Технологический процесс изготовления детали «червяк»

С_заг- затраты на материал и изготовление заготовки

С_осн- затраты на оснастку на одну заготовку

С_обр- затраты на механическую обработку заготовки

С_отх- стоимость отходов при механической обработке

С_обр= ( М_заг-М_дет)∙0,55= (4,3-3,2)∙0,55= 0,6 ден. ед.

М_заг- масса заготовки, кг

М_дет- масса детали, кг

0,55- стоимость механической  обработки 1 кг металла, ед

С_отх= ( М_заг-М_дет)∙С_отх∙10= (4,3-3,2)∙99∙10^-3∙10=1,1 ден.ед.

С_отх- заготовительная цена одной тонны стружки

С_отх=99∙10^-3 ден.ед за 1 кг стружки

С_осн=С_{осн.опт}∙10/n=2∙10³∙10/1500=13,33 ден.ед

С_{осн.опт.}=2∙10³ ден.ед стоимость среднего штампа

n=1500 шт. количество деталей в партии

С_заг= М_заг∙С_сп∙10= 4,3∙410∙10^-3∙10= 17,63 ден. ед.

С_сп- оптовая стоимость заготовки

С_сп- 410∙10^-3 ден.ед за 1 тонну

С_дет=17,63+13,33+0,6-1,1=30,46 ден. ед.

7.2.  Расчет второго варианта получения заготовки -из проката

Для получения  необходимой детали выбираем заготовку  –прокат, диаметром 65 мм, длиной 285 мм.

 Определяем  массу заготовки

 подставим размеры в формулу  в сантиметрах.

  кг

 Расчет общей стоимости  изготовления детали

С_дет=С_заг+С_обр-С_отх

С_обр= ( М_заг-М_дет)∙0,55= (7,4-3,2)∙0,55= 2,31 ден. ед.

С_отх= ( М_заг-М_дет)∙С_отх∙10= (7,4-3,2)∙99∙10^-3∙10=4,16 ден.ед.

С_заг= М_заг∙С_сп∙10= 7,4∙410∙10^-3∙10= 30,34 ден. ед.

С_дет=С_заг+С_обр-С_отх=30,34+2,31-4,16=28,49 ден. ед.

На основании условий  работы детали, конструктивных особенностей редуктора, технических требований на изготовление нет необходимости  упрощать конструкцию детали и заменять материал.

       Деталь изготавливается из конструкционной низколегированной стали 40Х ГОСТ4543-71, которая обладает достаточно высокими прочностными свойствами, хорошо обрабатывается режущими инструментами, принимает закалку в широком диапазоне твердости при охлаждении в воде или масле.

      

Таблица 2 - Химический состав стали 40Х в % 

Марка	Основные компоненты, %
стали	C	Mn	Cr	Si	N	Ni	Cu	S	P
40X	0,36-0,44	0,5-0,8	0,8-1,1	0,17-0,37	£0,008	£0,3	£0,3	£0,035	£0,035

 

Таблица 3 - Механические свойства и условия термической обработки

Марка	Термообработка				Механические свойства
стали	нормализация		отпуск		,	,	,	,
	t, оС	среда	t, оС	среда	МПа	МПа	%	%
40Х	850-870	воздух	450-550	вода, масло	785	980	10	45

Сталь 40Х применяется для изготовления осей, вал-шестерней, коленчатых валов, оправок, реек, шпинделей, червяков, плунжеров, кулачковых муфт и других деталей повышенной прочности.

Из экономических расчетов делаем вывод, что наиболее экономически целесообразным является заготовка из прутка.

 

8. Выбор технологических  баз и размерный анализ

 

База - это поверхность или сочетание  поверхностей, ось, точка, принадлежащие  заготовке или изделию и используемые для базирования. В зависимости  от числа идеальных опорных точек, с которыми база находится в контакте, различают установочную базу, контактирующую с тремя опорными точками, направляющую базу, контактирующую с двумя опорными точками и упорную базу, контактирующую с одной опорной точкой.

Конструкторская база - это база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или  точка заготовки, относительно которых  ориентируются ее поверхности, обрабатываемые на данном установе.

