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

| |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]

Eз = C(Qn(cos(, (3.7.2)

где С = 0,2 - коэффициент, характеризующий условия контакта, материал

и твердость базовой поверхности заготовок;

Q = 1030 Н - сила, действующая на опору;

( - угол между направлением выдерживаемого размера и направлением

приложения силы.

Eз = 0,2(1030.15(1 = 0,40 мм

Погрешность установки будет равна Eу = 0,44 мм.

3.8 Разработка технологического маршрута изготовления «картера»

3.8.1 Анализ базового технологического процесса

При построении технологических процессов изготовления деталей типа

"корпус", к которым относятся рассматриваемый в дипломном проекте "картер"

реализуется принцип "от простого к сложному". Последующая технологическая

операция имеет точность на 1-2 квалитета выше, а шероховатость на 1-2

класса ниже, чем предыдущая. Первыми двумя операциями механической

обработки всякой корпусной детали должны быть по литературе [ ]:

1. обработка базовой плоскости (базовых плоскостей);

2. сверление и развертывание двух отверстий на базовой плоскости.

Для обработки базовой плоскости используются черновые литейные базы,

обеспечивающие обработку этой плоскости и двух отверстий на ней. Дальнейшую

обработку корпусных деталей следует выполнять по схеме, в которую входят

следующие процессы:

- черновая и чистовая обработка других значительных плоскостей

фрезерованием или протачиванием в один или два прохода, в зависимости от

требований чертежа;

- черновое и чистовое растачивание основных отверстий корпусной детали;

- фрезерование небольших второстепенных плоскостей, главным образом в один

проход;

- сверление, цекование, зенкерование, резьбы, развертывание мелких

отверстий с разных сторон корпусной детали;

- доводка до окончательных размеров основных точных отверстий тонкой

расточкой или хонингованием, возможно использование ППД;

- при требовании строгой перпендикулярности торцов к оси точных отверстий

выполняют доводку этих торцов фрезерованием, шлифованием или

протягиванием, если плоскость имеет форму крута. При этом базой служит

точное отверстие.

Таблица 3.8.1

Базовый технологический маршрут механической обработки

однотипной детали "корпус"

|№ |Технологическая |Оборудование, технологическая оснастка, |

|п/п |операция. |технологические показатели |

| |Код операции | |

|1 |2 |3 |

|1 |Литейная |Точность отливки выполнена по третьему классу |

| | |точности, ГОСТ 1855-85. |

| | |Материал – чугун СЧ15. |

|2 |Продольно-фрезерная |Станок продольно-фрезерный мод. 6606. |

| |1575 |Обработка базовой поверхности. |

| | |Шероховатость Ra(5 мкм. |

| | |Черновые литейные базы. |

|3 |Продольно-фрезерная |Станок продольно-фрезерный мод.6606. |

| |1575 |Фрезерование второстепенных поверхностей. |

| | |Шероховатость Ra=5…10мкм. |

| | |Черновые литейные базы. |

|4 |Продольно-фрезерная |Станок продольно-фрезерный мод.6606. |

| |1575 |Фрезерование второстепенной поверхности. |

| | |Черновые литейные базы. |

|5 |Горизонтально-фрезерн|Станок горизонтально-фрезерный мод. 6Н82Г. |

| |ая |Фрезерование выступов. |

| |1571 |Базирование по обработанным поверхностям. |

|6 |Радиально-сверлильная|Станок радиально-сверлильный мод.2М55. |

| | |Сверление отверстий. |

| |1253 |Шероховатость Ra(20 мкм. |

Продолжение таблицы 3.8.1

|1 |2 |3 |

|7 |Горизонтально-расточная |Станок специальный расточной БК3121. |

| |(предварительная) |Предварительная расточка отверстий. |

| |1045 |Снятие фасок. |

| | |Шероховатость Ra=2,5 мм. |

| | |Базирование по обработанной поверхности и |

| | |отверстию. |

|8 |Горизонтально-расточная |Станок специальный расточной БК3121. |

| |(окончательная) |Окончательная расточка отверстий. |

| |1045 |Шероховатость Ra=2,5 мкм. |

| | |Базирование по обработанной поверхности. |

|9 |Горизонтально-фрезерная |Станок горизонтально-фрезерный мод.6Н82Г. |

| |1571 |Фрезерование второстепенной поверхности. |

| | |Базирование по обработанным поверхностям. |

|10 |Радиально-сверлильная |Станок радиально-сверлильный мод. 2М55. |

| |1253 |Сверление отверстий. |

| | |Зенкерование, зенкование отверстий. |

| | |Нарезание резьбы. |

| | |Шероховатость Ra=5…20 мкм. |

| | |Базирование по трём отверстиям. |

|11 |Радиально-сверлильная |Станок радиально-сверлильный мод. 2М55. |

| |1253 |Зенкерование углубления. |

| | |Нарезание резьбы. |

| | |Шероховатость Ra=5…20 мкм. |

| | |Базирование по трём отверстиям. |

Продолжение таблицы 3.8.1

|1 |2 |3 |

|12 |Радиально-сверлильная |Станок радиально-сверлильный мод. 2М55. |

| |1253 |Сверление отверстий. |

| | |Зенкерование отверстий. |

| | |Зенкование отверстий. |

| | |Нарезание резьбы. |

| | |Подрезка на 18 мм. |

| | |Шероховатость Ra=5…20 мкм |

| | |Базирование по плоскости отверстию. |

|13 |Слесарная |Ручная |

Вывод: базовый технологический процесс соответствует основным

требованиям типового технологического маршрута механической обработку

детали типа "корпус". Его можно за основу для разработки проектного

варианта

на деталь «картер».

Таблица 3.8.2

Проектный технологический маршрут механической обработки детали «картер»

|№ |Наименование, |Обрабатываемые поверхности |Оборудование и |

|п/п |содержание и код| |оснащение |

| |операции | | |

|1 |2 |3 |4 |

|005 |Заготовительная |- |- |

|010 |Горизонтально-фр|Фрезеровать в размер 115-0,23 |Горизонтально- |

| |езерная 1571 | |фрезерный станок |

| | | |6Н13 |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8