Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 22

 

Поиск            

 

Указания методические к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения», очной, вечерней и заочной формы обучения

 

             

Указания методические к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 151001 «Технология машиностроения», очной, вечерней и заочной формы обучения

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

НОВОУРАЛЬСКИЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ


Кафедра Технологии машиностроения

Разработка технологических процессов

механической обработки заготовок

Методические указания к выполнению курсового проекта

по дисциплине «Технология машиностроения»

для студентов специальности 151001 - «Технология машиностроения»,

очной, вечерней и заочной формы обучения

НОВОУРАЛЬСК 2011

УДК

МиМ 2.6 .11

Авторы: Закураев В.В к.т.н., доцент

Гацков В.С., к.т.н., доцент

Компьютерный набор и оформление Горбуновой Д.И.,

Рецензенты:

Ашихмин Владимир Николаевич, доцент, к.т.н. кафедры «Технология машиностроения» УГТУ-УПИ

Разработка технологических процессов механической обработки заготовок . Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 151001 - «Технология машиностроения», очной, вечерней и заочной формы обучения.

- Новоуральск: НТИ НИЯУ МИФИ, 2011. - 133 с.

Рассмотрено на заседании кафедры ТМ

2011 г. Протокол №


Зав. кафедрой ТМ

к.т.н., доцент В.В.Закураев

Согласовано:

Председатель методического совета

НТИ НИЯУ МИФИ А.Е. Беляев
Содержание

Стр.

Предисловие

5

Образец титульного листа

6

Образец задания на курсовой проект

7

Введение

8

1 Исходные данные по проекту и их анализ

8

1.1 Описание и конструкторско-технологический анализ объекта

8

1.1.1 Назначение детали, краткие сведения

8

1.1.2 Конструкция детали

6

1.1.3 Материал детали и его свойства, масса детали

10

1.2 Анализ точности детали

11

1.3 Анализ конструкции детали на технологичность

15

1.3.1 Определение количественной оценки технологичности детали

15

1.4. Определение типа производства

21

2 Проектно-технологическая разработка

22

2.1 Выбор заготовки и метода получения заготовки

22

2.1.1 Обоснование метода изготовления заготовок

24

2.1.2 Выбор технологических баз и схем установки заготовок

27

2.1.3 Определение методов и маршрутов обработки отдельных поверхностей и комплектов поверхностей, которые следует обрабатывать с одного установа.

27

2.2 Обоснование метода получения заготовок

27

2.2.1 Классификация штамповочных поковок

28

2.2.2 Припуски и допуски штампованных поковок

32

2.3 Разработка маршрутного технологического процесса обработки детали и выбор оборудования

42

2.4 Определения промежуточных припусков, технологических размеров и допусков

46

2.4.1 Аналитический метод определения припусков

47

2.4.2 Статистический (табличный) метод определения припусков

51

2.5 Размерный анализ технологического процесса

53

3 Разработка технологических операций

63

3.1 Разработка технологических переходов и выполнение операционных эскизов

63

3.2 Расчет режимов резания

65

3.3 Нормирование операций

69

3.4 Выбор и определение потребного количества технологического оборудования

7

3.5 Оформление технологической документации

73

4 Расчет и проектирование средств технологического оснащения

76

4.1 Разработка станочных приспособлений, режущих инструментов

76

4.2 Расчет и проектирование станочных приспособлений

79

4.2.1 Эскизная проработка компоновки конструкции приспособления

79

4.2.2 Расчет приспособления

81

4.2.3 Разработка чертежа общего вида приспособления

82

4.3 Специфические особенности проектирования станочных приспособлений

85

4.4 Пример проектирования станочного приспособления

86

5 Оформление технологических карт

95

6 Расчет основных технико-экономических
показателей технологического процесса

102

Заключения

102

Список литературы

103

Приложения

105


Предисловие

Курсовой проект по Технологии машиностроения занимает особое место в системе подготовки инженеров по специальности 151001 – Технология машиностроения. Проект выполняется на завершающих этапах теоретического обучения. Последним этапом является дипломное проектирование. При выполнении курсового и дипломного проектов значительная часть времени отводится самостоятельной работе.

Настоящее учебное пособие ставит основными своими задачами обеспечение правильного применения в самостоятельной работе студентами теоретических знаний, полученных в процессе обучения в институте и подготовки к дипломному проектированию.

Особенностью данного пособия является изложение материала в последовательности, характерной для процессов технологического проектирования. Все методические положения, относящимся к разработке технологических процессов механической обработки заготовок и проектированию специальных средств технологического оснащения, рассматриваются в пособии с позиций требований стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) и других стандартов, являющихся основой повышения эффективности производства и качества продукции.

Многие положения проиллюстрированы практическими примерами. Для удобства восприятия содержания, примеры в тексте выделены курсивом.

Темы курсовых проектов по технологии машиностроения подбирает и формулирует выпускающая кафедра с учетом возможностей и перспектив развития базовых предприятий, а также на основе тематики и планов НИР выпускающей и смежных кафедр.

Курсовой проект содержит пояснительную записку (ПЗ) и графические материалы. ПЗ является основным документом курсового проекта, в котором приводится исчерпывающая информация о выполненных расчетных, технологических, конструкторских и организованно-экономических разработках. Объем ПЗ, как правило, составляет 40-50 страниц рукописного (машинописного) текста. Общий объем графической части составляет не менее 4 листов формата А1. Состав, содержание и структура курсового проекта, в основном, должна соответствовать данному учебно-методическому пособию.


Образец титульного листа

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НОВОУРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

Кафедра Технологии машиностроения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Разработка технологического процесса

механической обработки корпуса крана

по дисциплине «Технология машиностроения»

Выполнил:

Студент

группа

Принял:

Преподаватель

Новоуральск 2009


Новоуральский государственный технологический институт

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой ТМ

« « 200 г.

Задание на курсовой проект

по технологии машиностроения

(специальность 151001)

Студент группы

ТМ-44Д

Ф.И.О.

Семеновых С.В.

Срок проектирования

С 10.02.2009 по 20.05.2009

Руководитель проекта

Гацков В.С.

1. Тема проекта

Технологический процесс механической обработки

корпуса крана

2. Содержание проекта: разделы 1…6 (методическое пособие по курсовому проекту)

Дополнительное условие выполнения проекта:

- рассчитать суммарную погрешность обработки на операции фрезерования

3. Исходные данные: Изделие – корпус крана

3.1. Чертеж детали

ТМ.151001.КП.98.о19.000.

3.2. Годовая программа выпуска

70 000 шт.

3.3. Условия изготовления

Производство вновь организуемое

  1. План выполнения

Этап проекта

Содержание

(раздел, пункт)

Срок

Консультант

Подпись консультанта

Дата

1

2, 3

10.04.09

Гацков В.С.

2

4

30.04.09

ДевятовскийН.А.

3

5

10.05.09

Закураев В.В.

4

Нормоконтроль

15.05.09

C урина Е.С.

Проектирование закончено

День защиты

Оценка проекта

Руководитель

Гацков В.С.


Введение

Во введение следует очень кратко:

- изложить суть задания;

- обосновать выбор прототипа технологического процесса механической обработки;

- определить методы решения поставленной задачи и возможные варианты ее решения;

- оценить возможность использования имеющихся методик и программ (в том числе и машинных), а при необходимости – разработку оригинального решения;

- изложить ожидаемые результаты.

Ориентировочный объем введения: 1-2 страницы.

1 Исходные данные по проекту и их анализ

1.1 Описание и конструкторско-технологический анализ объекта

1.1.1 Назначение детали, краткие сведения

Работу над проектом начинают с изучения чертежа детали. Выданный для работы чертеж имеет наименование, но не имеет обозначения (номера чертежа). Присвоить номер чертежа необходимо по стандарту, в частности по стандарту учебного заведения [1].

Пример обозначения чертежа детали:

ТМ. 151001. КП. 01.02.06. Эта система обозначения изделий максимально приближена по структуре к обозначениям, принятым в ЕСКД.

Что обозначает этот код – приводится ниже.

Чтобы установить назначение детали надо пользоваться заводским описанием машины (изделия), чертежами общего вида или сборочной единицы, в которую входит рассматриваемая деталь (и др. данными).


Код эскизного конструкторского документа

ТМ. 151001. КП. 01.02. 06.

порядковый номер детали

порядковый номер оборочной единицы

код классификационной характеристики работ

(КП – курсовой проект)

код разработчика

(ТМ – наименование кафедры, 151001 – код специальности)

ТМ. 151001. ДП. УСШ. 00.00.00 ПЗ


Вид документа

(пояснительная записка)


Индекс изделия

(Установка сгущения шлама)


ДП – дипломный проект


1.1.2 Конструкция детали .

