Таблица 1.1 - Технические характеристики тестоокруглительной машины

1.1.4 Технологический процесс, реализуемый машиной

Заготовки из теста по промежуточному транспортеру от тестоделительной машины поступают к тестоокруглительной машине и сбрасываются на начальную часть спирали. Вращающейся чашей тестовая заготовка захватывается и направляется по желобу, образованному между внутренней конической поверхностью чаши и наружной поверхностью спирали. Вращаясь в разных направлениях, тестовая заготовка, зажатая между стенками желоба, проминается и за счет трения увлекается вверх по желобу, принимая форму шара. При выходе из чаши округленная тестовая заготовка направляется на последующие технологические операции.

1.1.5 Устройство тестоокруглительной машины

Основными частями тестоокруглительной машины являются:

- основание с приводом

- чаша

- спираль

- механизм фиксации и регулировки положения спирали

- воздуховод

- электрооборудование

-Основание с приводом состоит из литого чугунного корпуса электродвигателя, связанного клиноременной передачей с червячным колесом и червяком; ступицы, свободно посаженной на шарикоподшипниках на неподвижную ось.

-Электродвигатель установлен на плите, которая посредством двух болтов и гаек может наклоняться вокруг оси, увеличивая или уменьшая межцентровое расстояние клиноременной передачи, регулируя этим натяжение клинового ремня.

-В передаче предусмотрены двухступенчатые шкивы и, что позволяет перестановкой ремней получать две скорости вращения чаши.

-Червяк установлен в корпусе на двух роликовых конических подшипниках, осевой люфт в подшипниках выбирается с помощью поджимного болта.

-В зацеплении с червяком находится колесо червячное жестко закрепленное на ступице; ступица на двух радиальных и одном упорном шарикоподшипниках вращается на вертикально установленной в корпусе неподвижной оси.

Червячная пара привода работает в масляной ванне.

Для заливки и спуска масла в нижней части корпуса имеется устройство в котором имеются отверстия: для заливки масла, закрытое крышкой и спускное отверстие, закрытое пробкой. Верхний уровень масла Н1 в картере контролируется пазом, имеющимся в крышке, через который вытекает лишнее залитое масло, а нижний уровень должен быть в пределах нижней точки паза Н2.

-Все крышки корпуса установлены на уплотняющих прокладках для исключения возможности протекания масла, находящегося в камере.

-Вся нижняя часть машины, где расположен привод, ограждена с двух противоположных сторон откидывающимися дверками на петлях которые сблокированы с приводом машины: при открывании дверок электродвигатель привода отключается, и запуск его возможен только при закрытом ограждении.

-К верхнему фланцу ступицы болтами прикреплена коническая чаша

2. Внутри чаши на неподвижную вертикальную ось свободно насажена спираль, которая образует с внутренней поверхностью чаши желоб с изменяющимся к выходу углом наклона.

Механизм фиксации и регулировки положения спирали

-Верхняя часть спирали закрыта крышкой, в которую завинчен винт, опирающийся на шарик, вложенный в углубление, имеющемся на торце оси.

При завинчивании винта, спираль перемещается в осевом направлении, поднимаясь или опускаясь относительно оси, создавая необходимый зазор между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали.

В верхней части оси установлен диск, имеющий двенадцать, расположенных по кругу отверстий. В крышке запрессован фиксатор, который находясь в одном из отверстий диска, удерживает спираль от поворота.

При необходимости изменить положение спирали надо поднять ее до выхода фиксатора из отверстия в диске, развернуть до необходимого положения и опустить, попадая фиксатором в одно из отверстий диска. После чего, установив необходимый зазор между внутренней поверхностью чаши и спиралью, затянуть контргайку.

Неправильная регулировка зазора между внутренней поверхностью чаши и спиралью является причиной некачественного округления тестовых заготовок.

Спираль должна быть установлена с минимальным зазором по конической поверхности чаши.

Увеличение зазора свыше 0,45 мм ведет к отщипыванию кусочков теста, касание спирали вращающейся чаши ведет к загрязнению тестовых заготовок.

Также необходимо следить за правильной установкой тестоокруглителя относительно устройства, подающего заготовку. Вводимая заготовка должна попадать на начальную часть спирали. При попадании заготовки на дно чаши или основание стойки спирали происходит залипание заготовки и затягивание ее под спираль. В этом случае тестоокруглитель необходимо развернуть или повернуть спираль как указано выше.

