятливі для продуктивної токарної обробки й рівномірної концентрації операцій. Геометричні характеристики гвинтової поверхні дозволяють викон­увати обробку «на прохід», що є визначальним для чистової обробкии, з огляду на вимоги до якості поверхні.

Співвідношення квалітетів і параметрів шорсткості для більшості поверхонь є оптимальним. Виключенням є поверхня черв'яка, оскільки зазвичай, архімедові черв'яки 8-9 ступеню точності не шліфують, але в цьому випадку це економічно доцільний метод досягнення параметра шорсткості Ra 0, 8 мкм.

Таким чином, технологічність конструкції деталі «Вал» після якісного аналізу можна оцінити як гарну добру за основними показниками

Приклад 2

Деталь «Корпус насоса» має складну просторову форму, що харак­теризується сполученням внутрішніх і зовнішніх концентричних поверхонь, що з'єднуються ребрами й прохідними каналами. Внутрішні поверхні мають перехідні зони неправильної геометричної форми. Беручи до уваги, що деталь корпус насоса є основною деталлю гідравлічного агрегатуау, вважаємо за неможливиме при якісному аналізі технологічності конструкції, припдопускати зміну її геометричної форми, розташування або вимог до шорсткості робочих поверхонь, оскільки вони визначають працездатність агрегатуау в цілому.

Аналізуючи вимоги до робочого креслення, робимо висновок, що матеріал деталі забезпечує необхідні механічні властивості, шорсткість необроблю­ваних поверхонь і задану товщину стінок при використанні спеціальних методів лиття, що доречні в умовах серійного виробництва.

У конструкції деталі є поверхні, які можуть бути використані в якості ролі чорнових технологічних баз. Так, зовнішня поверхня фланця, хоча й має неправильну геометричну форму, може бути використана для базування в трьохикулачковому патроні, що забезпечує обробку за з одиного установа основних і допоміжних конструкторських баз із дотриманням основного принципу -– сполучення поєднання технологічних, вимірювальних і конструкторських баз.

Конструкція деталі дозволяє обробляти взаємозалежні поверхні за однодинієї установки і «на прохід». Єдиним нетехнологічним з цього погляду елементом є фаска в отворі діаметром 50 мм, що розташована з боку, протилежному напрямку подачі інструмента. Але ця Формування цієї поверхнія можможеливо шляхомбути оформленняа їїще в заготовці, оскільки точність отвору відповідає 13-му квалітету, а неспіввісність фаски дозволяється допускається в межах допуску на розмір -– 0, 39 мм. З іншого боку, співвісну фаску можна обробити, застосувавши спеціальний інструмент.

Співвідношення квалітетів і параметрів шорсткості поверхонь, що підлягають механічній обробці, є оптимальним. З огляду на те, що матеріал деталі – алюмінієвий сплав, сьомий клас чистоти на поверхнях отворів діаметрами 115^{+0, 035} мм, 105^{+0, 035} мм, й 103, 2^{+0, 057} мм може бути досягнутий чистовим точінням з використанням алмазного інструмента при достатній жорсткості системи верстат-пристрій-інструмент-деталь (СВПІД) і точності обертання шпинделя верстата. На деталі є складна напіввідкрита плоска фасонна поверхня., та їЇї обробка в умовах серійного виробництва може бути виконана фрезуванням на верстаті зі числовим програмним керуванням (ЧПК), при цьому можлива одночасно з обробкоюа й отвору діаметром 50 мм.

Точність розташування кріпильних отворів щодо заданих баз, визначена позиційним допуском в 0, 09 мм. Така точність забезпечується обробкою на верстатахі зі ЧПК.

Всі Усігвинтові різьбленняи (кріпильні нарізки) відповідають середній точностточності, і і її забезпечення в на даному матеріалі не викличе утруднень труднощів при обробці мітчиком або різцем. Крім того, марка матеріалу дозволяє застосувати й найбільш прогресивний спосіб обробки точних нарізок – накочування (видавлювання). Три глухих отвори М6-–5Н6Н не є технологічними, але довжина отвору дозволяє виконати вимоги креслення при використанні мітчика з подовженим забірним конусом.

3 Вибір заготовки

При виборі заготовки для проектування технологічного процесу механічної обробки заданої деталі, необхідно врахувати її призначення і конструкцію, технічні вимоги, що наведені в робочому кресленні, масштаб і серійність випуску, а також економічність виготовлення заготовки.

В У курсовій курсовому роботі проекті зазвичай розглядають два варіанти заготовки, які не викликають істотних змін у побудові і й змісті процесу механічної обробки. У цьому випадку перевага віддається надається заготовці, що характеризується кращим використанням металу й меншою вартістю з урахуванням витрат на підготовку до основної механічної обробкипо статтях, що відрізняються (підготовчі операції, попереднє обдирання заготовки та повернення коштів за металобрухт і т. ін.). Якщо вид заготовки істотно змінює технологічний маршрут виготовлення деталі, остаточне рішення можна прийняти тільки після економічного обґрунтування з розрахунком собівартості заготовки і механічної обробки для кожного варіанта.

