Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

p> Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок.

Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость поверхностей должна быть оптимальной.

Физико-химические и механические свойства материала детали, её жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства.

Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей.

Сопряжение поверхностей деталей различных квалитетов точности и шероховатости поверхности должны соответствовать применяемым методам и средствам обработки.

Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «картер» на технологичность проведем в соответствии с Методическими указаниями МГАПИ [4].

Таблица 3.4.1

Вывод: по геометрической форме и конфигурации поверхности деталь
"картер" имеет конструкцию, которую в целом можно признать технологичной
(удовлетворяется порядка 85% основных требований по технологичности конструкции).

Таблица 3.4.2

Анализ технологичности конструкции детали "картер" по наличию стандартных или унифицированных конструктивных элементов (КЭД)
|№ |Наименование КЭД |Общее |Количество |Степень |Приме-ч|
|п/п|(ГОСТ, ТУ и т.п.) |количество|стандартных |стандар-ти|ания |
| | |КЭД |КЭД |зации, % | |
|1 |Размеры наружных |2 |0 |0% |Нет |
| |цилиндрических поверхностей| | | | |
| | | | | | |
| |(ГОСТ 6636-69 СТ СЭВ 5 14 | | | | |
| |-77) | | | | |
|2 |Размеры внутренних |18 |16 |89% |Нет |
| |цилиндрических поверхностей| | | | |
| | | | | | |
| |(ГОСТ 6636-69 | | | | |
| |СТ СЭВ 5 14 -77) | | | | |
|3 |Плоские поверхности |14 |13 |93% |Нет |
| |(ГОСТ 6636-69 | | | | |
| |СТ СЭВ 5 14 -77) | | | | |
|4 |Радиусы закруглений |19 |19 |100% |Нет |
| |(ГОСТ 10948-74) | | | | |
|5 |Фаски (ГОСТ 10948-74 |10 |10 |100% |Нет |
| |СТ СЭВ2814-80) | | | | |
|6 |Метрические резьбы |3 |3 |100% |Нет |
| |по СТ СЭВ 181-78, 182-75 | | | | |
|Итого |66 |61 |92% | |

Вывод: по наличию стандартных и унифицированных КЭД (92%) конструкцию детали "картер" можно в целом признать технологичной.

Таблица 3.4.3

Анализ технологичности конструкции детали "картер" по точностным требованиям (СТ СЭВ 144-75, 145-75)
|№ |Наименовани|Обще|Количество КЭД, обрабатываемых по следующим |
|п/п|е КЭД |е |квалитетам точности |
| | |коли| |
| | |чест| |
| | |во | |
| | |КЭД | |
| | | |Высокая точность |Средняя точность|Свободные |
| | | |обработки (квалитеты)|обработки |размеры |
| | | | |(квалитеты) |(квалитеты) |
| | | |80-40 |40-20 |2,5-1,2|1,25-0,6|0,63-0|
| | | | | |5 |3 |,32 |
|1 |Наружные |2 |2 |- |- |- |- |
| |цилиндрические | |(100%) | | | | |
| |поверхности | | | | | | |
|2 |Внутренние |18 |9 |- |- |7 |2 |
| |цилиндрические | |(50%) | | |(39%) |(11%) |
| |поверхности | | | | | | |
|3 |Плоские |14 |- |11 |3 |- |- |
| |поверхности | | |(78%) |(22%) | | |
|4 |Фаски |10 |- |10 |- |- |- |
| | | | |(100%) | | | |
|5 |Радиусы и |19 |- |19 |- |- |- |
| |закругления | | |(100%) | | | |
|6 |Метрические резьбы|3 |- |- |- |- |3 |
| | | | | | | |(100%)|
|Итого |66 |11 |40 |3 |7 |5 |
| | |(17%) |(61%) |(4%) |(11%) |(7%) |

Вывод: по шероховатости поверхностей конструкцию детали "картер" можно в целом признать технологичной - 81% всех поверхностей имеют среднюю шероховатость.

Общий вывод: конструкцию детали "картер" можно в целом признать технологичной, т.к. практически удовлетворяются 86% требований технологичности конструкции.

3.5. Определение типа производства

Производственная программа машиностроительного завода содержит номенклатуру изготовляемых изделий (с указанием их типов и размеров), количество изделий каждого наименования, подлежащих выпуску в течение года, перечень и количество запасных деталей к выпускаемым изделиям.