Для предотвращения прилипания теста к рабочим органам и качественного округления тестовых заготовок необходимо производить подачу воздуха в зону формирования заготовок. Рекомендуемая температура подаваемого воздуха 305С, расход 2000 м³/ ч.

Для этого на кронштейне установленном на крышке спирали и закрепленном колпаком, имеются два воздуховода 5, через которые осуществляется соединение с общезаводской воздушной магистралью.

Кронштейн с укрепленными на нем воздуховодами может поворачиваться вокруг оси чаши, сами воздуховоды перемещаются на кронштейне с помощью имеющихся в них пазов.

-Электрооборудование 6 обеспечивает управление электроприводом машины. Шкаф управления должен обеспечивать степень защиты не ниже IP42 по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529 -89). Степень защиты электродвигателя и кнопочного поста должна быть не ниже IР44 по ГОСТ 14254- 96.

Вся электроаппаратура, кроме кнопки управления SB1 блокировочного конечного выключателя SQ, установлена на панели управления, питание ко всему электрооборудованию подается через вводный пакетный выключатель QF. По окончании работы на машине его следует отключить, чтобы снять напряжение со всего электрооборудования. Нулевая защита электропривода обеспечивается за счет самоблокировки магнитного пускателя КМ. Управление электроприводом производится при помощи кнопок «ПУСК», «СТОП» SB1, SB2. Предусмотрена блокировка электропривода с дверкой, закрывающей вращающиеся части машины. При открывании дверки освобождается конечный выключатель SQ и размыкается цепь катушки пускателя КМ. В результате чего останавливается приводной электродвигатель М. Питание цепей управления осуществляется безопасным пониженным напряжением 36 В от понижающего трансформатора Т 220/36 В, а защита цепей управления плавкой вставкой предохранителя F4.

1.1.6 Подготовка к работе

Перед включением тестоокруглительной машины необходимо:

- провести внешний осмотр электродвигателя и электрической проводки;

- проверить наличие заземления;

- проверить систему обдува воздухом рабочих органов машины (надежность крепления воздуховодов);

- проверить рабочую зону (чашу и спираль) на наличие посторонних предметов;

- проверить зазор между конической поверхностью чаши и кромкой спирали (зазор должен быть не более 0,45 мм);

- проверить правильность затяжки роликоподшипников червяка и - проверить закрыты ли дверки ограждения;

- смазать машину согласно карты смазки

Включение тестоокруглительной машины производится в следующем порядке:

-произвести внешний осмотр изделия;

-после кратковременного включения электродвигателя (с целью проверки правильности вращения чаши), произвести запуск машины окончательно;

-подключить систему подачи воздуха.

При достижении конической чашей округлителя установившейся скорости вращения, включить тесторазделочную машину.

1.1.7 Обслуживание и регулировка во время работы

Для остановки машины сначала нужно выключить тестоделитель, а затем, после выработки заготовок, находящихся в тестоокруглительной машине, выключить ее.

Во время остановки машины необходимо:

-очистить поверхность чаши тестоокруглительной машины скребком из алюминия ГОСТ21631 -76 толщиной 23 мм, а через каждые 500 часов работы проводить чистку боковых стенок и дна чаши при максимально поднятой или снятой спирали;

-очистить и протереть сухой ветошью спираль тестоокруглительной машины;

-проверить натяжение ремня клиноременной передачи;

кромкой спирали, он не должен превышать 0,45 мм. Зазор регулируется вращением винта, расположенным в верхней части машины под съемным колпаком. Зазор контролируется щупом.

По мере необходимости с помощью перестановки клинового ремня на двухступенчатых шкивах с одного ручья на другой меняется частота вращения чаши: для обработки тестовых заготовок от 0,22 до 0,5 кг следует устанавливать большую частоту вращения чаши. Для этого ремень следует установить на ступенях шкивов: диаметром 130 мм - на электродвигателе;

диаметром 153 мм - на червяке. На развес от 0,5 до 1,2 кг частоту вращения чаши уменьшить. Для этого ремень следует переставить соответственно на ступени шкивов: диаметром 98 мм и диаметром 180 мм

При длительной эксплуатации машины возможен износ червячной пары, требующий дополнительной регулировки и наладки:

-при замене червячного колеса необходимо обеспечить соосность его с червяком. Установку нормального зацепления следует производить с помощью индикаторного приспособления;