Описание детали выполняется по рабочему чертежу детали и служит для лучшего усвоения конструкции детали. Краткое первоначальное описание детали по основным конструкторским элементам можно получить путем декодирования конструкторского кода детали (пример 1).

Пример 1. Декодирование конструкторского кода детали, таблица 1.1

Задан чертеж вала (рисунок 1.1); его обозначение ТМ. 151001.КП. 01.02.06. Для декодирования используем источник [2]

Таблица 1.1

Код детали

Результат декодирования и пояснения

Класс 71

Класс деталей по классификатору ЕСКД тела вращения типа валов, осей, колонок и т.п.

Продолжение таблицы 1.1

Подкласс 5

Подкласс деталей тела вращения у которых длина превышает диаметр более чем в 2 раза, с наружными цилиндрическими поверхностями.

Группа 4

Группа деталей без закрытых уступов с поверхностью ступенчатой двухсторонней без наружной резьбы.

Подгруппа 1

Подгруппа деталей без центрального отверстия, причем наличие технологических центровых отверстий не учитывается.

Вид 3

Вид деталей с пазами (или шлицами) на наружной поверхности и без отверстий вне оси детали.

Вывод:

Отнесение детали к классу тел вращения и к подклассу деталей с относительно большой длиной (сравнительно с диаметром) свидетельствует о необходимости обработки с установкой в центрах. Отсутствие закрытых уступов, наружной резьбы и центрального отверстия свидетельствует об отсутствии в процессе обработки ряда сложных и трудоемких операций и дает возможность создать технологическую базу – центровые отверстия. Наличие пазов требует предусмотреть операции для их изготовления.

Декодирование технологического кода (или кодирование при его отсутствии) следует представить таблицей, аналогичной таблица 1.1. В этой работе нужно подробно отразить влияние каждого признака на технологический процесс изготовления детали.

1.1.3 Материал детали и его свойства, масса детали

В этом подразделе следует привести данные о материале детали: по химическому составу, механическим свойствам (в зависимости от термической обработки). Данные свести в таблицы (таблица 1.2 и 1.3). [3]

Таблица 1.2 - Химический состав (%) углеродистой качественной

конструкционной стали марки 45 (ГОСТ 1050 – 74)

Марка материала

С

Si

Mn

Cr

S

P

Приме­чание

не более

Ст. 45

ГОСТ 1050-74

0,42 - 0,50

0,17 - 0,37

0,5 – 0,8

0,25

0,04

0,035

Таблица 1.3 - Механические свойства углеродистой качественной конструк­цион­ной стали 45 2- й категории, прошедшей нормализацию

Обозначение показателя

s т

s в

d 5

y

a н

Единицы

измерения

кгс/ мм 2

кгс/ мм 2

%

%

кгс м / см 2

Значение

показателя

36

61

16

40

5

Масса детали имеет существенное значение при решении вопросов проектирования технологического процесса. Если в задании специально не указана величина массы детали, ее нужно рассчитать и указать в чертеже (в кг).

1.2 Анализ точности детали

Точность детали – это точность размеров, точность геометрической формы и точность относительного расположения поверхностей. Принимается во внимание и величина шероховатости поверхности, как параметр, увязываемый с точностью.

Объект анализа - вал на рисунке 1.1 На рисунке 1.2 дан эскиз вала с нумерацией поверхностей. Результаты анализа приведены в таблица 1.4. Правую графу таблицы следует заполнять при выполнении пункта 2.2 (содержание ПЗ).

В таблице 1.4 заложены точность размера, точность формы и шероховатость поверхности. Относительное расположение поверхностей внести в таблице 1.5.

Графы “ методы и средства” таблица 1.5 заполняются при разработке п. 8

“ Выбор методов и средств технического контроля качества детали”.