Измерительной базой называется поверхность, линия или точка, от которых производится отсчет выполняемых размеров при  обработке или измерении заготовки, а также при проверке взаимного  расположения поверхностей детали или элементов изделия.

Если конфигурация заготовки не дает возможности выбрать технологическую  базу, позволяющую удобно, устойчиво  и надежно ориентировать и  закрепить заготовку в приспособлении или на станке, то прибегают к  созданию искусственных технологических баз. Характерным примером служат центровые отверстия, не требующиеся для готового вала и необходимые исключительно из технологических соображений.

Совмещение установочной, измерительной  и сборочной баз при постоянстве  выбранной базы в значительной степени облегчает решение сложных технологических задач, возникающих при обработке любых деталей.

В качестве заготовки используется прокат. При изготовлении червяка  обработка поверхностей 1,21 происходит закрепление детали за необработанную поверхность 9. Затем сверлятся центровые отверстия 22,26. Последующая обработка поверхностей 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16, 17,18,19 проводится при установке заготовки в центра 22,26. Нарезание винтовой канавки червяка производится при установке заготовки в центра 22,26 и зажим за поверхность 3 или 17. При изготовлении шпоночного паза 20 зажим заготовки производится за поверхности 3,14 с упором в поверхность 7. Обработка поверхности 24,25 и нарезание резьбы поверхностей 23,27 производится при зажиме за поверхность 9 с упором заготовки в торцы 7,11.

 

 

Рис.1 – размерный анализ детали

 

9. Выбор технологического  маршрута

 

Для разработки технологического процесса обработки детали требуется  предварительно изучить ее конструкцию  и функции. Разрабатываемый тех-нологический процесс должен обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращение материальных  и трудовых затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду. Технологический процесс обработки деталей подобного типа включает в себя несколько этапов: обработка наружных поверхностей при установке на необработанные и предварительно обработанные поверхности, получение базовых поверхностей, используемых в дальнейшем на других операциях.

Намечая технологический  процесс обработки детали, следует придерживаться следующих правил:

1. Обрабатывать наибольшее количество поверхностей данной детали за одну установку и т. д.

2. Использовать по возможности только стандартный режущий инструмент;

3. Не проектировать обработку на уникальных станках. Применение уникальных и дорогостоящих станков должно быть технологически и экономически оправдано;

4. С целью экономии труда и времени технологической подготовки производства использовать типовые процессы обработки.

Таблица 43 - Технологический маршрут обработки червяка.

Операции		Технологические базы	Используемое оборудование
005	Заготовительная	Цилиндрическая поверхность	Отрезной станок
010	Фрезерная Фрезерование торцов и зацентровка	Цилиндрическая поверхность	Фрезерно-центровальный  станок
015	Токарная (черновая) Черновая обточка основных диаметров червяка Æ60, Æ38, Æ35, Æ32 мм	Центровые отверстия вала	Токарный станок
020	Термическая Обработка НВ 261 min	-	Электропечь и  закалочная ванна
025	Правочная Правка червяка для выравнивания короблений, возникших во время термообработки	-	Пресс для правки
030	Токарная (чистовая) Чистовая обточка основных диаметров червяка Æ60, Æ35, Æ32 мм	Центровые отверстия вала	Токарный станок
035	Зубодолбежная Нарезание червяка	Центровые отверстия вала	Зубодолбежный станок
040	Фрезерная Фрезерование шпоночного паза	Цилиндрическая поверхность и торец червяка	Вертикально-фрезерный  станок
045	Сверлильная Сверлить отверстия Æ5мм и нарезать резьбу М6
050	Калить ТВЧ зуб червяка  и шейку Æ45h10	-	Установка ТВЧ
055	Шлифование основных диаметров червяка Æ35, Æ32	Центровые отверстия вала	Круглошлифовальный станок
060	Шлифование зуба червяка	Центровые отверстия вала	Червячно-шлифовальный станок
065	Полировка зуба червяка	Центровые отверстия вала	Червячно-шлифовальный станок
070	Слесарная Зачистить заусенцы, прокалибровать резьбу		Верстак слесарный
075	Контрольная	-	-

 

 

 

 

 

10. Характеристика  применяемого оборудования

 

10.1. Двусторонний фрезерно-центровальный полуавтомат последовательного действия МР-71Р.

