рефераты бесплатно
 

МЕНЮ


Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

Nr - годовой объем выпуска деталей, 7200 шт.

[pic]

Среднее штучное время выполнения основных операций механической

обработки:

[pic], (3.5.3)

где Тшi - штучное время выполнения i-ой операции,

m - число операций.

Время Тш i определяем по литературе [ ].

Для однотипной детали «корпус» имеем следующие основные операции

механической обработки:

1. Продольно-фрезерная – 8,6 мин

2. Вертикально-фрезерная – 12,8 мин

3. Плоскошлифовальная - 10,5 мин

[pic]

[pic]

Проверку проводим по литературе [4], где тип производства определяется

по массе детали и годовому объему выпуска.

Для данного случая Мд = 6 кг, Nr = 7200 шт., поэтому производство -

среднесерийное, что совпадает с расчетом.

3.6. Проектирование заготовки

Для изготовления детали "картер" (рис 3.3.1) используется сплав АК94

ГОСТ 1583-89, относящийся к системе алюминий-кремний-магний, так называемым

силуминам. Эти сплавы обладают высокими литейными свойствами, достаточными

пластичностью и механической прочностью, удовлетворительной коррозийной

стойкостью. Габаритные размеры детали 355x292x140 мм. Для технико-

экономического анализа выбираем два варианта изготовления отливки: в

песчаные формы с использованием ручной формовки, а также с использованием

машинной формовки. Литую заготовку отнесем к группе сложности С4.

В настоящее время в литейном производстве используются различные

связующие материалы для формовочных и стержневых смесей, которые не в

полной мере удовлетворяют требованиям литейного производства.

Традиционно используемые формовочные смеси на основе органических

связующих (синтетические смолы, олифа, и др.) обладают хорошими физико-

механическими и технологическими свойствами (малый рас ход, высокая

скорость набора прочности, низкая остаточная прочность), не токсичны при

отверждении и при воздействии высоких температур в процессе заливки

металла, а также дорогостоящи и дефицитны.

Формовочные смеси на основе глины из-за высокой осыпаемости не

позволяют получать качественную поверхность отливки, а формовочные смеси на

основе жидкого стекла характеризуются повышенной остаточной прочностью, что

усложняет процесс извлечения отливки из формы. Поэтому разработка

экологически безопасных формовочных и стержневых смесей на основе

неорганических связующих которые имели бы заданные физико-механические и

технологически свойства, является одной из приоритетных задач.

В Государственном НИИВМ на основе щелочных алюмосиликатных связующих

разработаны новые экологически безопасные формовочные и стержневые смеси с

заданными физико-механическими и технологическими свойствами: сырцовая

прочность 0,01-0,02 МПа прочность при сжатии после сушки 0,6-5 МПа,

газопроницаемое 120-180 ед., предел прочности при растяжении в сухом

состоянии 0,6 1,4 МПа, остаточная прочность 0,004-0,03 МПа,

регенерируемость после сухого механического обдира составляет 70-80% [25].

Таким образом, разработанные формовочные смеси на основе щелочного

алюмосиликатного связующего по физико-механическим и технологическим

свойствам удовлетворяют требованиям, предъявляемым к формовочным смесям на

основе глины, жидкого стекла, цемента по некоторым показателям и

превосходят их значения (живучесть, газопроницаемость, меньшая остаточная

прочность, повышенная регенерируемость).

Кроме того, разработанные формовочные смеси обладают повышенной

регенерируемостыо по сравнению с жидкостекольными формовочными смесями и

являются экологически чистым по сравнению со смесями на основе органических

соединений.

Точность изготовления литой заготовки в соответствии с ГОСТ 26645-85 в

целом характеризуется: классом размерной точности; степенью коробления;

степенью точности поверхности; классом точности масс.

Из рекомендуемых стандартом технологических процессов литья в песчаные

формы, выбираем по литературе [9 ] литье в формы из смеси со средними

параметрами: влажностью 2,8…3,5% и плотностью 120…160 Результаты выбора

заносим для сравнения в таблицу 3.6.1.

