Описание конструкции и служебного назначения детали "Шлицевый вал КИС 0114694". Механические свойства стали 45 по ГОСТ 4543-71

целью реорганизации производства с крупносерийного на серийное в курсовом проекте предлагается замена специального оборудования на станок с ЧПУ фирмы Mazak Integrex 300-IV ST, и с целью повышения степени механизации и уменьшения производственных площадей, занимаемых станками – замена универсального оборудования на станки с ЧПУ.

1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1  Описание конструкции и служебного назначения детали

Шлицевый вал КИС 0114694  входит в коробку передач  питающего аппарата  КИС 0114000В  кормоуборочного самоходного комбайна КСК-100 (предназначен для скашивания кукурузы, в том числе восковой спелости зерна, сорго, подсолнечника и других грубостебельных культур, скашивания зеленых и подбора из валков подвяленных сеяных и естественных трав с одновременным измельчением и погрузкой в транспортные средства), служащий для передачи крутящего момента.

Основными поверхностями служат поверхность 3, на неё устанавливается подшипник по ГОСТ 8338-75; шпоночный паз 8, в который устанавливается шпонка, на которую фиксируется  шестерня, которая стопорится стопорным кольцом, установленным в канавку 10;  поверхность 13, служит для установки  двух подшипников по ГОСТ 8338-75;  поверхность 14, на которую устанавливается втулка и кольцо; шлицевая поверхность 15, на которую насаживается ступица. Деталь изготавливается из стали 45Х по ГОСТ 4543-71. Химический состав и механические свойства материала представлены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Механические свойства стали 45 по ГОСТ 4543-71

Таблица 1.2- Химические свойства стали 45Х по ГОСТ 4543-71

1.2  Определение типа производства и его характеристика

Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций (Кз.о.). Предварительно на основе типового технологического процесса его можно определить по формуле:

                                   ,                                               (1.1)

где F_д – действительный годовой фонд времени работы оборудовния,Fд=4029 ч;

N – годовой объём выпуска детали, шт., N=3300 шт;

      Т_{шт(шт.-к)ср}  – среднее штучное или штучно-калькуляционное время, мин.

Kу- коэффициент ужесточения заводских норм; Ку=0,7…1

Для удобства расчёта Т_{шт.-к ср} занесены в  таблицу 1.3.

Таблица 1.3 – Анализ операций механической обработки детали

         (1.2)

Следовательно:

Полученное значение  по ГОСТ 3.1108-74 соответствует: если Кзо=1, то производство массовое, 1<Кзо<10 крупносерийное, 10<Кзо<20 - среднесерийное, 20<Кзо<40 - мелкосерийное. В единичном производстве коэффициент закрепления операций не регламентируется.

Коэффициент закрепления операции,  следовательно, тип производства среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объёмом выпуска, чем в единичном типе производства. При среднесерийном производстве используются универсальные станки, оснащённые специальными, универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоёмкость и себестоимость изготовления изделия.

С учётом полученного на производстве  расчёта выполнен расчет  величины производственной партии (n_Д): 

                                                 ,                                                     (1.2)

где  a – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей. (Для данной детали а=5 дням).

Ф_р.д. – число рабочих дней в году;

Ф_р.д.=365-(104+8)=253 дня

Следовательно:

66 шт

Заготовкой служит прокат круглого сечения, что характерно для данного типа производства. Базовый техпроцесс построен грамотно и обеспечивает требуемую точность изготовления детали.

Недостатком базового технологического процесса является применение трудно переналаживаемых универсальных станков с малой степенью механизации и наличие большого количества операций по шлифованию, что загрязняет окружающую среду.

1.3Анализ детали на технологичность

Деталь КИС 0114694 – вал изготовляется из стали 45Х  ГОСТ 4543-71. Заготовкой является прокат. Обрабатываемые поверхности детали представляют собой стандартные конструктивные элементы, что позволяет применить стандартный режущий инструмент и сократить его номенклатуру. Все обрабатываемые поверхности легкодоступны для режущего инструмента.

К поверхностям 3 и 13 предъявлены требования круглости и профиля продольного сечения, что требует отделочной обработки. К поверхности 13 предъявлено требование радиального биения  относительно базы А. Базой является ось центров. Поэтому центровочные отверстия должны обеспечивать необходимую точность при обработке.

В результате анализа выявлено, что обработка детали ведется со всех сторон и нет больших перепадов диаметров ,следовательно, рационально использовать в качестве заготовки прокат круглого сечения, получение которого не вызывает технологических трудностей, т.к.  использование штампованной поковки в качестве заготовки в условиях серийного производства неэффективно. В целом, деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций. Деталь достаточно технологична для обработки на токарных станках с ЧПУ.                                     

Количественный анализ детали на технологичность заключается в расчёте коэффициента унификации (К_у) и коэффициента использования материала (КИМ). Для расчёта К_у необходимо провести отработку элементов детали