Рисунок 1.1 - Чертеж вала


Таблица 1.4

Данные о поверхности

Метод

обработ­ки

поверхности по базовому

варианту

Номер

(рисунок 1.2)

Наименование,

форма

Основной

размер,

мм

Поле

допуска и

квалитет

R a

мкм

1

2

3

4

Торец левый крайний, плоский, кольцо

Отверстие

центровое А 6,3

(ГОСТ 14034-68)

Фаска

Коническая

Ступень

цилиндрическая под подшипник

и т.д.

d = 60

D = 6,3

2 х 45 o

d = 60

L = 70

h 14 (- 0, 74)

H 14 (+ 0,74)

J s 14 (+ 0,37)

К6 (+ 0,021 + 0,002 )

10

10

10

1,25

Фрезерование

oднократное

Сверление

центровочным сверлом

Точение

однократное

Точение

предваритель­ное и получистовое, шлифо­вание круглое в центрах предваритель­ное и окончательное

При анализе технических требований (таблица 1.5) рекомендуется использовать ГОСТ 2.308 – 79.

Таблица 1.5

Содержание

технического

требования

Методы и средства

Выполнение требования при обработке

Проверка выполнения требования

Допуск радиального биения поверхностей

4, 11, 13 относительно оси А не более 0,05 мм

Окончательная обработка поверхностей ведется на круглошлифовальном станке при соблюдении единой постоянной технологической базы – центровых отверстий.

Проверка на контрольных центрах с использованием индикатора часового типа (рис.1.3)

Торцовое биение поверхности 20 относительно оси А не боле 0,2 мм

(Выбрать метод обработки для обеспечения требования)

Проверка на контрольных центрах с использованием индикатора (рисунок 1.3)

1.3 Анализ конструкции детали на технологичность

Укрупненный технологический анализ детали выполняется путем декодирования конструкторско–технологического кода. Дальнейший технологический анализ детали состоит в определении методов обработки каждой из поверхностей детали, применяемых в технологическом процессе на базовом предприятии. Результат анализа следует вписать в правую графу таблица 1.4.

На основании изучения детали и ее анализа можно провести качественную оценку технологичности конструкции детали. При этом нужно рассмотреть следующие вопросы:

- использование прогрессивных и экономичных видов заготовок;

- доступность поверхностей для обработки;

- жесткость детали с учетом обработки ее высокопроизводительным способом на высоких режимах резания;

- возможность создания оптимальных технологических баз и выдерживания законов выбора их;

- устранение ручных операций;

- особенности обработки сложных, точных поверхностей детали, а также поверхностей с жесткими техническими требованиями.

1.3.1 Определение количественной оценки технологичности детали

Для данной оценки надо рассчитать два коэффициента (показатели по признакам обработки):

- К т ч - коэффициент точности обработки;

- К ш - коэффициент шероховатости поверхности.

(1.1)

где Тi - квалитет (точность);

h i - число поверхностей детали одинакового квалитета.

(1.2)

где m i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости;

R a i - параметр шероховатости поверхности детали.

Рисунок 1.2 - Вал с нумерацией поверхностей

Рисунок 1.3 - Схема контроля радиального и торцового биения вала

Пример 2 . Определение технологичности конструкции вала.

Пользуемся чертежом (рисунок 1.1), эскизом вала (рис.1.2) и таблица 1.4.

Определение К т ч :

квалитет

(точность)

Тi

6

9

12

14

Т ср = 11,5

число

поверхностей

n i

4

2

4

10

Σ h i = 20

произведение

Тi n i

24

18

48

140

Σ (Тi n i ) = 230

20

К т ч = 1 230 = 0,913

Определение К ш :

Параметр

шероховатости

R a i

мкм

1,25

2,5

5

10

R a ср = 7,375

число

поверхностей

m i

4

1

2

13

Σ m i = 20

произведение

Ra i m i

5

2,5

10

130

Σ (Ra i m i) = 147,5

20

К ш = 1 147,5 = 0,864

Вывод:

Значение полученных коэффициентов близко к единице, что свидетельствует о невысокой точности большинства поверхностей детали и большой шероховатости их. Это также подтверждается средними значениями квалитета точности и шероховатости.

ПРИМЕР 1

1. Исходные данные по проекту и их анализ

1.1. Описание и конструкторско-технологический анализ объекта

производства

1.1.1. Назначение детали, краткие сведения

Деталь 74530-0-10-01 - корпус вентиля , массой 0.62 кг., с габаритными размерами 84х47х40 мм, является корпусной , несущей и базовой деталью для дроссельного узла .

Назначение детали: передача гидро- или пневмосреды.

На деталь действуют незначительные динамическая объемная нагрузка.

Технические условия на изготовление детали:

· Резьбовые поверхности 3, 15, 23 по 8 квалитету, внутренние присоединительные цилиндрические поверхности 27, 29, 33, 40, 41 по 11 квалитету, а остальные размеры свободные по 13 и 14 квалитетам;

· Твёрдость поверхности составляет 111...156 НВ;

· Радиальное биение поверхности 34 относительно оси поверхности 35 составляет 0.1 мм;

· Зависимый допуск на соосность поверхности 41 с сопрягаемыми поверхностями составляет 0.06 мм;

· Шероховатость пов. 34 составляет Ra 1.6, R а 3.2 у поверхностей 19, 27, 29-30, 35, 39-41, R а 6.3у поверхностей 42, 28, а остальные поверхности с шероховатостью Ra 12.5;

1.1.2. Материал детали и его свойства:

Деталь изготавливается из конструкционной стали - сталь 30, которая применяется для изготовления деталей, выдерживающие средние по значению прочностные нагрузки и т.д.

Таблица 1.6 - Химический состав стали 30, в % по ГОСТ 1050-74

C

Si

Mn

Cr

S

P

Cu

Ni

As

не более

0,32-0,4

0,17-0,37

0,5-0,8

0,25

0,04

0,035

0,25

0,25

0,08

Таблица 1.7 - Механические свойства стали 30, по ГОСТ 8479-70

Твердость по Бринелю, НВ

Предел прочности при растяжении, s в (МПа)

Условный предел текучести, s 0.2 (МПа)

Относительное удлинение после разрыва, d (%)

Относи-тельное сужение, y (%)

Ударная вязкость, KCU (Дж/м2 )

*10-6

Коэффициент обрабатываемости, Kv .б.ст

111-156

390

195

20

45

0,78

1,3

Сталь 30 хорошо обрабатывается как резанием, так и пластической деформацией при температуре ковки в интервале от 750 о С до 1280 о С.

1.2. Анализ технологичности детали, предварительное определение типа производства и величены партии запуска деталей

1.2.1 Анализ технологичности детали

Поверхность детали удобна для обработки. Она представляет собой совокупность цилиндрических поверхностей и торцевых поверхностей не требующих сложной формы заготовки и инструмента.

Деталь достаточно жёсткая и удобная для установки и закрепления при обработке. Допуски и шероховатость назначены обоснованно и не являются завышенными.

Рисунок 1.4 - Обозначение поверхностей детали


ПРИМЕР 2

1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

На основе годовой программы 70000 штук и массы детали 0,62 кг. необходимо приблизительно установить вид производства.

Исходя из массы детали и годовой программы принимаем серийное производство ( таблица 1.9).

Таблица 1.9

Масса

Величина годовой программы, шт.

детали, кГ

единичное (до)

мелкосерийное

серийное

крупносерийное

массовое (свыше)

до 1,0

10

10...1500

1500...75000

75000...200000

200000

1,0...2,5

10

10...1000

1000...50000

50000...100000

100000

2,5...5,0

10

10...500

500...35000

35000...75000

75000

5,0...10,0

10

10...300

300...25000

25000...50000

50000

10 и более

10

10...200

200...10000

10000...25000

25000

Для серийного производства определяется партия запускаемых деталей :

,

где n запуска - партию запускаемых деталей;

N - годовая программа 70000 штук;

253 - число рабочих дней в году;

q - число дней запаса, в течение которых должны быть заготовлены детали. Эта величина колеблется в пределах 5...8 дней.

n запуска =1383 шт. , при q =5 дням.

Такт выпуска определим по формуле

t в = F Д * 60 / N ,

где F Д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, равное 2030 часов;

N - годовая программа выпуска, равное 70000 шт. .

t в =1,74 мин/шт.

1.4 Определение типа производства

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108 – 74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.

Тип производства определяется коэффициентом:

(1.3)

где Q – число различных операций;

Р м - число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Типы производства характеризуются следующими значениями коэффициентов закрепления операций таблица 1.8:

Таблица 1.8

Тип производства

К ЗО

Массовое

серийное:

крупносерийное

среднесерийное

мелкосерийное

единичное

1

св. 1 до 10

св. 10 до 20

св. 20 до 40

св. 40

Варианты оформления п.п. 1.1; 1.1.1; 1.1.2; 1.1.3 приведены в примере 1.

В примере 2 приводится вариант оформления содержания п. 1.4.

2 Проектно-технологическая разработка

2.1 Выбор заготовки и метода получения заготовки

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют последующей трудоемкой обработки и повышенного расхода материала.

В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов (наличие соответствующего оборудования), оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс – форм).

Перед отправкой потребителю на заготовки наносят защитные покрытия; они должны иметь клеймо ОТК, номер плавки и марку материала.

При выполнении данной главы курсового проекта рекомендуется пользоваться источниками [4], [5], [6].

Выделяют следующие виды заготовок [2,3]:

1) отливки (заготовки получаемые литьем);

2) кованые штампованные заготовки (заготовки получаемые обработкой давлением);

3) заготовки из проката;

4) сварные и комбинированные заготовки;

5) заготовки из порошковых материалов (получаемые методами порошковой металлургии).

Развитие машиностроения привело к появлению еще одного вида заготовок – получаемых из конструкционной керамики.

Наиболее распространенные в машиностроении методы получения заготовок могут быть реализованы разными способами.

Обычно выбор вида заготовок осуществляют в результате анализа конструкторской документации по отдельным признакам. В таблице 1 приведены основные признаки, наиболее часто используемые при выборе вида заготовки.

Таблица 1 – Основные признаки, используемые при выборе вида заготовки

Признак

Приоритетные виды

заготовок

Комментарий

Форма детали :

простая

П, ПМ

Деталь ограничена цилиндрическими и плоскими поверхностями, не имеет сложных внутренних полостей, ориентирована на какой-либо оси. Пример: ступенчатый вал средних габаритов

сложная

О, СК, ОД

Деталь ограничена, кроме прочих, фасонными поверхностями, имеет обширные внутренние полости, в том числе глухие. Пример: крышка редуктора, блок-картер.

Заготовительные свойства материала

Жидкотекучесть:

удовлетворительная

неудовлетворительная

О

Заготовительные свойства могут трактоваться более широко – при анализе допустимо использование понятий: «литейные свойства», «пластические свойства». Шкала оценок может быть дифференцированной

(О)

Свариваемость :

удовлетворительная

неудовлетворительная

СК

(СК)

Пластичность :

удовлетворительная

неудовлетворительная

ОД, П, ПМ

(ОД, П)

Обрабатываемость резанием:

удовлетворительная

неудовлетворительная

П, ПМ

О, СК, ОД

Плотность материала :

обычная

высокая

*

Особые требования к материалу детали (при необходимости множество особых требований к материалу может быть расширено)

ОД, П, ПМ

Ориентированность структуры :

необходима

нет

ОД. О

*

Удельная стоимость материала :

высокая

обычная

Л, ОД, ПМ

Может быть использован численный критерий. Чем сложнее химический состав материала, тем обычно выше его удельная стоимость

*

Ответственность :

обычная

высокая

*

Деталь высокой ответственности – деталь, выход из строя которой влечет катастрофические последствия, связанные с угрозой для жизни человека

ОД, П

Тип производства :

единичное

серийное

массовое

П

При росте серийности производства становятся экономически целесообразными виды заготовок, базовые методы изготовления которых требуют значительных затрат

П, ОД, СК,О

О, ОД, ПМ, СК

Примечание: О – отливка; ОД – обработка давлением; П – прокат; СК – сварная или комбинированная; ПМ – порошковая металлургия; ( ) – исключая; * - любой (равно приоритетность видов).

По каждому признаку из всего множества выбора определяют подмножество приемлемых видов заготовки и при возможности устанавливают их приоритеты. При этом используют эвристические правила (таблица 2). Равноприоритетность видов заготовок по какому-либо признаку позволяет исключить этот признак из рассмотрения.

Таблица 2 - Основные правила выбора вида заготовки

Признак

Правило

Форма детали

Если форма детали сложная, то выбранный вид заготовки должен обеспечить максимальное приближение последней к форме готовой детали

Заготовительные свойства детали

Приоритетное заготовительное свойство делает приоритетным соответствующий вид заготовки. При равноприоритетности свойств предпочтение отдается наиболее экономичному виду

Особые требования к материалу детали

Наличие особых требований к материалу детали делает приоритетным вид заготовки, обеспечивающий выполнение этих требований

Удельная стоимость материала

Чем выше удельная стоимость материала, тем более приоритетен вид заготовки, максимально приближающий ее форму к форме готовой детали

Ответственность детали

Ответственность детали делает приоритетным технический принцип принятия технологических решений

Тип производства

Чем больше объемы выпуска деталей (заготовок), тем более технически сложнореализуемые виды заготовок становятся экономически оправданными

Выбранный вид обладает максимальным приоритетом из рассматриваемых и находится на пересечении указанных подмножеств. Если они не пересекаются, принимается необходимый компромисс.