Таблица 3.6.1

Нормы точности заготовок по вариантам

|Показатели |Ручная формовка |Машинная формовка |

|точности отливок | | |

| |Рекомендовано |Принято |Рекомендовано ГОСТ|Принято |

| |ГОСТ 26645-85 | |26645-85 | |

|Класс размерной |8…13т |10 |8…13т |9 |

|точности | | | | |

|Степень коробления|7…10 |8 |7…10 |8 |

|Степень точности |11…18 |14 |11…18 |12 |

|поверхности | | | | |

|Класс точности |6…13 |9 |6…13 |7 |

|масс | | | | |

|Допуск смещения |На уровне допуска|0,026 мм |На уровне допуска |0,026 мм|

|отливки |класса размерной | |класса размерной | |

| |точности для | |точности для | |

| |минимального | |минимального | |

| |размера | |размера | |

|Шероховатость |Ra, мкм, не более|50 |Ra, мкм, не более |20 |

|поверхности |20,0…100,0 | |20,0…100,0 | |

|Ряд припусков |5…8 |6 |4…7 |5 |

Для литья в песчаную форму с ручной формовкой будем ориентироваться на

средние показатели, а для машинной формовки выбираем более жестокие условия

для повышения точности.

На основе выбранных условий точности производим по литературе [9]

выбор допусков на размер отливки, допусков формы и расположения

поверхностей, после чего определяем общие допуски и вид окончательной

обработки и, в завершение, определяем общий припуск на сторону. Все данные

заносим в таблицу 3.6.2.

Таблица 3.6.2

Виды окончательной обработки для поверхностей детали «картер»

|№ |Размер по |Ручная формовка |Машинная формовка |

|п/п|чертежу, мм | | |

| | |Соотношение |Вид |Соотношение |Вид |

| | |допусков |окончательной|допусков |окончательной |

| | | |обработки | |обработки |

|1, |([pic] |0,03/1,4 = |чистовая |0,03/1,1 = |чистовая |

|2 | |0,021 | |0,027 | |

|3 |([pic] |0,03/1,4 = |чистовая |0,03/1,1 = |чистовая |

| | |0,021 | |0,027 | |

|4 |([pic] |0,026/1,1 = |чистовая |0,026/0,9 = |тонкая |

| | |0,024 | |0,029 | |

|5 |([pic] |0,035/1,4 = |чистовая |0,035/1,1 = |чистовая |

| | |0,025 | |0,032 | |

|6 |(125H7+0,04 |0,04/1,6 = |чистовая |0,04/1,2 = |чистовая |

| | |0,025 | |0,033 | |

|7 |(160H7+0,04 |0,04/1,6 = |чистовая |0,04/1,2 = |чистовая |

| | |0,025 | |0,033 | |

|8 |(155+0,4 |0,4/1,6 = 0,25|черновая |0,4/1,2 = 0,33|черновая |

|9 |140-0,46 |0,46/3,2 = |получистовая |0,46/2,4 = |черновая |

| | |0,14 | |0,19 | |

|10 |90-0,54 |0,54/2,8 = |черновая |0,54/2,2 = |черновая |

| | |0,19 | |0,25 | |

|11 |115-0,25 |0,28/3,2 = |получистовая |0,28/2,4 = |получистовая |

| | |0,088 | |0,12 | |

|12 |122-0,53 |0,53/3,2 = |черновая |0,53/2,4 = |черновая |

| | |0,17 | |0,22 | |

Зная припуски на обработку и допуски, рассчитаем размеры отливки для

обоих вариантов изготовления, и результаты расчета сведем в таблицу 3.6.3.

Таблица 3.6.3

Назначенные допуски и припуски на обработку детали «картер»

|№ |Размер по |Допуск |Допуск формы |Общий допуск,|Общий |

|п/п|чертежу, мм |размера, мм|расположения |мм |припуск на |

| | | |поверхности, мм | |сторону, мм |

| | |Расчет размера |Размер |Расчет размера |Размер |

| | |отливки, мм |отливки, |отливки, мм |отливки, мм |

| | | |мм | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|1,2|([pic] |80-2(2,6 = 74,8|(74,8±1,8 |80-2(2,2 = 75,6 |(75,6±1,4 |

|3 |([pic] |67-2(2,6 = 61,8|(61,8±1,8 |67-2(2,2 = 62,6 |(62,6±1,4 |

|4 |([pic] |58-2(2,3 = 53,4|(53,4±1,4 |58-2(2,1 = 53,8 |(53,8±1,2 |

|5 |([pic] |100-2(2,6 = |(94,8±1,8 |100-2(2,2 = 95,6|(95,6±1,4 |

| | |94,8 | | | |

продолжение табл. 3.6.4

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|6 |(125H7+0,04|125-2(2,6 = |(119,8±1,8|125-2(2,2 = |(120,6±1,6 |

| | |119,8 | |120,6 | |

|7 |(160H7+0,04|160-2(2,8 = |(154,4±2,0|160-2(2,5 = 155 |(155±1,8 |

| | |154,4 | | | |

|8 |(155+0,4 |155-2(1,7 = |(151,6±1,8|155-2(1,6 = |(151,8±1,6 |

| | |151,6 | |151,8 | |

|9 |140-0,46 |140+2(2,3 = |114,6±1,8 |140+2(1,6 = |143,2±1,6 |

| | |144,6 | |143,2 | |

|10 |90-0,54 |90+2(1,7 = 93,4|93,4±1,8 |90+2(1,5 = 93 |93±1,4 |

|11 |115-0,25 |115+3,4 = 118,4|118,4±1,6 |115+2,8 = 117,8 |117,8±1,2 |

|12 |122-0,53 |122+2,5 = 124,5|124,5±1,6 |122+2,0 = 124 |124±1,2 |

Для подсчета общего объема припусков определяем элементарные объемы,

которые они занимают на заготовке.