Станок предназначен для фрезерования торцов заготовки  с последующей зацентровкой заготовок  при обработке деталей цилиндрической формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов. Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять фрезы, изготовленные из быстрорежущей стали, а также инструмент, оснащенный пластинками из твердых и сверхтвердых синтетических материалов.

Таблица 5 - Характеристики фрезерно-центровального станка МР-71М

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	20-125
Длина обрабатываемой заготовки, мм	200-500
Число скоростей  шпинделя	8
Пределы чисел  оборотов шпинделя фрезы в минуту	125-712
Наибольший ход  головки фрезы, мм	225
Диаметр применяемой  фрезы, мм	90-160
Пределы рабочих  подач, мм/мин	20-800
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Пределы чисел  оборотов шпинделя в минуту	125-1125
Ход сверлильной  головки, мм	60
Пределы рабочих  подач, мм/мин	20-300
Продолжительность холостых ходов, мин	0,3
Мощность электродвигателя, кВт:           фрезерных головок           сверлильных головок	7 или 10 1,7 или 2,8
Габариты станка, мм	2640x1615x1680
Категория ремонтной  сложности	6

10.2. Токарно-винторезный станок 16К20

Станок используется для токарной обработки различных заготовок типа валы и диски, нарезки различных резьб, дуг, конусов и внутренних и внешних криволинейных поверхностей с высокой точностью обработки.

В конструкции станков  применены горизонтальные закаленные направляющие, суппорт базируется на направляющих  TSF

В главном приводе  применяются двухскоростные электродвигатели с частотным преобразователем

Точность подач обеспечивается за счет применения шарико-винтовых пар, приводимых в действие серводвигателями.

Допустима установка  вертикальных 4-х и 6-ти позиционных  резцедержателей и 6-ти позиционных горизонтальных резцедержателей.

Все механические, электрические  и гидравлические системы станка объединены в одном корпусе.

Таблица 6 - Характеристики токарно-винторезного станка 16К20

Наибольший диаметр  устанавливаемого изделия над станиной мм.	500
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах мм.	900
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия над  станиной мм	320
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия над  суппортом мм.	200
Наибольший ход суппортов  по оси Х/по оси Z мм.	200 210/905
Максимальная скорость, мм/мин:   - продольных подач - поперечных подач	5000 3000
Скорость рабочих подач, мм/мин: - продольных  - поперечных	1...2000 0,5...1500
Количество ступеней регулирования частот вращения шпинделя	3
Частоты вращения шпинделя на ступени I/II/III (с эл.двигателем 1500 об/мин) об/мин	3 80/220/660
Мощность электродвигателя, кВт:	11
Габаритные размеры  станка, мм:	3700 ×2260 ×1650
Масса станка, кг.	3 800

 

10.3. Зубодолбежный станок ЕЗ10

Станок используется для нарезания долбяком винтовой канавки червяка при обработке деталей цилиндрической формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов. Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять долбяки, изготовленные из быстрорежущей стали и твердого сплава, а также инструмент, оснащенный пластинками из твердых и сверхтвердых синтетических материалов.

Таблица 7 - Характеристики зубодолбежного станка ЕЗ10

Наибольший диаметр заготовки мм.	200
Наибольшая длина устанавливаемой заготовки мм.	900
Наибольший модуль нарезаемого червяка мм	12
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия над  суппортом мм.	200
Номинальный диаметр  устанавливаемого долбяка	100
Число двойных ходов  инструмента в мин:	33-188
Круговая подача, мм/дв. ход:	0,2-1,5
Радиальная подача, мм/дв. ход:	2,07-5,4
Мощность электродвигателя, кВт:	5,7
Габаритные размеры  станка, мм:	4200 ×1800 ×3300
Масса станка, кг.	10 800