Проект технологического процесса производства заготовок деталей машин

1 ОПИСАНИЕ ДЕТАЛИ

Проектируемый технологический процесс должен обеспечить выполнение требований рабочего чертежа и технических условий с минимальными затратами труда и издержками производства при наиболее полном использовании технических возможностей и средств производства, наименьшей затраты времени и труда, а также себестоимости изделий.

Отличительной технологической задачей является обеспечение концентричности наружных поверхностей с отверстием и перпендикулярности торцов к оси отверстия.

В большинстве случаев особые требования к точности формы поверхностей не предъявляются, т. е. погрешность формы не должна превышать определенной части поля допуска на размер.

Рассматриваемая деталь является колесом с наружным диаметром 258h16, с основным внутренним отверстием диаметром 82H8, и двумя отверстиями диаметром 38. Колесо изготавливается из сталь марки Сталь 30ХГН ГОСТ 14959-79, среднесерийного производства. Данная марка стали включает в себя С=0.28-0.35;  Si =0.9-1.2;  Mn =0.8-1.1;  Cr=0.8-1.1.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Серийное производство предусматривает изготовление изделий отдельными партиями или сериями через определенные промежутки времени. Характеризуется изготовлением периодически повторяющимися факторами. В зависимости от числа изделий в партии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Задано среднесерийное производство.

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Вид заготовки и способ ее получения зависит от конструкции детали, материала, масштаба выпуска. Заготовки деталей машин могут изготавливаться литьем, прокаткой, листовой и объемной штамповкой, сваркой, а также комбинированными способами. Для получения заготовок при серийном производстве используют точные методы литья, штамповку, холодное вдавливание. В данном случае заготовка получена штамповкой, тем самым повышая точность заготовки, снижая трудоемкость механической обработки и расход материала. При  этом стоимость заготовки увеличивается.

Ориентировочная величина расчётной массы поковки М_пр.:

М_пр.= М_д∙К_р

где М_пр.- расчётная масса поковки, кг; М_д- масса детали, кг; К_р- расчётный коэффициент, К_р= 1,8-2,2.

М_д= V_д∙ γ;

где V_д- объём детали, V_д=0,00231 м³, см. рис. 1; γ – плотность материала, γ = 7500 кг/м³.

 

Рисунок 1 - Расчет объёма детали.

V = V1 + V2,

V1 = V1' - V1'',

  

V_д= (1,65  + 0,67) ^. 10⁶ = 0,0022 м³;

М_д= 0,0022 ∙ 7850 =17,3 кг.

М_п.р = 17,3∙2 = 34,6 кг.

Марки стали – Сталь 30ХГС;

Степень сложности – С1;

Класса точности поковки – Т2:

Исходный индекс – 10.

По исходному индексу и наибольшим размерам отклонение принято 2,5 мм.

Произвести технико-экономический расчёт 2-х вариантов изготовления заготовки: методом горячей объёмной штамповки и из проката.

3.1 ЗАГОТОВКА ИЗ ПРОКАТА

   За основу расчёта промежуточных припусков принимаем наружный диаметр детали мм, припуск составит 2мм.

   По расчётным данным заготовки выбран необходимый размер горячекатаного цветного проката. Диаметр проката 250 мм, длина проката 2м.

Масса заготовки:

G_З = γ ∙ V_З;

где V_З – объём заготовки.

Заготовка диаметром 250 мм, длинной 150 мм.

                                  V_З = 150 ^. 3,14 ^. 250² /4 = 7,89 ^. 10⁶ мм³ = 0,00789 м³

G_З = 7850 ∙ 0,00789  = 59,2 кг

   Число заготовок, исходя из принятой длинны поката по стандартам, определяем по формуле:

где l_заж.- минимальная длина опорного (зажимного) конца, l_заж=50 мм; L_пр – длина выбранного проката, L_пр = 2000 мм; l_р – ширина резца, l_р=5 мм, L_з – длина заготовки, L_з = 190 мм; l_о.т.- длина торцевого обрезка проката, l_о.т.= 10 мм:

Получаем 9 заготовок из данной длинны проката.

Некратность в зависимости от принятой длины проката:

Потери материала на некратность, %:

Потери на торцевую обрезку проката, %:

Потери при выбранной длине зажима, %:

Потери на отрезку заготовки, %:

Общие потери материала при изготовлении деталей из проката, %:

Расход материала на заготовку с учетом всех технологических потерь:

Коэффициент использования материала:

где G_д – масса детали, G_д = 17,3 кг; 

Стоимость заготовки из проката:

где С_м- стоимость 1кг материала, С_м=250 руб.; С_отх- стоимость 1т отходов, С_отх=100000 руб.

3.2 ЗАГОТОВКА ИЗГОТОВЛЕНА МЕТОДОМ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ НА ГОРИЗОНТАЛЬНО-КОВОЧНОЙ МАШИНЕ (ГКМ).

;

;

;

;.

Допуски на размеры штампованной заготовки :

Ø247; Ø105; 25; 133;

Масса изготавливаемой заготовки:

где V_зш- объем штампованной заготовки, см³ (см. рис 2.).

Рис. 2: Расчёт объёма заготовки.

Расчёт объёма производится с учётом плюсовых допусков:

G_зш =  7850 ∙ 0,003 = 22,5 кг.

Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облом и т.д.) при горячей объемной штамповке равными П_ш=10%, определим расходы материала на одну деталь:

Коэффициент использования материала на штамповочную заготовку: