Анализ конструкции детали

Деталь: «Фланец» № В. 5715.211

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Фланец изготавливается из стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71 который состоит из 4 отверстий Ø 5,3 служащие для крепежа фланца и одного отверстия под штифт Ø 17

К конструктивным особенностям данной детали следует отнести симметричность детали, В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые по­верхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: возможны обработка на проход и свободный доступ инструмента к каждой поверхности. Деталь жесткая, имеет поверхности, удовлетворяющие требованиям достаточной точности установки. Простановка размеров технологична, т. к. их легко можно измерить на обрабатывающих и контрольных операциях.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоёмкость изготовления детали оказывают особое влияние её конструкция и технические требования на изготовление.

Технологичность - это совокупность свойств конструкции детали, которые обеспечивают изготовление, ремонт и техническое обслуживание изделия по наиболее эффективной технологии в сравнении с аналогичными конструкциями

при одинаковых условиях их изготовления и одних из тех же показателях качества.

Технологичность оценивается качественными параметрами и количественными показателями.

Деталь «Вал» № 142-5106-556,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица 1.3 Точность размеров и параметр шероховатости поверхностей детали

Размеры поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости	Количество конструкционных элементов	Количество унифицированных элементов
Æ 21h8		Ra 1,6		-
Æ 21h9		Ra 1,6		-
Æ 53		Rz 80		-
Æ 41		Ra 12,5		-
Æ 53		Ra 12,5		-
Æ 17		Ra 12,5		-
		Ra 12,5		-
2,3		Ra 1,6		-
		Rz 80		-
		Ra 1,6		-
16*		Rz 80		-
1,5		Ra 6,3
0,5x45		Ra 1,6
1x45		Ra 12,5
1x45		Ra 1,6
<45		Ra 1,6		-
R2		Ra 1,6		-
R0,4		Ra 1,6		-
R1,5		Ra 6,3
R20		Rz 80		-
R2		Ra 12,5		-

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Количественная оценка технологичности конструкции

1. Коэффициент унификации:

,

где Q_уэ – количество унифицированных элементов;

Q_э – количество конструкционных элементов.

2. Коэффициент точности поверхностей детали:

,

,

где T_i – соответственно квалитет точности обрабатываемых поверхностей;

Т_ср.- среднее значение этих параметров;

n_i – число размеров или поверхностей для каждого квалитета.

3. Коэффициент шероховатости поверхностей деталей:

/2/

,

где R_ai – соответственно значения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

R_aср.- среднее значение этих параметров;

n_i – число размеров или поверхностей для каждого значения параметра шероховатости.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Качественная оценка технологичности конструкции

1. Деталь «Фланец» правильной геометрической формы и представляет собой тело вращения.

2. Материал детали (сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71) обладает хорошей обрабатываемостью механическим способом.

3. Возможность применения заготовки - штамповки, геометрическая форма и размеры которой обеспечивают небольшие припуски на механическую обработку.

4. Наличие унифицированных элементов детали подтверждает технологичность ее конструкции.

5. Конструкция детали обладает достаточной жесткостью, так как соблюдается условие

0,88 < 10

6. При разработке технологического процесса допускается возможность использовать одну и ту же технологическую базу (Ø21h8) относительно которой будут обрабатываться другие поверхности детали в процессе дельнейшей механической обработки

7. Конфигурация, точность и шероховатость поверхностей позволяют обрабатывать деталь на стандартном оборудовании нормальной точности и с помощью стандартного режущего инструмента.

Вывод:из выше рассчитанных коэффициентов видно, что числовые значения почти всех показателей технологичности близки к 1, т. е. технологичность конструкции детали удовлетворяет требованиям, предъявленным к изделию. Деталь «Фланец» целесообразно обрабатывать на станках с числовым программным управлением, так как деталь хорошо обрабатывается резанием и удобно базируется.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.4 Определение типа производства

В машиностроении различают следующие типы производства:

- единичное;

- серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);

- массовое.

Тип производства определяется согласно годового объема выпуска (N) и массы деталей (m_д.), либо коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом.