На основании общей производственной программы завода составляется подетальная производственная программа по цехам, указывающая наименование, количество, черный и чистый вес (массу) деталей, подлежащих изготовлению и обработке в каждом данном цехе (литейном, кузнечном, механическом и др.) и проходящих обработку в нескольких цехах; составляется программа по каждому цеху и одна сводная, указывающая, какие детали и в каком количестве проходят через каждый цех.

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на три основных вида (или типа); единичное (индивидуальное), серийное и массовое. У каждого из этих видов производственный и технологический процессы имеют свои характерные особенности, и каждому из них свойственна определенная форма организации работы.

Единичным называется такое производство, при котором изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.

Единичное производство универсально, т. е. охватывает разнохарактерные типы изделий, поэтому оно должно быть очень гибким, приспособленным к выполнению разнообразных заданий. Для этого завод должен располагать комплектом универсального оборудования, обеспечивающим изготовление изделий сравнительно широкой номенклатуры. Этот комплект оборудования должен быть подобран таким образом, чтобы, с одной стороны, можно было применять различные виды обработки, а с другой — чтобы количественное соотношение отдельных видов оборудования гарантировало определенную пропускную способность завода.

Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.

При серийном производстве изделия изготовляют партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке.

Понятие «партия» относится к количеству деталей, а понятие «серия» - к количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Количество деталей в партии и количество машин в серии могут быть различными.

В серийном производстве в зависимости от количества изделий в серии, их характера и трудоемкости, частоты повторяемости серий в течение года различают производство мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.
Такое подразделение является условным для разных отраслей машиностроения: при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным видам.

Массовым называется производство, в котором при достаточно большом количестве одинаковых выпусков изделий изготовление их ведется путем непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций.

Определим тип производства при изготовлении детали "картер" массой 6 кг. При разработке новых технологических процессов, когда технологический маршрут механической обработки детали не определен, используют коэффициент серийности

[pic], (3.5.1)

где tв - такт выпуска,

Тш.ср. - среднее штучное время выполнения основных операций механической обработки.

Такт выпуска равен:

[pic], (3.5.2)

где Фд - фонд времени работы оборудования, 4015 часов;

Nr - годовой объем выпуска деталей, 7200 шт.

[pic]

Среднее штучное время выполнения основных операций механической обработки:

[pic], (3.5.3)

где Тшi - штучное время выполнения i-ой операции, m - число операций.

Время Тш i определяем по литературе [ ].

Для однотипной детали «корпус» имеем следующие основные операции механической обработки:

1. Продольно-фрезерная – 8,6 мин

2. Вертикально-фрезерная – 12,8 мин

3. Плоскошлифовальная - 10,5 мин

[pic]

Проверку проводим по литературе [4], где тип производства определяется по массе детали и годовому объему выпуска.

Для данного случая Мд = 6 кг, Nr = 7200 шт., поэтому производство - среднесерийное, что совпадает с расчетом.

3.6. Проектирование заготовки

Для изготовления детали "картер" (рис 3.3.1) используется сплав АК94
ГОСТ 1583-89, относящийся к системе алюминий-кремний-магний, так называемым силуминам. Эти сплавы обладают высокими литейными свойствами, достаточными пластичностью и механической прочностью, удовлетворительной коррозийной стойкостью. Габаритные размеры детали 355x292x140 мм. Для технико- экономического анализа выбираем два варианта изготовления отливки: в песчаные формы с использованием ручной формовки, а также с использованием машинной формовки. Литую заготовку отнесем к группе сложности С4.

В настоящее время в литейном производстве используются различные связующие материалы для формовочных и стержневых смесей, которые не в полной мере удовлетворяют требованиям литейного производства.

Традиционно используемые формовочные смеси на основе органических связующих (синтетические смолы, олифа, и др.) обладают хорошими физико- механическими и технологическими свойствами (малый рас ход, высокая скорость набора прочности, низкая остаточная прочность), не токсичны при отверждении и при воздействии высоких температур в процессе заливки металла, а также дорогостоящи и дефицитны.

Формовочные смеси на основе глины из-за высокой осыпаемости не позволяют получать качественную поверхность отливки, а формовочные смеси на основе жидкого стекла характеризуются повышенной остаточной прочностью, что усложняет процесс извлечения отливки из формы. Поэтому разработка экологически безопасных формовочных и стержневых смесей на основе неорганических связующих которые имели бы заданные физико-механические и технологически свойства, является одной из приоритетных задач.

В Государственном НИИВМ на основе щелочных алюмосиликатных связующих разработаны новые экологически безопасные формовочные и стержневые смеси с заданными физико-механическими и технологическими свойствами: сырцовая прочность 0,01-0,02 МПа прочность при сжатии после сушки 0,6-5 МПа, газопроницаемое 120-180 ед., предел прочности при растяжении в сухом состоянии 0,6 1,4 МПа, остаточная прочность 0,004-0,03 МПа, регенерируемость после сухого механического обдира составляет 70-80% [25].

Таким образом, разработанные формовочные смеси на основе щелочного алюмосиликатного связующего по физико-механическим и технологическим свойствам удовлетворяют требованиям, предъявляемым к формовочным смесям на основе глины, жидкого стекла, цемента по некоторым показателям и превосходят их значения (живучесть, газопроницаемость, меньшая остаточная прочность, повышенная регенерируемость).

Кроме того, разработанные формовочные смеси обладают повышенной регенерируемостыо по сравнению с жидкостекольными формовочными смесями и являются экологически чистым по сравнению со смесями на основе органических соединений.

Точность изготовления литой заготовки в соответствии с ГОСТ 26645-85 в целом характеризуется: классом размерной точности; степенью коробления; степенью точности поверхности; классом точности масс.

Из рекомендуемых стандартом технологических процессов литья в песчаные формы, выбираем по литературе [9 ] литье в формы из смеси со средними параметрами: влажностью 2,8…3,5% и плотностью 120…160 Результаты выбора заносим для сравнения в таблицу 3.6.1.

Таблица 3.6.1

Нормы точности заготовок по вариантам
|Показатели |Ручная формовка |Машинная формовка |
|точности отливок | | |
| |Рекомендовано |Принято |Рекомендовано ГОСТ|Принято |
| |ГОСТ 26645-85 | |26645-85 | |
|Класс размерной |8…13т |10 |8…13т |9 |
|точности | | | | |
|Степень коробления|7…10 |8 |7…10 |8 |
|Степень точности |11…18 |14 |11…18 |12 |
|поверхности | | | | |
|Класс точности |6…13 |9 |6…13 |7 |
|масс | | | | |
|Допуск смещения |На уровне допуска|0,026 мм |На уровне допуска |0,026 мм|
|отливки |класса размерной | |класса размерной | |
| |точности для | |точности для | |
| |минимального | |минимального | |
| |размера | |размера | |
|Шероховатость |Ra, мкм, не более|50 |Ra, мкм, не более |20 |
|поверхности |20,0…100,0 | |20,0…100,0 | |
|Ряд припусков |5…8 |6 |4…7 |5 |

Для литья в песчаную форму с ручной формовкой будем ориентироваться на средние показатели, а для машинной формовки выбираем более жестокие условия для повышения точности.

На основе выбранных условий точности производим по литературе [9] выбор допусков на размер отливки, допусков формы и расположения поверхностей, после чего определяем общие допуски и вид окончательной обработки и, в завершение, определяем общий припуск на сторону. Все данные заносим в таблицу 3.6.2.

Таблица 3.6.2

Виды окончательной обработки для поверхностей детали «картер»
|№ |Размер по |Ручная формовка |Машинная формовка |
|п/п|чертежу, мм | | |
| | |Соотношение |Вид |Соотношение |Вид |
| | |допусков |окончательной|допусков |окончательной |
| | | |обработки | |обработки |
|1, |([pic] |0,03/1,4 = |чистовая |0,03/1,1 = |чистовая |
|2 | |0,021 | |0,027 | |
|3 |([pic] |0,03/1,4 = |чистовая |0,03/1,1 = |чистовая |
| | |0,021 | |0,027 | |
|4 |([pic] |0,026/1,1 = |чистовая |0,026/0,9 = |тонкая |
| | |0,024 | |0,029 | |
|5 |([pic] |0,035/1,4 = |чистовая |0,035/1,1 = |чистовая |
| | |0,025 | |0,032 | |
|6 |(125H7+0,04 |0,04/1,6 = |чистовая |0,04/1,2 = |чистовая |
| | |0,025 | |0,033 | |
|7 |(160H7+0,04 |0,04/1,6 = |чистовая |0,04/1,2 = |чистовая |
| | |0,025 | |0,033 | |
|8 |(155+0,4 |0,4/1,6 = 0,25|черновая |0,4/1,2 = 0,33|черновая |
|9 |140-0,46 |0,46/3,2 = |получистовая |0,46/2,4 = |черновая |
| | |0,14 | |0,19 | |
|10 |90-0,54 |0,54/2,8 = |черновая |0,54/2,2 = |черновая |
| | |0,19 | |0,25 | |
|11 |115-0,25 |0,28/3,2 = |получистовая |0,28/2,4 = |получистовая |
| | |0,088 | |0,12 | |
|12 |122-0,53 |0,53/3,2 = |черновая |0,53/2,4 = |черновая |
| | |0,17 | |0,22 | |

Зная припуски на обработку и допуски, рассчитаем размеры отливки для обоих вариантов изготовления, и результаты расчета сведем в таблицу 3.6.3.

Таблица 3.6.3

Назначенные допуски и припуски на обработку детали «картер»
|№ |Размер по |Допуск |Допуск формы |Общий допуск,|Общий |
|п/п|чертежу, мм |размера, мм|расположения |мм |припуск на |
| | | |поверхности, мм | |сторону, мм |
| | |Расчет размера |Размер |Расчет размера |Размер |
| | |отливки, мм |отливки, |отливки, мм |отливки, мм |
| | | |мм | | |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|1,2|([pic] |80-2(2,6 = 74,8|(74,8±1,8 |80-2(2,2 = 75,6 |(75,6±1,4 |
|3 |([pic] |67-2(2,6 = 61,8|(61,8±1,8 |67-2(2,2 = 62,6 |(62,6±1,4 |
|4 |([pic] |58-2(2,3 = 53,4|(53,4±1,4 |58-2(2,1 = 53,8 |(53,8±1,2 |
|5 |([pic] |100-2(2,6 = |(94,8±1,8 |100-2(2,2 = 95,6|(95,6±1,4 |
| | |94,8 | | | | продолжение табл. 3.6.4
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|6 |(125H7+0,04|125-2(2,6 = |(119,8±1,8|125-2(2,2 = |(120,6±1,6 |
| | |119,8 | |120,6 | |
|7 |(160H7+0,04|160-2(2,8 = |(154,4±2,0|160-2(2,5 = 155 |(155±1,8 |
| | |154,4 | | | |
|8 |(155+0,4 |155-2(1,7 = |(151,6±1,8|155-2(1,6 = |(151,8±1,6 |
| | |151,6 | |151,8 | |
|9 |140-0,46 |140+2(2,3 = |114,6±1,8 |140+2(1,6 = |143,2±1,6 |
| | |144,6 | |143,2 | |
|10 |90-0,54 |90+2(1,7 = 93,4|93,4±1,8 |90+2(1,5 = 93 |93±1,4 |
|11 |115-0,25 |115+3,4 = 118,4|118,4±1,6 |115+2,8 = 117,8 |117,8±1,2 |
|12 |122-0,53 |122+2,5 = 124,5|124,5±1,6 |122+2,0 = 124 |124±1,2 |

Для подсчета общего объема припусков определяем элементарные объемы, которые они занимают на заготовке.

Сначала, пользуясь формулой для вычисления объемов полых цилиндров, рассчитываем объемы для варианта ручной формовки.

V1+V2 = 55,62 см3; V3 = 21,72 см3; V4 = 19,9 см3; V5 = 35,62 см3;

V6 = 51,0 см3; V7 = 64,28 см3; V8 = 15,2 см3; V9 = 63 см3; V10 = 87,48 см3;

V10’ = 37,34 см3; V11 = 68,9 см3; V12 = 79,94 см3.

Подсчитаем общий объем припуска сложив все полученные величины.

Vпр = (Vi, (3.6.1)
Vпр = 55,62+21,72+19,9+35,62+51,0+64,28+15,2+63,0+87,48+37,34+68,9+79,94 =
587,0 см3.