2.1.1 Обоснование метода изготовления заготовок

На первом этапе выбора заготовки осуществляют предварительную оценку вариантов. Она позволяет отбирать наиболее приемлемые из них. Показатели предварительной оценки следующие: коэффициент использования материала, трудоемкость изготовления детали для нового варианта, снижение материалоемкости, себестоимость изготовления детали.

1) Коэффициент использования материала Ки.м. находят из зависимости

Ки.м. = Gд / Gз , ( 1 )

где Gд и Gз – масса детали и масса заготовки, кг.

Чем выше значение коэффициента использования материала (Ки.м. ≤1), тем технологичнее конструкция заготовки и ниже ее себестоимость.

2) Трудоемкость изготовления tн детали для нового варианта определяют из соотношения

, мин, ( 2 )

где tб – трудоемкость изготовления детали по базовому варианту,

Gзн , Gзб – масса заготовок, кг, при новом и базовом вариантах.

3) Снижение материалоемкости, кг, рассчитанную на годовую программу выпуска деталей,

ΔG = (Gзб – Gзн ) Nг , ( 3 )

где Nг – годовая программа выпуска деталей

4) Себестоимость С изготовления деталей.

В структуре себестоимости затраты Мо на основные материалы и заработную плату Зо основных рабочих составляют в машиностроении 80% [1], поэтому сравнение вариантов можно производить по этим двум статьям:

С = Моо ( 4 )

Стоимость основных материалов

Мо = Gз См Кт.з. – gо Со . 10-3 , ( 5 )

где См – стоимость единицы массы заготовки, руб/кг; Кт.з. – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (Кт.з. =1,04…1,08 для черных металлов и Кт.з. =1,0…1,02 для других материалов); gо – масса отходов на одну деталь, кг;

gо = Gз – Gд ( 6 )

Со – стоимость отходов, руб/т

Заработная плата основных рабочих

Зо = Кв.н Кпр 1,25 , руб ( 7 )

где Кв.н – коэффициент, учитывающий средний процент выполнения норм
в.н =1,18);

Кпр – коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты, принимается в размере 1,2 – 1,4;

1,25 – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и отчисления по социальному страхованию;

tш i штучное время на выполнение i-й операции;

Ст i – часовая тарифная ставка работы, выполняемой на i-й операции, руб/час (таблица 3).

Таблица 3 - Тарифные ставки рабочих –сдельщиков машиностроения

работы

Условия работы

Часовые тарифные ставки по разрядам, руб

1

2

3

4

5

6

7

8

станочные

Нормальные

35-13,6

37-88,5

39-53,5

44-41,7

48-98,5

56-36,3

61-49,8

68-77,3

Тяжелые и вредные

39-35,3

42-42,9

44-27,8

49-74,6

54-86,4

63-12,4

68-87,6

77-02,7

Все остальные

Нормальные

31-37,8

33-82,5

35-29,9

39-65,6

43-74,0

50-32,6

54-91,2

61-40,2

Тяжелые и вредные

35-13,6

37-88,5

39-53,5

44-41,7

48-98,5

56-36,3

61-49,8

68-77,3

Окончательный вывод о целесообразности того или другого варианта делают после сравнения суммарных приведенных затрат, рассчитанных по уравнению

Wпр = Сr + Ен К, ( 8 )

где Сr - себестоимость изготовления годового объема выпуска деталей;

Ен – нормативный коэффициент эффективности, равный 0,15;

К – годовые капитальные вложения, руб.

Вариант с наименьшей суммой затрат считается наиболее оптимальным. При отсутствии дополнительных капитальных вложений определяют экономию по себестоимости

ΔС = (Сб – Сн ) Νг , руб ( 9 )

где Сб , Сн – себестоимости изготовления деталей из различных заготовок сравниваемых вариантов.

