Розробка технічного процесу виготовлення деталі корпус компресора (стр. 2 из 3)
При переході лиття з пісчаних форм на кокіль втрати матеріалу зменшуються на 10-20%, за рахунок літнікової системи, трудоємність механічної обробки за рахунок зменшення припусків і висока точність розмірів зменшується в 1,5-2 рази.
Недоліки – кокілі коштують дорого, можливість короблення через значні усадкові і термічні напруження.
Заміна лиття в пісчані форми на кокільне знижує собівартість відливок приблизно на 30%.
3.3. Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки.
Обґрунтування більш економічного варіанту заготовки робимо по двом параметрам:
1) коефіцієнт використання матеріалу;
2) вартість варіантів заготовки.
Варіант І.
Заводський варіант (лиття в пісчано-глиняні форми). Визначаємо коефіцієнт використання матеріалів по формулі (2)
(2)де тд – маса деталі, кг, тд= 6,25 кг
тз - маса заготовки, кг, обчислюється по формулі (3)
тз=тд + тпр(3)
тпр =Vпр · γ(4)
де Vпр – об’єм припусків, см3
γ- питома вага матеріалу заготовки, г/см3
Для сірого чавуну γ = 7,5(2,с. 141)
Щоб визначити об’єм припусків, потрібно знати їх розміри. Максимальний припуск при литті в пісчані форми 5мм (2,с. 482). Розіб’ємо припуски на прості частини, що кожна з них мала просту геометричну форму, зручну для розрахунку об’єму.
Головна частина припуску припадає на отвори Ш96мм, їх фланці, а також на фланець верхньої кришки та привали лап.
Загальний припуск знайдемо по формулі (5).
V = 2V1O+2V1Ф +2V2O+2V2Ф+VKP+VЛ (5)
де V1о, V1Ф , V2о, 2V2Ф – об’єми припусків відповідно першого отвору, його фланцю, другого отвору, його фланця;
Vкр, Vл – об’єми припусків кришки і лап відповідно.
Форма припусків обох отворів та фланцю першого отвору має форму кільця. Об’єм кільця знаходимо по формулі (6).
V =
h (R2 – r2) (6)де h – висота кільця, мм
r – внутрішній радіус, мм
R – зовнішній радіус, мм
Згідно з кресленнями маємо: h1о =12мм, R1о=65мм, r1о=60мм, h1ф=5мм, R1ф=92мм, r1ф=65мм, h2о=15мм, R2о=48мм, r2о=43мм.
V1о = 3,14 · 12(652-602) = 23550мм3 ≈ 23, 5 см3
V1ф = 3,14 · 5(922-652) = 66552мм3 ≈ 66,6см3
V2о = 3,14 · 15(482-432) = 21430мм3 ≈ 21,4см3
Поверхня фланцю отвору Ш96Н11 є квадрат з вирізаним в ньому отвором. Тому об’єм припуску визначаємо по формулі (7).
V2ф = S(BH – ПR2) (7)
де B, H – довжина та ширина фланцю відповідно;
B=120мм, H=116мм;
R – радіус отвору; R=48мм;
S – в даному випадку величина припуску; S=5мм.
V2ф = 5(120·116 – 3,14·482) = 33427мм3 ≈ 33,4см3
Поверхня кришки є квадратне кільце. Об’єм припуску визначаємо за формулою (8).
Vкр=S(BH-bn)
де S – в даному випадку величина припуску, S=5мм.
В, Н – зовнішня довжина і ширина кришки відповідно.
В=165мм, Н=168мм.
b, h - внутрішня довжина і ширина кришки відповідно.
B= 133мм, h=136мм.
Vкр = 5(165 ·168 - 133·136)= 48160мм3 ≈48,1см3
Поверхня лап є прямокутником. Отже об’єм знаходимо по формулі (9)
Vл=2SHB(9)
де S - величина припуску, S=5мм.
B, H – довжина і ширина лап відповідно, B=226мм, H=30мм.
Vл = 2 5 226 30 = 67800мм3 ≈ 67,8см3
V= 2 23550 + 2 66552 + 2 21430 + 2 33427 + 48160 + 67800 =
= 405878мм3 ≈ 406см3
тпр = 406 7,5 = 3045 г ≈ 3,05кг.
Але, щоб знайти масу заготовки потрібно також знайти масу відходів металу, які виділяються при обробці різьбових отворів.
В деталі 24 отв. М12-6Н, та по одному отвору М16-6Н і М22-7Н. Умовно приймемо, що в деталі 26 отв М12-6Н.
Знайдемо об’єм одного отвору, умовно вважаючи, що його об’єм дорівнює об’єму циліндру такого ж діаметру і довжини за формулою (10).
Vотв = П · h · r2 (10)
де h – глибина отвору, мм, h = 27мм
r – радіус отвору, мм, r = 6мм
Vотв = 3,14 · 27 · 62 ≈ 3052мм3
Тоді загальний об’єм знаходимо по формулі (11)
Vзаг = 26 · Vотв (11)
Vзаг = 26 · 3052 = 79354 ≈ 80см3
У відповідності з формулою (4) маса 26 отворів знаходимо по формулі (12)
тотв = Vзаг · γ (12)
тотв = 80 · 7,5 = 600г =0,6кг
Отже, маса заготовки по першому варіанту за формулою (13)
тз = тд + тпр + тотв (13)
тз = 6,25 + 3,05 + 0,6 = 9,9кг
Визначимо вартість заготовки за формулою (14)
(14)де С1можл – вартість отримання лиття в пісчано-глинистій формі;
С1можл = 4200грн
Варіант ІІ.
