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

|1 |Вид исходной заготовки: отливка |14 |Технологический |

| | | |классификатор; табл. 6, стр. |

| | | |3 |

|2 |Квалитет точности наружной | |Технологический |

| |поверхности: h11; |2 |классификатор; табл. 7, стр. |

| |внутренней поверхности: H6 |3 |4 |

|3 |Шероховатость наружной поверхности:|3 |Технологический |

| | | |классификатор; табл. 8, стр. |

| |Ra=1,6мкм | |4 |

|4 |Характеристика элементов зубчатого |0 |Технологический |

| |зацепления: без элементов зубчатого| |классификатор; табл. 9, стр. |

| |зацепления | |4 |

|5 |Характеристика термообработки: без |0 |Технологический |

| |термообработки | |классификатор; табл. 10, стр.|

| | | |5 |

|6 |Весовая характеристика детали: |B |Технологический |

| |масса детали 6 кг | |классификатор; табл. 11, стр.|

| | | |5 |

Технологический код детали «картер»:

786404.1423300B

Полный конструкторско-технологический код детали «картер»:

МГАПИ 501458.001.786404.1423300B

3.4. Анализ технологичности конструкции

Рациональные конструкции машин, обеспечивающие необходимые

эксплуатационные требования не могут быть созданы без учета трудоемкости и

материалоемкости их изготовления.

Соответствие конструкции машин требованиям трудоемкости и

материалоемкости определяют технологичность конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и

узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность

конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и

узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность

конструкции. К ним относится:

1. оптимальная форма детали, обеспечивающая изготовление заготовки с

наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;

2. наименьший вес машины

3. наименьшее количество материала, применяемого в конструкции машин

4. взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальным значением полей

допуска

5. нормализация (стандартизация) и унификация деталей, узлов и их

отдельных конструкторских элементов.

Корпус представляет собой полую коробку с взаимно-параллельными и

перпендикулярными плоскостями, что позволяет применить типовой

технологический процесс изготовления, так как обрабатываемые плоскости

расположены параллельно, то возможно использовать многоинструментальный

обрабатывающий центр с высокопроизводительными режимами резания и

необходимой точностью.

Жесткость конструкции корпуса, толщина стенок позволяют обеспечить

надежное базирование и закрепление при обработке и контроле,

Конструкция детали не имеет резких перепадов внутренних и наружных

диаметров, неперпендикулярность осей отверстий относительно установочных

поверхностей не более 0,02 мм, смещение осей отверстий от номинального

расположения не более 0,02 мм.

Основные требования по технологичности конструкции деталей

машиностроения излагается в литературе [5, 6].

Конструкции детали должны состоять из стандартных и унифицированных

конструктивных элементов (КЭД) или быть стандартной в целом.

Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных

заготовок.

Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость

поверхностей должна быть оптимальной.

Физико-химические и механические свойства материала детали, её

жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии

изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения

антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность

и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность

установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным

способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства.

Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность

одновременного изготовления нескольких деталей.

Сопряжение поверхностей деталей различных квалитетов точности и

шероховатости поверхности должны соответствовать применяемым методам и

средствам обработки.

Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и

стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «картер» на технологичность проведем в

соответствии с Методическими указаниями МГАПИ [4].

