Спроектирование технологического процесса на обработку детали вал выходной

Д_з – диаметр заготовки, см;

V_з = = 1041,76 см³

2.1.9 Определяем массу заготовки:

Q_з = γ∙V_з;                          (10)

где γ – удельный вес  стали; γ = 0,00785 кг/см³

Q_з = 0,00785∙1041,76 = 8,17 кг.

2.1.10 Определяем вес заготовки с учетом технологических потерь:

Q_з.п = Q_з∙К;                           (11)

где К – расходный коэффициент, К = 1,1;

Q_з.п = 8,17∙1,1 = 8,98 кг.

2.1.11 Определяем коэффициент использования материала:

К_им =                           (12)

где Q_д – масса детали.

К_им = = 0,76

2.1.12 Определяем стоимость заготовки из проката:

С_з.п = ;                       (13)

где С_м – стоимость 1 кг материала заготовки, руб.;

С_отх – цена 1 т отходов материала, руб.

С_м = 134,00 руб. (за 1 тонну); С_м = 0,134 руб. (за 1кг);

С_отх = 29,8 руб. (за 1кг).

S_заг = = 1,14 руб. (по ценам 1986 г.)

Стоимость заготовки на 2012 г. с учетом поправочного коэффициента:

С_з.п∙=S_заг∙30= 0,27∙30 = 34,2 руб.                                        (14)

Расчет заготовки из штамповки.

2.1.13 Назначаем припуски:

z₁ Æ 55 = 1,7 мм;             [4, 148, табл. 12]

z₂ Æ 63= 1,8 мм.

z₃ Æ 50 = 1,7 мм;

z₄ Æ 49 = 1,7 мм;

2.1.14 Определяем расчетные размеры заготовки:

Диаметры заготовки:

D_з1 = D₁ + 2∙z₁ = 55 + 2∙1,7 = 58,4 мм;                                  (15)

D_з2 = D₂ + 2∙z₂ = 63 + 2∙1,8 = 66,6 мм;

D_з3 = D₃ + 2∙z₃ = 50 + 2∙1,7 = 54,4 мм;

D_з4 = D₄ + 2∙z₄ = 49 + 2∙1,7 = 53,4 мм;

Длина заготовки:

L_з = L + 2∙z;                          (16)

L_з = 283 + 2∙2,1 = 287,2 мм

Длина ступеней:

L_з1 = L₃ + 2∙z₃

L_з1 = 120+2∙2,1 = 124,2 мм

L_з2 = 70 мм                                                                                                              (17)

L_з3 = 13 мм

L_з4 = 80 мм

2.1.15 Назначаем допуски на заготовку штамповку:              [4, 32, табл. 3.5]

D_з1 = 58,4 мм;

D_з2 = 66,6 мм;

D_з3 = 54,4 мм;

D_з4 =53,4 мм;.

Длина заготовки:

L_з = 287,2 .

2.1.16

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Эскиз заготовки

2.1.17 Определяем объем отдельных элементов заготовки (с учетом плюсовых допусков):

V₁ = = = 332,52 см³

V₂ = = = 243,73 см³;

V₃ = = = 30,2 см³

V₄ = = = 179,07 см³

2.1.18 Определяем общий объем заготовки:

V = V₁+V₂+V₃+V₄ = 332,52+243,73+30,2+179,07 = 785,52 см³.        (18)

2.1.19 Определяем массу заготовки:

Q_з = γ∙V;

где γ = 0,00785 кг/см³ – удельный вес стали;

Q_з = 0,00785∙785,52 = 7,1 кг.

2.1.20 Определяем вес заготовки с потерями:

Q_з.п = Q_з∙К;

где К = 1,1 – расходный коэффициент;

Q_з.п = 7,1∙1,1 = 7,81 кг.

2.1.21 Определяем коэффициент использования материала:

К_им = = = 0,88.

2.1.22 Определяем стоимость штампованной заготовки:

S_заг = ;           (19)

где С₁ – базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб.;

K_т, K_м, K_с, K_в, K_п – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, материала и объема производства заготовок.

С_i = 1600 руб,

S_отх = 0.0298 руб.;

K_т = 1,00;                         [4, 36, табл. 12]

K_м = 1,18;                         [4, 36, табл. 12]

K_с = 0,82;                         [4, 36, табл. 13]

K_в = 0,89;                          [4, 37, табл. 13]

K_п = 1,00.                          [4, 37, табл. 14]

S_заг = = 11,03 руб. – по ценам 1986 г.

Стоимость заготовки на 2012 г. с учетом поправочного коэффициента

К = 30;

С_з.п. = S_заг∙K

С_з.п. = 11,03∙30 = 330,9 руб.

