Материал детали и его свойства

Материалом, служащим для изготовления вала является сталь 40Х по ГОСТ 4543-71. Химический состав и механические свойства, а также марка стали установлена по сертификату металлургического завода, химический состав указан в таблице 3.1, а механические свойства в таблице 3.2

 

Массовая доля (Химический состав),% Таблица 3.1

С	Mn	Si	Р	S	Сг	Ni	Cu
0,36-0,44	0,5-0,8	0,17-037	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3	до 0,3

 

Механические свойства стали при 20 °С Таблица 3.2

 

 

 

Состояние поставки				HB
МПа	%
не менее	не более
Литьё				250-350

 

Учитывая назначение детали, данный материал по химическому составу и физико-механическим свойствам подходит для данной детали.

3.3 Анализ технологической конструкции детали.

Произведем анализ детали на технологичность. Для этого необходимо определить коэффициент точности и коэффициент шероховатости.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

Определение коэффициента технологичности Таблица 3.3

Квалитет точности, Ti
Число поверхностей с данным квалитетом			Σ ni =4 + 3 = 7
точности, ni
Произведение, Ti · ni			Σ(Ti · ni) =59

(3.1)

Если К_Т.Ч. > 0,8 - деталь технологична

К_Т.Ч. < 0,8 - деталь не технологична

0,88 > 0,8 - деталь технологична

 

Определение коэффициента шероховатости. Таблица 3.4

Параметр шероховатости Ra	1,6	2,5	3,2	Rаср =2,5
Число поверхностей с данной шероховатостью, mi				Σmi =5
Произведение Ra · mi	4,8	2,5	3,2	Σ(Ra + mi)=10,5

(3.2)

Если К_ш > 0,32 - деталь технологична

К_ш < 0,32 - деталь не технологична

0,48<0,32 – деталь технологична

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

Стандартные требования к детали на технологичность Таблица 3.5

 

Содержание требования	Проявление
аффекта
1. Конфигурация детали и ее материал позволяет применять прогрессивные заготовки, сокращающие объем механической обработки. 2. При конструировании изделия используются простые геометрические формы, позволяющие применять высокопроизводительные методы производство. Предусмотрена удобная и надежная технологическая доза в процессе обработки. 3. Обоснованы требования к точности размеров и формы детали. 4 Использованы стандартизация и унификация деталей и их элементов. 5. Для снижения объема механической обработки предусмотрены допуски по размерам посадочных поверхностей. 6. Обеспечена достаточная жесткость детали. 7. Предусмотрена возможность удобного подвода жесткого и высокопроизводительного инструмента к зоне обработки детали. 8. Обеспечен свободный вход и выход инструмента из зоны обработки. 9. Учтена возможность одновременной установки нескольких деталей
+
+
+
+
+
+
+
+
—

 

Вывод: Деталь не имеет труднодоступных мест для обработки, учитывая точность - деталь технологична, по параметрам шероховатости – деталь технологична.

3.4 Определение типа производства детали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

Определим среднюю трудоемкость операций.

(3.3)

где Т_шп = φ_к· Т_oi - время на выполнение одной операции;

φ_к - коэффициент;

Т_oi - основное технологическое время для каждой поверхности детали, определяемое по приближенным формулам;

п_оп - количество операций.