Таблица 3.4.1

Анализ технологичности конструкции детали "картер" геометрической

форме и конфигурации поверхностей

|№ |Требования технологичности |Характеристика |

|п/п| |технологичности |

|1 |Деталь должна изготавливаться из стандартных или |Конструкция детали |

| |унифицированных заготовок |технологична |

|2 |Свойства материала детали должны удовлетворять |Конструкция детали |

| |существующую технологию изготовления, хранения, |технологична |

| |транспортировки | |

|3 |Конструкция детали должна обеспечить возможность |Конструкция детали |

| |применения типовых, групповых или стандартных |технологична |

| |технологических процессов | |

|4 |Конструкция детали должна обеспечивать возможность |Конструкция детали |

| |одновременной обработки нескольких деталей |технологична |

|Дополнительные требования технологичности для деталей типа "корпус" |

|5 |Обеспечение одновременной многошпиндельной |Конструкция детали |

| |обработки отверстий с учетом их межосевого |технологична |

| |расстояния | |

|6 |Возможность обработки плоских поверхностей и |Конструкция детали |

| |отверстий на проход инструмента |технологична |

|7 |Отсутствие глухих отверстий и других |Конструкция детали |

| |поверхностей, обрабатываемых с внутренней стороны |не технологична |

| |корпусной детали | |

|8 |Отсутствие плоских поверхностей и осей |Конструкция детали |

| |отверстий, расположенных не под прямым углом|не технологична |

|9 |Отсутствие отверстий с резьбой малого или очень |Конструкция детали |

| |большого диаметра |технологична |

продолжение таблицы 3.4.1

|Дополнительные требования технологичности для деталей, |

|обрабатываемых на станках с ЧПУ |

|10 |Форма конструктивных элементов деталей (КЭД) |Конструкция детали |

| |- фасок, канавок, выточек и т.д. должна |технологична |

| |обеспечивать удобный подвод инструментов | |

|11 |Всемерная унификация КЭД для сокращения времени на |Конструкция детали |

| |подготовку УП и снижению количества применяемых |технологична |

| |инструментов | |

|12 |Конструкция детали должна быть удобной для |Конструкция детали |

| |позицирования и координирования на станке с ЧПУ |технологична |

|13 |В связи с возможным применением роботов |Конструкция |

| |(манипуляторов) деталь должна иметь поверхности, |детали технологична |

| |удобные для захвата | |

Вывод: по геометрической форме и конфигурации поверхности деталь

"картер" имеет конструкцию, которую в целом можно признать технологичной

(удовлетворяется порядка 85% основных требований по технологичности

конструкции).

Таблица 3.4.2

Анализ технологичности конструкции детали "картер" по наличию

стандартных или унифицированных конструктивных элементов (КЭД)

|№ |Наименование КЭД |Общее |Количество |Степень |Приме-ч|

|п/п|(ГОСТ, ТУ и т.п.) |количество|стандартных |стандар-ти|ания |

| | |КЭД |КЭД |зации, % | |

|1 |Размеры наружных |2 |0 |0% |Нет |

| |цилиндрических поверхностей| | | | |

| | | | | | |

| |(ГОСТ 6636-69 СТ СЭВ 5 14 | | | | |

| |-77) | | | | |

|2 |Размеры внутренних |18 |16 |89% |Нет |

| |цилиндрических поверхностей| | | | |

| | | | | | |

| |(ГОСТ 6636-69 | | | | |

| |СТ СЭВ 5 14 -77) | | | | |

|3 |Плоские поверхности |14 |13 |93% |Нет |

| |(ГОСТ 6636-69 | | | | |

| |СТ СЭВ 5 14 -77) | | | | |

|4 |Радиусы закруглений |19 |19 |100% |Нет |

| |(ГОСТ 10948-74) | | | | |

|5 |Фаски (ГОСТ 10948-74 |10 |10 |100% |Нет |

| |СТ СЭВ2814-80) | | | | |

|6 |Метрические резьбы |3 |3 |100% |Нет |

| |по СТ СЭВ 181-78, 182-75 | | | | |

|Итого |66 |61 |92% | |

Вывод: по наличию стандартных и унифицированных КЭД (92%) конструкцию

детали "картер" можно в целом признать технологичной.

Таблица 3.4.3

Анализ технологичности конструкции детали "картер"

