Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство литых заготовок

Введение

Основными технологическими способами получения заготовок являются прокатка, ковка, штамповка, литье, сварка, порошковая металлургия. При на-личии нескольких способов выбор делают исходя из условий обеспечения мак-симального приближения формы заготовки к готовой детали, а также макси-мальной производительности труда и минимальной себестоимости детали.

В связи с выходом в свет новых стандартов, регламентирующих весь комплекс работ по разработке чертежей заготовок, имеющаяся учебно-методическая литература во многом устарела.

В процессе выполнения курсовых проектов по технологии машинострое-ния, металлорежущим станкам и дипломном проектировании студенты встре-чают значительные трудности в проектировании заготовок и разработке рацио-нальных способов их получения.

Дефицит учебной и справочной литературы в библиотеках, отсутствие справочных материалов в методических указаниях затрудняет работу студен-тов над проектами и отрицательно влияет на их качество.

В связи с созданием в России рыночной экономики стоит задача резкого повышения качества продукции, что необходимо как для работы в условиях конкуренции внутри страны, так и для выхода на внешний рынок. Указанные обстоятельства требуют от инженера машиностроителя глубоких знаний в об-ласти получения заготовок различными способами.

Характерно, что удельный вес заготовительной стадии с течением време-ни возрастает, а обрабатывающей - снижается (за последние 13-15 лет удель-ный вес трудоемкости механической обработки снизился с 50 до 34%). Это подтверждает основную тенденцию развития машиностроения на современном этапе - перемещение формообразования деталей из механических цехов в заго-товительные, т.е. максимальное приближение заготовок по форме, размерам и массе к готовым деталям.

Преобладающей тенденцией развития технологии в машиностроении остается внедрение малоотходной и малооперационной технологии, смещение центра тяжести работ на заготовительное производство.

1. Производство литых заготовок. Анализ конструкции литой детали

При выборе способа изготовления отливки, определяющими факторами являлись масса детали, её размеры и количества требуемых литых заготовок т.е серийности. Так как заготовка имеет сравнительно небольшую массу (7кг) и программа выпуска отливок 8 тыс. шт, заготовка относиться к I первому группе сложности, следовательно выбираем литьё в песчаные формы.

1.1 Назначение, описание и технические требования детали

Корпус входит в состав приспособления для снятия фаски с деталей типа тел вращения. Приспособление устанавливается на стол станка в Т-образные пазы с помощью шпонок 29 и крепится винтом 9. Крепление заготовки в приспособлении осуществляется вручную с помощью крана управления 30. При поступлении воздуха в рабочую зону поршня, усилие передаётся на термопласт 21, через шток 4. В результате чего термопласт расширяется и происходит зажим заготовки в приспособлении.

Технические требования:

1. Изготовить деталь из отливки.

2. Неуказанные предельно допустимые отклонения IT 14.

3. Недопустимые дефекты на необрабатываемых поверхностях: раковины, трещины, заусенцы.

4. Твёрдость НВ 180-200.

5. Не параллельность верхней плоскости относительно выточки 0,03/200мм.

1.2 Основные характеристики материала детали.

Химический состав и другие характеристики приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Материал	Документ
Сталь 15Л	ГОСТ 977-75
Плотность	7820 кг/м.куб.
Назначение	копровые бабы, блоки, ролики, корпусы, поводки, захваты, пильные рамы, детали сварно-литых конструкций, плиты, подушки
Модуль упругости	E=200000 МПа
Модуль сдвига	G=78000 МПа
Свариваемость	сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС.
Химический состав	Кремний:0.20-0.52,Марганец:0.30-0.90,Медь:0.30, Никель:0.30,Сера:0.045,Углерод:0.12-0.20, Фосфор:0.04,Хром:0.30,
Склонность к отпускной способности	не склонна
Механические характеристики
Состояние	уВ, МПа	уТ МПа	ш, %	дБ, %	НВ	Доп.
Нормализация 920 град, отпуск 680 град.	400	200	35	24		лин. усадка: 2.2-2.3%

Назначение. Детали, подвергающиеся ударным нагрузкам и резким изменением температуры, а так же детали сварочно-литых конструкций с большим объёмом сварки. Температура критических точек для отливок Ас₁ = 735 єС, Ас₂ = 863 єС.

Механические свойства стали после термообработки. Нормализация или закалка - 910-330 єС. Отпуск - 670-690 єС. Технологические свойства стали. Склонность к образованию усадочных раковин К_у.р =0,9. Обработка резанием при НВ 121-126.