-осевой люфт червяка необходимо выбрать, поджимая болт, установленный в крышке редуктора и зафиксировать контргайкой

- при износе спирали, когда не возможно обеспечить зазор между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали менее 0,45 мм, заменить спираль новой

1.1.8 Техническое обслуживание

При ежедневном техническом осмотре необходимо:

-проверить натяжение клинового ремня;

-проверить щупом величину зазора между внутренней поверхностью

чаши и кромкой спирали;

-проверить работу блокирующего устройства;

-периодически производить чистку чаши и спирали

При еженедельном техническом осмотре:

-проверить крепление электродвигателя;

-проверить люфт червяка.

При техническом осмотре не менее 1 раза в 3 месяца:

-проверить уровень масла в картере;

-проверить состояние электродвигателя и электрооборудования;

-проверить червячное зацепление.

Не реже 1 раза в год проводить профилактический ремонт, который включает в себя разборку и чистку деталей, смену масла в корпусе редуктора, промывку и смазку шарикоподшипников согласно карты смазки и замену изношенных деталей.

Таблица 1.2 - Карта смазки

1.1.9 Возможные неисправности

Возможные неисправности тестоокруглительной машины и способы их устранения приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Возможные неисправности тестоокруглительной машины

1.2 Разработка конструкции основных узлов объекта проектирования

1.2.1 Расчет основных конструктивных элементов

Исходные данные для расчета:

Необходимая частота вращения чаши n=50-60 мин

Выходная мощность на приводном валу Рвых=0,75 кВт

Примем следующую кинематическую схему привода (рисунок 1.10)

1.2.2 Необходимые параметры электродвигателя привода

Рэл.тр.=Рвых/зпр,

зпр - КПД привода

зпр= зпк зчп зрп

зпк - КПД подшипников качения; зпк=0,99

зчп - КПД червячной передачи; зчп=0,8

зрп - КПД ременной передачи; зрп=0,95

зпр=0,99·0,8·0,95=0,737

Рэл.тр.=0,75/0,737=1,02 кВт

Необходимая частота вращения электродвигателя

nэл=nвых·Uчп·Uрп

Uчп -передаточное число червячной передачи;Uчп - (16…50)

Uрп - передаточное число ременной передачи Uрп - (2…4)

nэл=(50…65)(16…50)(2…4)=1600…13000 мин

Принимаем электродвигатель марки 4АМ80А4У3

Мощность электродвигателя N=1,1 кВт

Число оборотов n=1420 мин

Передаточное число привода

Uпр=nэл/nвых;

Uпр=1420/50=28,4

Примем передаточное число ременной передачи

Uрп=1,55.

Тогда передаточное число червячной передачи

Uчп =Uпр/ Uрп;

Uчп=28,4/1,55=18,3

Принимаем Uчп=19

Находим частоту вращения n1=nэл=1420

n2=nэл/Uрп=1420/1,55=916 мин

n3=n2/Uчп=916/19=48,2 мин

Находим передаваемые моменты

Т1=9750 =9750

Т2=9750

Т3=9750

1.2.3 Расчет клиноременной передачи

Тип сечения ремня в зависимости от передаваемой мощности (N=1,1кВт) и при окружной скорости (до 5 м/с) принимаем «А».

Параметры сечения:

высота ремня h=8мм

длина по средней линии bр=11 мм

площадь сечения F=81 мм

Межосевое расстояние принимаем Аw=375 мм

Диаметр ведущего шкива принимаем D1=98,4 мм

Диаметр ведомого шкива:

D2=D1pn

D2=мм

Принимаем D2=152,4 мм

Находим необходимую длину ремня:

L=;

L=мм

По ГОСТ1284.1-75 принимаем Lp=1120 мм

Находим необходимое число ремней в передачи:

Z=

Находим скорость ремня:

Число пробегов в секунду:

Исходя из полученного значения принимаем значение предварительного натяжения

Значение коэффициента К_о в зависимости от у_о и D1 принимаем К_о=1,65 Н/мм²

,

где

С_б - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата

б₁=,

где

б₁ - угол обхвата ведущего шкива;

б₁=

С_б=

С_д=, где

С_д - коэффициент, учитывающий влияние скорости

С_д=

С_р, где

С_р - коэффициент, учитывающий режим работы

Р , где

Р - окружное усилие, Н

Z

Принимаем в передачи 1 ремень.

Найдем расчетную долговечность ремня:

n=

у_y - предел выносливости; у_yН/мм²

у_max - полное напряжение; Н/мм²

у_max=у₁+у_v+у_u

у₁=у_o+

у₁= Н/мм²

у _v=с, где

с - плотность материала; с=1,2·10³ кг/м³

у_v=1,2·10^-3·7,3²·10^-6=0,06 Н/мм²

у_u=E_u,

где

E_u - модуль упругости; Е=65Н/мм²

у_u= Н/мм²

у_max=2,58+0,06+5,28=7,92 Н/мм²

m - показатель степени для клиновых ремней m=8

С_i - коэффициент, учитывающий передаточное отношение С_i=1,35

C_н - коэффициент, учитывающий не постоянство работы C_н=1

Что вполне достаточно.

Сила давления на валы

Н

1.2.4 Расчет червячной передачи

Определим предварительную скорость скольжения:

,

где

n₂ - число оборотов червяка; n₂=916 мин^-1

Т₃ - крутящий момент на вале червячного колеса; Т₃=162 Н·м

V_c= м/с

Исходя, из полученной скорости скольжения для изготовления червячного колеса применим оловянную бронзу марки БрОЦ5-5 по ГОСТ613-79.

Предел прочности у_в=210 МПа,

Предел текучести у_т=100 МПа,

Допускаемые напряжения.

Контактные напряжения:

,

где

С_д=1,21

МПа

Напряжение изгиба:

МПа

Материал для изготовления червяка примем Сталь 45 по ГОСТ1050-88;

Зубья червяка - 45…50HRC.

Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного отношения U_чп; т.к. U_чп=19 следовательно Z1=2.

Число зубьев червячного колеса Z2=

Предварительное межосевое расстояние:

,

где

- предварительный коэффициент нагрузки.

,

где

мм

Исходя, из конструктивных значений межосевое значение червячной передачи примем d_w=120 мм.

Значение коэффициента диаметра червяка q=10 мм

Осевой модуль передачи m=5 мм

Коэффициент смещения x=0

Находим угол подъема витков червяка

Проверка зубьев по контактным напряжениям.

Расчетное контактное напряжение

- коэффициент нагрузки;

МПа

Условие выполнено.

Расчет геометрических параметров.

Червяк.

Делительный диаметр:

мм,

Диаметр вершин витков:

мм;

Диаметр впадин витков:

Длину нарезанной части червяка принимаем в=130 мм.

Червячное колесо.

Диаметр делительной окружности:

мм;

Диаметр окружной вершины зубьев:

Наибольший диаметр:

мм;

Диаметр окружности впадин зубьев:

мм;

Ширина венца:

при ,

мм;

Принимаем в=40 мм.

Проверка зубьев по напряжениям изгиба:

коэффициент нагрузки,

коэффициент формы зуба,

МПа,

МПа.

Условие по напряжениям изгиба выполнено.

Находим силы, которые действуют в зацеплении (рисунок 1.11).

Окружная сила на колесе:

Н;

Окружная сила на червяке:

Н;

Осевая сила на колесе:

Н;

Осевая сила на червяке:

Н;

Радиальная сила:

 Н.

1.2.5 Расчет вала червяка

Исходные данные для расчета:

Подшипник выбираем роликовый конический однорядный №7306 по

ГОСТ 333 - 79 (рисунок 1.12).

Частота вращения вала п- 916 мин^-1;

Крутящий момент Т - 10,9 Нм;

Определение реакций опор (рисунок 1.13):

Плоскость XOZ:

Н;

Н.

Плоскость YOZ:

Н;

Н;

Суммарные реакции опор:

Н,

Н.

1.2.6 Подбор подшипников качения для вала червяка

Для вала червяка выбираем подшипники роликовые конические однорядные средней серии №7306 - 79.

Схема установки подшипников в “распор” (рисунок 1.14).

Необходимый ресурс подшипников L_n=5000 ч. (гарантийный срок работы).

Исходные данные:

R_r1=200 Н,

R_r2=720 Н,

F_a1=1705 Н,

Подшипник:C_r=43 кН,

C_or=29,5 кН

Значение коэффициентов:

e - 0,34;

Y - 1,78;

Y₀ - 0,98.