Проектує мий варіант (лиття в кокіль).
Визначаємо коефіцієнт використання матеріалу за формулою (2). Щоб визначити масу припусків і заготовки по другому варіанту робимо перерахунок аналогічно розрахункам по першому варіанту, з тією різницею, що максимальний припуск при литті в кокіль становить 2мм.
V1о = 3,14 · 12(652-622) = 14356мм3
V1ф = 3,14 · 2(922-622) = 29013мм3
V2о = 3,14 · 15(482-462) = 8855мм3
V2ф = 2(120 · 116 – 3,14 · 462) = 14552мм3
Vкр = 2(165 · 168 - 133 · 136) = 19264мм3
Vл = 2 · 2 · 226 · 30 = 27120мм3
V = 2 · 14356 + 2 · 29013 + 2 · 8855 + 2 · 14552 + 19264 + 27120 = 179936мм3 ≈
≈ 180см3
тпр = 180 · 7,5 = 1350г = 1,35кг
тз = 6,25 + 1,35 + 0,6 = 8,2кг
Визначаємо вартість заготовки по другому варіанту згідно з формулою (14). Причому вартість лиття в кокіль С1можл = 10000грн.
Порівняльну характеристику варіантів приводимо в таблиці 4.
Таблиця 4.
Порівняльна характеристика варіантів заготовки.
| Вид заготовки | Кв.м. | Вартість заготовки, грн |
| Лиття в пісчані форми | 0,63 | 41,58 |
| Лиття в кокіль | 0,76 | 82 |
Висновок. Хоча і вартість заготовки по проектованому варіанту майже у 2 рази вища, але ми досягли підвищення коефіцієнту використання матеріалу. А враховуючи те, що при другому варіанті ми можемо відмовитися від більшості чорнових операцій, і при цьому значно понизиться трудоємність обробки деталі, то можна вважати другий варіант більш економічним.
3.4. Розробка маршруту механічної обробки деталі з вибором технологічних баз і обладнання.
Таблиця 5.
Маршрутний технологічний процес
| Номер операції | Назва операції | Технологічна база | Обладнання, яке використовується |
| 005 | Заготівельна (лиття в кокіль) | ||
| 010 | Термічна | ||
| 015 | Свердлильно-фрезерно-розточна | Торцева поверхня фланцю отв Ш 96Н11 | Оброблюючий центр моделі ИС 800 ПМФ4 |
| 020 | Свердлильно-фрезерно-розточна | Пов. 10 | Оброблюючий центр моделі ИС 800 ПМФ4 |
| 025 | Контрольна | ||
| 030 | Слюсарна | Верстак | |
| 035 | Контрольна | ||
| 040 | Миїчна | Миїчна машина М2-А | |
| 045 | Контрольна | ||
| 050 | Фарбувальна |
3.5. Характеристика обладнання, яке використовується при виготовленні деталі.
Обладнання: оброблюючий центр моделі ИС 800 ПМФ4
Коротка характеристика ИС 800 ПМФ4
| Розмір робочої поверхні столу, мм | 880 Ч 800 |
| Найбільший діаметр торцевої фрези, мм | 160 |
| Найбільший діаметр свердління, мм | 40 |
| Найбільший діаметр розточування, мм | 160 |
| Частота обертання шпинделя, об/хв | 21,2 - 3000 |
| Кількість інструментів в магазині, шт | 30 |
| Габаритні розміри станка, мм | 6755 Ч 8830 Ч 3455 |
| Загальна маса станка, кг | 22745 |
Технологічний перехід:
Розточити поверхню 16 начорно до Ш95+0,35
Ріжучий інструмент: розточити різець з кутами у плані
= 60˚ і твердосплавною пластинкою ВК 8, ГОСТ 18882-73.Вимірювальний інструмент: штангенциркуль ШЦІ 125-0,1 ГОСТ 166-89.
Допоміжний інструмент: оправка.
3.6. Визначення припусків і встановлення операційних розмірів, допусків для поверхні Ш96Н11(+0,22). Побудова схеми розташування полів допусків і припусків для цієї поверхні.
Визначаємо проміжні припуски і проміжні розміри при обробці поверхні отвору Ш96Н11(+0,22). Матеріал деталі СЧ-20 ГОСТ 1412-85, маса деталі 6,25 кг. Деталь має твердість 170-241 НВ. Вихідна заготівка, відливка, отримується литтям в кокіль.
Тип виробництва – середньо серійне. Обробку виконують на оброблюючому центрі мод. ИС 800 ПМФ4.
Складаємо технологічний маршрут обробки поверхні Ш96Н11(+0,22):
операція 005 росточна чорнова,
операція 010 росточна чистова.
Точність і якість поверхні після механічної обробки визначаємо по таблиці
( 7, с.134 )
Допуски на виготовлення деталі вибираємо по таблицям для відлитих заготовок по ГОСТ 1855-85.
Визначаємо величину проміжного припуску для поверхонь типу тіл обертання
(7, с. 57) за формулою (15)
2 · Ζтіп = 2(
) (15)де Rz – висота мікронерівностей поверхні, залишившихся при виконанні попереднього переходу,мкм;
Т – глибина дефектного поверхневого слою ,який залишився при виконанні попереднього переходу, мкм;