Материал резца - твёрдый сплав, БРС. Сваривается без ограничений. Не склонна к отпускной способности.

1.3.Технологичность конструкции детали (признаки не технологичности с пояснениями, количественная оценка технологичности конструкции детали)

По результатам анализа конструкции детали необходимо дать заключение о технологичности. Если какой либо элемент конструкции не отвечает требованиям технологичности, то необходимо совместно с конструктором изделия откорректировать чертеж детали в соответствие с требованиями ЕСКД. При этом все предложения по изменению конструкции детали должны быть систематизированы и обоснованы.

Технологичность конструкции детали оценивается качественно и количественно.

Качественная оценка технологичности конструкции детали может быть представлена перечнем элементов конструкции, которые вызывают затруднение при изготовлении заготовки и детали с пояснениями причин затруднений.

1) Внешняя поверхность детали.

Наличие на внешней поверхности детали углублений, выступов является признаком нетехнологичности, так как при изготовлении этих элементов требуется применять дополнительную литейную оснастку.

2) Наличие отверстий и внутренних полостей.

3) Низкие литейные характеристики используемого материала

4) Несоответствие формы необрабатываемой поверхности детали требованиям литейного технологического процесса (требования к радиусам по сопрягаемым поверхностям и требования к литейным уклонам).

5) Неучитывание принципа неравномерного твердения в конструкции детали.

Технологичность конструкции детали оценивается количественно коэффициентом точности, коэффициентом шероховатости поверхности, коэффициентом использования металла.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле

К_тч =1-1/IT9=0,9 (2.9)

где IT_ср средний квалитет точности обработки изделия.

Средний квалитет точности обработки изделия определяется по формуле:

IT_ср=(IT8+ IT10)/2= IT9, (2.10)

где IT_i квалитет точности;

n_i- количество размеров имеющих точность соответствующего квалитета;

h общее количество принятых во внимание размеров детали.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

К_ш=1-1/ Ra 3,95= 0,75 (2.11)

где Ra _ср среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности по Ra для всех обрабатываемых поверхностей, мкм.

Среднее числовое значение параметра шероховатости по Ra определяется по формуле:

Rа _ср =(Ra1,6+ Ra 6,3) /2 = Ra 3,95, (2.12)

где Ra_i числовое значение параметра шероховатости поверхности, мкм;

m_i количество поверхностей, имеющих соответствующую шероховатость;

m общее количеств принятых во внимание поверхностей.

Коэффициент использования металла определяется после выбора заготовки, определения ее массы и нормы расхода материала по формуле:

Коэффициентом использования материала (КИМ) называется отношение массы детали к норме расхода материала на изготовление этой детали.

Коэффициент использования металла:

КИМ = М_дет / M_рм = 7 / 8,894 = 0,79;

Под нормой расхода материала подразумевается полный расход метал-ла на получение самой заготовки и дополнительный расход материала на образование литниковой системы, потери материала при пробивке отверстия и в облой при штамповке, затраты на разрезку прутка, на окалину и т.д.

В качестве показателей технологичности литых заготовок применяются коэффициенты выхода годного КВГ, которые определяются отношением массы очищенных и обрубленных отливок к массе залитого в форму жидко-го металла.

Коэффициент выхода годного:

КВГ = М_отл / M_рм = 8,555 / 8,894 = 0,96;

литьё конструкция себестоимость литниковый заготовка

2. Разработка чертежа отливки (литой заготовки)

Выбор способа литья.

1. Определение серийности производства.

Важным условием повышения рентабельности литейного производства является соответствие выбранного способа литься программе выпуска отливок. Тип производства выбираем по массе отливки в зависимости от количества выпускаемой продукции, так как масса отливки примерно равна 7 кг < 20 кг, а годовая программа выпуска 8000 шт. выбираем тип производства: серийное

2. Определение группы сложности. Выбираем литьё в песчаные формы, марка стали 15Л. Так как масса отливки менее 100 кг, максимальный габаритный размер менее 1000 мм и имеет невысокие рёбра толщиной менее 30 мм, то отливка относится к первой группе сложности [1] )

Определение положения разъёма в литейной форме и положение отливки в форме представлено на рис. 1. (стр. 60 [1]).

Рис. 1. Плоскость разъема

Основные характеристики отливки

3. Класс размерной точности выбираем по табл. 1 [2], выбор производим по наибольшему габаритному размеру 220 мм (длина) и по используемому материалу, а так же по выбранному способу литья, группе сложности детали и по серийности производства. С учётом всего вышеперечисленного выбираем 11 класс размерной точности.