2.1.23 Определяем годовую экономию материала от внедрения заготовки проката:

Э = (Q_з1 - Q_з2)N;                                   (20)

где N – годовой объем выпуска деталей, шт.; N = 10500 шт.;

Э = (8,17 – 7,1)10500 = 11235 кг.

2.1.24 Определяем экономический эффект от внедрения штамповки:

Э = (С_з1 – С_з2)N;                                             (21)

Э = (330,9 – 34,2)10500 = 3115350 руб.

Выбираем заготовку штамповку, так как выше коэффициент использования  материала.

2.2 Разработка технологического процесса

Технология механической обработки детали «Вал выходной».

   T_шт,

   мин

005 Входной контроль  

010 Фрезерно-центровальная  – Фрезерно-центровальный станок 2982     1,2

Тех. база – наружный диаметр  55 мм

015 Токарная – 16К20Ф3                      1,44

Тех. база – центровые отверстия и диаметр 55 мм

020 Токарная – 16К20Ф3                                                                                    1,44

Тех. база – центровые  отверстия и диаметр 50 мм

025 Сверлильная – 2Н135                                                                                   1,663

Тех.база – наружный диаметр 63 мм

030 Фрезерная – 6Р13                                                                                          3,844

Тех. база – диаметр 63 мм

035 Термическая – печь

040 Центрошлифовальная – Спец. станок                                                          0,8

Тех. база – наружные диаметры 63 мм

045 Круглошлифовальная – 3М225АФ2                                                         2,571

Тех. база – 2 центровых отверстия

050 Контрольная – Стол контрольный

2.3 Определение межоперационных припусков, допусков и размеров заготовки

Расчёт припусков на наружный диаметр 63h8.

2.3.1 Определяем суммарное отклонение расположения заготовки при обработке в центрах:

ρ =               (22)

где ρ_см – погрешность заготовок по смещениям;

ρ_см = 158,2 мкм

ρ_кор – величина коробления

ρ_кор = ∆_к · ι                 (23)

где ∆к – удельная кривизна заготовок в мкм/мм

∆_к = 0,6 мкм/мм                 [2, 72, табл. 34]

t =

где L – длина детали, L=283мм                        (24)

t = = 141,5 мм

ρ_кор = 0,6·141,5 = 84,9 мкм

ρ_ц – величина расположения заготовки при зацентровке

ρ_ц = 0,25∙                          (25)

где Т_з – допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, использованный при центровке; T_з = 1,15.

ρ_ц = 0,25· = 047мм = 470 мкм

ρ = = 529 мкм

2.3.2 Величина остаточного суммарного расположения заготовки после выполнения перехода чернового и чистового:

ρ_ост = К_у·ρ_заг;                 (26)

где ρ_заг – суммарные отклонения расположения заготовки в мкм

К_у – коэффициент уточнения формы;           [2, 37, табл. 3.19]

К_{у. черн} = 0,06;

К_{у. чист} = 0,04.

ρ_{ρост.черн} = 0,06·529 = 31,74 мкм;

ρ_{ост.чист} = 0,04·31,74 = 1,2696 мкм.

ρ_ост на шлифовку пренебрегаем из-за малости величины.

2.3.3 Погрешность установки заготовки:

При установке в центрах  валов ε_у = 0

2.3.4 Определяем расчетные минимальные припуски на обработку по всем технологическим переходам:

2 z_min = ;                       (27)

где Rz_i–1 – высота неровностей с предшествующего перехода;

h_i–1 – глубина поверхностного дефектного слоя, образовавшаяся на предшествующем переходе;

ρ_i–1 – пространственные отклонения на предшествующем переходе;

ε_i– погрешность установки на выполняемом переходе.

Токарная:

2·z_{min.черн.} = = 1778 мкм = 1,778 мм;

2·z_{min.чист.} = = 263,48 мкм = 0,263 мм.

Шлифовальная:

2z_{min.черн.} = = 102,049 мкм = 0,102 мм;

2z_{min.чист.} = = 60 мкм = 0,060 мм.

2.3.5 Определяем расчетные максимальные припуски на обработку по всем технологическим переходам:

2z_{max. i} = 2·z_{min. i} + T_i–1– T_i;               (28)

где T_i–1 – допуск на размер на предшествующем переходе;

T_i – допуск на размер на выполняемом переходе.

Токарная:

2z_{max. iчерн} = 1,778+ 1,6 – 0,74 = 2,638 мм;

2z_{max. iчист} = 0,263+ 0,74 – 0,3 = 0,703 мм.