Таблица 1.4Установление типа производства

Масса детали, кг	Количество деталей, подлежащих обработке при производстве
Единичное	Мелкосерийное	Среднесерийное	Крупносерийное	Массовое
до 1,0	до 20	20÷1500	1500÷75000	75000÷200000	Свыше
1,0-2,5	до 10	10÷1000	1000÷50000	50000÷100000	Свыше
2,5-5,0	до 10	10÷500	500÷35000	35000÷75000	Свыше
5,0-10,0	до 10	10÷300	300÷25000	25000÷50000	Свыше
более 10	до 5	5÷200	200÷10000	10000÷25000	Свыше

Коэффициент закрепления операций К_з.о. определяется по формуле:

,

где Q_оп. – число различных операций, выполняемых на участке;

P_m – число рабочих мест (станков), на которых выполняются эти операции.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Согласно ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций принимают равным

Таблица № 1.5 Значение коэффициента закрепления операций

Тип производства	Кз.о.
Массовое
Крупносерийное	Свыше 1 до 10 включительно
Среднесерийное	Свыше 10 до 20 включительно
Мелкосерийное	Свыше 20 до 40 включительно
Единичное	Свыше 40

Из выше рассчитанного следует, что производство серийное, следует определить партию запуска деталей. Ориентировочно величину партии

можно вычислить по формуле:

, шт.

где N – годовой объем выпуска, шт.;

- число рабочих дней в году (365 – Т_вых. – Т_празд.), дн.;

– необходимый запас деталей на складе в днях, колеблется в пределах 3÷8 дней.

· для единичного и мелкосерийного производства 3÷4 дней

· для среднесерийного производства 5÷6 дней

· для крупносерийного и массового производства 7÷8дней

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемам выпуска.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

При серийном производстве широко используются универсальные станки, а также специализированные и частично специальные станки.

Оборудование располагается не только по групповому признаку, но и по потоку.

Технологическая оснастка универсальная, а также специальная и универсально-сборная, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Рабочие специализируются на выполнении только нескольких операций. Технологический процесс дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, переходы приемы, движения.

Себестоимость изделия - средняя.

2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Технологическая часть

2.1 Выбор и технико-экономическое обоснование вида заготовки(сравнительный анализ возможных методов получения заготовки, расчет массы заготовки, коэффициента использования материала)

Деталь: «Вал» № В. 5964-2234 материал сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Для изготовления данной детали можно принять следующие два варианта заготовки:

· Заготовка-горячая штамповка полученная на горизонтально-ковочных машинах

· Заготовка-горячекатаный прокат обычной точности круглого сечения ГОСТ 2590-71131.

· Вариант № 1 Заготовка- горячекатаный прокат

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков:

2. Рассчитываем массу заготовки, mкг по формуле:

,

где - плотность материала, гр /см³;

Объем заготовки см³ рассчитываем по формуле:

,

где d– наружный диаметр цилиндрической трубы, см;

h – высота цилиндрической трубы, см.

гр.

3. Рассчитать коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им ,

К_им=

Для штамповок К_им= 0,3 ÷ 0,5

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Вариант № 2 Заготовка –штамповка

1. Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков и допусков:

2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рассчитываем массу заготовки, m кг по формуле:

,

где - плотность материала, гр /см³;

Объем каждой части V, рассчитываем по формуле:

V ∙ h;

где d– наружный диаметр цилиндрической трубы, см;

h – высота цилиндрической трубы, см.

Объем см³ рассчитываем по формуле:

см³

Объем см³ рассчитываем по формуле:

Объем V₃ см³ рассчитаем по формуле:

Объем V₄ см³ рассчитаем по формуле:

гр.

3. Рассчитать коэффициент использования материала К_им по формуле:

К_им ,

К_им=

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица № 2.2Сравнительная характеристика

Вид заготовки	Ким
Отливка без центрального отверстия	0,56
Отливка с центральным отверстием	0,7

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2 Проектирование маршрутного технологического процесса

(установление плана обработки детали с описанием содержания операций, выполнение эскиза обработки каждой операции, выбор технологических баз)

Базой называется поверхность, заменяющая совокупность поверхностей, точку, ось детали по отношению к которым ориентируются другие поверхности или детали сборочной единицы, обрабатываемые или собираемые на данной операции. При выборе баз необходимо использовать принцип совмещения (единства) баз: технологических, конструкторских и измерительных, дающий возможность повысить точность поверхностей детали в процессе ее обработки. А также нужно соблюдать принцип постоянства баз, так как при смене баз в ходе технологического процесса точность обработки детали снижается из-за погрешностей взаимного расположения новых и применяемых ранее базовых поверхностей.

Деталь «Вал » № В 5964-2234, материал: сталь 40Х ГОСТ 4543-71,

Операция 005Заготовительная

Операция 010Токарная с ЧПУ

Установ А

Точить торец, фаску, точить диаметр, центровать. Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает заготовку

четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает заготовку одной степени свободы.

Установ Б

Точить торец, фаску, точить диаметр, центровать.

Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает заготовку четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает заготовку одной степени свободы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция015Вертикально-фрезерная

Установ А

Фрезеровать канавку. Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы, торец – двойная опорная база, лишает деталь двух степеней свободы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 020Радиально-сверлильная

Сверлить 4 отверстия, зенковать фаску. Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы; торец – двойная опорная база, лишает деталь двух степеней свободы.

Операция 025 Термическая

Операция 030 Круглошлифовальная

Установ А.

Шлифовать диаметр. Базами являются: центровочные отверстия – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает деталь одной степени свободы.

УстановБ

Шлифовать диаметр. Базами являются: центровочные отверстия – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает деталь одной степени свободы.

Операция035Контрольная

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2.1 Выбор оборудования

При выборе оборудования учитываются следующие факторы:

- тип производства;

- вид заготовки;

- требования к точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности;

- необходимая мощность;

- годовая программа.

На основании вышеизложенного выбираю технологическое оборудование.

Операция 010 Токарная с ЧПУ

Токарно -винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3

Станок предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом

Параметры

Числовые значения

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной над суппортом Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя Наибольшая длина обрабатываемой заготовки Шаг нарезаемой резьбы: Метрической Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная Число ступеней подач Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного и поперечного вертикального Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры (без ЧПУ): длина ширина высота масса, кг

до 20 12,5÷2000     3÷1200 1,5÷600 б/с

сечении при полуавтоматическом цикле, заданной программой на перфоленте.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 010Токарно-винторезная

Универсальный токарно-винторезный станок 16 К 20 / 6 /

Станок предназначен для выполнения токарных работ в центрах или патроне и нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевой резьб. Применяется в мелкосерийном и среднесерийном производстве.

Параметры

Числовые значения

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной над суппортом Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя Наибольшая длина обрабатываемой заготовки Шаг нарезаемой резьбы: Метрической Дюймовой, число ниток на дюйм Модульной, модуль Питчевой, питч Частота вращения шпинделя, об/мин   Число скоростей шпинделя Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное Подача суппорта, мм/об: Продольная   поперечные подачи равны 0,5 продольных Число ступеней подач Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного поперечного Мощность электродвигателя главного привода, кВт КПД станка Габаритные размеры: длина ширина высота масса, кг

710; 1000; 1400; 2000   0,5÷112 56÷0,5 0,5÷112 56÷0,5 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 56; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600   645÷1935   0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2,2; 2,8 0,025÷1,4   0,75   2505÷3795 2835÷3685

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 015Шпоночно - фрезерная

Вертикальный консольный шпоночно-фрезерный станок 692 Д / 6/

Станок предназначен для обработки шпоночных пазов стандартными шпоночными фрезами.

Параметры

Числовые значения

Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки: Ширина обрабатываемого паза, мм Наименьшая Наибольшая Наибольшая глубина обрабатываемого паза, мм Наибольший диаметр фрезы, устанавливаемый на станке, мм Продольное перемещение фрезерной головки, мм Наибольшее Наименьшее Размеры рабочей поверхности стола, мм Ширина Длина Пределы частот вращения шпинделя, об/мин     Предел рабочих подач фрезерной головки, об/мин Продольной наименьшее наибольшее вертикальной при однопроходном цикле наименьшее наибольшее при маятниковом цикле, мм/ход наименьшее наибольшее Количество электродвигателей на станке Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры; мм: длина ширина высота масса станка, кг

400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000         0,05 0,5 2,2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 020Вертикально-сверлильная

Вертикально-сверлильный станок 2Н125 / 6 /

Параметры

Числовые значения

Наибольший условный диаметр сверления, мм Рабочая поверхность стола Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола Вылет шпинделя Наибольший ход шпинделя Наибольшее вертикальное перемещение: сверлильной головки стола Конус Морзе отверстия шпинделя Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин     Число подач шпинделя Подача шпинделя, мм/об   Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт КПД станка Габаритные размеры, мм: длина ширина высота масса, кг

400х450     45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400; 2000. 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6. 2,2 0,8

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания резьбы метчиком и подрезания торцов ножами.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 030Круглошлифовальная

Круглошлифовальный полуавтомат для врезного и продольного шлифования, повышенной точности 3М151

