Качественная оценка технологичности конструкции

1 Деталь «Вал» правильной геометрической формы и представляет собой тело вращения.

2 Материал детали (сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71) обладает хорошей обрабатываемостью механическим способом.

3 Конструкция детали имеет небольшие перепады диаметров его ступеней: D₁ : D₂ : D₃ = 14h7: 12h7: 8h6

4 Диаметры ступеней детали убывают от середины к торцам.

5 Возможность применения заготовки - штамповки, геометрическая форма и размеры которой обеспечивают небольшие припуски на механическую обработку.

6 Наличие унифицированных элементов детали подтверждает технологичность ее конструкции.

7 Конструкция детали обладает достаточной жесткостью, так как соблюдается условие

3,93 < 10

8 При разработке технологического процесса допускается возможность использовать одну и ту же технологическую базу (∅12h7), относительно которой будут обрабатываться другие точные поверхности детали в процессе дальнейшей механической обработки

9 Конфигурация, точность и шероховатость поверхностей позволяют обрабатывать деталь на стандартном оборудовании нормальной точности и с помощью стандартного режущего инструмента.

1 Коэффициент унификации:

, / 4 / (1.1)

где Q_уэ – количество унифицированных элементов;

Q_э – количество конструкционных элементов.

, /4/ (1.2)

, (1.3)

где T _i – соответственно квалитет точности обрабатываемых поверхностей;

Т_{ср .}- среднее значение этих параметров;

n_i – число размеров или поверхностей для каждого квалитета.

3 Коэффициент шероховатости поверхностей деталей:

/4/ (1.4)

, (1.5)

где R _ai – соответственно значения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

R _aср.- среднее значение этих параметров;

n _i – число размеров или поверхностей для каждого значения параметра шероховатости.

Вывод: из вышерассчитанных коэффициентов видно, что числовые значения почти всех показателей технологичности близки к 1, т. е. технологичность конструкции детали удовлетворяет требованиям, предъявленным к изделию. Деталь «Вал» целесообразно обрабатывать на станках с числовым программным управлением, так как деталь хорошо обрабатывается резанием и удобно базируется.

В машиностроении различают следующие типы производства:

- единичное;

- серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);

- массовое.

Тип производства определяется согласно годового объема выпуска (N) и массы деталей (m_д.), либо коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом.

Таблица 1.4 -Установление типа производства

Каждый тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций К_{з.о .}

Коэффициент закрепления операций К_{з.о .} определяется по формуле:

, / 6 / (1.6)

где Q_{оп .} – число различных операций, выполняемых на участке

P_m – число рабочих мест (станков), на которых выполняются эти операции

Согласно ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций принимают равным

Таблица № 1.5 - Значение коэффициента закрепления операций

Из выше рассчитанного следует, что производство серийное, следовательно следует определить партию запуска деталей. Ориентировочно величину производственной партии можно рассчитать по формуле:

, / 6 / (1.7)

где N – годовой объем выпуска, шт.;

- число рабочих дней в году (365 – Т_вых. – Т_празд.), дн.;

– необходимый запас деталей на складе в днях, колеблется в пределах 3÷8 дней.

· для единичного и мелкосерийного производства 3÷4 дней

· для среднесерийного производства 5÷6 дней

· для крупносерийного и массового производства 7÷8дней

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемам выпуска.

Оборудование располагается не только по групповому признаку, но и по потоку.

Технологическая оснастка универсальная, а также специальная и универсально-сборная, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Рабочие специализируются на выполнении только нескольких операций. Технологический процесс дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, переходы приемы, движения.

Себестоимость изделия - средняя.

1

1.1 Выбор и технико-экономическое обоснование вида заготовки (сравнительный анализ возможных методов получения заготовки, расчет массы заготовки, коэффициента использования материала, стоимости)

Необходимо описать, какие методы и виды получения заготовок можно применять для изготовления данной детали, и выполнить эскизы двух вариантов заготовок. Выбор заготовки следует производить на основании анализа конфигурации детали, её материала, типа производства, технических требований.

Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой детали, тогда производят технико-экономический расчет двух или нескольких выбранных вариантов.

Технико-экономический расчет изготовления заготовки производят в следующем порядке:

· устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства, конструкции детали, материалу и другим техническим требованиям на изготовление детали;

· назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно выбранному методу получения заготовки по таблицам или производят расчет аналитическим методом;

· определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;

· назначают предельные отклонения на размеры заготовки по таблицам в зависимости от метода получения заготовки;

· производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;

· определяют норму расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь (на отрезание, угар, облой и т. д.)

· определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;

·

Пример № 1 Деталь «Вал» № 142-5106-556.

Для изготовления данной детали можно применять следующие два варианта заготовок:

· горячекатаный прокат обычной точности круглого сечения ГОСТ 2590-71 /6/;

· штамповка, получаемая на горизонтально-ковочной машине.

Вариант № 1 Заготовка из проката

1 Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 6 /

D _з

L _з

2 Рассчитываем массу заготовки m,кг по формуле:

, / 6 / (2.1)

где - плотность материала, гр/см³;

V – объем заготовки, см³.

Объем заготовки V, см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 / (2.2)

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

см³

3 Рассчитываем коэффициент использования материала К _им по формуле:

К _им , / 6 / (2.3)

где - масса детали, гр;

m _заг – масса заготовки, гр

К _им

При прокате К _им = 0,35÷0,5

4 Определяем стоимость заготовки С _заг, руб:

С _заг / 6 / (2.4)

где С – стоимость 1 тонны проката, руб;

С _р – стоимость порезки одной заготовки, руб

С _р – 5руб (заготовка до 5 кг)

Например:

С _тонны (круг Æ20 сталь 30ХГСА) - 48000руб

С _заг +5,0 = 11 руб

Вариант №2 Заготовка – штамповка

1 Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 6 /

2

, / 6 / (2.5)

где - плотность материала, гр/см³;

V _общ – общий объем заготовки, см³

Для определения объема заготовки – штамповки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем каждой части , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 /

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

см³

см³

см³

см³

см³

m _заг = 7,85×8,76=69 гр

3 Рассчитать коэффициент использования материала К _им по формуле:

К _им , / 6 /

где m _д - масса детали, гр;

m _заг – масса заготовки, гр.

К _им

При штамповке К _им = 0,55 ÷ 0,65…0,7

4 Определяем стоимость заготовки – штамповки, С _заг. руб.:

С _заг. / 6 / (2.6)

где С – стоимость 1 тонны штамповки, руб;

К ₂ – коэффициент массы материала;

К ₃ - коэффициент сложности заготовки.

Например:

С _тонны (штамповка, сталь 30ХГСА) – 52000 руб

С _заг руб

Таблица 2.1 -Сравнительная характеристика вариантов заготовки

Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости заготовки, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка, полученная методом горячей штамповки.

Материал: Ал 9 ГОСТ 190021-79, =0,021 кг

Для изготовления данной детали можно принять следующие два варианта заготовки:

· отливка в песчанно – глинистые формы, 7 класс точности;

· отливка в металлические кокили, 4 класс точности.

Вариант № 1 Заготовка отливка без центрального отверстия

(7 класс точности)

1

2 Рассчитываем массу заготовки m,кг по формуле:

,

где обозначения прежние

Для определения объема заготовки – отливки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10/ (2.7)

где a и b - стороны параллелепипеда, см;

h – высота параллелепипеда, см.

см³

Объем ,см³ рассчитываем по формуле:

,

см³

см³

гр

3 Рассчитываем коэффициент использования материала К _им по формуле:

К _им ,

К _им =

Для отливок К _им= 0,65 ÷ 0,75…0,8

4 Определяем стоимость заготовки – отливки С _заг, руб:

С _заг. ,

где С – стоимость 1 тонны литья, руб;

К ₂ – коэффициент массы материала;

К ₃ - коэффициент сложности заготовки

Например:

С _тонны (литье, Ал 9) – 120000 руб

С _заг руб

Вариант № 2 Заготовка – отливка с центральным отверстием (4 класс точности)

1 Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 11 /

2

Для определения объема заготовки – отливки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

см³

Объем , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 / (2.8)

где D – наружный диаметр цилиндрической трубы, см;

d – внутренний диаметр цилиндрической трубы, см;

h – высота цилиндрической трубы, см

см³

Объем V ₃ , см³ рассчитаем по формуле:

см³

см³

гр

3 Рассчитываем коэффициент использования материала К _им по формуле:

К _им

К _им=

Для отливок К _им= 0,65 ÷ 0,75…0,8

4 Определяем стоимость заготовки – отливки С _заг, руб.:

С _заг

где С – стоимость 1 тонны литья, руб;

К ₂ – коэффициент массы материала;

К ₃ - коэффициент сложности заготовки

Например:

С _тонны (литье, Ал 9) – 120000 руб

С _заг руб

Таблица 2.2 -Сравнительная характеристика вариантов заготовки

Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости заготовки, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка – отливка с центральным отверстием 4 класс точности.

Поиск по сайту: