Проектирование и производство заготовок

Таганрогский филиал Донского Государственного Технического Университета

 

 

 

Кафедра «Технология машиностроения»

 

 

Расчетно-графическая  работа 
по курсу 
«Проектирование и производство заготовок»

 

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил:

 

 

 

 

 

 

Таганрог

2009 г.

Задание.

1. По заданному чертежу детали «ступица» спроектировать чертеж литой заготовки.
2. По заданному чертежу детали «ступица» спроектировать чертеж штампованной заготовки.
3. По заданному чертежу детали «ступица» и спроектированным вариантам получения заготовки технико-экономическими расчетами выбрать наилучший вариант (отливка, штамповка, прокат).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Разработка чертежа литой заготовки.
1. Исходные данные для проектирования:

• Чертеж детали с техническими требованиями (колесо зубчатое).

• Годовая программа выпуска, N=30000 шт.
• Производство – серийное.
2. Выбор вида получения заготовки.

Вид получения заготовки  определяется материалом детали. Конструктором  предусмотрено изготовление детали из серого чугуна марки СЧ18 или из стали 45.

Анализ чертежа детали и ее формы показывает, что она может быть получена методом литья. Поскольку материал – серый чугун и производство серийное, то выбираем литье в песчано-глинистую форму с машинной формовкой по металлическим моделям. Для выполнения отверстий используются песчаные стержни.

3. Анализ чертежа детали и определение необходимости назначения припусков на механическую обработку.

Для удобства расчетов пронумеруем  все поверхности. Нумерацию производим с левого торца. Для упрощения  мелкие поверхности не нумеруются.

Для удобства все расчеты сведем в таблицу.

        Таблица: расчет припусков и размеров отливки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Назначение допусков и припусков на механическую обработку.

Допуски и припуски назначаем  по ГОСТ 26645 – 85 в следующей последовательности:

• Выбираем «Класс размерной точности отливки» по способу литья, наибольшему габаритному размеру и типу сплава (прил. 1, табл. 9). Класс размерной точности находится в пределах 7-11. Принимаем класс размерной точности 9.
• Определяем вид окончательной механической  обработки по табл. 7 ГОСТ 26645 – 85 в зависимости от допуска размера отливки и соотношения допусков.
• Определяем ряд припусков по табл. 14. Ряд припусков выбирается в зависимости от точности поверхности. Для литья в песчано-глинистые формы степень точности будет находиться в пределах 9-16 степени – для отливок габаритным размером от 100 до 250мм.

Выбираем 13ю степень точности. Для этой степени ряд припусков будет находиться в пределах от 5 до 8, принимаем 7й ряд припусков.

• По ряду припусков и виду окончательной обработки определяем припуск на сторону.

Припуск на размер для  диаметральных размеров удваивается, линейных размеров припуски суммируются  для каждой поверхности.

Для наружных поверхностей размер заготовки определяется путем  прибавления к номинальному размеру  детали припуска на размер, для внутренних поверхностей – путем вычитания из номинального размера детали припуска на размер.

Предельные отклонения на размер отливки располагаются  симметрично относительно номинала и равны величине половины допуска  на отливку.

Для выполнения чертежа отливки необходимо представить расположение отливки в литейной форме и расположение поверхностей разъема формы. Лучше всего отливку располагать в плоскости наибольшим габаритным размером.

После этого определяем возможность формовки всех элементов отливки, включая отверстия. Отверстия выполняются с помощью стержня. С учетом этого назначаем возможные напуски  и производим оформление чертежа. Чертеж выполняется по правилам ЕСКД: контур детали вычерчивается тонкими линиями, контур отливки – основными линиями; поверхность разъема указывается штрихпунктирной линией; на поверхности разъема стрелками указываются верх и низ отливки; в нижней части рекомендуется располагать наиболее ответственные элементы детали.

 

2. Проектирование чертежа штампованной заготовки.
1. Исходные данные для проектирования:

• Чертеж детали с техническими требованиями (колесо зубчатое).

• Годовая программа выпуска, N=30000 шт.
• Производство – серийное.
2. Выбор вида и способа получения заготовки горячей объемной штамповкой.

Целесообразно выбрать штамповку на КГШП или на ГКМ.

3. Определение массы, класса точности, группы металла и степени точности поковки.

Масса поковки определяется по массе детали.

Определяем класс точности поковки по ГОСТ 7505 – 89. Для КГШП в открытом штампе – Т4, Т5. Принимаем Т5.

Определяем группу стали. Сталь 45 по ГОСТ относится к группе М2.

Определяем степень  сложности поковки.

 

 

 

ρ – плотность материала, для стали ρ=7,85∙10³кг/м³.

Степень сложности – С2.

По полученным показателям  определяем исходный индекс поковки.

Исходный индекс – 16.

4. Определяем припуски на механическую обработку.

Чертежный размер детали, мм	№ поверхности, образующей размер	Шероховатость, Ra	Припуск на сторону, мм	Припуск на размер, мм	Размер заготовки с  отклонениями, мм
1	2	3	4	5	6
Диаметральные размеры
Ø157,9	1	1,25	3,0	3.0∙2=6
Ø90	5	1,25	2,7	2,7∙2=5,4
Ø 60	6	1,25	2,7	2,7∙2=5,4
Линейные размеры
30	1/3	1,25	2,5	2,5∙2=5
		5
65	1/5	1,25	2,5	2,5∙2=5
		1,25

 

 

 

 

 

Выбираем расположение поковки в штамповке и расположение поверхности разъема штампа в плоскости наибольших габаритных размеров.

В расчетные таблицы  отмечаем те размеры, которые будут  получаться: в двух частях штампа –  толщина; остальные размеры –  длина, ширина, диаметр – в одной  части штампа.

5. Определяем штамповочные уклоны и радиусы закруглений.

Штамповочные уклоны на поверхностях, перпендикулярных плоскости  разъема: наружные - 5°, внутренние - 7°.

Радиусы закруглений: наружные – 3мм, внутренние – 5мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Экономическое обоснование выбора варианта получения заготовки.

Сравнение производим по технологической себестоимости  детали, получаемой из различных заготовок.

С_тд – технологическая себестоимость изготовления детали.

С_тзаг – технологическая себестоимость изготовления заготовки.

С_тм – технологическая себестоимость механической обработки.

1. Расчет себестоимости заготовки из проката.

С_пр – стоимость 1кг проката, С_пр =0,15 руб/кг.

К_ф – коэффициент формы поставки проката, К_ф =1.

С_отх – стоимость 1кг отходов в стружку, С_отх=0,027руб.

С_отр – стоимость отрезки заготовки из прутка, руб.

К_вн – коэффициент выполнения норм.

С_пз – часовые приведенные затраты на рабочем месте, руб/ч.

При отрезке дисковыми  пилами:

С_пз =1,21 руб/ч.

К_вн =1,3.

t_шт – штучное время отрезки.

T_о – основное время, мин.

D – диаметр проката.

Ψ_к – коэффициент, учитывающий вспомогательное время на рабочем месте,  
         Ψ_к =2,14.   

   

2. Расчет себестоимости заготовки из отливки. 

Используя укрупненные  нормативы ,определяем

m_заг – масса отливки.

 – базовая стоимость 1кг  отливки, руб/кг.

Для литья в песчаные формы  ,

(для отливки из  СЧ18 m_отл=2 ÷ 5кг, 9 класса точности, сложность С2, серийное производство).

К₁ – коэффициент, учитывающий точность, К₁ =1,05.

К₂ – сложность, К₂ =0,83.

К₃ – учет массы, К₃ =0,91.

К₄ – учет марки материала, (СЧ18), К₄ =1.

К₅ – серийность, К₅ =1.

 

3. Расчет себестоимости штампованной заготовки.

m_заг – масса штампованной заготовки.

 – базовая стоимость 1кг  штампованной заготовки, руб/кг.

Для литья в песчаные формы ,

(для отливки из  СЧ18 m_отл=1 ÷ 3кг, 13 класса точности, сложность С3, серийное производство).

К₁ – коэффициент класса точности, для Т5: К₁ =0,95.

К₂ – коэффициент марки материала, (Сталь 45), К₂ =1.

К₃ – коэффициент сложности, для С2: К₃ =0,84.

К₄ – коэффициент массы поковки, К₄ =0,87.

К₅ – серийность, К₅ =1.

 

4. Определение стоимости механической обработки.

Себестоимость механической обработки:

 – стоимость срезания 1кг  стружки, руб/кг.

 – стоимость срезания стружки,  =0,485 руб/кг.

- капитальные затраты по цеху, приведенные к 1кг стружки,  =1,085.

- нормативный срок окупаемости  капитальных затрат, =0,15.

 

:

Из проката:

Из отливки:

Из поковки:

 

 

 

5. Определяем технологическую себестоимость детали:

Из проката:

Из отливки:

Из поковки:

Из этих величин находим  минимальную и делаем соответствующие  выводы.

Переводя в цены 2003 года, получим:

6. Расчет коэффициента использования материала.

Из проката:

Из отливки:

Из поковки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:

 На основании расчета “  проектирование заготовки детали  зубчатое колесо “ принимаем  : заготовку выгоднее производить  методом штамповки , так как коэффициент использования материала равен 0,66 , что выше значения и а так же себестоимость   и стоимость механической обработки ниже чем при производстве детали из отливки и проката.

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Попов М. Е., Давыдова И. В. 
   Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу: «Проектирование и производство заготовок»; 1-я,2-я,3-я части, Ростов-на-Дону: издательский центр ДГТУ, 2002 г.
2. ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов».
3. ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные».
4. ГОСТ 3.1125-88 «Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок».
5. ГОСТ 3.1126-88 «Правила выполнения графических документов на поковки».