Степень коробления элементов отливки выбираем по табл. 2 [2]. Эту характеристику определяем по отношению наименьшего размера 15 мм (толщина стенки) к наибольшему размеру 220 мм (длина детали) получим примерно 0,07, что соответствует диапазону от 0,05 до 0,1. При определении степени коробления учитываем вид литейной формы, т.е. в нашем случае - разовая, а так же учитываем марку материала и группу сложности. Выбираем наименьшую из диапазона 6 степень коробления, так как отливка простая.

4. Определение допусков на размеры, формы, расположение и неровности поверхности отливок. Расчёт допусков будем производить по 2-м размерам (100 и 220 мм) литейной детали при этом размеры возьмём, так что бы они существенно отличались друг от друга. Расчёт производим в 3-и этапа с использованием 3-х таблиц:

4.1. Определяем допуски на линейные размеры табл. 3 [2]. Выбор допуска производиться в зависимости от величины размера и от класса точности. Для размера 100 мм он составляет 4,4 мм, а для размера 220 мм -

5,6 мм.

4.2. Допуск формы и расположения элементов отливок табл. 4 [2]. Выбор производиться по номинальному размеру и по 6 степени коробления, которую мы определили ранее. Для размера 100 мм он составляет 0,4 мм, а для размера 220 мм - 0,8 мм.

4.3. Определение общего допуска выполняем по табл. 5 [2]. При этом используем предыдущие 2-а допуска. На размер 100 мм общий допуск составляет 5 мм, а на размер 220 мм 6,4 мм.

5. Степень точности поверхности отливки. Определяется по табл. 6 [2] она находиться по наибольшему габаритному размеру 220 мм по материалу литейной детали, по выбранному способу литья, а так же учитывается группа сложности и серийность производства. Так как меньшие значения относятся к простым деталям, но к условиям массового автоматизированного производства, то, следовательно, выбираем 15 степень точности поверхности.

6. Класс точности массы ГОСТ 26645-85 приложение 5 табл. 3. Определяется по номинальной массе литой детали умноженной на 1,5. m_н = 7·1,5 = 10, 5 кг, так же определяется по материалу литой детали по способу литья по группе сложности и по серийности производства. Выбираем 9 класс точности массы.

7. Допуск смещения отливки по плоскости разъёма. Данный параметр определяем, если отливка находится в 2-х частях литейной формы, так как в нашем случае, отливка находиться в одной части литьевой формы, то допуск смешения равен 0.

8. Определение припусков на обработку отливок. Они определяются в 3-и этапа:

8.1. Определение ряда припусков на обработку. Припуски и ряды припусков определяем на 2 размера. Ряды припусков находим по табл. 8 [2]. Для 15 степени точности, с учётом того, что материал сталь 15Л и производство серийное, выбираем 6 ряд припусков.

8.2. Выбор окончательной механической обработки по рассматриваемым 2 размерам. Для размера 220 выбираем черновую обработку, так как поверхность при сборке детали, ни с чем не контактируют и не являются ответственной, а для размера 100 мм выбираем получистовую обработку, так как плоскость этого размера является установочной.

8. 3. Определение общего припуска на обработку табл. 9 [2]. Зная общий допуск элементов отливки и вид окончательной механической обработки, ряд припусков на обработку по табл. 9 определяем общий припуск на размер 100 мм - 4,8 мм, а на 220 мм - 4,3 мм.

9 Определение минимальной толщины стенки отливки.

Правильно выбранная толщина стенок обеспечивает не только необходимую жёсткость, герметичность и другие требуемые служебные свойства изделий, но и является одним из важнейших условий получения годных отливок с высоким коэффициентом использования металла. Черезмерная толщина стенок увеличивает массу детали, вызывает появление усадочных рыхлот, пористости и других дефектов, снижает прочность изделия и часто приводит к браку. Необходимая жёсткость может быть достигнута и при тонких стенках с использованием рёбер жёсткости.

Наименьшая толщина стенок должна обеспечивать требуемую расчётную прочность и удовлетворять требованиям технологии литья.

Толщина стенок литых деталей определяется не только условиями работы и конструкцией детали, но и литейными свойствами сплава, а так же технологическими особенностями получения отливки

Наименьшую толщину стенки литой детали получаемой в песчаной форме, определяем по графику рис. 4.4. стр. 45 [1] в зависимости от величины N = 0,23 м (приведённый габарит детали). Соответствующая минимальная толщина стенки должна быть не меньше 8 мм.

10. Расчёт формовочных уклонов и литейных радиусов. Формовочные уклоны предусмотрены для удобства извлечения отливки из литейной формы. Формовочные уклоны на рабочих поверхностях делают в том случае, если в отливке не предусмотрены конструктивные уклоны. Формовочные уклоны выбираем по табл. 5.3. так как способ - литьё в песчаные формы возьмём значение формовочного уклона 1є. Если в отливке имеется несколько поверхностей с формовочными уклонами, рекомендуется все уклоны делать одинаковыми (стр. 74-75 [1]).

Литейные радиусы устанавливают на отливках в диапазоне от 0,5-10 мм в зависимости от способа литья и толщины сопрягаемых стенок отливки. При толщине стенок 15 мм литейные радиусы получим равные 5 мм (стр. 76 [1])

Выбрав припуски, уклоны, радиусы можно приступать к разработке эскиза на отливку.

Чертёж литой детали является основой для разработки. Припуски на механическую обработку выполняют только на обрабатываемые поверхности. Мы будем увеличивать их на величину припуска на диаметр в 2-е стороны. По всем поверхностям необходимо предусмотреть формовые уклоны. Необходимо так же учитывать литейные радиусы.

3. Разработка эскиза отливки с элементами литниковой системы

Эскиз разрабатывается на основании чертежа на отливку при этом добавляется линия разъёма модели, стержни, литейные напуски, элементы литниковой системы.

Площадь поперечного сечения каналов-питателей литниковой системы

m - масса заливаемого металла в кг;

з - коэффициент расхода литниковой системы 1 см²;

с - плотность металла, 7,8 г/см³;

g - ускорение свободного падения;

H - высота питателя, 150 мм ;

ф - время заливки в секундах; 6 сек

ф = f·(д·m)^0,33

f - зависит от материала, сталь 1,3

д - толщина отливки, 30 мм;

m - масса, 7 кг

3.1 Расчёт себестоимости отливки

1. Эскиз отливки с указанием литейной формы и литниковой системы при этом дополнительно к изображению отливки на эскиз наносят питатели и каналы по которым подходит жидкий металл.

2. Расчёт массы отливки, нормы расхода металла, коэффициент использования металла и выхода годного.

Масса отливки определяется по массе детали (m_дет) путём добавления массы припуска (m_пр), т.е. М_отл= m_дет+ m_пр= 7+ 1,555 = 8,555 кг, а масса припуска m_пр=V_пр·с = 199,35·7,8 = 1,555 кг.

Норма расхода металла M_рм = М_отл + М_лс= 8,555 + 0,339 = 8,894

Коэффициент использования металла:

КИМ = М_дет / M_рм = 7 / 8,894 = 0,79;

Коэффициент выхода годного:

КВГ = М_отл / M_рм = 8,555 / 8,894 = 0,96;

3.2 Технологический процесс литья.

Литьё в песчаные формы.

005 Транспортировочная операция вспомогательная. В рамках этой операции производиться перемещение оснастки и материалов на рабочее место. Продолжительность этой операции не более 30 мин, с учётом того что сразу перевозиться много деталей, следовательно, на одну деталь 3 мин. Рабочий - грузчик, 3 разряд.

010 Изготовление стержней. Установка для формования стержней и стержневой ящик, рабочий формовщик, 3 разряд, время 2 мин.

015 Изготовление литейной формы. Используются модель и опока, формовщик 3 разряда, время на изготовлении 7 мин на одну форму.

020 Плавка металла. Обычно используют плавильный агрегат в виде индукционной печи. Рабочий плавильщик с высшим образованием, разряд 4. На одну деталь 2 мин, так как плавится одновременно много тонн металла.

025 Выпуск и транспортировка металла. Заливается в раздаточный ковш и перемешается по рельсам. Рабочий крановщик 3 разряда, время 1 мин.

030 Заливка литейной формы. Выполняется на установке, рабочим литейщиком 4 разряд. Время выполнения заливки 1 мин.

035 Выбивка отливки из формы. Используется установка для выбивки, отливка выпадает от вибрации. Длительность 3 мин.

040 Обрубка, используется обдирочный станок, молоток или кувалда. При обрубке с отливки частично удаляются элементы литниковой системы и остатки песчаной формы.

045 Термообработка - нормализация. Рабочий - термист, 3 разряд, время 2 мин.

050 Очистка отливки. Производится в дробометных барабанах. Время загрузки и выгрузки 1 мин. Разряд рабочего 3.