Сначала, пользуясь формулой для вычисления объемов полых цилиндров,

рассчитываем объемы для варианта ручной формовки.

V1+V2 = 55,62 см3; V3 = 21,72 см3; V4 = 19,9 см3; V5 = 35,62 см3;

V6 = 51,0 см3; V7 = 64,28 см3; V8 = 15,2 см3; V9 = 63 см3; V10 = 87,48

см3;

V10’ = 37,34 см3; V11 = 68,9 см3; V12 = 79,94 см3.

Подсчитаем общий объем припуска сложив все полученные величины.

Vпр = (Vi, (3.6.1)

Vпр = 55,62+21,72+19,9+35,62+51,0+64,28+15,2+63,0+87,48+37,34+68,9+79,94 =

587,0 см3.

Массу припуска определяют по формуле:

Gпр = p((Vпр+ Vнап), (3.6.2)

где р - плотность сплава, 2,7 г/см3.

Vnp - объем припуска, см3.

Gпр = 2,7((587,0+276,48) = 2333 г = 2,333 кг.

Отсюда масса заготовки:

G3 = GД+Gпр, (3.6.3)

G3 = 6+2,333 = 8,333 кг.

Аналогичным образом рассчитываем объемы и массу заготовки для машинной

формовки.

V1+V2 = 50,67 см3; V3 = 17,27 см3; V4 = 15,90 см3; V5 = 30,17 см3;

V6 = 46,58 см3; V7 = 57,72 см3; V8 = 10,86 см3; V9 = 58,09 см3; V10 =

82,5З см3;

VI0 = 32,41 см3; V11 = 63,8 см3; V12 = 75,2 см3.

Общий объем припуска:

Vпр = (Vi

Vпр = 50,57+17,27+15,90+31,17+46,58+59,72+10,86+58,09+82,53+32,41+63,8+75,2

= 263,2 см3.

Масса припуска:

Gпр = p((Vпр+ Vнап), (3.6.4)

Gпр = 2,7((263,2+255,3) = 1407 г = 1,407 кг.

Масса заготовки:

G3 = Gд + Gпр, (3.6.5)

G3 = 6+1,287 = 7,287 кг.

Рассчитаем коэффициент весовой точности (Кв.т.).

Кв.т. = Gд/Gз, (3.6.6)

для первого варианта:

Кв.т.1 = 6/8,33 = 0,72

для второго варианта:

Кв.т.2 = 6/7,407 = 0,81

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.6.5.

Таблица 3.6.5

Сравнительная характеристика методов получения заготовки

|Вариант |Масса |Масса |Масса |Коэффициент |

| |детали,|заготовки, |стружки, |весовой |

| | |кг |кг |точности |

| |кг | | | |

|Литье в песчаные формы с |6,0 |8,33 |2,33 |0,72 |

|ручной формовкой | | | | |

|Литье в песчаные формы с |6,0 |7,40 |1,40 |0,81 |

|машинной формовкой | | | | |

За критерии оценки технико-экономической эффективности способов

получения заготовки, принимаем стоимость заготовки и коэффициент весовой

точности.

Стоимость заготовки определяем по формуле:

Сз = [(Сб/1000)(Gз(Km(Kc(Kв(Км(Кn]-[(Gз-Gд)(Сс/1000] ( )

где Сб - базовая себестоимость одной тонны отливки по прейскуранту

цен, руб.;

Сс - стоимость одной тонны стружки, руб.;

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности;

Кс - коэффициент, зависящий от группы сложности;

Кв - коэффициент, зависящий от массы;

Кm - коэффициент, зависящий от материала;

Кn - коэффициент, зависящий от объема производства.

Значения коэффициентов и стоимости отливок берем из литературы [9] и

заносим в таблицу 3.6.6.