Определение основного технологического времени Т_o ·10^-3, мин. Таблица 3.6

Переход	Расчет Тo ·10-3	Значение коэффициента φк
Черновая обработка ø 215	0,17*dl=0,17*215*40=1462*10-3	2,14
Чистовая обработка ø215 по 11 квалитету	0,1* dl = 0,1* 215*· 40=860*10-3
Чистовая обработка ø215 по 9 квалитету	0,17 * dl = 0,17*215 *40=1462*10-3
Черновая подрезка торца Ra 6,3	0,037*(D2-d2)=0,037*(2152-632)= =1563,5*10-3
Чистовая подрезка торца Ra 1,6	0,052*(D2-d2)=0,052*(2152-632)= =2197*10-3
Сверление отверстий	0,52*dl=0,52*63*40=131*10-3
Растачивание отверстий	0,18*dl=0,18*63*40=454*10-3
Внутреннее шлифование отверстия по 9 квалитету	0,1*dl=0,1*63*40=252*10-3
Протягивание шпоночной канавки	0,4*l=0,4*40=16*10-3
Черновая подрезка торца Ra 6,3	0,037*(D2-d2)=0,037*(912-632)= =160*10-3
Чистовая подрезка торца Ra 2,5	0,052*(D2-d2)=0,052*(912-632)= =224*10-3
Черновая подрезка торца Ra 6,3	0,037*(D2-d2)=0,037*(2152-1972)= =274*10-3
Чистовая подрезка торца Ra 1,6	0,052*(D2-d2)=0,052*(2152-1972)= =400*10-3
Токарно - винторезная операция	Σ Тo1 =9456·10-3	Σ Тo1 · φк= =9456*2,14*10-3=20235*10-3
Фрезеровать зубьев червячной фрезой	2,2*Db=2,2*215*29=13717*10-3	1,84
Обработка зубьев червячных колес	60,3*D=60,3*215=12964,5*10-3
Фрезеровать шпоночный паз	l=40=40*10-3
Фрезерная операция	Σ Тo2 =26721,5·10-3	Σ Тo2 · φк =26721,5*1,84 * 10-3=49168*10-3
Шлифовать ø 63 по 9 квалитету	0,1 · dl = 0,1*63* 40=252*10-3	2,1
Шлифовать зубья	0,1 · dl = 0,1*215*29 = 623,5*·10-3
Шлифовальная операция	Σ Тo3 =875,5·10-3	Σ Тo3 · φк =875,5*2,1* 10-3=1839*10-3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

Задать режим работы предприятия m - количество смен в сутки; m = 2.

Рассчитать такт впуска деталей:

(3.4)

Определить коэффициент серийности:

(3.5)

По К_с определяем тип производства

К_с ~ 1...2 - массовое,

К_с ~ 2... 10 - крупносерийное,

К_с ~ 10...20 - среднесерийное,

К_с > 20 - мелкосерийное;

Коэффициент серийности от 2..10, значит, тип производства - крупносерийное.

(3.6)

 

где N - годовая программа выпуска деталей, шт; N = 1000 шт.

а- периодичность запуска, дни; а = 3;

Определим массу детали:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

(3.7)

где D - диаметр детали, м;

l - длина детали, м;

ρ - плотность стали (ρ = 7,8 · 10³ кг/м³).

Масса детали – 7,5 кг, годовой выпуск деталей 1000 шт. Определим тип производства по годовому выпуску и массе детали.

Тип производства - среднее;

Серийность производства - крупносерийное.

Для данного производства характерно применение универсального оборудования, поскольку из-за большого объема выпуска изделий экономически неоправданно применение наиболее производительного специального и специализированного оборудования. Все затраты на подготовку производства относятся на единицу продукции. Также для такого типа характерно последовательное движение предметов.

 

3.5 Определение вида заготовки и способа ее изготовления.

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали, материал, объем выпуска деталей. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчетов.

Стоимость материалов, оборудования и тарифные ставки рабочих принимаем такими, какими они установлены на предприятии.

 

1.Основные показатели детали:

• Материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;

• Масса детали – 75 кг;

• Программа выпуска - 1000 шт.

Принимаем литую заготовку.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

 

Рис.3.1

2. Определяем массу заготовки.

Для литой заготовки:

3. Для рационального выбора заготовки важное значение имеет коэффициент использования материала, определяемый по формуле:

(3.8)

Для литой заготовки:

4. Определяем затраты на заготовку.

Для заготовки из проката:

(3.9)

где М – затраты на материал заготовки, руб.

Σ С_о.з. – технологическая себестоимость правки, калибрования, резки, руб.

(3.10)

где С_п.з. – приведенные затраты на рабочем месте, руб./час.

t_шт – штучное время выполнения заготовительной операции,мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.106.00.000.ПЗ

(3.11)

где L_рез - длина резания при разрезании проката на штучные заготовки (равна диаметру заготовки), мм.

y - величина врезания и перебега (при разрезании дисковой пилой у = 68 мм.)

S_м - минутная подача при разрезании (S_м = 50...80 мм/мин)

φ - коэффициент, показывающий долю вспомогательного времени (φ = 1,84 для мелко- и среднесерийного производства).