Находим значение осевых составляющих:

Н,

Н;

Следовательно, осевые силы:

Н,

 Н;

Находим отношение:

V - коэффициент вращения: 1,0

Находим эквивалентную динамическую нагрузку:

коэффициент безопасности: 1,4

коэффициент температурный: 1,0

Н,

Н;

Как видно из расчетов наиболее нагруженная опора “Б”.

Дальнейший расчет ведется по ней.

Расчетная долговечность подшипника:

час,

где коэффициент, учитывающий свойства материала деталей

подшипника: 1,65

коэффициент степени: 10/3

час;

 выбранный подшипник удовлетворяет необходимому условию.

1.2.7 Проверка опасного сечения вала - червяка

Наиболее опасное сечение вала находится в опоре “Б” под подшипником.

Исходные данные для расчета.

Изгибающий момент в опасном сечении M_max=60 Нм,

Диаметр вала в опасном сечении d_в=30 мм,

Материал вала - сталь 45;

Предел прочности у_в - 900 МПа,

у_т - 650 МПа,

у_-1 - 380 МПа,

ф_-1 - 230 МПа

Проверим вал на статическую прочность.

Коэффициент запаса прочности:

,

где

коэффициент запаса: 2,5

эквивалентное напряжение,

,

где

осевой момент сопротивления,

 мм³;

МПа;

Условие по статической прочности выполнено.

Проверка опасного сечения вала на сопротивление усталости:

,

где

коэффициент запаса по нормальным напряжениям,

коэффициент запаса по касательным напряжениям;

амплитуда напряжений цикла в опасном сечении;

полярный момент сопротивления,

 мм³,

МПа;

МПа,

где

пределы выносливости вала в опасном сечении;

коэффициент шероховатости: 1,15;

коэффициент поверхностного упрочнения: 1,0;

МПа

МПа

Коэффициент запаса:

Условие по сопротивлению усталости выдержано.

Проверка шпоночного соединения (рисунок 1.15).

Проверка шпоночного соединения «вал - шкив»

Шпонка, фиксирующая шкив - 6?6?36.

- рабочая длина шпонки;

- длина шпонки; мм

- ширина шпонки; мм

мм

h - высота шпонки; h=6мм

t₁ - глубина паза; t₁=3,5мм

d - диаметр вала; d=22мм

Т - крутящий момент; Т=10,9Н·м

Н/мм²

Выбранное шпоночное соединение удовлетворяет условию.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Служебное назначение детали

Рассматриваемая деталь корпус входит в состав тестокруглительной машины, которая предназначена для улучшения структуры, заделки поверхностных пор и предания тестовым заготовкам, поступающим из тесторазделительной машины, круглой формы. Тестокруглительная машина применяется на предприятиях хлебопекарной промышленности при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

Корпус является одной из основных частей тестокруглительной машины и выполняет две основные функции:

Как основание, на нем крепиться электродвигатель привода, который передает движение на червячную пару.

Как корпус редуктора, в котором установлена червячная пара, передающая движение на рабочий орган машины.

Анализируя действующие нагрузки на корпус, приходим к выводу, что основными нагрузками являются два фактора:

Вибрация электродвигателя.

Масса рабочих органов (чаша, спираль), которые давят на корпус, а также неравномерность вращения чаши со ступицей.

Принимая во внимание, что эти нагрузки не особенно велики и конструкция корпуса достаточно жесткая, чтобы их воспринимать (т.е. имеющиеся ребра жесткости, толщина стенок достаточна) можно сделать вывод, что условия работы корпуса легкие.

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о данной детали, т.е. все размеры и сечения совершенно четко и однозначно объясняют ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми допусками, шероховатостью обрабатываемых поверхностей, допускаемыми отклонениями от правильных геометрических форм, а также с взаимным расположением поверхностей.

Основными рабочими поверхностями вала являются:

Поверхность основания - служит для установки корпуса (а следовательно и всей машины) на фундамент.

Поверхность 50Н7 - служит для установки оси, на которой крепится ступица с червячным колесом, а также спираль.

Поверхность 110 - служит для упорного подшипника закрепленного на оси.

Две поверхности 72Н7 - служат для установки подшипников качения вала червяка.

Верхняя поверхность и отверстия на ней - служат для установки и закрепления качающейся подмоторной плиты для электродвигателя.