055 Обрезка и зачистка. Обрезка на кривошипных прессах с помощью штампов, а зачистка на обдирочных зачистных станках. Рабочий 3 разряд, время на одну деталь 3 мин.

060 Контроль отливки. Производится на контрольном столе, мерительным инструментом. Контролёр 3 разряд.

065 Окрашивание, окрасочная и сушильная камеры. Рабочий маляр 3 разряда, время выполнения 2 мин.

3.3 Расчёт технологической себестоимости

Приблизительный расчёт технологической себестоимости выполняется по прейскурантам. Более точный расчёт выполняется с использованием технологического процесса. Технологическая себестоимость отливки складывается из 5 составляющих:

С_т = М_о + З + Э + И + Р;

М_о - масса основного материала отливки;

М_о=m_нр·Ц_мет - m_отх·Ц_отх = 8,894·20 - 1,894·2 = 174,1 руб.

m_нр - норма расхода металла;

Ц_мет - цена металла;

m_отх - масса отхода металла;

Ц_отх - цена отхода.

Для стали цена металла 20 руб/кг, отходы 10% от стоимости металла.

З - зарплата производственных рабочих;

, З_i = ф_i ·C_i ·Ч_i = 21·1,5+2·2 = 35,5 руб

ф_i - время раборы i-го рабочего;

C_i - тарифная ставка i-го рабочего;

3 разряда - 1,5 руб/мин

4 разряда - 2 руб/мин

5 разряда - 2,2 руб/мин

Ч_i - число рабочих.

Э - затраты на энергоресурсы.

Э = m_нр· (q_пл·К_пл·Ц_э+С_м·t_пл·К_т·Ц_э) =

= 8,894·(280·2·0,001+0,5·1550·3·0,001)=25,66 руб;

q_пл - теплота плавления для стали 280 кДж/кг;

К_пл - коэффициент учитывающий использование энергоресурсов, для индукционной печи К_пл = 2;

Ц_э - цена энергоресурсов, Ц_э = 0,001 руб/кДж;

С_м - удельная теплоёмкость металла, для железа 500 Дж/ кг·с.

t_пл - температура плавления для стали 1550єС.

К_т - коэффициент учитывающий использование энергоресурсов, К_т = 3.

И - затраты на инструмент и литниковую форму.

И = V·C_ф·К_з = 0,0033·1000·2 = 6,6 руб.

V - объём параллелепипеда в который может быть помещена отливка, м³;

C_ф - стоимость литейной формы приводится к единице объёма и составляет для песчаных форм 1000 руб/м³

К_з - коэффициент затрат на наличие стержней.

Р - затраты на оборудование, складываются из затрат на отдельные операции.

Сложное оборудование Ц_об = 20 руб/мин, простое 10 руб/мин.

С_т = М_о + З + Э + И + Р = 174,1 + 35,5 + 25,66 + 6,6 + 120 = 361,86 руб.

4. Производство кованных и штампованных заготовок

4.1 Анализ конструкции детали

Назначение, описание и технические требования детали.

Скользящая вилка является конструктивным элементом промежуточного карданного вала, который предназначен для передачи крутящего момента из коробки передач в раздаточную коробку. Вилка предназначена для перемещения в карданном валу при настройки раздаточной коробки или других растяжениях карданного вала, которые могут возникнуть при работе механизмов, во избежания нагрузки на крестовины которые соединяют: коробку передач с вилкой и карданный вал с раздаточной коробкой.

Технические требования на деталь:

1) Твёрдость НВ 255 - 302

2) Неперпендикулярность поверхности П и О₁ max 0,06

3) Отклонение осей О и О₁ от положения в одной плоскости max 0,05

4) Разность размеров l max 0,1

5) Биение поверхности Д₁ относительно поверхности Д max 0,2; обеспечить технологией.

6) Овальность и конусообразность поверхности Д₁ не более 0,05мм.

7) Заусенцы и острые кромки не допускаются.

8) * Размеры для справок.

4.2 Основные характеристики материала детали.

Материал: Сталь 30Х химический состав стали

% Содержание элементов	Механические свойства
С	Si	др.элем.	у0	ув	у-1	у%
0,28-0,35	0,17-0,37	-	75	95	-	12

30Х - Легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4543-61)

1 - группа хромистая.

Механическая свойства Стали 30Х:

Относительное сужение ш = 45%

Плотность с = 7,85 кг/мм²

НВ твёрдость 187 кг/мм²

Технологичность конструкции детали.