2.1.2 Выбор технологических баз и схем установки заготовок

При выборе технологических баз и схем установки заготовок руководствуются основными принципами базирования, изложенными в [2, 5]

2.1.3 Определение методов и маршрутов обработки отдельных поверхностей и комплектов поверхностей, которые следует обрабатывать с одного установа.

Маршруты обработки отдельных поверхностей определяют исходя из точности и качества поверхности детали и выбранной заготовки. По заданной точности и шероховатости поверхности с учетом размеров, конфигурации детали и типа производства выбирают первый, завершающий и промежуточный методы обработки. Конкретные методы выбирают с помощью таблиц экономической точности [2, 5].

2.2 Обоснование метода получения заготовок

Горячая объемная штамповка – широко распространенный способ получения качественных поковок. Более 65% массы всех поковок и до 20% массы отечественных деталей автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов, самолетов, швейных машин изготавливаются из заготовок, полученных горячей штамповкой.

В отличие от ковки, которая обеспечивает при изготовлении по­ковки фиксированные размеры вдоль одной или двух осей, объемная штамповка обеспечивает заданные размеры по трем осям. Формоиз­менение заготовки происходит в штампе. Штамп представляет собой специальный инструмент с полостью, которая называется ручьем (рис..1). В полость нижней части штампа 5 устанавливают нагре­тую заготовку, которая деформируется при движении верхнего штам­па 1 вниз. Течение металла заготовки встречает сопротивление стенок 2 и сил трения, и металл заполняет объем ручья. Часть металла может вытекать в разъем между штампами (заусенчатую канавку 3), образуя облой. Отштампованная заготовка 4, называемая штампованной поковкой представляет собой копию ручья штампа.

Рис.1 Схема штампов открытой (а) и закрытой (б) штамповки.

В зависимости от оборудования горячую штамповку подразделяют на следующие виды: 1) на молотах; 2) на кривошипных горяче­штамповочных прессах (КГШП); 3) на винтовых прессах; 4) на гидравлических прессах; 5) на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ); 6) на специальных машинах.

В зависимости от типа штампа штамповку подразделяют на сле­дующие виды: 1) в открытых штампах; 2) в закрытых штампах; 3) в штампах для выдавливания.

В зависимости от числа ручьев в штампе различают штамповку в одноручьевых и в многоручьевых штампах.

В зависимости от установки заготовки в штампе штамповку под­ разделяют на следующие виды: 1) с направлением деформирующего усилия перпендикулярно оси заготовки (штамповка плашмя); 2) осад­кой в торец (или высадкой).

2.2.1 Классификация штамповочных поковок

Штампованные поковки подразделяют в зависимости:

– от конструктивных характеристик по ковки по точности изго­товления, по группам стали, по степени сложности, по конфигура­ции поверхности разъема штампа;

– от способа производства: молотовые, штампуемые на прессах, штампуемые на ГКМ, получаемые специализированными методами штамповки;

– от типа штампа: изготовляемые в открытых штампах, изготав­ливаемые в закрытых штампах, изготовляемые в штампах для выдавли­вания.

По точности изготовления поковки могут быть пяти классов (от 1-гo класса точности Т1 до 5-го Т5). Класс точности поковки устанавливается в зависимости от технологического процесса и оборудования для ее изготовления (табл. 1), а также исходя из предъявляемых требований к точности размеров поковки. Класс 1 (Т1) - наибольшей точ­ности, соответствует прецизионной штамповке и объемной калибров­ке. Классы Т4 и Т5 – это штамповка на молотах, КГШП и ГКМ. Класс указывают на чертеже поковки.

Допускаются различные классы точности для разных размеров одной и той же поковки. При этом класс точности определяется по преобладающему числу размеров одного класса точности, предусмотрен­ному чертежом поковки.

Таблица 1 – Выбор класса точности поковок (ГОСГ 7505-89)

 

 

 

Основное деформирующее оборудование, технологические процессы

Класс точности

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Кривошипные

горячештамповочные прессы:

открытая (облойная) штамповка

+

+

закрытая штамповка

+

+

выдавливание

+

+

Горизонтально-ковочные машины

+

+

Прессы винтовые, гидравлические

+

+

Горячештамповочные автоматы

+

+

Штамповочные молоты

+

+

Калибровка - объемная (горячая

и холодная)

+

+