На чертеже имеются все необходимые технические требования. В том числе:

определена точность отливки (10-6-14-10 по ГОСТ 26645-85);

определены неуказанные литейные радиусы (5…8 мм);

определено покрытие внутренних и наружных необработанных поверхностей;

определены допускаемые размеры и взаимное расположение раковин на обработанных посадочных поверхностях;

определены размеры допускаемых раковин в резьбовых отверстиях;

определена необходимость зачистить до блеска и законсервировать смазкой ПВК ГОСТ 19537-74 поверхность Г;

определена необходимость и место маркировки обозначения чертежа на детали.

Материал детали

Деталь изготовлена из серого чугуна СЧ20 ГОСТ 1412-85.

В состав чугуна входят следующие химические элементы:

углерод - 3.33.5 %;

кремний - 1.42.4%;

марганец - 0.71.0%;

сера - не более 0.15%;

фосфор - не более 0.2%.

Механические свойства чугуна:

Плотность - 7100 кг/м³.

Линейная усадка - 1.2%.

Модуль упругости при растяжении - 85000110000 МПа.

Удельная теплоемкость

при температуре от 20^о до 200^оС - 480 Дж.

Коэффициент линейного расширения

при температуре от 20^о до 200^оС - 9.5х10^-6 1/^оС.

Теплопроводность при 20^оС - 54 Вт.

Рассмотрим технологический маршрут изготовления детали таблица 1.1.

Таблица 2.1 - Маршрут изготовления детали

Сравнивая маршрутный технологический процесс с типовым технологическим процессом на однотипные детали мы не находим существенных различий. Поэтому изменение порядка технологических операций можно считать нецелесообразным. Но, рассматривая уровень прогрессивности методов обработки, мы видим, что они не достаточно производительны.

Анализируя технологический процесс можно рекомендовать после обработки наружных базовых поверхностей вместо остальных операций ввести горизонтальную сверлильно-фрезерно-расточную операцию на обрабатывающем центре с ЧПУ и вертикальную сверлильно-фрезерно-расточную операцию на обрабатывающем центре с ЧПУ, что позволит значительно сократить время на обработку (за счет сокращения вспомогательного и подготовительно-заключительного времени) и увеличить точность обработки.

Проводя анализ уровня механизации и автоматизации технологического процесса можно сделать вывод, что в нем практически не используется приспособления.

Исходя из этого, рекомендуется разработать несколько приспособлений. В частности можно разработать приспособление для крепления детали горизонтальную фрезерно-сверлильно-расточную операцию с пневматическим зажимом, также можно разработать пневматическое приспособление для зажима детали на вертикальную фрезерно-сверлильно-расточную операцию. Оба эти приспособления позволят сократить вспомогательное и подготовительно-заключительное время.

Оценивая применяемые методы и средства измерений в существующем технологическом процессе можно обнаружить, что линейные размеры в большинстве операциях, как правило, контролируются штангенциркулем, но в случае контроля более точных и ответственных размеров (например, при растачивании отверстия 50Н7) используют пробки. При контроле резьбовых отверстий применяются пробки. Для контроля соосности отверстий 72Н7 применяется валик. Плоскостность контролируется с помощью набора щупов и линейки. Для контроля перпендикулярности поверхностей применяются специальные приспособления. Сальниковая канавка контролируется с помощью специального шаблона. Проанализировав применяемые методы и средства измерений в существующем технологическом процессе можно прийти к выводу, что они обеспечивают необходимую точность контроля.

2.2 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь «Корпус» изготавливается из серого чугуна марки СЧ20 методом литья, поэтому получение наружного контура детали, а также внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей. Следует отметить, что толщина стенок детали достаточна для их получения литьем. Далее следует отметить наличие ребер жесткости снизу детали, которые увеличивают жесткость и прочность детали в данном месте, как в процессе работы, так и при механической обработке. Отсюда следует вывод, что наличие ребер жесткости является технологичным. Также следует отметить отсутствие больших температурных узлов (т.е. мест, где имеется большое скопление металла), что говорит о том, что при заливке металла все места прольются хорошо и при остывании металла не будет возникать температурных перепадов, которые приводят к возникновению трещин, пор и т.д. А это говорит о том, что деталь получится однородной с точки зрения механических свойств материала, что в свою очередь увеличивает качество детали, следовательно, отсутствие данных узлов технологично.

