Зубчатое колесо

Це дозволить значно понизити трудомісткість і з економічної точки зору також доцільніше, оскільки знижується собівартість деталі в цілому.

В даний час здобуття заготівки  цієї деталі в умовах дрібносерійного  і середньосерійного виробництва  можливо наступними способами:

1. Різання заготівель з круглого сортового прокату. Заготовлі з круглого сортового прокату для деталей класу втулок економічніші, ніж штамповані заготовлі.
2. Здобуття заготівлі способом поковки. Поковка - відливання, що проковує для надання потрібної форми або для видалення нерівномірностей і порожнеч (дефектів) литва. Поковки дуже поширений матеріал. Існує два методи виготовлення поковок: пресова поковка і штампована - виходить при деформації металу в стінках штампу, що обмежують їх.

   Поковка молотова відрізняється вільним положенням металу під час кування. Штамповане кування характеризується більшою точністю, а кована поковка - міцністю і пластичністю отриманого матеріалу.

   У даному конкретному випадку для того, щоб з'ясувати, якому способу здобуття заготівлі слід віддати перевагу, необхідно зробити порівняльний техніко-економічний розрахунок. При цьому розрахунку визначаємо вартість заготівлі заданої деталі, отриманої двома методами, і потім вибираємо той з них, який забезпечує здобуття дешевшої заготівлі. Для порівняльного розрахунку виберемо заготовлі, отримані з прокату і поковки.

    Порівняємо 2 метода  получення заготівок:

1. Використовуючи методику визначаємо собівартість заготівлі, полученої з круглого сортового прокату. При розрахуванні використовуємо формулу:

 

Де Q - маса заготівлі, кг; q - маса готової деталї, кг;

S - ціна 1 кг матеріалу заготівлі, грн; Sотх - ціна 1 т відходів.

 

По даним базового підприємства для прокату зі сталі 45 S=8,5грн/кг, а Sотх = 900 грн/т. Маса заготівки Q буде 2,1 кг. Визначаємо величину собівартості заготівки:

 

Вартість механічної обрабки  заданої деталі може бути оцінена укрупнено, виходячи з маси стружки, що отримується при механічній обробці:

Sмех¹ = (Смех/1000) × (Q - q,)                                                             (2.2)

де,  Sмех¹ - вартість механічної обробки, віднесена до 1т. стружки.

Sмех¹= (8900/1000) × (3,3-1,3) =17,8грн.,

Сумарна вартість заготівлі «Зубчасте колесо» із прокату, з врахуванням механічної обробки:

Så¹ = Sзаг¹ + Sмех¹ = 23,445 +17,8 = 41,245грн.

2. Використовуючи методику визначаємо  собівартість заготівлі, отриманої поковкою за формулою:

,

де C_i - базова вартість 1 т заготівок даного виду; Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коефіціенти, залежачі від класу точності і групи важкості заготівлі, її маси, марки матеріалу і  об’єму виробництва; Q  - маса заготівлі, кг;

q - маса готової деталі, кг; S_отх - ціна 1 т відходів.

   Для визначення маси заготівлі необхідно заздалегідь призначити величини припусків на оброблювані поверхні деталі. Для цього використовуємо ДСТУ 7505-89 на сталеві поковки і штампування.       

   При виборі значень  припусків необхідно визначити для заготівлі заданої деталі величину вихідного індексу залежно від матеріалу, міри складності поковки і її маси. Маса поковки з призначеними пріпуськамі за розрахунком рівна 2,1 кг По таблиці. знаходимо значення постійних коефіцієнтів:

 

Кт = 1; Км = 1, 4; Кс = 0,8; Кв = 0,6; Кп = 1.

По даним базового підприємства базова вартість 1 т поковок складає:

C_i2 = 10700 грн.; вартість відходів (стальної стружки) складає:

S_отх = 2000 грн/т.

   Знайдемо величину  собівартості поковки:

S_заг2=(10700/1000)×1×2,7×0,8×0,6×1-(2,7 – 1,3)· (2000/1000)= 24,9344 грн.

         Вартість механічної обробки  заданої деталі може бути оцінена укрупнено, виходячи з маси стружки, отриманої при механічній обробці:

,

де, S_мех2 - вартість механічної обробки, віднесена до 1т. стружки.

) × (2,7-1,3)=11,2

Сумарна вартість заготівлі  «Втулка», з урахуванням механічної обробки:

Så2 = S_заг2 + S_мех2 = 24,9344+11,2=36,1344грн.

   Розрахунки показують,  що пакування забезпечує здобуття  дешевшої заготівлі у порівнянні із заготівлею з прокату. Тому набираємо вигляду заготівлі – поковка.

Річний економічний ефект  від впровадження прогресивного методу здобуття заготівель складє:                 

Эг = (S1 - S2) П,

де,   S1 і S2  - собівартість заготівель відповідно, двома методами здобуття заготівель;

 

 П - річна програма випуску деталей; П = 2500 шт.