Шлифовальная:

2z_{max. iчерн} = 0,102 + 0,3 – 0,12 = 0,282 мм;

2z_{max. iчист} = 0,06 + 0,12 – 0,046 = 0,134 мм

2.3.6 Определяем общий максимальный и минимальный припуски:

2z_{о max} = 2z_{max. черн}+ 2z_{max. чист};               (29)

2z_{о max} = 2,638+ 0,703+ 0,282+ 0,134 = 3,757 мм.

2z_оmin = 2z_{min. черн}+ 2z_{min. чист};              (30)

2z_оmin = 1,778+ 0,263+ 0,102+ 0,06 = 2,203 мм.

Производим проверку:

2z_{о max} – 2z_оmin = Т_з – Т_д;                        (31)

где Т_з – допуск на заготовку;

Т_д – допуск на деталь.

3,757– 2,203 = 1,6 – 0,046.

1,554 = 1,554

2.3.7 Определяем наименьший предельный размер детали и наибольший предельный размер детали по чертежу:

d_max = d + es;                 (32)

d_max = 63 + 0 = 63 мм.

d_min = d + ei;                 (33)

d_min = 63 + (-0,046) = 62,954 мм.

2.3.8 Последовательно определяем промежуточные размеры для каждого предшествующего перехода:

Наименьшие предельные размеры  путем прибавления к расчетному размеру расчетного припуска 2z_min:

d_{min. черн} = d_{min. чист}  +2z_{min. чист};              (34)

d_{min. заг} = d_{min. черн}  +2z_{min. черн};              (35)

d_{min.шлиф. черн} = 62,954 + 0,060 = 63,014 мм;

d_{min.ток. чист} = 63,014 + 0,102 = 63,116 мм;

d_{min. ток. черн}= 63,116 + 0,263 = 63,379 мм;

d_{min. заг}= 63,379+ 1,778 = 65,157 мм.

Наибольшие предельные размеры  путем прибавления к расчетному размеру расчетного припуска 2z_max:

d_{max. черн} = d_{max. чист}  +2z_{max. чист};              (36)

d_{max. заг} = d_{max. черн}+2z_{max. черн};               (37)

d_{max. шлиф. черн} = 63 + 0,134 = 63,134 мм;

d_{max.ток. чист} = 63,134+ 0,282= 63,416 мм;

d_{max. ток. черн}= 63,416+ 0,703 = 64,119 мм;

d_{max. заг}= 64,119+ 2,638 = 66,757 мм.

2.3.9 Проверяем правильность произведенных расчетов:

Первая проверка:

D_max– D_min= Тd                 (38)

Заготовка:

66,757 – 65,157 = 1,6 мм;

1,6 мм =1,6 мм.

Токарная черновая:

63,119– 63,379 = 0,74мм;

0,74 мм = 0,74 мм.

Токарная чистовая:

63,416 – 63,116 = 0,3 мм;

0,3 мм = 0,3 мм.

Шлифовальная черновая:

63,134 – 63,014 = 0,12 мм;

0,12 мм = 0,12 мм.

Шлифовальная чистовая:

63 – 62,954= 0,046 мм;

0,046 мм = 0,046 мм.

Вторая проверка:

2z_imax– 2z_imin = Т_{di – 1} – Т_di;               (39)

Токарная черновая:

2,638 – 1,778 = 1,6 – 0,74;

0,86 мм = 0,86 мм.

Токарная чистовая:

0,703 – 0,263 = 0,74 – 0,3;

0,44 мм = 0,44 мм.

Шлифовальная черновая:

0,282 – 0,102 = 0,3 – 0,12;

0,18 мм = 0,18 мм.

Шлифовальная чистовая:

0,134 – 0,060 = 0,12 – 0,046;

0,074 мм = 0,074 мм

 

 

        Таблица 3 – Межоперационные припуски, допуски промежуточные размеры заготовки Ø 32h8

Вид заготовки и технологическая  операция	Точность заготовки и  обрабатываемой поверхности	Допуск на размер Тd, мм	Элементы припуски, мкм				Промежуточные размеры заготовки, мм		Промежуточные припуски, мм
			Rz	h	p	εу	dmax	dmin	2zmax	2zmin
Заготовка-штамповка	II класс	1,6	160	250	529	–	66,757	63,157
Токарная:   черновая   чистовая	h 14 h 12	0,39 0,16	50 25	50 25	31,74 1,2696	– –	64,119 63,416	63,379 63,116	2,638 0,703	1,778 0,263
Шлифовальная:   черновая   чистовая	h 10 h 8	0,062 0,025	10 5	20 10	– –	– –	63,134 63	63,014 62,954	0,282 0,134	0,102 0,060