Количественная оценка технологичности детали

Поверхность 1	Квалитет точности	Шероховатость Ra, мкм
	IT7	IT8	IT14	1,6	3,2	6,3
	2	3	4	5	6	7
60+0,06	7	-	-	1,6	-	-
17+1,1	-	8	-	-	3,2	-
	7	-	-	1,6	-	-
32	-	8	-	-	3,2	-
	-	8	-	-	3,2	-
R3	-	8	-	-	3,2	-
	-	-	14	-	-	6,3
	-	8	-	-	3,2	-
R1	-	8	-	-	3,2	-
6	-	8	-	-	3,2	-
32	-	8	-	-	-	6,3
40±2	-	8	-	-	-	6,3
102	7	-	-	-	-	6,3
D40	-	-	14	-	-	6,3
D36,4	7	-	-	1,6	-	-
	7	-	-	1,6	-	-
	-	8	-	-	3,2	-
n, m	5	10	2	4	8	5
ITi*ni	35	80	28	-	-	-
Ra*mi	-	-	-	6,4	25,6	31,5

Коэффициент точности обработки определяется по формуле:

где IT_ср средний квалитет точности обработки изделия.

Точность изготовления детали легко достижима и позволяет обрабатывать без введения операций по увеличению точности размеров детали, т.к. К_ТЧ = 0,88 >0,8

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

где Ra _ср среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности по Ra для всех обрабатываемых поверхностей, мкм.

где Ra_i - числовое значение параметра шероховатости поверхности, мкм;

m_i - количество поверхностей, имеющих соответствующую шероховатость;

m_? - общее количеств принятых во внимание поверхностей.

Шероховатость не отвечает требованиям технологичности, т.к. К_Ш = 0,72 >0,35

Коэффициент использования материала (КИМ):

где Мд - масса готовой детали, кг;

Мзаг - масса заготовки, кг;

в - коэффициент материалоёмкости заготовительного производства (в =0,03)

По данному показателю конструкция детали является не технологичной, т.к. конструкция детали не позволяет уменьшить расход материала до необходимого уровня, КИМ > 0,86.

Количественная оценка технологичности показывает, что деталь не технологична коэффициент использования материала (КИМ = 0,25 < 0,86) коэффициент шероховатости ( К_Ш = 0,72 > 0,35).

4.3 Качественная оценка технологичности

Корпус образован из 17 поверхностей, конфигурация которых получена, как при вращении детали вокруг свой оси, так и при неподвижной установки в приспособлении на столе станка. Рациональным выбором заготовки, с учётом крупносерийного типа производства, является штамповка, которая позволяет выдерживать необходимую точность и шероховатость поверхности.

Геометрическая форма заготовки приближена к правильной, геометрической форме детали, что позволяет снизить расход материала и повысить производительность.

Химические, физические и механические свойства материала, жесткость детали, её габаритные размеры соответствуют технологии изготовления, хранения и эксплуатации. Точность установки, обработки, контроля, обеспечивается за счёт точности и шероховатости поверхностей. Имеющие центровочные отверстия позволяют получить поверхности 2го и 3го класса точности, а также выполнить требования по взаимному расположению поверхностей ( не параллельность, не перпендикулярность).Наружные поверхности открыты, что обеспечивает подвод и перемещение инструмента. Обеспечивается возможность доступной обработки точением, сверлением, фрезерованием, шлифованием. Деталь базируется в центрах и делительной головке при получении шлицов. Применяемые средства и методы обработки, обеспечивают сопряжение поверхностей различных квалитетов и различной шероховатости. Размеры наружных поверхностей, вырастают по мере приближения к патрону, что также выполняет требование технологичности.

Деталь является не технологичной, т.к. для обработки требуется несколько установов, часть поверхности прерывается елементами, которые не образованы при вращении.

Для того, чтобы повысить технологичность детали, можно изменить её форму ( упростить конструкцию ), таким образом, чтобы не изменялась рабочая функция детали, её служебное назначение.

5. Разработка чертежа на поковку

5.1 Расчет массы, класса точности и степени точности поковки

1. Масса поковки (расчетная) - 1,5кг;

,

где расчётная масса поковки, кг;

масса детали, кг;

1,5кг расчётный коэффициент; [1,табл.3.1]

2. Класс точности - Т4 [1,табл.3.3]

3. Группа стали М1 [1,табл.3.2]

4. Степень сложности - С2 [1,табл.3.3]

Масса описывающей фигуры (расчетная):

М_Ф=V_ф·с =

Степень сложности определяется по отношению массы (объёма) поковки к массе (объёму) геометрической фигуры, в которую вписывается поковка.

Степень сложности составит С2, так как заготовка штампуется на кривошипном горячештамповочном прессе не более чем за 4 перехода.

5. Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская)

6. Исходный индекс - 9 [1,табл.3.4]

Расчет припусков и размеров поковок.

1. Основные припуски на размеры [1,табл.4.1]

1,5 - длина 130 мм и чистота поверхности Rz20;

1,4 - диаметр 43 мм и чистота поверхности Ra0,63

1,2 - ширина 85 мм и чистота поверхности Ra6,3

1,3 - диаметр 34 мм и чистота поверхности Ra3,2

2. Дополнительные припуски, учитывающие:

Смещение по поверхности разъема штампа - 0,2 мм [1,табл.4.3]

Отклонение от плоскостности - 0,4 мм [1,табл.4.4]

3. Штамповочные уклоны [1,табл.6.1]

На наружной поверхности - не более принимается

На внутренней поверхности - не более принимается

4. Размеры поковки и допускаемые отклонения

1.Размеры поковки, мм:

длина принимается 133,5

диаметр принимается 46,5

ширина принимается 88

диаметр принимается 33,5

2.Радиус закругления наружных углов 2,0 мм (минимальный),

принимается 2,0мм [1,табл.4.6]

3.Допускаемые отклонения размеров [1,табл.5.1], мм:

длина

диаметр

ширина

диаметр

4. Неуказанные придельные отклонения размеров, т.е. допуск размеров, не указанных на чертеже поковок, принимается равным 1.5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.[см.п.5.5]

5. Неуказанные допуски радиусов закругления 1.0 - на R3, 3.0 - на R10.[1,табл.5.8]

6. Допускаемая величина допускаемого облоя 0,6 мм [1,табл.5.8]

7. Допускаемое отклонение от плоскостности 0,6 мм [1,табл.5.3]

8. Допускаемые штамповочные уклоны оси отростков поковки ±

9. Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа 0,4 мм [1,табл.5.2]

10. Допускаемая величина заусенца 2,0 мм (см. примечание 3 к табл.5,3)

5.2 Технологический процесс изготовления поковки

005 Резка сортового металлопроката на заготовки

Пресс-ножницы усил. 360т (3,6 МН)

Резчик 2 разряда 0,5 мин/шт

010 Контроль заготовки (выборочный 3 шт/час)

Измерительный инструмент

Контролер 3 разряда 0,3 мин/шт

015 Нагрев заготовки

Нагреватель индукционный JMES - 500/2,4

Температура нагрева 1200С

Вальцовщик или штамповщик 4 разряда 6 мин/шт

020 Вальцевание

Вальцы ковочные АКСВ 1255 усил. 63т

Вальцовщик 4 разряда 1мин/шт

025 Штамповка на КГШП

Пресс ковочный К 8544 усил. 2500т (25МН) Температурный интервал 1200-850С.

Штамп ковочный, клещи.

Штамповщик 4 разряда 3 мин/шт

1. Заготовительный ручей.

2. Предварительный ручей.

3. Окончательный ручей

030 Обрезка облоя и пробивка отверстий

Пресс обрезной КБ 9534

Штамп обрезной

Обрезчик 4 разряда 1мин/шт

035 Контроль формы (выборочный 4 шт/час)

Плита разметочная

Измерительный инструмент

Контролер 3 разряда 1мин/шт

040 Термообработка (нормализация)

Печь методическая пламенная (газовая)

Нагрев до 850-750С, выдержка в течении 2 часов

Термист 3 разряда 1мин/шт

045 Контроль твердости

Твердомер ТШ-2

Контролер 3 разряда 1 мин/шт

050 Очистка

Барабан дробеметный 323М

Оператор 3 разряда 2 мин

055 Правка и калибровка

Пресс чеканочный КВ 340 усил. 1000т

Правочный штамп

Штамповщик 3 разряда 1 мин/шт

060 Контроль

Измерительная скоба

Контролер 3 разряда 1 мин/шт

6. Расчет технологической себестоимости поковки

Под технологической себестоимостью понимается сумма затрат, изменяющихся при различных технологических вариантах. Затраты, не изменяющиеся при изменении технологического процесса изготовления детали, в расчете не учитываются.

В общем виде технологическая себестоимость поковки, может быть определена по следующей формуле:

С =М +З +Э+И+Р = 29 + 31,35 + 2250 + 23,75 + 35 = 2370 руб.