Эг = (41,245 – 36,1344) × 2500 = 12776,5 грн.

Коефіціент використання металу складає:

 

 

                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА.

2.1. Розробка маршрутного  технологічного процесу.

     Розробка технологічного маршруту виготовлення деталі «Зубчасте колесо» вироблена на основі вже існуючих технологічних процесів механічної обробки заданої деталі на базовому підприємстві. Окрім цього використовуємо типові технологічні процеси механічної обробки деталі класу втулок, а також рекомендації, приведені в довідковій літературі. В результаті розробляємо технологічний маршрут механічної обробки заданої деталі, які приведені у таблиці 6.                                                                                

Технологічний маршрут механічної обробки деталі «Зубчасте колесо»      Таблиця 6.

№ операції	Найменування і зміст операції	Обладнання (тип и модель верстату)	Технологічні бази
1	2	3	4
005	Токарна. Установ А. Встановити заготівлю у 4-х кулачковому патроні, виверити, закріпити. Перехід 1. Відрізати заготівлю у размірі 123 мм у патрона: (l=19, t=6).  Виконати перехід 1 до кінця заготівлі. Зняти залишок.	Токарный верстат мод. 16К20	Торцова поверхня
010	Контрольна. Контроль  СТК	Стіл контрольний
015	Токарна з ЧПК. Установ А. Встановити заготівлю у 3-х кулачковому самоцентруючому патроні, закріпити. Перехід 1. Підрізати торець 12: (l=19; t=3,5; i=1) Перехід 2. Точити Ø60 у розмір 27,7: (l=27,7; t=2,7; i=2) Перехід 3. Точити Ø65 у розмір 24,5: (l=24,5; t=1,7; i=1) Перехід 4. Підрізати торець 11 у розмір 116: (l=19; t=3,5; i=1) Установ Б. Пер евстановити обробляєму деталь. Перехід 5. Виконати переходи 2, 3 Перехід 6. Розточити отвір Ø44	Токарно-гвинторізний врстат з ЧПК мод. 16К30Ф305	Поверхні: Торець; Поверхня Ø60; Поверхня Ø65; Торець; Отвір Ø44.
020	Контрольна. Контроль  СТК.	Стіл контрольний
025	Термічна. Виконати 1 етап цементації – навуглецювання поверхневого шару h=1,5-2,0мм.	Піч нагрівочна	Внутрішня поверхня отвору
030	Токарна з ЧПК. Установ А. Встановити заготівлю у трёхкулачковому патроні, закріпити. Перехід 1. Підрізати торець 12 (l=11,05; t=2,8; i=1). Перехід 2. Підрізаті торець  Ø60 в розмір 27,7: (l=2,5; t=1,8; i=1; t=1; i=1). Перехід 3. Підрізати торець  Ø65 в розмір 24,5: (l=2,7; t=1,8; i=1; t=1; i=1). Перехід 4. Точити Ø60: (l=27,7; t=1,5; i=1; t=1; i=1). Перехід 5. Точити Ø65: (l=24,5; t=1,5; i=1; t=1; i=1). Перехід 6. Зняти 2 фаски: 1,5х45 °. Перехід 7. Точити канавку  (В=t=3, l=6). Установ Б. Перевстановити обробляєму деталь. Перехід 8. Виконати перехід 1, 2 ÷ 7. Перехід 9. Точити Ø74,5: (l=6; t=0,75; i=1). Перехід 10. Розточити Ø46: (В=12; t=6; i=2; l=1,25). Зняти.	Токарно-гвинторізний верстат  с ЧПУ мод. 16К30Ф305	Поверхні: 1.Торець; 2.Поверхня  торець Ø60; 3.Поверхня торець Ø65; 4. Поверхня Ø60; 5.Поверхня Ø65; 6.Фаски. 7.Канавка В=3. 8.Поверхня Ø74,5; 9.ОтвірØ46.
035	Контро льна. Контроль  СТК.	Стіл контрольний
040	Розміточна. Розмітити отвори та лиски.
045	Фрезерна. Встановити заготівлю на столі на призмах, кріпити планками з болтами. Перехід 1. Фрезерувати 4 лиски  у розміри в 2 ; 14, 2 , 50 h8 (з переустановленням): ( l=34,3; В=14,2; t=3; i=1; t=4,5; t=1; t=0,8; i=1) х 4. Зняти.	Фрезерний верстат мод. ВМ127	4 лиски
055 Свердлильна. Встановити заготівлю  на столі на призмах, кріпити планками з болтами. Перехід 1. Свердлити отвір Ø8+0,5, l=14,3 Зняти. Радиально – свердлильний верстат мод. 2М55 Отвір Ø8+0,5 060 Контрольна. Контроль  СТК. Стіл контрольний   065 Термічна. Прозвести 2-й етап цементації – об’ємную закалку HRC≥50°. Піч нагрівочна Внутрішня поверхня отвору 070 Круглошліфовальна. Встановити заготівлю  на оправку з базуванням по грибковим  центрам, закріпити. Перехід 1. Шліфувати 2 шийки  Ø65h6; l=24,5; i=2 Перехід 2. Шліфувати шийки  Ø60h9; l=27,7; i=2 Зняти. Верстат круглошліфуваль-ний 3Е180В 1.Дві шийки на поверхні  Ø65h6; 2.Дві шийки на поверхні  Ø60h9. 075 Контрольна. Контроль  СТК. Стіл контрольний   080 Внутрішлі фувальна. Встановити заготівлю  у чотирёхкулачковому патроні, виверити по Ø60, 65 закріпити. Перехід 1. Шліфувати ; l=110,4 Зняти. Верстат внутрішліфуваль- ний 3К228А Шліфувати поверхню ; 085 Контрольна. Контроль  СТК. Стіл контрольний   090 Слюсарна. Виконати 4 фаски 1,5х45 ̊ на лисках. Верстак слюсарний Фаски на       лисках