Станок предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей

Параметры

Числовые значения

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки: диаметр длина Рекомендуемый наибольший диаметр шлифования: наружного Наибольшая длина шлифования: наружного Высота центров над столом Наибольшее продольное перемещение стола Угол поворота стола в о: по часовой стрелке против часовой стрелки Скорость автоматического перемещения стола (бесступенчатое регулирование), м/мин Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием, об/мин Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки Наибольшие размеры шлифовального круга: наружный диаметр высота Перемещение шлифовальной бабки: наибольшее на одно деление лимба за один оборот толчковой рукоятки Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин при шлифовании наружном Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота масса, кг

0,05-5   50÷500     0,005 0,001   0,1÷4,0

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 020 Радиально – сверлильная

Радиально – сверлильный станок V 050(Чехословакия)

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания, обработки резцом с пластинами из металлокерамического сплава и нарезания резьб в средних деталях сложной конфигурации

Параметры

Числовые значения

Наибольший диаметр сверления Наибольший диаметр расточки Наибольший диаметр резьбы при нарезании Наибольшее расстояние оси шпинделя от направляющих гильзы, мм Наибольшее расстояние конца шпинделя к основной плите станка, мм Вертикальное перемещение рукава, мм Перемещение шпиндельной головки по рукаву, мм Конус Морзе шпинделя Ход шпинделя, мм Обороты шпинделя, об/мин   Число ступеней Подача шпинделя, мм/об     Число ступеней Наибольший крутящий момент, Н Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Мощность двигателя для подъема, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота масса станка с электрооборудованием

М50 28; 38; 50; 67; 90; 125 170; 224; 300; 400; 560; 750; 1000; 1320 1800; 2500 0,05; 0,06; 0,08; 0,1; 0,123; 0,17; 0,212; 0,26; 0,255; 0,45; 0,56 0,75; 0,95; 1,25; 1,6; 2,0 2,2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 015Вертикально- фрезерная

Вертикально – фрезерный консольный станок с числовым программным управлением 6Р13

Станок предназначен для контурной и объемной обработки изделий сложной конфигурации из различных металлов и легких сплавов.

Параметры

Числовые значения

Размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина) Наибольшее перемещение стола, мм: продольное поперечное вертикальное Перемещение гильзы со шпинделем Внутренний конус шпинделя (конусность 7:24) Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Число подач стола Подача стола, мм/мин продольная и поперечная вертикальная Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин: продольного и поперечного вертикального Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота масса (без выносного оборудования), кг

400 х 1600   40÷2000 б/с   10÷1200 10÷1200   7,5

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2.2 Выбор приспособлений

При разработке технологического процесса механической обработки детали необходимо правильно выбрать приспособление, которое должно способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки детали и выверки ее при установке на станок.

Операция 005Токарная с ЧПУ

Приспособление: патрон самоцентрирующийся трёхкулачковый ГОСТ 2675-80 входит в комплектность станка.

Операция 010Токарно – винторезная

Приспособление: патрон токарный поводковый ГОСТ 2571-71, центр вращающийся ГОСТ 8742-75, хомутик поводковый ГОСТ 2578-70.

Операция 015 Шпоночно - фрезерная

Приспособление: специальное наладочное приспособление для фрезерования деталей со встроенным пневматическим зажимом.

Операция 020 Вертикально - сверлильная

Приспособление: Кондуктор скальчатый консольный с пневматическим зажимом ГОСТ 16889-71.

Операция 030Круглошлифовальная

Приспособление: патрон поводковый для шлифовальных работ ГОСТ 13334-67, хомутик поводковый для шлифовальных работ ГОСТ 16488-70.

Операция 035Токарно – винторезная

Приспособление: патрон двухкулачковый ГОСТ 14903-69.

Операция 040Радиально - сверлильная

Приспособление: Кондуктор скальчатый консольный с пневматическим зажимом ГОСТ 16889-71.

Операция 045 Фрезерная с ЧПУ

Приспособление: Специальное наладочное приспособление для фрезерования деталей со встроенным пневматическим цилиндром.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2.3 Выбор режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но иногда целесообразно принимать специальный, комбинированный или фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет так же большое значение для повышения производительности труда, повышения точности и качества обрабатываемой поверхности.

Операция 005Токарная с ЧПУ

Установ А

Переход 01, 02, 03 Проходной упорный отогнутый резец с твердосплавными пластинками Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18879-73

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, n=7мм, l=16мм, r=1,0мм.

Переход 04Сверло спиральное ∅7 из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77.

Техническая характеристика сверла: d=7мм, L=125мм, l=65мм.

Переход 05Зенковка ∡45⁰ из быстрорежущей стали Р6М5 ОСТ-2.

Установ Б

Переход 01, 02, 03 Проходной упорный отогнутый резец с твердосплавными пластинками Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18879-73