по точностным требованиям (СТ СЭВ 144-75, 145-75)

|№ |Наименовани|Обще|Количество КЭД, обрабатываемых по следующим |

|п/п|е КЭД |е |квалитетам точности |

| | |коли| |

| | |чест| |

| | |во | |

| | |КЭД | |

| | | |Высокая точность |Средняя точность|Свободные |

| | | |обработки (квалитеты)|обработки |размеры |

| | | | |(квалитеты) |(квалитеты) |

| | | |80-40 |40-20 |2,5-1,2|1,25-0,6|0,63-0|

| | | | | |5 |3 |,32 |

|1 |Наружные |2 |2 |- |- |- |- |

| |цилиндрические | |(100%) | | | | |

| |поверхности | | | | | | |

|2 |Внутренние |18 |9 |- |- |7 |2 |

| |цилиндрические | |(50%) | | |(39%) |(11%) |

| |поверхности | | | | | | |

|3 |Плоские |14 |- |11 |3 |- |- |

| |поверхности | | |(78%) |(22%) | | |

|4 |Фаски |10 |- |10 |- |- |- |

| | | | |(100%) | | | |

|5 |Радиусы и |19 |- |19 |- |- |- |

| |закругления | | |(100%) | | | |

|6 |Метрические резьбы|3 |- |- |- |- |3 |

| | | | | | | |(100%)|

|Итого |66 |11 |40 |3 |7 |5 |

| | |(17%) |(61%) |(4%) |(11%) |(7%) |

Вывод: по шероховатости поверхностей конструкцию детали "картер" можно

в целом признать технологичной - 81% всех поверхностей имеют среднюю

шероховатость.

Общий вывод: конструкцию детали "картер" можно в целом признать

технологичной, т.к. практически удовлетворяются 86% требований

технологичности конструкции.

3.5. Определение типа производства

Производственная программа машиностроительного завода содержит

номенклатуру изготовляемых изделий (с указанием их типов и размеров),

количество изделий каждого наименования, подлежащих выпуску в течение года,

перечень и количество запасных деталей к выпускаемым изделиям.

На основании общей производственной программы завода составляется

подетальная производственная программа по цехам, указывающая наименование,

количество, черный и чистый вес (массу) деталей, подлежащих изготовлению и

обработке в каждом данном цехе (литейном, кузнечном, механическом и др.) и

проходящих обработку в нескольких цехах; составляется программа по каждому

цеху и одна сводная, указывающая, какие детали и в каком количестве

проходят через каждый цех.

В зависимости от размера производственной программы, характера

продукции, а также технических и экономических условий осуществления

производственного процесса все разнообразные производства условно делятся

на три основных вида (или типа); единичное (индивидуальное), серийное и

массовое. У каждого из этих видов производственный и технологический

процессы имеют свои характерные особенности, и каждому из них свойственна

определенная форма организации работы.

Единичным называется такое производство, при котором изделия

изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или

размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.

Единичное производство универсально, т. е. охватывает разнохарактерные

типы изделий, поэтому оно должно быть очень гибким, приспособленным к

выполнению разнообразных заданий. Для этого завод должен располагать

комплектом универсального оборудования, обеспечивающим изготовление изделий

сравнительно широкой номенклатуры. Этот комплект оборудования должен быть

подобран таким образом, чтобы, с одной стороны, можно было применять

различные виды обработки, а с другой — чтобы количественное соотношение

отдельных видов оборудования гарантировало определенную пропускную

способность завода.

Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным

и массовым производством.

При серийном производстве изделия изготовляют партиями или сериями,

состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по

размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным

принципом этого вида производства является изготовление всей партии (серии)

целиком как в обработке деталей, так и в сборке.

Понятие «партия» относится к количеству деталей, а понятие «серия» - к

количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Количество

деталей в партии и количество машин в серии могут быть различными.

В серийном производстве в зависимости от количества изделий в серии,

их характера и трудоемкости, частоты повторяемости серий в течение года

различают производство мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Такое подразделение является условным для разных отраслей машиностроения:

при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров,

сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным видам.

Массовым называется производство, в котором при достаточно большом

количестве одинаковых выпусков изделий изготовление их ведется путем

непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно

повторяющихся операций.

Определим тип производства при изготовлении детали "картер" массой 6

кг. При разработке новых технологических процессов, когда технологический

маршрут механической обработки детали не определен, используют коэффициент

серийности

[pic], (3.5.1)

где tв - такт выпуска,

Тш.ср. - среднее штучное время выполнения основных операций

механической обработки.

Такт выпуска равен:

[pic], (3.5.2)

где Фд - фонд времени работы оборудования, 4015 часов;

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 | |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8