У даному розділі курсової роботи необхідно обґрунтувати спосіб формо­утворення заготовки, установити її форму, розрахувати розміри й призначити точність їх виконання по за відповідноиму нормативно--технічноиму документому (НТД), а також розробити основний конструкторський документ (робоче креслення).

3.1 Обґрунтування способу формоутворення заготовки

Обґрунтування виду й способу формоутворення заготовки виконується у вигляді аналізу доцільності використання різних видів заготовок для механічної обробки заданої деталі. Аналіз ґрунтується на якісних показниках і остаточне рішення приймається без кількісної оцінки. Два приклади виконання цього підрозділу наведеноі нижче.

Приклад 1.

Виходячи з вимог робочого креслення деталі, а самевона має, складнау геометричнау формау й виготовлена з ливарнийого алюмінієвийого сплаву, єдиним видом заготовки може бути виливока. Аналізуючи можливі способи лиття, враховуємо, що першорядне значення має забезпечення необхідного параметра шорсткості й геометричної точності поверхонь, що не підлягають механічній обробці в наслідок своєї складності. Крім того, якість цих поверхонь визначає експлуатаційні властивості виробу.

Для виготовлення виливокків складної конфігурації з будь-яких сплавівскладної конфігурації з відносно високою точністю розмірів з будь-яких сплавів, використаовують спосіб лиття по моделях, що витоплюються. Цим способом одержують виливки масою до 10 кг із товщиною стінки до 0, 5 мм, точністю розмірів 11 -– 12-го квалітетів і параметром шорсткості поверхонь Rz 40 -– 10 мкм.

Цей При даному спосібспособі характеризується використаннямовують точнихі нероз'ємннерознімніих форми, які відтворені з разових витоплюваних моделей, що витоплюються. Він Спосіб економічно доцільний при виготовленні виробництві заготовок партіями понад 100 штук, але в цьому випадку визначальноїю є складна конфігурація деталі й вимоги до точності і та якості поверхонь.

Альтернативним способом виготовлення виробництва заготтівліовки даної деталі є лиття під низьким тиском. У порівнянні з відомими способами виробництва виливоків цей спосіб має суттєві переваги, а саме:

-– для лиття під низьким тиском можна використати використовувати ливарні форми різної конструкції;

-– за рахунок плавного й щодо повільного заповнення форми розплавом відбувається повне витіиснення з їнеї газів, що виключає вибраковуування виливок по через газовимі раковинами і порами;

-– у процесі твердіння розплав перебуває під тиском, що підвищує його щільність і зменшує ймовірність утворення виникнення у виливках зайвих міжфазових утворень, усадкочнвих раковин і пор і підвищує щільність литого сплаву;

-– досягається мінімальна витрата сплаву на елементи ливникової системи, що збільшує вихід придатного литтява до 90%;

-– автоматизує весь цикл виготовлення виливок і, у першу чергу, складнаої йі відповідальнаої операціяї заливання форми.

На підставі вищесказаного можна зробити вивідвисновок, що зазначені описані способи лиття практично рівнозначні, оскільки забезпечують необхідні параметри заготовки. Однак, приймаємо надаємо перевагу заготовквиробу, якаий буде виготовлятися литтям по моделях, що витоплюються, оскільки цей спосіб забезпечує кращий коефіцієнт використання матеріалу, стабільно забезпечує високу якість поверхні, значною мірою механізований і автоматизований, тобто сприяє створенню більш комфортних умов праці робітника.

Приклад 2:

Оскільки на робочому кресленні деталі не зазначений вид заготовки й відсутні вимоги до структури матеріалу, що забезпечуються виключно способом її виготовлення, розглянемо найбільш поширеніші в серійному виробництві види заготовоки для валів, а саме: прокат і поковкау.

Розміри заготовки із сортового прокату визначаються з урахуванням припуску на обробку ступенія вала найбільшого діаметра й припуску на обробку торців. Для номінального діаметра 46 мм і співвідношення довжини деталі до умовного діаметра (12), рекомендуєтьсяований діаметр гарячекатаного прокату звичайної точності становить 53 3 мм. З огляду на несиметричне розташування ступеняні вала найбільшого діаметра щодо по відношенню до торців деталі, приймаємо як заготовкуою буде круглий гарячекатаний сталевий прокат за ГОСТ 2590-–88 діаметром 52 мм, з точноістію прокатки В. Довжина заготовки дорівнює 327 мм, з урахуванням припуску на обробку двох торців -– 7 мм.

Оскільки перепади діаметрів ступенів вала більше перевищують 5 мм, то альтернативним варіантом заготовки для виготовлення виробництва деталі може бути поковка, що отримана гарячим об'ємним штампуванням. У цьому випадку форма заготовки значною мірою наближена до форми готової деталі, а її конфігурація й конструктивні елементи залежать від виду застосовуваного технологічного устаткування. Вважаємо, що для прийнятих умов виробництва заготовка буде формуватися в закритих штампах на кривошипних гарячештампувальних пресах.