Массу припуска определяют по формуле:

Gпр = p((Vпр+ Vнап), (3.6.2)

где р - плотность сплава, 2,7 г/см3.

Vnp - объем припуска, см3.

Gпр = 2,7((587,0+276,48) = 2333 г = 2,333 кг.

Отсюда масса заготовки:

G3 = GД+Gпр, (3.6.3)

G3 = 6+2,333 = 8,333 кг.

Аналогичным образом рассчитываем объемы и массу заготовки для машинной формовки.

V1+V2 = 50,67 см3; V3 = 17,27 см3; V4 = 15,90 см3; V5 = 30,17 см3;

V6 = 46,58 см3; V7 = 57,72 см3; V8 = 10,86 см3; V9 = 58,09 см3; V10 =
82,5З см3;

VI0 = 32,41 см3; V11 = 63,8 см3; V12 = 75,2 см3.

Общий объем припуска:

Vпр = (Vi
Vпр = 50,57+17,27+15,90+31,17+46,58+59,72+10,86+58,09+82,53+32,41+63,8+75,2
= 263,2 см3.

Масса припуска:

Gпр = p((Vпр+ Vнап), (3.6.4)

Gпр = 2,7((263,2+255,3) = 1407 г = 1,407 кг.

Масса заготовки:

G3 = Gд + Gпр, (3.6.5)

G3 = 6+1,287 = 7,287 кг.

Рассчитаем коэффициент весовой точности (Кв.т.).

Кв.т. = Gд/Gз, (3.6.6) для первого варианта:

Кв.т.1 = 6/8,33 = 0,72 для второго варианта:

Кв.т.2 = 6/7,407 = 0,81

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.6.5.

Таблица 3.6.5

Сравнительная характеристика методов получения заготовки
|Вариант |Масса |Масса |Масса |Коэффициент |
| |детали,|заготовки, |стружки, |весовой |
| | |кг |кг |точности |
| |кг | | | |
|Литье в песчаные формы с |6,0 |8,33 |2,33 |0,72 |
|ручной формовкой | | | | |
|Литье в песчаные формы с |6,0 |7,40 |1,40 |0,81 |
|машинной формовкой | | | | |

За критерии оценки технико-экономической эффективности способов получения заготовки, принимаем стоимость заготовки и коэффициент весовой точности.

Стоимость заготовки определяем по формуле:

Сз = [(Сб/1000)(Gз(Km(Kc(Kв(Км(Кn]-[(Gз-Gд)(Сс/1000] ( )

где Сб - базовая себестоимость одной тонны отливки по прейскуранту цен, руб.;

Сс - стоимость одной тонны стружки, руб.;

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности;

Кс - коэффициент, зависящий от группы сложности;

Кв - коэффициент, зависящий от массы;

Кm - коэффициент, зависящий от материала;

Кn - коэффициент, зависящий от объема производства.

Значения коэффициентов и стоимости отливок берем из литературы [9] и заносим в таблицу 3.6.6.

Таблица 3.6.6

Показатели коэффициентов по вариантам получения заготовки
|Наименование величин |Символ |Вариант |
| | |РФ |МФ |
|Коэффициент точности |Кт |1,05 |1,05 |
|Коэффициент сложности |Кс |1,0 |1,0 |
|Коэффициент массы |Кв |0,72 |0,81 |
|Коэффициент материала |Км |5,94 |5,94 |
|Коэффициент объема производства |Кn |1,0 |1,0 |
|Базовая стоимость заготовки, руб/т. |Сб |5944 |5944 |
|Стоимость стружки, руб/т. |Сс |1500 |1500 |

Производим расчет: для ручной формовки
Сз1 = [(5944/1000)(8,33(1,05(1(0,72(5,94(1]-[(8,33-6)(1500/1000] = 220,34 руб.

для машинной формовки
Сз2 = [(5944/1000)(7,407(1,05(1(0,81(5,94(1]-[(7,407-6)(1500/1000] = 211,42 руб.

Расчеты показали, что стоимость заготовки, практически одинакова. Но поскольку во втором варианте отливка гораздо точнее, то, соответственно, меньше затраты на механическую обработку, а также коэффициент весовой точности больше, что снижает отходы стружки. Поэтому делаем вывод, что использование машинной формовки выгоднее.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

МЕНЮ

Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

ИНТЕРЕСНОЕ