 

2.2. Вибір обладнання.

       Вибір моделей верстатів для розробленого технологічного маршруту механічної обробки заданої деталі виконуємо у відповідності з рекомендаціями у довідковій літературі.

     Для серійного типу виробництва характерно застосування високопродуктивного універсального і, в окремих випадках, спеціалізованого обладнання. При виборі моделі верстата орієнтуємося на відповідність основних розмірів робочого простору верстата габаритам оброблюваної деталі, а також на забезпечення необхідної точності обробки.

     Операція 005. Токарна. Ця операція проводиться на токарному верстаті мод. 16К20.

• найбільший діаметр оброблюваної заготовлі над супортом - 290 мм;
• найбільший діаметр оброблюваної заготовлі над станиною - 500 мм;
• найбільший діаметр прутка, що проходить через отвір шпинделя - 53 мм;
• найбільша довжина оброблюваної заготовлі -710мм;
• частота обертання шпинделю, об / хв - 12,5 ... 1600;
• число швидкостей шпинделю - 22;
• найбільше переміщення супорта (поздовжнє) - 645 мм;
• найбільше переміщення супорта (поперечне) - 300 мм;
• подача суппорта поздовжня, мм/хв - 0.05-2.8;
• подача супорта поперечна, мм / хв - 0.025-1.4;
• швидкість швидкого переміщення поздовжнього супорта, мм / хв - 3800;
• швидкість швидкого переміщення поперечного супорта, мм / хв - 1900;
• потужність електродвигуна головного приводу - 11 кВт.
• габаритні розміри:

                                     довжина - 2505 мм;

                                      ширина - 1240 мм:

                                      висота - 1500 мм;

                                      маса, кг - 2925.

Операція 015, 030. Токарна. Ця операція проводиться на токарно-гвинторізному верстаті з ЧПК 16К30Ф305.

• найбільший діаметр оброблюваної заготовлі над супортом - 320 мм;
• найбільший діаметр оброблюваної заготовлі над станиною - 630 мм;
• найбільший діаметр прутка, що проходить через отвір шпинделя - 70 мм;
• найбільша довжина оброблюваної заготовлі-1400мм;
• крок нарізання метричної різьби - до 10;
• частота обертання шпинделя, об / хв - 6,30 ... 1250;

• кількість швидкостей шпинделя - 24;
• найбільше переміщення супорта (поздовжнє) - 1250 мм;
• найбільше переміщення супорта (поперечне) - 370 мм;
• подача супорта поздовжня, мм / хв - 1-1200;
• подача супорта поперечна, мм / хв - 1-600;
• число ступенів подач - безступінчасте регулювання (Б / с);
• швидкість швидкого переміщення поздовжнього супорта, мм / хв - 4800;
• швидкість швидкого переміщення поперечного супорта, мм / хв - 2400;
• потужність електродвигуна головного приводу - 22 кВт.
• габаритні розміри (без ЧПУ):

                                      довжина - 4350 мм;

                                      ширина - 2200 мм:

                                      висота - 1600 мм;

                                      маса, кг - 6300..

Операція 045. Фрезерна. Ця операція виконується на фрезерувальному верстаті мод. ВМ127.

 

Технічні характеристики верстата ВМ127 :

• Розміри робочої поверхні стола, мм 1600х400
• Найбільше переміщення стола, мм:

поздовжнє       1000

поперечне        320

вертикальне     420 

• Найбільше переміщення пінолі шпинделя, мм 80
• Кут повороту шпиндельної голівки, град ± 45

• Відстань, мм:

від торця шпинделю до робочої поверхні стола      30 – 500

від осі шпинделю до вертикальних направляючих станини     420

• Найбільша маса обробляємої деталі (з пристосуванням), кг 300
• Потужність электродвигунів приводів, кВт:

головного руху     11

привода подач       3

• Габаритні розміри верстата, мм:

довжина      2560

ширина     2260

висота         2500

Маса верстата з электрообладнанням, кг    4250

Операція 055. Свердлильна. Дану операцію проводимо на радиально – свердлильному верстаті мод. 2М55.