Теоретическое положение

Теоретические положения

Под технологичностью детали понимают совокупность ее свойств, позволяющих изготовить деталь с наименьшими затратами.

Перед тем, как приступить к разработке ТП, технолог должен проанализировать конструкцию детали с точки зрения ее технологичности и в случае необходимости дать предложения по изменению конструкции с целью повышения ее технологичности.

Оценку технологичности детали проводят по 4 группам признаков (критериев технологичности):

-технологичность заготовки

-технологичность общей конфигурации детали

-технологичность базирования и закрепления

-технологичность обрабатываемых поверхностей.

Стратегия разработки ТП – принципиальный подход к определению его составляющих (показателей ТП), которые определяются в первую очередь типом производства, а также его технологическими возможностями.

Типпроизводства характеризуется годовым объемом выпуска данных деталей и их сложностью, размерами, массой. Ориентировочно тип производства можно определить по формуле:

где m – масса детали, кг;

N₀ и N – расчетный и фактический объемы выпуска, дет/год;

K_T – коэффициент трудоемкости изготовления (сложности) детали; для средней сложности K_T = 1, простой – K_T =0,75, сложной – K_T = 1,35.

Тогда при N₀ <400 производство считают единичным,

400…2300 – мелкосерийным,

2300…15000 – среднесерийным,

15000…100000 – крупносерийным,

N₀ >100000 – массовым.

ПоказателиТП можно разделить на 6 групп, характеризующих организацию ТП, заготовку, технологический маршрут, средства технологического оснащения (СТО), технологические операции, нормирование ТП.

Наиболее вероятные показатели по каждой из этих групп для единичного, серийного и массового типов производства приведены в таблице 4.1. При мелкосерийном типе производства применяют промежуточные значения показателей между единичным и серийным типами, а при крупносерийном – между серийным и массовым типами.

Ход работы

4.3.1 Технологичность заготовки

Материал детали – сталь 40ХГНМ ГОСТ 4543-71: 0,36¼0,44 % С; 0,17¼0,37% Si; 0,6¼0,9% Mn; 0,6¼0,9% Cr; 0,7¼1,1% Ni;0,15¼0,25% Mo; 0,15¼0,3 Pb . Твёрдость в состоянии поставки до 241 НВ, после закалки - 46 HRC. Прочность s_в в состоянии поставки до 795 МПа, после закалки - 880¼1080 МПа. Эти механические ха­рактеристики обеспечивают нормальную работу вала-шестерни в ре­дукторе. Материал не является дефицитным. Термообработка выпол­няется по типовому техпроцессу и не требует специальных условий. Сталь имеет удовлетворительную обрабатываемость резанием, коэф­фициент обрабатываемости Ко=0,8 при обработке твёрдосплавным инструментом и Ко=0,7 при обработке инструментом из быстрорежу­щей стали .

Заготовку вала можно получить как из проката, так и обработкой давлением – штамповкой или высадкой. В обоих случаях форма заго­товки и её элементов достаточно простая.

Свободные поверхности выполнены по 14 квалитету точности. На заготовительных операциях такой точности не добиться, поэтому предусматривается обработка всех поверхностей

Таким образом, с точки зрения получения заготовки, деталь можно считать технологичной.

4.3.2 Технологичность общей конфигурации

Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок – по ГОСТ 8820-69, размеры шпоночного паза – по ГОСТ 23360-78. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала-шестерни.

Вал-шестерню можно отнести к типу деталей “Валы”, для которых разработан типовой ТП. Деталь не содержит каких-либо специфи­ческих особенностей формы, поэтому может быть обработана непосред­ственно по типовому ТП.

Форма детали позволяет вести обработку одновременно нескольких поверхностей – цилиндрических 4, 6, 9, 11 и торцовых 5, 8, 10; цилиндрических 17, 14, 11 и торцовых 13, 15. Одновре­менно несколько заготовок удастся обработать только на многошпин­дельном станке, что вряд ли целесообразно для серийного произ­водства. В остальных случаях оборудование может быть простым, универсальным. Оснастку можно также применить универсальную. Все поверхности вала-шестерни доступны для контроля.

Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали, её можно считать технологичной.

4.3.3 Технологичность базирования и закрепления

Черновыми базами для установки заготовки на 1-й операции могут быть цилиндрические шейки и торцовые поверхности заготовки. В дальнейшем за базы могут быть приняты как цилиндрические поверх­ности 4, 6, 17, так и специально выполненные центровые отверстия 19 и 20 по ГОСТ 14034-74.

Измерительные базы детали можно использовать в качестве техно­логических баз. Точность и шероховатость этих баз обеспечит тре­буемую точность обработки. В случае применения гибкого технологи­ческого модуля имеется возможность захвата заготовки роботом за пов. 9 .

Таким образом, с точки зрения базирования и закрепления, деталь следует считать технологичной.

4.3.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей

Предполагается обработать все поверхности детали, т.к. заданные точность и шероховатость не позволяют получить их на заготовитель­ных операциях. Правда, можно исклю­чить из обработки торцы 1 и 18 в случае обеспечения их точ­ности и шероховатости при отрезке проката, но целесообразность этого может быть установлена только после детального анализа. Всего обрабатывается 18 поверхностей: 6 цилиндрических 4 , 6 , 9 , 11 , 14 , 17 ; 7 торцовых 1, 5 , 8 , 10 , 13, 15, 18; зубья 12 ; шпоночный паз пов. 2 , 3 ; 2 канавки пов. 7 и 16 . Т.е., даже при полной обработке число обрабатываемых поверхностей относительно невелико.

Протяжённость обрабатываемых поверхностей относительно неве­лика и определяется условиями компоновки редуктора и работы вала-шестерни.

Точность и шероховатость рабочих поверхностей 3, 4 , 5, 6 , 8 , 12 , 15 , 17 определяются условиями работы вала-шестерни.

Уменьшение точности приведёт к снижению точности установки вала в редукторе и надёжности его работы. Увеличение шероховатости этих поверхностей приведёт к снижению надёжности сопряжений и интенсивному изнашиванию поверхностей.

Форма детали позволяет обрабатывать пов. 1, 6 , 11, 17, 18 на проход.

Обработка поверхностей 3, 4, 5 , 7 , 8, 9 , 10, 13 , 14 , 15, 16 в упор затруднений не вызывает.

Поверхности различного назначения разделены, что облегчает обра­ботку. Для выхода резца и шлифовального круга при обработке пов. 6 и 17 предусмотрены канавки 7 и 16 . Нетехнологичным следует считать отсутствие канавки для выхода шлифовального круга на пов. 4 , что затрудняет её обработку. По согласованию с конструктором введём такую канавку, пов. 21, что не ухудшит эксплуатационные свойства детали, но сделает её более технологичной.

Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей деталь следует считать технологичной.

Поскольку деталь “Вал-шестерня” отвечает требованиям техноло­гичности по всем 4 группам критериев, можно сделать вывод о её дос­таточно высокой технологичности.

4.3.5 Определение типа производства

Тип производства определяем исходя из расчетного объема выпуска N₀, дет/год:

где m – масса детали, m = 9 кг;

K_T – коэффициент трудоемкости изготовления, для детали средней слож­ности K_T = 1.

N = 2000 шт.

что соответствует среднесерийному производ­ству.

Вывод

В ходе выполнения данной лабораторной работы были приобретены навыки определения стратегии разработки ТП механической обработки, освоена методика анализа технологичности конструкции детали по ее рабочему чертежу.

Лабораторная работа №5
Выбор метода получения заготовок

Цель работы

Овладение методикой экономически обоснованного оптимального метода получения заготовки детали.