Рассматривая и анализируя конструкцию детали, а также требования к шероховатости и точности обрабатываемых поверхностей можно сделать вывод, что деталь с точки зрения механической обработки достаточно сложна, так, как требует обработки практически со всех сторон. Однако следует отметить, что все обрабатываемые поверхности открыты и доступны для механической обработки, что в свою очередь позволяет применять высокопроизводительные методы обработки, что также говорит о технологичности детали.

Приведем качественную оценку технологичности детали по коэффициенту технологичности К_тч; коэффициенту использования заготовки К_з; коэффициенту использования материала К_м и сопоставим с нормами ГОСТ 14202-75.

,

где - средний коэффициент точности, определяется по формуле

,

где - квалитет точности обработки;

- число размеров составляющих квалитет.

;

.

При деталь считается технологичной.

,

где - масса детали;

- масса заготовки.

.

При деталь считается технологичной.

,

где - норма расхода материала;

,

где - масса отходов, кг, от массы заготовки.

кг;

кг;

.

При деталь считается технологичной.

Таким образом деталь по всем показателям ГОСТ 14262-75 технологична.

С точки зрения технологичности (как то точность обработки, время обработки) следует отметить, что данную деталь следует обрабатовать с применением станков с ЧПУ (типа обрабатывающего центра), а также для обработки отверстий 50H7, 72Н7 и канавки для уплотнения следует разработать специальный режущий инструмент. Так для 72Н7 следует ввести длинный комбинированный инструмент сверло-зенкер, что позволит обработать два отверстия 72Н7 за один проход, что в конечном итоге сократит время обработки, а также позволит получить необходимые размеры и отклонения. Для 50H7 следует применить тот же самый тип инструмента.

Для канавки наиболее рациональным режущим инструментом будет фреза типа дисковой.

2.3 Определение типа производства

Тип производства и соответствующие ему формы организации работы определяет характер технологического процесса и его построение. Поэтому перед проектированием технологического процесса механической обработки детали он должен быть известен.

Согласно ГОСТ 14004 - 83, основной характеристикой типа производства является коэффициент закрепления операций, равный отношению всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест (К_зо) [3].

Коэффициент К_зо в соответствии с ГОСТ14004-83 принимают:

- для массового производства К_зо=1

- для крупносерийного производства 1 К_зо 10

- для среднесерийного производства 10 К_зо 20

- для мелкосерийного производства 20 К_зо 40

Тип производства определяем по коэффициенту закрепления операций :

; [3, стр20]

где - сумма операций, выполняемых на оборудовании в течении расчетного периода, определяется по формуле

; [3]

где - фактический коэффициент загрузки, определяется по формуле

; [3]

где - расчетное количество оборудования, определяется по формуле

;

где - программа запуска, шт., определяется по формуле

;

где - процент, учитывающий брак в изготовление, принимаем =2%;

- программа выпуска, =500 шт.;

шт.;

- штучно-калькуляционное время обработки, мин., определяется по формуле;

;

где - основное время обработки, мин., определяется по приближенным формулам:

Основное время при фрезеровании определяется по формуле

[3]

где - длина обрабатываемой поверхности, мм;

- количество одинаковых поверхностей.

Основное время при сверлении определяется по формуле

где - обрабатываемый диаметр, мм;

- длина обрабатываемой поверхности, мм;

- количество одинаковых поверхностей.

Основное время при нарезании резьбы

где - обрабатываемый диаметр, мм;

- длина обрабатываемой поверхности, мм;

- количество одинаковых поверхностей.

Основное время при растачивании

где - обрабатываемый диаметр, мм;

- длина обрабатываемой поверхности, мм;

- количество одинаковых поверхностей.

- коэффициент серийности, для фрезерования, сверления и нарезания резьбы =1,84; для растачивания =3,25. Приложение 1 [3].

Расчеты основного времени заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2-Данные для расчета основного времени

Итого по операциям имеем:

1. Фрезерная

мин.;

мин.;

2. Сверлильная

мин.;

мин.;

3. Расточная

мин.;

мин.;

- действительный годовой фонд времени при двухсменной работе оборудования, =4015 ч. Таблица 5 [3],

- нормативный коэффициент загрузки, =0,85 [3];

- принятое количество оборудования.

- сумма принятого оборудования (рабочих мест).

Определим расчетное количество оборудования на фрезерные операции

Принимаем

Определим расчетное количество оборудования на сверлильные операции

Принимаем