Таблица 3.6.6

Показатели коэффициентов по вариантам получения заготовки

|Наименование величин |Символ |Вариант |

| | |РФ |МФ |

|Коэффициент точности |Кт |1,05 |1,05 |

|Коэффициент сложности |Кс |1,0 |1,0 |

|Коэффициент массы |Кв |0,72 |0,81 |

|Коэффициент материала |Км |5,94 |5,94 |

|Коэффициент объема производства |Кn |1,0 |1,0 |

|Базовая стоимость заготовки, руб/т. |Сб |5944 |5944 |

|Стоимость стружки, руб/т. |Сс |1500 |1500 |

Производим расчет:

для ручной формовки

Сз1 = [(5944/1000)(8,33(1,05(1(0,72(5,94(1]-[(8,33-6)(1500/1000] = 220,34

руб.

для машинной формовки

Сз2 = [(5944/1000)(7,407(1,05(1(0,81(5,94(1]-[(7,407-6)(1500/1000] = 211,42

руб.

Расчеты показали, что стоимость заготовки, практически одинакова. Но

поскольку во втором варианте отливка гораздо точнее, то, соответственно,

меньше затраты на механическую обработку, а также коэффициент весовой

точности больше, что снижает отходы стружки. Поэтому делаем вывод, что

использование машинной формовки выгоднее.

3.7. Анализ схем базирования

Базой называют поверхность, заменяющую ее совокупность поверхностей,

ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым

ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые

или собираемые на данной операции. По характеру своего назначения (при

конструировании, изготовлении деталей, измерении и сборке механизмов и

машин) базы подразделяются на конструкторские, технологические и

измерительные.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы,

учет которых при конструировании (выборе форм поверхностей, их

относительного положения, простановки размеров, разработке норм точности и

т. п.) имеет существенное значение. Основная база определяет положение

самой детали или сборочной единицы в изделии, а вспомогательная база -

положение присоединяемой детали или сборочной единицы относительно данной

детали. Как правило, положение детали относительно других деталей

определяют комплектом из двух или трех баз.

Технологической базой называют поверхность, определяющую положение

детали или сборочной единицы в процессе их изготовления.

Измерительной базой называют поверхность, определяющую относительное

положение детали или сборочной единицы и средств измерения.

Наибольшей точности обработки детали можно достигнуть в том случае,

когда весь процесс обработки ведется от одной базы с одной установкой, так

как ввиду возможных смещений при каждой новой установке вносится ошибка во

взаимное расположение осей поверхностей. Так как в большинстве случаев

невозможно полностью обработать деталь на одном станке и приходится вести

обработку на других станках, то в целях достижения наибольшей точности

необходимо все дальнейшие установки детали на данном или другом станке

производить по возможности на одной и той же базе.

Принцип постоянства базы состоит в том, что для выполнения всех

операций обработки детали используют одну и ту же базу.

Если по характеру обработки это невозможно и необходимо принять за

базу другую поверхность, то в качестве новой базы надо выбирать такую

обработанную поверхность, которая определяется точными размерами по

отношению к поверхностям, наиболее влияющим на работу детали в собранной

машине.

Надо всегда помнить, что каждый переход от одной базы к другой

увеличивает накопление погрешностей установок (погрешностей положения

обрабатываемой детали относительно станка, приспособления, инструмента).

Далее, при выборе баз различного назначения надо стремиться тоже

использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, так как это

тоже способствует повышению точности обработки.

В этом отношении целесообразно в качестве измерительной базы

использовать технологическую базу, если это возможно; еще более высокой

точности обработки можно достигнуть, если сборочная база является

одновременно технологической и измерительной. В этом и заключается принцип

совмещения баз.

Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию,

выбираем теоретическую схему базирования и возможные схемы практической

реализации.

Для призматических корпусных деталей существует три схемы базирования:

1. по трем взаимно перпендикулярным плоскостям;

2. по плоскости и двум отверстиям в ней;

3. по двум взаимно перпендикулярным плоскостям и отверстию в одной из

них.

Выбираем схему базирования по трем взаимно перпендикулярным плоскостям. При

обработке картера за технологическую базу на операции 020 (фрезерная)

принимаем опорные поверхности с размером 252±0,2 и два посадочных отверстия

(16+0,05 для обработки размера 140-0,46 и 90-0,54.

Схема базирования детали "картер" на операции 020

(фрезерование торцов заготовки в размер 140-0,46)

[pic]

Рис. 3.7.1.

Погрешность установки заготовки Ey возникает при установке в приспособление

и складывается из погрешности Eб базирования и погрешности закрепления Eз.

[pic], мм (3.7.1)

Так как технологическая и измерительная базы не совпадают то Eб будет

равно допуску на размер 115h11, т.е. Eб = ( = 0,22 мм.

Так как сила зажима направлена параллельно выдерживаемого размера на

который рассчитываем погрешность, то Eб ? 0. По литературе [1]

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.