где М - затраты на основные материалы поковки;

М = м_м Ц_м - м_от Ц_от,

где м_м - масса металла, используемого для изготовления поковки;

м_от - масса металла отходов, удаляемых с поковки при обрезке;

Ц_м - цена металла, используемого для изготовления поковки (20руб/кг для нелегированных сталей);

Ц_от - цена металла отходов (Ц_от = 0,1 Ц_м ).

М = 1,5 · 20 - 0,5 · 2 = 29 руб

З - зарплата производственных рабочих (с начислениями) на резку металла на заготовки, нагрев заготовки, вальцевание, изготовление поковки, обрезку, термообработку, очистку, контроль и т.п.

Зарплата производственных рабочих определяется путем суммирования затрат на оплату труда рабочих по всем операциям техпроцесса изготовления поковки.

З = У З_i ,

где З_i = Т_i · C_i · Ч_i - оплата труда на i операции;

Т_i - время выполнения i операции в мин (принимается из карты техпроцесса);

C_i - тарифная ставка за мин работы с надбавками (для учебных целей принимаем для 2 разряда 1,2 руб/мин 3 разряда - 1,5 руб/мин; для 4 разряда - 1.8 руб/мин; для 5 разряда - 2,0 руб/мин)

Ч_i - число рабочих занятых на i операции (принимается из карты техпроцесса).

Э - затраты энергоресурсов на технологические нужды;

Затраты энергоресурсов на технологические нужды определяются массой металла, используемого для изготовления поковки, а также нагревательным и термическим оборудованием.

Э = м_м с_м t_т К_т Ц_э

где Ц_э - цена энергоресурсов (для электроэнергии - 0,001 руб/кДж,);

с_м - удельная теплоемкость металла заготовки

t_т - температура нагрева или термообработки заготовки °С (принимается из техпроцесса);

К_т - коэффициент, учитывающий эффективность использования энергоресурсов при нагреве и термообработке, (для индукционных электропечей - 3).

Э = 1,5 · 500 · 1000 · 3 · 0,001 = 2250 руб.

И - затраты на штампы и инструмент;

Затраты на

И =У V С_ф К_з /П_г

где V - объем параллепипеда, в который может быть помещена поковка м³

С_ф - годовая стоимость единицы объема штампа на i операции

( 500000 руб/ м³год - для формующих штампов).

К_т - коэффициент учитывающий класс точности поковок ( равный 1 для Т4 и Т5)

П_г - годовая программа выпуска

Р - затраты по эксплуатации и обслуживанию оборудования.

Затраты по эксплуатации и обслуживанию оборудования суммируются по видам оборудования и операциям:

Р = УТ_об Ц_об

где Т_об - время использования i оборудования в мин по техпроцессу

Ц_об - цена использования i оборудования (для термических печей и для нагревательных печей 5 руб/мин и 10 руб/мин для прессового оборудования)

Р = 3 · 5 + 2 · 10 = 35 руб.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были изучены два основных раздела курса “Производство заготовок”. На примере корпуса был рассмотрен раздел получения литой детали. Так же были разработаны и спроектированы чертёж и отливка с элементами литниковой системы. Во втором разделе рассматривался вопрос получения поковок с помощью ПВМ, а так же был разработан чертёж поковки. Эти разделы тесно связаны с определением и выбором оптимальной стали для отливки и паковки. Были произведены расчёт технологической себестоимости одной детали и разработки технологического процесса получения литых деталей и поковок.

В ходе выполнения курсовой работы были приобретены необходимые для работы опыт и навыки, а, следовательно, цель выполнения курсовой работы была достигнута.

Литература

1) Пискунов Ю.П., Сорокин Л.Д. Проектирование и производство литых заготовок: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2001. - 99 с.

2) Назначение припусков на механическую обработку литых заготовок: Методические указания для студентов машиностроителей /Сост. Сорокин Л.Д., Ю.П. Пискунов. - Ульяновск: УлПИ, 1994. - 32 с./

3) Разработка чертежа литой заготовки, Сорокин Л.Д., 1993 г. Ю.П. Пискунов. - Ульяновск: УлПИ, 1993. - 20 с./

4) Справочник машиностроительные стали.

5) ГОСТ 2.6645-85

6) Горячая штамповка: Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 120400/ Ю.Н. Берлет, В.Е. Марченко. - Ульяновск УлГТУ, 2003. 31с.

7) Ковка и штамповка. Справочник. Т.2. Горячая объёмная штамповка / Под ред. Е.И. Семёнова. - М.: Машиностроение , 1986. - 592 с.

Размещено на Allbest.ru