Технико-экономическое обоснование рационального технологического процесса механической обработки детали «крышка», страница 19

Оценку технологичности конструкции детали производят по качественным и количественным показателям. Количественная оценка технологичности производится расчётом ряда показателей, характеризующих отдельные свойства.

Коэффициент использования металла . В норме этот коэффициент составляет 0,6 – 0,7,  т.е. металл используется эффективно.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали К_уэ. Данный показатель находится в пределах нормы, т.к. общее число конструктивных элементов превышает число унифицированных элементов детали.

Коэффициент точности обработки детали . Данный результат выше 10, поэтому к крышке предъявлена пониженная точность.

Коэффициент шероховатости поверхности . Полученный коэффициент оказался свыше 2,5, поэтому сложность обработки с низкими требованиями.

Таким образом, для изготовления детали из штамповки была выбрана сталь 20, которая по своим свойствам не уступает первоначальному варианту материала (чугун СЧ20). Количественная оценка технологичности производится расчетом ряда показателей, характеризующих отдельные свойства. Коэффициент использования металла показал, что материал в производстве используется эффективно. Рассчитанный коэффициент унификации показал, что общее число конструктивных элементов превышает число унифицированных элементов детали. К обработке крышки предъявлена пониженная точность, т.к. соответствующий коэффициент оказался выше 10. Сложность обработки низкая, т.к. коэффициент шероховатости выше 2,5.

10.1.2.  Выбор и расчёт заготовки

Для крышки одноступенчатого цилиндрического редуктора, которая является предметом нашего проектирования, выберем заготовку, полученную из сортового проката.

Любая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Разность размеров заготовки и окончательно обработанной детали определяет величину припуска, т.е. слоя металла, который должен быть снят при механической обработке.

Величина припуска для заготовок, получаемых штамповкой на молотах, прессах в закрытых штампах:

Z = 0,15 ·· m^0,22 ·К_Т ·К_сл , [3, с.23]

где D – размер, на который рассчитывается припуск, мм; m – масса штамповки в кг; К_Т – коэффициент точности штамповки (К_Т = 0,1 1 класса – точная; К_Т = 1,35 штамповка 11 класса – менее точная); К_сл – коэффициент сложности (К_сл = 1 штамповка простая, К_сл = 1,1 штамповка средней точности, К_сл = 1,3 штамповка высокой сложности).

Z₁₄₀ = 0,15 ·  · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 3 мм;

Z₁₂₇ = 0,15 · · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 2,9 мм;

Z₁₀ = 0,15 · · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 0,8 мм;

Z₈ = 0,15 ·  · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 0,7 мм;

Z₆₆ = 0,15 ·  · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 2,1 мм;

Z₈₂ = 0,15 ·  · 1,9^0,22 · 1,35 · 1,1 = 2,3 мм;

Рис. 6. Эскиз заготовки при штамповке

Расчет массы заготовки при штамповке:

где V₃ – объем заготовки в мм³; r - плотность материала в кг/мм³ (сталь 20 – 7,82 ·10^-6)

V₃ = V₁ + V₂ - V₃,

где V_i – объем i-го цилиндра в мм³, рассчитанный по формуле V_i = p ·R²·l

V₁ = 3,14 · 88² · (10 + 0,8) = 262614,5 мм³

V₂ = 3,14 · 74² · (8 + 0,7) = 149593,4 мм³

V₃ = 3,14 · 31² · (18 + 0,8) = 56729,8 мм³

V₃ = 262614,5 + 149593,4 – 56729,8 = 355478,1 мм³

Таким образом,  355478,1 · 7,82 · 10^-6 = 2,78 кг

Стоимость штампованной заготовки, у.е.:

С = S_З · М_з · К_с · (5000 / N )^0,15 · К_м · К_в , [3, с.25]

где S_З – стоимость 1 кг штамповки, принимаемая для штамповок, полученных на гидравлических прессах, - 25,0 у.е.; К_с – коэффициент сложности (поковки, имеющие выступающие части и отверстия, - 1,15…1,25); К_м – коэффициент материала (высоколегированная сталь – 1,5…1,7); К_в – коэффициент массы заготовки (до 10 кг - 1,04).

Таким образом, С = 25,0 · 2,78 · 1,2 · (5000 / 5800)^0,15 · 1,7 · 1,04 = 144,2 у.е.